2024屆湖南省寧鄉(xiāng)一中物理高二第一學(xué)期期末考試試題含解析

2024屆湖南省寧鄉(xiāng)一中物理高二第一學(xué)期期末考試試題注意事項(xiàng)：1．答題前，考生先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號填寫清楚，將條形碼準(zhǔn)確粘貼在考生信息條形碼粘貼區(qū)。2．選擇題必須使用2B鉛筆填涂；非選擇題必須使用0．5毫米黑色字跡的簽字筆書寫，字體工整、筆跡清楚。3．請按照題號順序在各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效；在草稿紙、試題卷上答題無效。4．保持卡面清潔，不要折疊，不要弄破、弄皺，不準(zhǔn)使用涂改液、修正帶、刮紙刀。一、單項(xiàng)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(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、如圖所示，在傾角為α的光滑斜面上，垂直紙面放置一根長為L、質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒，取重力加速度為g。整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場中，在導(dǎo)體棒中通以垂直紙面向外的恒定電流I時(shí)，欲使導(dǎo)體棒靜止在斜面上，且勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度取最小值，則關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向，下列說法正確的是A.大小為，方向?yàn)樗较蛴?B.大小為，方向?yàn)樨Q直向下C.大小為，方向?yàn)榇怪毙泵嫦蛳?D.大小為，方向?yàn)檠刂泵嫦蛏?、勞倫斯和利文斯設(shè)計(jì)出回旋加速器，工作原理示意圖如圖所示。置于高真空中的半徑為R的D形金屬盒中，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時(shí)間可忽略。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與盒面垂直，高頻交變電壓u的頻率為f．若A處粒子源產(chǎn)生的質(zhì)子質(zhì)量為m、電荷量為＋q，在加速器中被加速，且加速過程中不考慮相對論效應(yīng)和重力的影響。用該回旋加速器加速質(zhì)子，為了使質(zhì)子獲得的動能減小為原來的，可采用下列哪種方法A.將其磁感應(yīng)強(qiáng)度增大為原來的3倍B.將其磁感應(yīng)強(qiáng)度增大為原來的9倍C.將D形盒的半徑減小為原來的倍D.將D形盒的半徑減小為原來的倍3、如圖，物塊在水平恒力F的作用下，靜止在光滑的斜面上，恒力F=3N，斜面傾角為37°，（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）則物塊的質(zhì)量是（）A.0.1kg B.0.2kgC.0.3kg D.0.4kg4、如圖，半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場，半徑OC與OB夾角為60°．一電子以速率v從A點(diǎn)沿直徑AB方向射入磁場，從C點(diǎn)射出．電子質(zhì)量為m、電荷量為e，不計(jì)電子重力，下列說法正確的是（）A.磁場方向垂直紙面向里B.磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為C.電子在磁場中的運(yùn)動時(shí)間為D.若電子速率變?yōu)椋砸獜腃點(diǎn)射出，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小應(yīng)變?yōu)樵瓉淼?倍5、如圖所示，實(shí)線為方向未知的三條電場線，虛線1和2為等勢線．a(chǎn)、b兩個(gè)帶電粒子以相同的速度從電場中M點(diǎn)沿等勢線1的切線飛出，粒子僅在電場力作用下的運(yùn)動軌跡如圖中虛線所示，則在開始運(yùn)動的一小段時(shí)間內(nèi)，以下說法正確的是()A.a受到的電場力較小，b受到的電場力較大B.a的速度將減小，b的速度將增大C.a一定帶正電，b一定帶負(fù)電D.a、b兩個(gè)粒子所帶電荷電性相反6、勻強(qiáng)磁場中一個(gè)運(yùn)動的帶電粒子，運(yùn)動速度v方向如圖所示，下列說法正確的是()A.若粒子帶負(fù)電，所受洛倫茲力的方向向下B.若粒子帶正電，所受洛倫茲力的方向向下C.若粒子帶負(fù)電，運(yùn)動速率v一定減小D.若粒子帶正電，運(yùn)動速率v一定增大二、多項(xiàng)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(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)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、如圖為一種質(zhì)譜儀示意圖，由加速電場、靜電分析器和磁分析器組成，若靜電分析器通道中心線的半徑為R，通道內(nèi)均勻輻射電場在中心線處的電場強(qiáng)度大小為E，磁分析器有范圍足夠大的有界勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向外，一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子從靜止開始經(jīng)加速電場加速后沿中心線通過靜電分析器，由P點(diǎn)垂直邊界進(jìn)入磁分析器，最終打到膠片上的Q點(diǎn)，不計(jì)粒子重力，下列說法中正確的是A極板M比極板N電勢低B.加速電場的電壓C.直徑D.若一群粒子從靜止開始經(jīng)過上述過程都落在膠片上同一點(diǎn)，則該群粒子具有相同的比荷8、如圖所示，在傾角為的光滑軌道上，質(zhì)量為的金屬桿垂直軌道放置，軌道間距為．接通電源，金屬桿中通過的電流為．當(dāng)加上垂直于金屬桿的某一方向的勻強(qiáng)磁場后，桿處于靜止?fàn)顟B(tài)，則所加磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小可能是A. B.C. D.9、兩個(gè)相同的小球在同一高度處，以大小相等的初速度分別做豎直上拋和豎直下拋運(yùn)動。忽略阻力，下列表述正確的有（）A.落地時(shí)，兩球的動能相等 B.從拋出到落地兩球經(jīng)過的路程相等C.落地時(shí)，兩球的機(jī)械能相等 D.從拋出到落地兩球的位移相同10、關(guān)于物理學(xué)史，下列說法中正確的是()A.電荷量e的數(shù)值最早是由美國物理學(xué)家密立根測得的B.法拉第不僅提出了場的的概念，而且直觀地描繪了場的清晰圖象C.安培通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，首次揭示了電與磁的聯(lián)系D.楞次通過線圈實(shí)驗(yàn)首次發(fā)現(xiàn)了磁生電現(xiàn)象三、實(shí)驗(yàn)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）(1)用螺旋測微器測圓柱體的直徑時(shí)，示數(shù)如圖甲所示，此示數(shù)為________________mm。(2)一游標(biāo)卡尺的主尺最小分度為1mm，游標(biāo)上有10個(gè)小等分間隔，現(xiàn)用此卡尺來測量工件的直徑，如圖乙所示。該工件的直徑為_____________mm。12．（12分）用如圖所示的裝置來探究小球做圓周運(yùn)動所需向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系．兩個(gè)變速輪塔通過皮帶連接，轉(zhuǎn)動手柄使長槽和短槽分別隨變速輪塔勻速轉(zhuǎn)動，槽內(nèi)的鋼球就做勻速圓周運(yùn)動．橫臂的擋板對鋼球的壓力提供向心力，鋼球?qū)醢宓姆醋饔昧νㄟ^橫臂的杠桿作用使彈簧測力筒下降，從而露出標(biāo)尺，標(biāo)尺上的紅白相間的等分格顯示出兩個(gè)鋼球所受向心力的比值．如圖是探究過程中某次實(shí)驗(yàn)時(shí)裝置的狀態(tài)（1）在研究向心力的大小F與質(zhì)量m關(guān)系時(shí)，要保持_____相同A．ω和rB．ω和mC．m和rD．m和F（2）圖中所示，兩個(gè)鋼球質(zhì)量和半徑相等，則是在研究向心力的大小F與______的關(guān)系A(chǔ)．質(zhì)量mB．半徑rC．角速度ω（3）若圖中標(biāo)尺上紅白相間的等分格顯示出兩個(gè)小球所受向心力的比值為1:9，與皮帶連接的兩個(gè)變速輪塔的半徑之比為______A．1:3B．3:1C．1:9D．9:1.四、計(jì)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(qiáng)度為E=104V/m的水平勻強(qiáng)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(diǎn)，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(diǎn)由靜止釋放后，求：（g=10m/s2）(1)小球到達(dá)C點(diǎn)的速度大小(2)小球在C點(diǎn)時(shí)，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(qiáng)度為E=5.0×105N/C，b板下方整個(gè)空間存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=6.0T、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)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(jì)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(qiáng)電場，剛好從狹縫P處穿過b板而垂直進(jìn)入勻強(qiáng)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(dǎo)軌間接有電動勢E＝3V、內(nèi)阻r＝1Ω的電源，導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ＝37°．金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，質(zhì)量m＝0.2kg．導(dǎo)軌與金屬桿接觸良好且金屬桿與導(dǎo)軌電阻均不計(jì)，整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中．當(dāng)R0＝1Ω時(shí)，金屬桿ab剛好處于靜止?fàn)顟B(tài)，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8（1）求磁感應(yīng)強(qiáng)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(xiàng)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(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、C【解析】對導(dǎo)體棒受力分析，受重力mg、支持力FN和安培力FA，三力平衡，合力為零，將支持力FN和安培力FA合成，合力與重力相平衡，如圖，當(dāng)安培力平行斜面向上是，安培力最小，由公式可知，此時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，由平衡可得得由左手定則可知，磁場方向?yàn)榇怪毙泵嫦蛳?。故選C。2、C【解析】回旋加速器通過電場加速，磁場回旋，最后從磁場離開，由洛倫茲力提供向心力可得：可得粒子的最大速度為：故最大動能為：為了使質(zhì)子獲得的動能減小為原來的，因此將其磁感應(yīng)強(qiáng)度減小為原來的倍，或?qū)形盒的半徑減小為原來的倍；故C正確，ABD錯誤；故選C。3、D【解析】由平衡可知：解得m=0.4kg.A．0.1kg，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)A錯誤；B．0.2kg，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)B錯誤；C．0.3kg，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)C錯誤；D．0.4kg，與結(jié)論相符，選項(xiàng)D正確；故選D.4、B【解析】A.根據(jù)左手定則，磁場方向垂直紙面向外，故A錯誤；B.由題意得，電子的運(yùn)動半徑恰好等于，解得，故B正確；C.運(yùn)動周期，電子在圓形區(qū)域的運(yùn)動時(shí)間，故C錯誤；D.電子的運(yùn)動半徑恰好等于，若電子速率變?yōu)?，仍要從C點(diǎn)射出，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小應(yīng)變?yōu)樵瓉淼?，故D錯誤；5、D【解析】A．電場線的疏密表示電場的強(qiáng)弱，由圖可知，越向左場強(qiáng)越小，越向右場強(qiáng)越大，故a出發(fā)后的一小段時(shí)間內(nèi)其所處的位置的場強(qiáng)越來越小，而b出發(fā)后的一小段時(shí)間內(nèi)其所處的位置場強(qiáng)越來越大，所以出發(fā)后的一小段時(shí)間內(nèi)a受到的電場力變小，b受到的電場力變大。但是不知道ab兩電荷的電量關(guān)系，不能比較ab兩點(diǎn)荷所受電場力的大小，故A錯誤。B．由于出發(fā)后電場力對兩電荷都做正功，故兩電荷的動能都越來越大，則兩個(gè)電荷的速度都越來越大，故B錯誤。C．由于不知道場強(qiáng)的方向，故不能確定電場力的方向與場強(qiáng)方向的關(guān)系，所以不能確定ab兩電荷的電性。故C錯誤。D．由于兩電荷所受的電場力的方向相反，故a、b兩粒子所帶的電荷的電性相反。故D正確。故選D。6、B【解析】由左手定則可知，若粒子帶負(fù)電，所受洛倫茲力的方向向上；若粒子帶正電，所受洛倫茲力的方向向下，選項(xiàng)B正確，A錯誤；因洛倫茲力不做功，故無論是正電還是負(fù)電，粒子的速率都是不變的，故選項(xiàng)CD錯誤；故選B.考點(diǎn)：左手定則【名師點(diǎn)睛】此題是對左手定則的考查；要知道判斷帶電粒子在磁場中的受力方向用左手定則，注意四指指正電荷的運(yùn)動方向或者負(fù)電荷運(yùn)動方向的反方向，這是易錯點(diǎn)；洛倫茲力對帶電粒子是不做功的.二、多項(xiàng)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(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)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、CD【解析】粒子經(jīng)加速電場加速后進(jìn)入靜電分析器在電場力的作用下做勻速圓周運(yùn)動，因此由電場力指向圓心可知粒子帶正電，因此加速電場的場強(qiáng)方向由M指向N，所以M極板的電勢高，故A錯誤；在加速電場由動能定理由，在分析器內(nèi)做圓周運(yùn)動，因此由，聯(lián)立可得，故B錯誤；粒子進(jìn)入磁場后再洛倫茲力的作用下做勻速圓周運(yùn)動，由，可得，故C正確，通過C可以看出直徑和粒子的比荷有關(guān)，因此通過膠片同一點(diǎn)的粒子比荷相同，故D正確8、AB【解析】分析受力可知，安培力與軌道彈力的合力與平衡，則安培力的最小值為．當(dāng)磁場與斜面垂直時(shí)安培力最小，，所以，任何不小于的值都是可能的，故AB正確，CD錯誤；故選AB9、ACD【解析】A．設(shè)兩球原來離地高度為h，兩球質(zhì)量均為m，初速度大小為v0。兩個(gè)球在運(yùn)動的過程中機(jī)械能守恒，根據(jù)機(jī)械能守恒定律，則可得落地時(shí)的動能為因m、h、v0均相等，則兩球落地時(shí)動能相等，故A正確；B．根據(jù)路程是物體運(yùn)動軌跡的長度，可知從拋出到落地兩球經(jīng)過的路程不等，豎直上拋的物體路程較長，故B錯誤；C．初始時(shí)兩球的機(jī)械能相等，在運(yùn)動過程中兩球的機(jī)械能均保持不變，所以落地時(shí)，兩球的機(jī)械能相等，故C正確；D．兩個(gè)小球的初位置和末位置都相同，故兩個(gè)球的落地時(shí)位移相同，故D正確。故選ACD。10、AB【解析】A、電荷量e的數(shù)值最早是由美國物理學(xué)家密立根通過實(shí)驗(yàn)測得的，他發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中所有被測量的油滴微粒的帶電量均為一個(gè)最小電荷單元的整數(shù)倍，這個(gè)最小單元為元電荷，電荷量為，故A正確；B、法拉第不僅提出了場的概念，并引入了電場線、磁場線來描述電場和磁場，故B正確；C、奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，C錯誤；D、法拉第通過線圈實(shí)驗(yàn)首次發(fā)現(xiàn)了磁生電的現(xiàn)象，D錯誤故選AB【點(diǎn)睛】本題考查物理學(xué)史，是常識性問題，對于物理學(xué)上重大發(fā)現(xiàn)、發(fā)明、著名理論要加強(qiáng)記憶，這也是考試內(nèi)容之一三、實(shí)驗(yàn)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、①.8.116~8.119②.29.8【解析】(1)[1]螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為8mm，可動刻度讀數(shù)為

01×11.7mm=0.117mm所以最終讀數(shù)為：8mm+0.117mm=8.117mm由于需要估讀因此在范圍8.116-8.118內(nèi)均正確。(2)[2]游標(biāo)卡尺的固定刻度讀數(shù)為29mm，游標(biāo)讀數(shù)為

1×8=0.8mm所以最終讀數(shù)為：29mm+0.8mm=29.8mm12、①.A②.C③.B【解析】（1）[1]．在研究向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系時(shí)，需先控制某些量不變，研究另外兩個(gè)物理量的關(guān)系，該方法為控制變量法．故選A（2）[2]．兩個(gè)鋼球質(zhì)量和半徑相等，則是在研究向心力的大小F與角速度的關(guān)系，故選C（3）[3]．根據(jù)F=mω2r，兩球的向心力之比為1：9，半徑和質(zhì)量相等，則轉(zhuǎn)動的角速度之比為1：3，因?yàn)榭科鲃?，變速輪塔的線速度大小相