2023-2024學年福建省福州市福建師大附中物理高二第一學期期末綜合測試試題含解析

2023-2024學年福建省福州市福建師大附中物理高二第一學期期末綜合測試試題注意事項：1．答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準考證號、考場號和座位號填寫在試題卷和答題卡上。用2B鉛筆將試卷類型（B）填涂在答題卡相應(yīng)位置上。將條形碼粘貼在答題卡右上角"條形碼粘貼處"。2．作答選擇題時，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目選項的答案信息點涂黑；如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案。答案不能答在試題卷上。3．非選擇題必須用黑色字跡的鋼筆或簽字筆作答，答案必須寫在答題卡各題目指定區(qū)域內(nèi)相應(yīng)位置上；如需改動，先劃掉原來的答案，然后再寫上新答案；不準使用鉛筆和涂改液。不按以上要求作答無效。4．考生必須保證答題卡的整潔?？荚嚱Y(jié)束后，請將本試卷和答題卡一并交回。一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、A、B兩物體在同一直線上運動，t=0時在同一位置，它們的v-t圖像如圖所示，下列說法正確的是()A.0~20s，A在B的前面，20~40s，B在A的前面B.20s末，A、B在同一位置，且A、B速度相等C.40s末，A、B在同一位置，A的速度大于B的速度D.40s末，A、B之間的最大距離是50m2、質(zhì)量為m的帶電小球在a點水平射入豎直向上的勻強電場中，運動軌跡如圖所示，則正確的說法是（）A.小球帶負電B.小球在b點的加速度大于在a點的加速度C.小球的電勢能減小D.小球從a到b做勻速圓周運動3、如圖所示，虛線表示某電場的等勢面，一帶電粒子僅在電場力作用下由A運動到B的徑跡如圖中實線所示，粒子在A、B點的加速度分別為aA、aB，電勢能分別為EA、EB，下列判斷正確的是（）A.aA＞aB，EA＞EB B.aA＞aB，EA＜EBC.aA＜aB，EA＞EB D.aA＜aB，EA＜EB4、圖中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（）A.磁鐵穿過不閉合鐵環(huán)B.導體棒分別向左右運動C.通電導線置于閉合鐵環(huán)正上方D.無限大的磁場中平動的閉合鐵框5、如圖中半徑為的金屬圓盤在垂直于盤面的勻強磁場中,繞軸以角速度沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動,則通過電阻的電流的方向和大小是(金屬圓盤的電阻不計)()A.由到,B.由到,C.由到,D.由到,6、如圖，平行板電容器的兩個極板與水平地面成一角度，兩極板與一直流電源相連。若一帶電粒子恰能沿圖中所示水平直線通過電容器，則在此過程中，該粒子（）A.所受重力與電場力平衡 B.電勢能逐漸增加C.動能逐漸增加 D.做勻變速直線運動二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件，廣泛應(yīng)用于測量和自動控制等領(lǐng)域。如圖是霍爾元件的工作原理示意圖，一塊長為a，寬為c的矩形半導體霍爾元件，元件內(nèi)的導電粒子是電荷量為e的自由電子，通入圖示方向的電流I時，電子的定向移動速度為v，當磁感應(yīng)強度B垂直于霍爾元件的工作面向下時，前后兩側(cè)面會形成電勢差U，下列說法中正確的是A.前、后表面間電壓U與v無關(guān) B.前表面的電勢比后表面的高C.自由電子受到的洛倫茲力大小為 D.前、后表面間的電壓U與c成正比8、圖為質(zhì)譜儀的工作原理示意圖，帶電粒子被加速電場加速后，進入速度選擇器速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強磁場和勻強電場的強度分別為B和平板S上有可讓粒子通過的狹縫P和記錄粒子位置的膠片平板S下方有強度為的勻強磁場下列表述正確的是A.粒子帶正電B.速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向里C.能通過的狹縫P的帶電粒子的速率等于D.粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的荷質(zhì)比越小9、中國科學家首次觀察到反?；魻栃?yīng)．以下來分析一個常規(guī)霍爾效應(yīng)：如圖所示，厚度為h，寬度為d的導體板放在垂直于它的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中．當電流通過導體板時，在導體板的上表面A和下表面A′之間會產(chǎn)生電勢差，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)．實驗表明，當磁場不太強時，電勢差U、電流I和B的關(guān)系式為，式中的比例系數(shù)K稱為霍爾系數(shù)，設(shè)導體板單位體積中自由電子的個數(shù)為n，電子量為e．則下列說法正確的是（）A.A的電勢高于A′的電勢B.A的電勢低于A′的電勢C.霍爾系數(shù)D.霍爾系數(shù)10、如圖所示，平行板電容器的下極板接地，使上極板正帶電后，其電勢為φ．以下方法中，能使上極板電勢φ升高的是A.縮小兩極板間的距離B.加大兩極板間的距離C.在兩極板間插入電介質(zhì)D.使兩極板的正對面積減小一些三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）在描繪一個標有“6.3V0.3A”小燈泡伏安特性曲線的實驗中，要求燈泡兩端的電壓由零逐漸增加到6.3V，并便于操作．已選用的器材有：學生電源（電動勢為9V，內(nèi)阻約1Ω）；電流表（量程為0~0.6A，內(nèi)阻約0.2Ω；量程為0~3A，內(nèi)阻約0.04Ω）；電壓表（量程為0~3V，內(nèi)阻約3kΩ；0~15V，內(nèi)阻約15kΩ）；開關(guān)一個、導線若干（1）實驗中還需要選擇一個滑動變阻器，現(xiàn)有以下兩個滑動變阻器，則應(yīng)選其中的_________（選填選項前的字母）A．滑動變阻器（最大阻值10Ω，最大允許電流1A)B．滑動變阻器（最大阻值1500Ω，最大允許電流0.3A)（2）實驗電路圖應(yīng)選用圖1中的_________（選填“甲”或“乙”）（3）請根據(jù)（2）中所選的電路圖，補充完成圖2中實物電路的連線（4）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，畫出的小燈泡I-U圖線如圖3所示．由此可知，當小燈泡兩端的電壓增加時，小燈泡的電阻值將________（選填“變大”或“變小”）12．（12分）某同學通過實驗測定一個阻值約為5Ω的電阻Rx的阻值(1)現(xiàn)有電源(4V，內(nèi)阻可不計)、滑動變阻器(0～50Ω，額定電流2A)、開關(guān)和導線若干，以及下列電表：A．電流表(0～3A，內(nèi)阻約0.025Ω)B．電流表(0～0.6A，內(nèi)阻約0.125Ω)C．電壓表(0～3V，內(nèi)阻約3kΩ)D．電壓表(0～15V，內(nèi)阻約15kΩ)為減小測量誤差，在實驗中，電流表應(yīng)選用______，電壓表應(yīng)選用______(選填器材前的字母)(2)接通開關(guān)，改變滑動變阻器滑片P的位置，并記錄對應(yīng)的電流表示數(shù)I、電壓表示數(shù)U．某次電表示數(shù)如圖所示，可得該電阻的測量值Rx＝______Ω．(保留2位有效數(shù)字)(3)若在本次實驗中選用甲電路，產(chǎn)生誤差的主要原因是________；若在本次實驗中選用乙電路，產(chǎn)生誤差的主要原因是______．(選填選項前的字母)A．電流表測量值小于流經(jīng)Rx的電流值B．電流表測量值大于流經(jīng)Rx的電流值C．電壓表測量值小于Rx兩端的電壓值D．電壓表測量值大于Rx兩端的電壓值四、計算題：本題共3小題，共38分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）ABC表示豎直放在電場強度為E=104V/m的水平勻強電場中的絕緣光滑軌道，其中軌道的BC部分是半徑為R的圓環(huán)，軌道的水平部分與半圓環(huán)相切．A為水平軌道上的一點，而且AB=R=0.2m，把一質(zhì)量m=0.1kg，帶電量為q=+C的小球，放在A點由靜止釋放后，求：（g=10m/s2）(1)小球到達C點的速度大小(2)小球在C點時，軌道受到的壓力大小14．（16分）如圖所示，水平放置的兩塊長直平行金屬板a、b相距d=0.10m，a、b間的電場強度為E=5.0×105N/C，b板下方整個空間存在著磁感應(yīng)強度大小為B=6.0T、方向垂直紙面向里的勻強磁場.今有一質(zhì)量為m=4.8×10-25kg、電荷量為q=1.6×10-18C的帶正電的粒子(不計重力)，從貼近a板的左端以v0=1.0×106m/s的初速度水平射入勻強電場，剛好從狹縫P處穿過b板而垂直進入勻強磁場，最后粒子回到b板的Q處（圖中未畫出）．求P、Q之間的距離L15．（12分）如圖，兩根間距為L＝0.5m的平行光滑金屬導軌間接有電動勢E＝3V、內(nèi)阻r＝1Ω的電源，導軌平面與水平面間的夾角θ＝37°．金屬桿ab垂直導軌放置，質(zhì)量m＝0.2kg．導軌與金屬桿接觸良好且金屬桿與導軌電阻均不計，整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中．當R0＝1Ω時，金屬桿ab剛好處于靜止狀態(tài)，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8（1）求磁感應(yīng)強度B的大??；（2）若保持B的大小不變而將方向改為垂直于斜面向上，求金屬桿的加速度

參考答案一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、C【解析】A.開始階段，A的速度較大，A跑在甲的前面，20s后的一段時間內(nèi)，B的速度較大，A仍在B的前面，直到40s末兩者相遇，故A錯誤B.在第20s末兩物體速度相等，由圖線的“面積”看出，這段時間內(nèi)A的位移大于B的位移，B還沒有追上A，故B錯誤C.由圖可知，40s末兩者位移相等，此時A、B在同一位置，A的速度大于B的速度，故C正確D.在追上前，速度相等時，相距最遠，故20s末相距最遠，40s末時兩物體相遇，距離為0，故D錯誤；故選C。2、C【解析】A、由圖示可知，小球向上偏轉(zhuǎn)，小球受到的電場力向上，電場力方向與場強方向相同，則小球帶正電，故A錯誤；B、小球受到的電場力與重力恒定不變，小球受到的合力不變，由牛頓第二定律可知，小球的加速度不變，故B錯誤；C、在運動過程中電場力對小球做正功，電勢能減小，故C正確；D、因小球受到的力為恒力，不可能有始終指向圓心的向心力，故小球不可能做圓周運動，故D錯誤3、D【解析】根據(jù)粒子軌跡的彎曲方向可知帶電粒子受到的是靜電斥力，根據(jù)U=Ed知，等差等勢面越密的位置場強越大，B處等差等勢面較密集，則場強大，帶電粒子所受的電場力大，加速度也大，即aA＜aB根據(jù)沿著電場線方向，電勢是降低的，結(jié)合運動軌跡，可知，粒子帶負電，當從A到B，電場線對帶負電粒子做負功，電勢能增加，則知B點電勢能大，即EA＜EB故選D。4、B【解析】A．磁鐵穿過不閉合鐵環(huán)時，能產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，但不能形成感應(yīng)電流，選項A錯誤；B．導體棒分別向左右運動時，閉合電路的磁通量變化，會產(chǎn)生感應(yīng)電流，選項B正確；C．通電導線置于閉合鐵環(huán)正上方時，穿過鐵環(huán)的磁通量總為零，則無感應(yīng)電流，選項C錯誤；D．無限大的磁場中平動的閉合鐵框，磁通量不變，不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，選項D錯誤；故選B。5、D【解析】金屬圓盤在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，可以等效為無數(shù)根長為r的導體棒繞O點做勻速圓周運動，其產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小為E＝Br2ω/2，由右手定則可知其方向由外指向圓心，故通過電阻R的電流I＝Br2ω/(2R)，方向由d到c，故選D項6、D【解析】AD．根據(jù)題意可知，粒子做直線運動，則電場力與重力的合力與速度方向同線，粒子做勻變速直線運動，因此A錯誤，D正確；BC．電場力和重力的合力水平向左，但是不知道粒子從左向右運動還是從右向左運動，故無法確定電場力做正功還是負功，則不確定粒子動能是增加還是減少，電勢能減少還是增加，故BC錯誤。故選D?！军c睛】考查根據(jù)運動情況來確定受力情況，帶電粒子在場中受到電場力與重力，根據(jù)粒子的運動軌跡，結(jié)合運動的分析，可知電場力垂直極板向上，從而可確定粒子的運動的性質(zhì)，及根據(jù)電場力做功來確定電勢能如何變化。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、BC【解析】B．電流方向向右，電子向左定向移動，根據(jù)左手定則判斷可知，電子所受的洛倫茲力方向向里，則后表面積累了電子，前表面的電勢比后表面的電勢高，故B正確。AD．由電子受力平衡可得：，解得：U=Bva，所以前、后表面間的電壓U與v成正比，前、后表面間的電壓U與c無關(guān)，故AD錯誤。C．穩(wěn)定時自由電子受力平衡，受到的洛倫茲力等于電場力，即為：，故C正確。故選BC。8、AC【解析】根據(jù)帶電粒子經(jīng)加速后進入速度選擇器，速度為粒子可通過選擇器，然后進入，打在S板的不同位置，根據(jù)粒子在勻強磁場中的圓周運動的軌跡，運用左手定則可以判斷粒子帶正電還是負電，以及速度選擇器中的磁場的方向詳解】粒子垂直磁場向下進入磁場，根據(jù)左手定則可知，粒子帶正電，故A正確；粒子帶正電，則受電場力向右，由左手定則可判斷磁場方向垂直直面向外，故B錯誤；由，得，此時離子受力平衡，可沿直線穿過選擇器，故C正確；由，知R越小，荷質(zhì)比越大，故D錯誤9、BD【解析】根據(jù)左手定則判斷電子的偏轉(zhuǎn)方向，從而確定電勢的高低．抓住電子所受的洛倫茲力和電場力平衡，結(jié)合電流的微觀表達式求出霍爾系數(shù)的大小【詳解】根據(jù)左手定則知，電子向A板偏轉(zhuǎn)，則A的電勢低于A′的電勢，因為I=nevS=nevhd，解得，根據(jù)evB＝e，解得U=vhB＝，因為U=，則霍爾系數(shù)K=．故BD正確，AC錯誤．故選BD【點睛】解決本題的關(guān)鍵掌握左手定則判斷洛倫茲力的方向，注意偏轉(zhuǎn)的是電子，掌握電流的微觀表達式，結(jié)合洛倫茲力和電場力平衡進行求解10、BD【解析】A項：縮小兩極板間的距離，由公式可知，電容增大，由公式可知，U減小，由于下極板接地，所以上板的電勢降低，故A不可行；B項：加大兩極板間的距離，由公式可知，電容減小，由公式可知，U增大，由于下極板接地，所以上板的電勢升高，故B可行；C項：在兩極板間插入電介質(zhì)即介電常數(shù)增大，由公式可知，電容增大，由公式可知，U減小，由于下極板接地，所以上板電勢降低，故C不可行；D項：使兩極板的正對面積減小一些，由公式可知，電容減小，由公式可知，U增大，由于下極板接地，所以上板的電勢升高，故D可行故選BD三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、①.（1）A②.（2）乙（3）③.（4）變大【解析】（1）（2）根據(jù)題目要求確定滑動變阻器與電流表的接法，然后選擇實驗電路；（3）根據(jù)實驗電路圖連接實物電路圖；（4）根據(jù)圖象，應(yīng)用歐姆定律及影響燈絲電阻的因素分析答題【詳解】：（1）實驗要求燈泡兩端的電壓需要由零逐漸增加到3V，則滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，所以要選擇最大值比較小的A；（2）燈泡正常發(fā)光時的電阻為，該電阻值相對于電壓表屬于小電阻，所以電流表應(yīng)采用外接法，且要求燈泡兩端的電壓由零逐漸增加到6.3V，則滑動變阻器需要分壓式，因此實驗電路應(yīng)選乙；（3）根據(jù)實驗電路圖連接實物電路圖，實物電路圖如圖所示：（4）在I-U圖象中，各個點與坐標原點連線的斜率表示電阻的倒數(shù)，由圖可知，隨電壓增大，各點與坐標原點的連線的斜率減小，所以可知待測電阻的電阻值增大【點睛】對電學實驗要明確以下情況滑動變阻器必須用分壓式接法：①要求電壓或電流從零調(diào)；②變阻器的全電阻遠小于待測電阻；③用限流接法時通過電流表的電流大于電流表的量程12、①.B,②.C③.5.2④.B⑤.D【解析】解：（1）因電源的電壓為4V，因此電壓表選擇3V量程；由于阻值約為5Ω的電阻Rx的，根據(jù)歐姆定律可知，電流的最大值為0.8A，從精確角來說，所以電流表選擇0.6A的量程。（2）電壓表的讀數(shù)為U=2.60V；電流表的讀數(shù)為I=0.50A；電阻阻值：（3）甲圖采用的是電流表外接法，實際上電壓表并不是理想電表，所以電壓表也有電流通過，電流表測量的電流是流經(jīng)Rx和電壓表的電流之和，所以產(chǎn)生誤差的主要原因是電流表測量值大于流經(jīng)Rx的電流值，導致測量的電阻Rx比實際偏小