廣東省廣州市廣東二師番禺附中2023-2024學(xué)年高二物理第一學(xué)期期末監(jiān)測(cè)試題含解析

廣東省廣州市廣東二師番禺附中2023-2024學(xué)年高二物理第一學(xué)期期末監(jiān)測(cè)試題注意事項(xiàng)1．考試結(jié)束后，請(qǐng)將本試卷和答題卡一并交回．2．答題前，請(qǐng)務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)用0．5毫米黑色墨水的簽字筆填寫在試卷及答題卡的規(guī)定位置．3．請(qǐng)認(rèn)真核對(duì)監(jiān)考員在答題卡上所粘貼的條形碼上的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)與本人是否相符．4．作答選擇題，必須用2B鉛筆將答題卡上對(duì)應(yīng)選項(xiàng)的方框涂滿、涂黑；如需改動(dòng)，請(qǐng)用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案．作答非選擇題，必須用05毫米黑色墨水的簽字筆在答題卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律無(wú)效．5．如需作圖，須用2B鉛筆繪、寫清楚，線條、符號(hào)等須加黑、加粗．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、有一橫截面積為S的銅導(dǎo)線，流經(jīng)其中的電流強(qiáng)度為I，設(shè)每單位體積的導(dǎo)線中有n個(gè)自由電子，電子的電量為e，此時(shí)電子的定向移動(dòng)速度為v，在時(shí)間內(nèi)，通過(guò)導(dǎo)線橫截面積的自由電子數(shù)目可表示為（）A. B.C. D.2、如圖所示，空間中有寬為d的平行邊界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里，MN、M′N′為磁場(chǎng)邊界，MN左側(cè)有一個(gè)電荷量為q的帶正電粒子P，若P粒子以速度v0垂直MN進(jìn)入磁場(chǎng)后，離開磁場(chǎng)時(shí)的速度方向與M′N′成θ=30°，不考慮粒子重力，則（）A.粒子P進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑為2dB.粒子P進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度越大，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)將越長(zhǎng)C.粒子P以速度v0進(jìn)入磁場(chǎng)后，在磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中洛倫茲力的沖量為D.粒子P進(jìn)入磁場(chǎng)的速度小于時(shí)，粒子P將從MN離開磁場(chǎng)3、在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一不計(jì)重力的帶電粒子穿過(guò)一塊金屬薄板運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，下列判斷正確的是（）A.帶電粒子帶正電B.帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)轫槙r(shí)針C.帶電粒子在金屬板上部分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間大于在下部分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間D.帶電粒子在金屬板上部分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間小于在下部分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間4、如圖所示，兩根長(zhǎng)直導(dǎo)線M、N位于紙面內(nèi)平行放置，分別通以電流Il、I2，則下列說(shuō)法正確的是A.電流I2在導(dǎo)線M處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里B.電流Il在導(dǎo)線N處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外C.導(dǎo)線N受到的安培力向左D.導(dǎo)線N受到的安培力向右5、如圖所示，某區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。一正方形剛性線圈，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，匝數(shù)為n，線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直，線圈有一半在磁場(chǎng)內(nèi)。某時(shí)刻，線圈中通過(guò)大小為I的電流，則此線圈所受安培力的大小和方向?yàn)椋ǎ〢.，水平向右 B.，水平向左C.，水平向右 D.，水平向左6、用圖示的電路可以測(cè)量電阻的阻值，圖中Rx是待測(cè)電阻，R0是定值電阻，G是靈敏度很高的電流表，MN是一段均勻的電阻絲。閉合開關(guān)，改變滑動(dòng)頭P的位置，當(dāng)通過(guò)電流表G的電流為零時(shí)，測(cè)得MP=l1，PN=l2，，則Rx的阻值為（）A. B.C. D.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(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7、如圖所示，在空間有一坐標(biāo)系，直線與軸正方向的夾角為，第一象限內(nèi)有兩個(gè)方向都垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ和Ⅱ，直線是它們的邊界，上方區(qū)域Ⅰ中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為.一質(zhì)量為、電荷量為的質(zhì)子(不計(jì)重力)以速度從點(diǎn)沿與成角的方向垂直磁場(chǎng)進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅰ，質(zhì)子先后通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ和Ⅱ后，恰好垂直打在軸上的點(diǎn)(圖中未畫出)，則（）A.質(zhì)子在區(qū)域Ⅰ中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為B.質(zhì)子在區(qū)域Ⅰ中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為C.質(zhì)子在區(qū)域Ⅱ中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為D.質(zhì)子在區(qū)域Ⅱ中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為8、如圖甲所示，在足夠長(zhǎng)的光滑的斜面上放置著金屬線框，垂直于斜面方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示（規(guī)定垂直斜面向上為正方向）．t＝0時(shí)刻將線框由靜止釋放，在線框下滑的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是A.線框中產(chǎn)生大小、方向周期性變化的電流B.MN邊受到的安培力先減小后增大C.線框做勻加速直線運(yùn)動(dòng)D.線框中產(chǎn)生的焦耳熱等于其機(jī)械能的損失9、質(zhì)量為M的木塊，放在光滑的水平桌面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，今有一質(zhì)量為m、速度為v0的子彈沿水平方向擊中木塊并停留在其中與木塊一起運(yùn)動(dòng)，則子彈擊中木塊的過(guò)程中，木塊受到的沖量大小為A. B.C. D.10、如圖所示，用細(xì)繩懸掛一矩形導(dǎo)線框且導(dǎo)線框底邊水平，導(dǎo)線框通有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鳎◤挠覀?cè)觀察）．在導(dǎo)線框的正下方、垂直于導(dǎo)線框平面有一直導(dǎo)線PQ．原PQ中無(wú)電流，現(xiàn)通以水平向右的電流，在短時(shí)間內(nèi)（）A.從上往下觀察導(dǎo)線框順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)B.從上往下觀察導(dǎo)線框向右平移C.細(xì)繩受力會(huì)變得比導(dǎo)線框重力大D.導(dǎo)線框中心的磁感應(yīng)強(qiáng)度變大三、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(guò)程。11．（6分）在伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)電阻Rx約為30kΩ，電壓表的內(nèi)阻約為10kΩ，電流表的內(nèi)阻約為500Ω，測(cè)量電路中電流表的連接方式如圖甲或圖乙所示，則圖_____（填甲或乙）更接近待測(cè)電阻的真實(shí)值，且測(cè)量值_____（填“大于”、“等于”或“小于”）真實(shí)值。12．（12分）如圖所示，在第二象限內(nèi)存在一個(gè)半徑為a的圓形有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)圓心坐標(biāo)。在位置坐標(biāo)為的P點(diǎn)存在一個(gè)粒子發(fā)射源，能在紙面內(nèi)的第二象限向各個(gè)方向發(fā)射質(zhì)量為m、帶電量的粒子，其速度大小均為v。這些粒子經(jīng)過(guò)圓形磁場(chǎng)后都可以垂直y軸進(jìn)入第一象限，并經(jīng)過(guò)第一象限內(nèi)一個(gè)垂直xOy平面向外的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，該區(qū)域磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為第二象限圓形磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的二分之一，粒子經(jīng)過(guò)該磁場(chǎng)后，全部匯聚到位置坐標(biāo)為的Q點(diǎn)，再?gòu)腝點(diǎn)進(jìn)入第四象限，第四象限內(nèi)有大小為、方向水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)。不計(jì)粒子重力，求：（1）第二象限圓形有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度；（2）第一象限有界磁場(chǎng)的最小面積；（3）這些粒子經(jīng)過(guò)勻強(qiáng)電場(chǎng)后再次經(jīng)過(guò)y軸時(shí)速度的大小以及粒子所能達(dá)到的最遠(yuǎn)位置坐標(biāo)。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(shuō)明、方程式和演算步驟。13．（10分）ABC表示豎直放在電場(chǎng)強(qiáng)度為E=104V/m的水平勻強(qiáng)電場(chǎng)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(zhǎng)直平行金屬板a、b相距d=0.10m，a、b間的電場(chǎng)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(chǎng).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(chǎng)，剛好從狹縫P處穿過(guò)b板而垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，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(zhǎng)＝0.5m的平行光滑金屬導(dǎo)軌間接有電動(dòng)勢(shì)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(chǎng)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的大小；（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、B【解析】AC．將電流強(qiáng)度的微觀表達(dá)式代入，可得故AC錯(cuò)誤。BD．設(shè)自由電子數(shù)目N，故B正確，D錯(cuò)誤。故選擇B選項(xiàng)。2、D【解析】A．粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示由幾何關(guān)系可得解得故A錯(cuò)誤；B．由洛倫茲力提供向心力得得所以速度越大，半徑越大，粒子的偏轉(zhuǎn)角越小，由公式可知，粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間越小，故B錯(cuò)誤；C．粒子P以速度v0進(jìn)入磁場(chǎng)，離開磁場(chǎng)時(shí)速度偏轉(zhuǎn)60°，則進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度與離開磁場(chǎng)時(shí)的速度和速度變化量組成等邊三角形，則速度變化量為沖量為故C錯(cuò)誤；D．粒子從MN邊射出的臨界狀態(tài)為軌跡與右邊界相切，此時(shí)半徑為d，則有得且即所以當(dāng)速度為時(shí)，粒子P將從MN離開磁場(chǎng)，故D正確；故選D。3、B【解析】A．由于粒子穿過(guò)金屬板后速度變小，故其軌道半徑變小，因此粒子從上半部分運(yùn)動(dòng)到下半部分，初速度如下圖所示，由左手定則可知，粒子帶負(fù)電，故A錯(cuò)誤；B．由A中分析可知，粒子做順時(shí)針圓周運(yùn)動(dòng)，故B正確；CD．由可知，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)周期與速度無(wú)關(guān)，故C、D錯(cuò)誤；故選B。4、C【解析】根據(jù)安培定則可知，電流I2在導(dǎo)線M處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，I1在導(dǎo)線N處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里．故A錯(cuò)誤，B錯(cuò)誤；導(dǎo)線N處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，電流的方向向上，由左手定則可知，導(dǎo)線N受到的安培力向左．故C正確，D錯(cuò)誤5、D【解析】導(dǎo)線在磁場(chǎng)內(nèi)有效長(zhǎng)度為，故該V形通電導(dǎo)線受到安培力大小為電流在磁場(chǎng)中方向往上，根據(jù)左手定則，可判斷出安培力方向?yàn)樗较蜃蟆９蔄BC錯(cuò)誤，D正確。故選D。6、C【解析】當(dāng)通過(guò)靈敏電流表的電流為零時(shí)，電流表兩端電勢(shì)相等，即兩端電壓與PN段電壓相等，串聯(lián)電路電壓與阻值成正比，且由可知，阻值與長(zhǎng)度成正比，可得可得故選C。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(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7、BD【解析】設(shè)質(zhì)子在磁場(chǎng)I和II中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑分別為r1和r2，區(qū)域II中磁感應(yīng)強(qiáng)度為B′，由牛頓第二定律得：qvB＝m①；qvB′＝m②；粒子在兩區(qū)域運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示，由帶電粒子才磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性和幾何關(guān)系可知，質(zhì)子從A點(diǎn)出磁場(chǎng)I時(shí)的速度方向與OP的夾角為30°，故質(zhì)子在磁場(chǎng)I中軌跡的圓心角為：θ＝60°，如圖所示：則△O1OA為等邊三角形，有：OA＝r1③，在區(qū)域II中，質(zhì)子運(yùn)動(dòng)圓周，O2是粒子在區(qū)域II中做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心，r2＝OAsin30°④，由①②③④解得區(qū)域II中磁感應(yīng)強(qiáng)度為：B′＝2B⑤，質(zhì)子在Ⅰ區(qū)運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角：φ＝60°，在Ⅱ區(qū)運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角為：φ′＝90°，質(zhì)子在Ⅰ區(qū)的運(yùn)動(dòng)周期：T1，運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1，故A錯(cuò)誤，B正確；質(zhì)子在Ⅱ區(qū)運(yùn)動(dòng)的周期：T2，運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2，故C錯(cuò)誤，D正確；8、BC【解析】A．穿過(guò)線圈的磁通量先向下減小，后向上增加，則根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流方向不變，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．因B的變化率不變，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不變，感應(yīng)電流不變，而B的大小先減后增加，根據(jù)F＝BIL可知，MN邊受到的安培力先減小后增大，選項(xiàng)B正確；C．因線圈平行的兩邊電流等大反向，則整個(gè)線圈受的安培力為零，則線圈下滑的加速度為gsinθ不變，則線框做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C正確；D．因安培力對(duì)線圈不做功，斜面光滑，則線框的機(jī)械能守恒，選項(xiàng)D錯(cuò)誤9、CD【解析】分析題意得到，子彈擊中木塊的過(guò)程系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，即有方程：mv0=(m+M)v′，解得共同的速度根據(jù)動(dòng)量定理得木塊受到的沖量大小為木塊動(dòng)量的增加量：所以選項(xiàng)C正確．因?yàn)橄到y(tǒng)動(dòng)量守恒，所以子彈的動(dòng)量減少量等于木塊動(dòng)量的增加量：mv0–mv′=，所以選項(xiàng)D正確，選項(xiàng)A、B是錯(cuò)誤的10、ACD【解析】A.由安培定則判斷出通電導(dǎo)線Q在線框處磁場(chǎng)方向從里向外，根據(jù)左手定則，知外側(cè)電流受安培力向左，內(nèi)側(cè)電流受安培力向右，從上往下看，導(dǎo)線框?qū)㈨槙r(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，故A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C.線框沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)小角度后，靠近導(dǎo)線Q處的邊的電流的方向向右，由左手定則可知，其受到的安培力的方向向下，所以整體受安培力向下，細(xì)繩受力會(huì)變得比導(dǎo)線框重力大．故C項(xiàng)正確；D.線框沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)小角度后，電流PQ產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向從里向外穿過(guò)線框，根據(jù)安培定則，線框產(chǎn)生磁場(chǎng)的方向也是從里向外，則線框中心的磁感應(yīng)強(qiáng)度變大．故D項(xiàng)正確三、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(guò)程。11、①.甲②.大于【解析】[1]由于待測(cè)電阻滿足所以電流表應(yīng)用內(nèi)接法，即Rx更接近真實(shí)值，故應(yīng)選甲圖[2]根據(jù)串并聯(lián)規(guī)律可知，采用內(nèi)接法時(shí)真實(shí)值應(yīng)為即測(cè)量值大于真實(shí)值12、（1）（2）（3）3v；（0，）【解析】（1）要想使這些粒子經(jīng)過(guò)圓形磁場(chǎng)后都可以垂直y軸進(jìn)入第一象限，則粒子在圓形磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑必須和圓形磁場(chǎng)的半徑相同，即：R=a在磁場(chǎng)中，由洛侖茲力提供向心力：聯(lián)立可得：由左手定則知：磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向垂直xOy平面向外（2）第一象限區(qū)域磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為第二象限圓形磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的二分之一，則根據(jù)此時(shí)粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R′=2a則最小磁場(chǎng)的直徑為最小面積為（3）粒子在從P到Q運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，所經(jīng)歷的磁場(chǎng)區(qū)域均不可以改變其速度的大小，所有粒子在到達(dá)Q點(diǎn)的速度仍是v。雖然不同粒子在Q點(diǎn)的速度方向不同，從Q到y(tǒng)軸負(fù)方向，由動(dòng)能定理可得：解得：由第一象限內(nèi)的磁場(chǎng)分布可以知道，所有從Q點(diǎn)射出的粒子，其速度大小均為v，方向頒布在沿x軸正向與y軸負(fù)向之間的90°范圍之內(nèi)?，F(xiàn)研究從Q點(diǎn)射出的，速度與y軸負(fù)向平角為θ的粒子。其軌跡應(yīng)是類斜拋。則有y=vcosθ×t聯(lián)立兩式，消去θ可得：從此式可以看出：當(dāng)時(shí)，故第二次