甘肅省廣河縣三甲集中學(xué)2023-2024學(xué)年物理高二上期末學(xué)業(yè)水平測試試題含解析

甘肅省廣河縣三甲集中學(xué)2023-2024學(xué)年物理高二上期末學(xué)業(yè)水平測試試題注意事項：1．答題前，考生先將自己的姓名、準考證號填寫清楚，將條形碼準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，不準使用涂改液、修正帶、刮紙刀。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、如圖所示,在兩水平金屬板構(gòu)成的器件中,存在勻強電場與勻強磁場,電場強度E和磁感應(yīng)強度B相互垂直,以某一水平速度進入的不計重力的帶電粒子恰好能沿直線運動,下列說法正確的是()A.粒子一定帶負電B.粒子的速度大小v=B/EC.若粒子速度大小改變,粒子將做曲線運動D.若粒子速度大小改變,電場對粒子的作用力會發(fā)生改變2、某同學(xué)在研究通電導(dǎo)線在磁場中受力時，先將同一個電流元（IL），垂直磁場放在A、B、C三個位置；然后在B點，垂直磁場放入不同的電流元（分別為IL、2I·L、I·2L），觀察所受安培力大小，如圖所示。由此實驗和數(shù)據(jù)，能得到的結(jié)論是（）A.同一電流元在磁場的不同點，所受安培力大小不同，安培力與電流元的比值相同B.不同電流元在磁場的同一點，所受安培力大小不同，安培力與電流元的比值不同C.磁感應(yīng)強度大小與安培力大小成正比，與電流元（IL）成反比D.安培力與電流元的比值是反映磁場自身性質(zhì)的物理量，與電流元無關(guān)3、如圖（a）螺線管內(nèi)有平行于軸線的外加勻強磁場，以圖中箭頭所示方向為其正方向螺線管與導(dǎo)線框cdef相連，導(dǎo)線框內(nèi)有一小金屬圓環(huán)L，圓環(huán)與導(dǎo)線框在同一平面內(nèi)。當(dāng)螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強度B隨時間t按圖（b）所示規(guī)律變化時（）A.在t2﹣t3時間內(nèi)，L內(nèi)有逆時針方向感應(yīng)電流B.在t3﹣t4時間內(nèi)，L內(nèi)有逆時針方向的感應(yīng)電流C.在t1～t2時間內(nèi)，L有擴張趨勢D.在t3～t4時間內(nèi)，L有擴張趨勢4、如圖所示，一段不可伸長的輕質(zhì)細繩長為L，一端固定在O點，另一端系一個質(zhì)量為m的小球（可視為質(zhì)點），保持細繩處于伸直狀態(tài)，把小球拉到跟O點登高的位置由靜止釋放，在小球擺到最低點的過程中，不計空氣阻力，重力加速度大小為g，則（）A.合力做功為零B.合力的沖量為零C.重力做的功為mgLD.重力的沖量為5、如圖所示，質(zhì)量相同的兩個帶電粒子P、Q以相同的速度沿垂直于電場方向射入兩平行板間的勻強電場中，P從兩極板正中央射入，Q從下極板邊緣處射入，它們最后打在同一點（重力不計），則從開始射入到打到上板的過程中（）A.它們運動的時間B.它們運動的加速度C.它們的動能增加之比：：2D.它們所帶的電荷量之比：：26、如下圖所示，將質(zhì)量為M，半徑為R且內(nèi)壁光滑半圓槽置于光滑水平面上，左側(cè)靠墻。今讓一質(zhì)量為m的小球自左側(cè)槽口A的正上方h高處從靜止開始落下，與圓弧槽相切自A點進入槽內(nèi)，則以下結(jié)論中正確的是（）A.槽離開墻后，將不會再次與墻接觸B.小球離開C點以后，將做豎直上拋運動C.小球在槽內(nèi)運動的全過程中，小球與半圓槽在水平方向動量守恒D.小球在槽內(nèi)運動的全過程中，小球與半圓槽組成的系統(tǒng)動量守恒二、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、相距為d的兩根固定的平行金屬導(dǎo)軌豎直放置，下端接有如圖所示電路，導(dǎo)軌間充滿垂直導(dǎo)軌平面的磁感強度為B的勻強磁場，質(zhì)量均勻分布的金屬棒水平擱置在平行金屬導(dǎo)軌頂端并與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒質(zhì)量為m，其在導(dǎo)軌間的電阻為R。當(dāng)開關(guān)S閉合瞬間，金屬棒被豎直彈高h，金屬棒被豎直彈高時棒身始終保持水平，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，不計其它阻力。下列說法正確的是（）A.磁感強度方向垂直導(dǎo)軌平面向外B.金屬棒的最大速度為C.磁場對金屬棒的安培力做的正功D.電流對金屬棒做功為mgh8、帶電荷量為＋q的粒子在勻強磁場中運動，下面說法中正確的是()A.只要速度大小相同，所受洛倫茲力就相同B.如果把＋q改為－q，且速度反向、大小不變，則洛倫茲力的大小不變C.洛倫茲力方向一定與電荷速度方向垂直，磁場方向一定與電荷運動方向垂直D.粒子只受到洛倫茲力的作用，不可能做勻速直線運動9、如圖所示，空間中存在一水平方向的勻強電場和一水平方向的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，電場強度大小為，且電場方向和磁場方向相互垂直，在正交的電磁場空間中有一足夠長的固定粗糙絕緣桿，與電場正方向成60°夾角且處于豎直平面內(nèi)，一質(zhì)量為m，帶電量為q（q>0）的小球套在絕緣桿上，若小球沿桿向下的初速度為時，小球恰好做勻速直線運動，已知重力加速度大小為g，小球電荷量保持不變，則以下說法正確的是A.小球的初速度B.若小球沿桿向下的初速度，小球?qū)⒀貤U做加速度不斷增大的減速運動，最后停止C.若小球沿桿向下的初速度，小球?qū)⒀貤U做加速度不斷減小的減速運動，最后停止D.若小球沿桿向下初速度，則從開始運動到穩(wěn)定過程中，小球克服摩擦力做功為10、如圖所示，甲、乙兩個帶等量異種電荷而質(zhì)量不同的帶電粒子，以相同的速率經(jīng)小孔P垂直磁場邊界MN，進入方向垂直紙面向外的勻強磁場，在磁場中做勻速圓周運動，并垂直磁場邊界MN射出磁場，運動軌跡如圖中虛線所示。不計粒子所受重力、空氣阻力和粒子間的相互作用，下列說法正確的是（）A.甲帶正電荷，乙?guī)ж撾姾葿.甲的質(zhì)量大于乙的質(zhì)量C.洛倫茲力對甲做正功D.甲在磁場中運動的時間等于乙在磁場中運動的時間三、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）用一主尺最小分度為1mm，游標上有50個分度的游標卡尺測量一工件的長度，結(jié)果如圖甲所示，可以讀出此工件的長度為_________mm；圖乙是用螺旋測微器測量某一圓柱的直徑時的示數(shù)，此讀數(shù)為____mm.12．（12分）某同學(xué)用圖中所給器材進行與安培力有關(guān)的實驗．兩根金屬導(dǎo)軌ab和a1b1固定在同一水平面內(nèi)且相互平行，足夠大的電磁鐵（未畫出）的N極位于兩導(dǎo)軌的正上方，S極位于兩導(dǎo)軌的正下方，一金屬棒置于導(dǎo)軌上且兩導(dǎo)軌垂直（1）在圖中畫出連線，完成實驗電路．要求滑動變阻器以限流方式接入電路，且在開關(guān)閉合后，金屬棒沿箭頭所示的方向移動（2）為使金屬棒在離開導(dǎo)軌時具有更大的速度，有人提出以下建議：A．適當(dāng)增加兩導(dǎo)軌間的距離B．換一根更長的金屬棒C．適當(dāng)增大金屬棒中的電流其中正確的是_____（填入正確選項前的標號）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）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L14．（16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，整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中．當(dāng)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?。唬?）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15．（12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

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】粒子從左射入，若帶負電，則受到向上的電場力，和向下的洛倫茲力，若帶正電，則受到向下的電場力和向上的洛倫茲力，只要滿足，即速度，粒子就能做直線運動通過，故AB錯誤；若速度大小改變，則電場力qE，但是洛倫茲力發(fā)生變化，打破二力平衡，所以合力與初速度方向不共線，做曲線運動，C正確D錯誤【點睛】在速度選擇器中，從左邊射入，速度滿足條件，電場力與洛倫茲力平衡與電量、電性無關(guān)2、D【解析】A．對比、、三點可知，同一電流元在磁場的不同點，所受安培力大小不同，所以安培力與電流元的比值不同，A錯誤；BCD．對比在點放置不同的電流元的受力情況可知，不同電流元在磁場的同一點，所受安培力大小不同，安培力與電流元的比值相同，說明安培力與電流元的比值（即磁感應(yīng)強度）是反映磁場自身性質(zhì)的物理量，與電流元無關(guān)，BC錯誤，D正確。故選D。3、D【解析】A、在t2﹣t3時間內(nèi)，穿過圓環(huán)的磁通量向上均勻減小，之后是向下均勻增大的，由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，L中磁通量不變，則L中沒有感應(yīng)電流，故A錯誤；B、在t3﹣t4時間內(nèi)，向下的磁通量減小，根據(jù)楞次定律，在線圈中的電流方向fedc，根據(jù)右手螺旋定則，穿過圓環(huán)L的磁通量向里減小，則根據(jù)楞次定律，在金屬圓環(huán)中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流，故B錯誤；C、在t1﹣t2時間內(nèi)，穿過圓環(huán)的磁通量向上不是均勻增大，由愣次定律可以確定L必須減小面積以達到阻礙磁通量的增大，故有收縮的趨勢，故C錯誤；D、由B選項，可知，在t3～t4時間內(nèi)，穿過圓環(huán)L的磁通量向里減小，依據(jù)楞次定律的“減縮增擴”，則環(huán)L有擴張趨勢，故D正確。4、C【解析】AC．小球在向下運動的過程中，受到重力和繩子的拉力，繩子的拉力始終與運動的方向垂直，所以只有重力做功，合外力做的功等于重力做的功，大小為mgL，故A錯誤，C正確；BD．由機械能守恒可得，小球在最低點的動能mv2=mgL解得速度由動量定理可得合力的沖量I合==mv?0=m故BD錯誤。故選C。5、D【解析】A．粒子在垂直電場方向不受力，做勻速直線運動，位移相等，速度相等，由得知，運動的時間相等，故A錯誤；B．粒子在平行電場方向受到電場力作用，做初速度為零的勻加速直線運動，根據(jù)位移時間關(guān)系公式，有解得由于兩帶電粒子平行電場方向分位移之比為：：2所以，故B錯誤；D．根據(jù)牛頓第二定律，有由兩式解得所以它們所帶的電荷量之比：：2故D正確；C．根據(jù)動能定理，有又：：2，：：2所以動能增加量之比：：4故C錯誤；故選：D。6、A【解析】AB．小球從A運動到B的過程中，由于墻壁的阻擋，所以槽不會運動，在該過程中，小球與半圓槽在水平方向受到墻壁的作用力，系統(tǒng)水平方向動量并不守恒，小球、半圓槽組成的系統(tǒng)動量也不守恒；從B運動到C的過程中，在小球壓力作用下，半圓槽離開墻壁向右運動，小球離開C點時，小球的水平速度與半圓槽的速度相同，但是此時小球也具有豎直向上的速度，所以小球離開C點以后，將做斜上拋運動。小球離開C點以后，槽向右勻速運動，因為全過程中，整個系統(tǒng)在水平方向上獲得了水平向右的沖量，槽將與墻不會再次接觸，B錯誤A正確；C．小球從A運動到B的過程中，小球與半圓槽在水平方向動量不守恒。槽離開墻壁后，系統(tǒng)水平方向不受外力，小球與半圓槽在水平方向動量守恒，因此，小球在槽內(nèi)運動的全過程中，小球與半圓槽在水平方向動量不守恒，C錯誤；D．小球在槽內(nèi)運動的全過程中，小球有豎直向上的分加速度，存在超重現(xiàn)象，系統(tǒng)豎直方向的合外力不為零，因此，小球與半圓槽組成的系統(tǒng)動量不守恒，D錯誤。故選A。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】A．無論磁場方向是垂直平面向外還是向里，只要閉合S，根據(jù)楞次定律可知金屬棒一定受到豎直向上的安培力，所以無法判斷磁場方向，A錯誤；B．金屬棒被彈開后做豎直上拋運動，上升的最大高度為h，則根據(jù)，可知金屬棒的最大速度為：，B正確；C．金屬棒的機械能增大，故安培力對金屬棒做正功，C正確；D．系統(tǒng)除了金屬棒的機械能增加mgh之外，還有焦耳熱產(chǎn)生，故電流對金屬棒做的功大于mgh，D錯誤。故選BC。8、BD【解析】粒子速度大小相同，由f=qvBsinθ可知，如果速度v與磁場B的夾角不同，洛倫茲力大小不同，即使洛倫茲力大小相同，速度方向不同，洛倫茲力方向不同，洛倫茲力不同，故A錯誤；如果把+q改為-q，且速度反向，大小不變，則洛倫茲力的大小、方向均不變，故B正確；洛倫茲力方向一定與電荷運動方向垂直，磁場方向與電荷運動方向不一定垂直，故C錯誤；洛倫茲力方向一定與電荷運動方向垂直，所以粒子只受到洛倫茲力的作用，不可能做勻速直線運動，故D正確．所以BD正確，AC錯誤9、BD【解析】A．對小球進行受力分析如圖電場力的大小由于重力的方向豎直向下，電場力的方向水平向右，二者垂直，合力由幾何關(guān)系可知，重力與電場力的合力與桿的方向垂直，所以重力與電場力的合力不會對小球做功，而洛倫茲力的方向與速度的方向垂直，所以也不會對小球做功．所以，當(dāng)小球做勻速直線運動時，不可能存在摩擦力，沒有摩擦力，說明小球與桿之間就沒有支持力的作用，則洛倫茲力大小與重力、電場力的合力相等，方向相反。所以qv0B=2mg所以故A錯誤；B．若小球的初速度為，則洛倫茲力f=qv0B=mg＜則在垂直于桿的方向上，小球還受到桿的垂直于桿向上的支持力，而摩擦力f=μFN小球?qū)⒆鰷p速運動；隨速度的減小，洛倫茲力減小，則支持力逐漸增大，摩擦力逐漸增大，小球的加速度增大，所以小球?qū)⒆黾铀俣炔粩嘣龃蟮臏p速運動，最后停止，故B正確；C．若小球的初速度為，則洛倫茲力f=qv0B=3mg＞則在垂直于桿的方向上，小球還受到桿的垂直于桿向下的支持力，則摩擦力f=μFN小球?qū)⒆鰷p速運動；隨速度的減小，洛倫茲力減小，則支持力逐漸減小，摩擦力減小，小球做加速度不斷減小的減速運動，最后當(dāng)速度減小到時，小球開始做勻速直線運動，故C錯誤；D．若小球的初速度為，則洛倫茲力f=qv0B=4mg＞則在垂直于桿的方向上，小球還受到桿的垂直于桿向下的支持力，則摩擦力f=μFN小球?qū)⒆鰷p速運動；隨速度的減小，洛倫茲力減小，則支持力逐漸減小，摩擦力減小，小球做加速度不斷減小的減速運動，最后當(dāng)速度減小到時，小球開始做勻速直線運動。小球克服摩擦力做功為故D正確；故選BD。10、AB【解析】A．在P點，速度向下，磁場向外，甲受向左的洛倫茲力，根據(jù)左手定則，甲帶正電荷；同理，在P點，乙受向右的洛倫茲力，速度向下，磁場向外，根據(jù)左手定則，乙?guī)ж撾姾?，故A正確；B．粒子在磁場中做勻速圓周運動，根據(jù)牛頓第二定律，有所以由于q、v、B均相同，甲的軌道半徑大，說明甲的質(zhì)量大，故B正確C．根據(jù)左手定則，洛倫茲力與速度垂直，故洛倫茲力永不做功，故C錯誤；D．周期由于所以由于q、B均相同，m不同，故時間不相等，故D錯誤故選AB。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、①.10.52②.5.826~5.829【解析】[1]工件的長度為：；[2]圓柱的直徑為：。12、（1）如圖所示：（2）AC【解析】（1）如圖所示，注意滑動變阻器的接法是限流接法（2）根據(jù)公式可得適當(dāng)增加導(dǎo)軌間的距離或者增大電流，可增大金屬棒受到的安培力，根據(jù)動能定理可知金屬棒離開導(dǎo)軌時的動能變大，即離開導(dǎo)軌時的速度變大，AC正確；若換用一根更長的