2024-2025學(xué)年河北省衡水市多校高二上學(xué)期1月期末物理試題（解析版）

高級(jí)中學(xué)名校試題PAGEPAGE1高二物理一、選擇題：本小題共10小題，共46分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1-7題只有一項(xiàng)符合題目要求，每小題4分；第8-10題為多項(xiàng)符合題目要求，每小題6分，全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。1.關(guān)于磁場(chǎng)、電磁感應(yīng)現(xiàn)象、電磁波、能量量子化，下列說法正確的是（）A.閉合導(dǎo)線在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，一定會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流B.赫茲首次用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，做變速運(yùn)動(dòng)的電荷會(huì)在空間產(chǎn)生電磁波C.地球磁場(chǎng)的N極在地理的北極附近，地球周圍的磁感線是空間真實(shí)存在的曲線D.愛因斯坦為了解釋黑體輻射現(xiàn)象，第一次提出了能量量子化理論【答案】B【解析】A．若導(dǎo)線框沿磁感線運(yùn)動(dòng)，是不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流的，A錯(cuò)誤；B．赫茲第一次用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，做變速運(yùn)動(dòng)的電荷會(huì)在空間產(chǎn)生變化的電磁場(chǎng)，形成電磁波，B正確；C．地磁的N極在地理的南極附近，磁感線是為了描述看不見但又客觀存在的磁場(chǎng)而假想出來的，其并不客觀存在，C錯(cuò)誤；D．普朗克為了解釋黑體輻射現(xiàn)象，第一次提出了能量量子化理論，D錯(cuò)誤。故選B。2.電動(dòng)剃須刀通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)使刀片高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)可以近似為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。某刀片的振動(dòng)圖像如圖所示，在下列4個(gè)時(shí)刻中，該刀片的加速度為正且正在增大的是（）A.t1 B.t2 C.t3 D.t4【答案】B【解析】AC．t1和t3時(shí)刻，刀片的位移為正方向，由加速度公式可知，刀片的加速度都為負(fù)，故AC錯(cuò)誤；B．t2時(shí)刻，刀片的位移為負(fù)方向，且在逐漸增大，由加速度公式可知，刀片的加速度為正，且在逐漸增大，故B正確；D．t4時(shí)刻，刀片位移為負(fù)方向，且在逐漸減小，由加速度公式可知，刀片的加速度為正，且在逐漸減小，故D錯(cuò)誤。故選B。3.如圖所示，LC電路中，電容C為0.4μF，電感L為1mH。已充電的平行板電容器兩極板水平放置。開關(guān)S斷開時(shí)，極板間有一帶電灰塵恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，灰塵開始在電容器內(nèi)運(yùn)動(dòng)（設(shè)灰塵未與極板相碰），此時(shí)開始計(jì)時(shí)，在一個(gè)振蕩周期內(nèi)，下列說法正確的是（）A.時(shí)，回路中電流變化最快B.時(shí)，灰塵的速度最大C.時(shí)，灰塵的加速度最大D.時(shí)，線圈中磁場(chǎng)能最大【答案】C【解析】A.開關(guān)S斷開時(shí)，極板間帶電灰塵處于靜止?fàn)顟B(tài)，則有式中m為灰塵質(zhì)量，Q為電容器所帶的電荷量，d為板間距離，由，得s＝4π×10－5s開關(guān)S閉合時(shí)t＝0，則當(dāng)t=時(shí)，即時(shí)，電容器放電完畢，回路中電流最大，回路中電流變化最慢，故A錯(cuò)誤；B.當(dāng)t=時(shí)，即時(shí)，電容器放電完畢，此時(shí)灰塵僅受重力；之后電容器反方向充電，帶電灰塵受電場(chǎng)力方向向下，帶電灰塵會(huì)繼續(xù)加速，故B錯(cuò)誤；C.當(dāng)t＝2π×10－5s時(shí)，即t＝時(shí)，振蕩電路中電流為零，電容器極板間場(chǎng)強(qiáng)方向跟t＝0時(shí)刻方向相反，則此時(shí)灰塵所受的合外力為F合＝mg＋＝2mg又因?yàn)镕合＝ma，此時(shí)灰塵的加速度a＝2g，方向豎直向下；之后電容器再次反向充電，極板間場(chǎng)強(qiáng)方向又跟t＝0時(shí)刻方向相同，帶電灰塵受電場(chǎng)力方向向上，所以2π×10－5s時(shí)，灰塵的加速度最大為2g，故C正確；D.當(dāng)t＝2π×10－5s時(shí)，即t＝時(shí)，振蕩電路中電流為零，線圈中磁場(chǎng)能最小，故D錯(cuò)誤。故選C4.無線充電技術(shù)的應(yīng)用，讓人們擺脫了“充電線”的牽制，充電器通電后，產(chǎn)生一個(gè)交變電流，交變電流使無線充電設(shè)備內(nèi)部的發(fā)射線圈產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)，當(dāng)手機(jī)或者其他需要充電的設(shè)備靠近這個(gè)交變磁場(chǎng)時(shí)，充電設(shè)備的接收線圈會(huì)受到磁場(chǎng)的作用，并且將電磁能量轉(zhuǎn)化為電能，進(jìn)行充電，無線充電器的工作原理與理想變壓器相同。如圖所示，理想變壓器與電阻R、交流電壓表V、交流電流表A按圖甲所示方式連接，已知變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為，電阻R=10Ω，圖乙是電阻R兩端電壓u隨時(shí)間t變化的圖像，，則下列說法正確的是（）A.交變電流的頻率是0.5Hz B.電壓表V的讀數(shù)為10VC.電流表A的讀數(shù)為 D.變壓器的輸入功率為20W【答案】B【解析】A．由題圖乙可知交變電流的頻率故A錯(cuò)誤；B．電壓表V測(cè)電阻兩端的電壓，則其讀數(shù)為有效值故B正確；C．根據(jù)可知電流表A的讀數(shù)故C錯(cuò)誤；D．理想變壓器的輸出功率等于輸入功率，則所以故D錯(cuò)誤。故選B。5.在甲、乙兩圖中，足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平固定放置在方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌左端分別接有電荷量為零且電容足夠大的電容器和阻值為R的定值電阻，金屬桿ab、cd垂直導(dǎo)軌靜止放置，除了電阻R以外不計(jì)其它電阻。若給棒ab施加水平向右恒力F，棒cd瞬間獲得水平向右的初速度，則下列關(guān)于兩棒在運(yùn)動(dòng)過程中所受安培力和棒兩端電壓U隨棒的位移x變化的圖像中正確的是（）A. B.C. D.【答案】B【解析】AC．某一時(shí)刻t，根據(jù)牛頓第二定律有設(shè)該時(shí)刻電流大小為i，則在很短時(shí)間間隔內(nèi)，，聯(lián)立可得結(jié)合前式可得可得可知導(dǎo)體棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得導(dǎo)體棒兩端的電壓與電容器電壓始終相等，則感應(yīng)電流為零，導(dǎo)體棒所受安培力始終為零，導(dǎo)體棒兩端的電壓故AC錯(cuò)誤；BD．體棒所受的安培力則兩邊求和得整理可得則可知、與x是一次函數(shù)，故B正確，D錯(cuò)誤。故選B。6.通電直導(dǎo)線ab的質(zhì)量為m、長(zhǎng)為l，用兩根細(xì)線把導(dǎo)線ab水平吊起，導(dǎo)線上的電流為I，方向如圖所示。在豎直方向加一個(gè)方向向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，導(dǎo)線平衡時(shí)細(xì)線與豎直方向成θ＝30°角，重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，下列說法正確的是（）A.mg＝BIlB.兩根細(xì)線的拉力的合力FT＝mgC.若增大磁感應(yīng)強(qiáng)度，則細(xì)線與豎直方向的偏角將不變D.若將導(dǎo)線ab拉到最低處由靜止釋放，則導(dǎo)線ab擺過的最大角度為60°【答案】D【解析】A．由受力分析可知，導(dǎo)體棒受重力，繩子拉力和安培力，如圖所示，而由平衡條件可得可知故A錯(cuò)誤；B．兩根細(xì)線的拉力的合力可得故B錯(cuò)誤；C．若增大磁感應(yīng)強(qiáng)度，安培力增大，從而懸線的偏角將增大，C錯(cuò)誤；D．若將導(dǎo)線ab拉到最低處由靜止釋放，設(shè)ab可擺過的最大角度為α，根據(jù)動(dòng)能定理可得ab可擺過的最大角度為故D正確。故選D。7.小亮家新裝修的廚房中有一個(gè)煙霧報(bào)警器。如圖是煙霧報(bào)警器的簡(jiǎn)化原理圖，光敏電阻R的阻值隨光照強(qiáng)度增大而減小，閉合開關(guān)，逐漸增大煙霧，則下列判斷正確的是（）A.電流表、電壓表的示數(shù)均減小B.電流表、電壓表的示數(shù)均增大C.電流表的示數(shù)減小，電壓表的示數(shù)增大D.定值電阻的功率變大【答案】C【解析】ABC.由圖可知，定值電阻與光敏電阻R串聯(lián)，電壓表測(cè)光敏電阻R電壓，電流表測(cè)電路中的電流，當(dāng)逐漸增大煙霧時(shí)光照強(qiáng)度減弱，光敏電阻R的阻值增大，則電路中總電阻增大，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電路中的電流變小，即電流表示數(shù)減小，根據(jù)可知定值電阻的電壓變小，根據(jù)串聯(lián)分壓的規(guī)律，可知光敏電阻R的電壓增大，即電壓表的示數(shù)增大，故AB錯(cuò)誤，C正確；D.根據(jù)因電流減小，故定值電阻的功率變小，故D錯(cuò)誤。8.回旋加速器在科學(xué)研究中得到了廣泛應(yīng)用，其工作原理如圖所示，和是兩個(gè)中空的半圓形金屬盒，置于與盒面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，將它們接在電壓為的高頻交流電源上，一質(zhì)量為、電荷量為的帶電粒子從加速器的某處由靜止開始加速。已知D形盒的半徑為，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，不計(jì)粒子的重力，忽略粒子在電場(chǎng)中的加速時(shí)間，不考慮相對(duì)論效應(yīng)。下列說法正確的是（）A.粒子第次被加速前、后的軌道半徑之比為B.高頻交流電源周期為C.粒子的最大動(dòng)能為D.若只增大交變電壓，則粒子的最大動(dòng)能會(huì)增大【答案】AC【解析】CD．根據(jù)洛倫茲力提供向心力有可得粒子的最大速度為則粒子的最大動(dòng)能為可知，粒子的最大動(dòng)能與交變電壓無關(guān)，故C正確，D錯(cuò)誤；B．高頻交流電源的周期等于粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期，即故B錯(cuò)誤；A．根據(jù)動(dòng)能定理可得粒子第次被加速前有，粒子第次被加速后有，所以故A正確。故選AC。9.如圖（a）所示，輕質(zhì)彈簧上端固定，下端連接質(zhì)量為m的小球，構(gòu)成豎直方向的彈簧振子。取小球平衡位置為x軸原點(diǎn)，豎直向下為x軸正方向，設(shè)法讓小球在豎直方向振動(dòng)起來后，小球在一個(gè)周期內(nèi)的振動(dòng)曲線如圖（b）所示，若時(shí)刻彈簧彈力為0，重力加速度為g，則有（）A.0時(shí)刻彈簧彈力大小為mgB.彈簧勁度系數(shù)為C.時(shí)間段，回復(fù)力沖量為0D.時(shí)間段，小球動(dòng)能與重力勢(shì)能之和減小【答案】BD【解析】AB．時(shí)刻，小球經(jīng)過最高點(diǎn)，彈簧處于原長(zhǎng)，時(shí)刻，小球經(jīng)過平衡位置，彈簧的伸長(zhǎng)量為A，此時(shí)彈簧彈力大小為，時(shí)刻，小球經(jīng)過最低點(diǎn)，彈簧的伸長(zhǎng)量為2A，此時(shí)彈力大小為2mg，故彈簧勁度系數(shù)故A錯(cuò)誤，B正確；C．小球的合力用來提供回復(fù)力，時(shí)間段，小球的始末速度等大反向，根據(jù)動(dòng)量定理，合力的沖量不為0，故C錯(cuò)誤；D．時(shí)間段，小球從最高點(diǎn)下降到最低點(diǎn)，彈性勢(shì)能不斷變大，小球的機(jī)械能不斷變小，故D正確。故選BD。10.如圖所示，兩足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌平面虛線左側(cè)存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，虛線右側(cè)存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，虛線左右兩側(cè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，導(dǎo)體棒ab和cd均垂直于導(dǎo)軌靜止放置在導(dǎo)軌上。某時(shí)刻起，保持ab靜止，對(duì)cd施加大小為F的水平向右的恒力，經(jīng)過時(shí)間t導(dǎo)體棒cd的加速度變?yōu)?，此時(shí)立即將該恒力撤掉，同時(shí)釋放ab。已知兩導(dǎo)軌的間距為L(zhǎng)，導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量為m、接入電路的電阻為R；cd的質(zhì)量為2m、接入電路的電阻也為R，其余電阻不計(jì)，兩導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)時(shí)均與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。對(duì)兩導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)過程，下列說法正確的是（）A.撤掉恒力后，導(dǎo)體棒ab和cd的總動(dòng)量先減小后不變B.導(dǎo)體棒ab和cd間的距離先逐漸增大，最后保持不變C.導(dǎo)體棒ab的最大速度為D.導(dǎo)體棒cd從開始運(yùn)動(dòng)到速度最大過程，整個(gè)回路產(chǎn)生的焦耳熱為【答案】AC【解析】AB．撤掉恒力時(shí)有解得此時(shí)cd水平向右的最大速度為之后兩導(dǎo)體棒均受到向左的安培力，總動(dòng)量水平向右減小，在安培力的作用下cd向右減速，ab自靜止開始向左加速，當(dāng)兩者速度大小相等時(shí)總電動(dòng)勢(shì)為0，受到的安培力均為0，之后兩導(dǎo)體棒分別以大小相等的速度向相反的方向做勻速運(yùn)動(dòng)，它們間的距離一直增大，總動(dòng)量保持不變，故A正確，B錯(cuò)誤；C．撤掉恒力后，同一時(shí)刻兩導(dǎo)體棒中的電流相等，所受安培力大小相等，由牛頓第二定律可知，ab的加速度大小是cd加速度大小的2倍，因此同一過程ab的速度變化量大小是cd的速度變化量大小的2倍，則解得導(dǎo)體棒ab的最大速度故C正確；D．導(dǎo)體棒cd從開始運(yùn)動(dòng)到速度最大的過程對(duì)cd有對(duì)整個(gè)系統(tǒng)有解得整個(gè)回路產(chǎn)生的焦耳熱為故D錯(cuò)誤。故選AC。二、非選擇題：本小題共5小題，共54分11.研究質(zhì)量一定時(shí)加速度與力的關(guān)系。一同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。其中M為帶滑輪的小車的質(zhì)量，m為砂和砂桶的總質(zhì)量。（滑輪質(zhì)量不計(jì)）（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，一定要進(jìn)行的操作或保證的條件是________。A.用天平測(cè)出砂和砂桶的質(zhì)量B.將帶滑輪的長(zhǎng)木板右端墊高，以平衡摩擦力C.小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接通電源，再釋放小車，打出紙帶D.為減小誤差，實(shí)驗(yàn)中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M（2）該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到如圖所示的一條紙帶（相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒有畫出）。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器采用的是頻率為50的交流電，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度為________（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。若實(shí)際頻率大于50，則測(cè)出的加速度________（填“偏大”“偏小”“準(zhǔn)確”）（3）以彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F為橫坐標(biāo)，加速度a為縱坐標(biāo)，畫出的圖象是一條直線，圖線與橫軸的夾角為θ，求得圖線的斜率為k，則小車的質(zhì)量為________。A. B. C. D.【答案】（1）BC（2）2.00偏?。?）D【解析】（1）A．小車所受拉力由彈簧測(cè)力計(jì)讀出，不需要測(cè)出砂和砂桶的質(zhì)量，A錯(cuò)誤；B．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)將帶滑輪的長(zhǎng)木板右端墊高，以平衡摩擦力，B正確；C．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)讓小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶以計(jì)算小車的加速度，同時(shí)記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)以確定小車所受的拉力，C正確；D．本實(shí)驗(yàn)中拉力由彈簧測(cè)力計(jì)直接測(cè)量，砂和砂桶的質(zhì)量對(duì)實(shí)驗(yàn)探究無影響，不需要保證砂和砂桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M，D錯(cuò)誤。故選BC。（2）[1]紙帶兩點(diǎn)間的時(shí)間小車的加速度[2]如果當(dāng)時(shí)實(shí)際頻率大于50，則兩個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)之間的時(shí)間將小于0.02s，而做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)依然把時(shí)間代為0.02s，測(cè)量時(shí)間偏大，加速度的測(cè)量值將偏??；（3）對(duì)小車由牛頓第二定律即由圖可知解得故選D。12.圖為表頭改裝歐姆表的原理示意圖。表頭的量程為，內(nèi)阻為，電源電動(dòng)勢(shì)，內(nèi)阻為，R為變阻器，最大阻值為10kΩ。（1）由上述條件可知，改裝后該表盤的正中央所標(biāo)記的待測(cè)電阻阻值應(yīng)為______Ω，若該表盤正中央刻線標(biāo)記數(shù)字為10Ω，則按上述方式直接改裝得到的應(yīng)是該歐姆表的______擋（填寫“×1k”“×100”“×10”或“×1”）。（2）若通過改變歐姆表內(nèi)部電源的電動(dòng)勢(shì)來更換擋位，則要得到“×100”擋，需將電源電動(dòng)勢(shì)調(diào)整至______V。（3）此歐姆表使用一段時(shí)間后，電源內(nèi)阻明顯增大，電動(dòng)勢(shì)不變，但仍可進(jìn)行歐姆調(diào)零。此時(shí)用歐姆表測(cè)電阻，將會(huì)導(dǎo)致測(cè)量值______（填寫“偏大”“偏小”或“無影響”）。【答案】（1）10000×1k（2）0.2（3）無影響【解析】（1）[1]改裝后歐姆表進(jìn)行歐姆調(diào)零時(shí)，有解得歐姆表內(nèi)阻為該表盤的正中央對(duì)應(yīng)的電流為滿偏電流的一半，則有解得待測(cè)電阻阻值為[2]若該表盤正中央刻線標(biāo)記數(shù)字為10Ω，則有可知改裝得到的應(yīng)是該歐姆表的“×1k”擋。為需將電源電動(dòng)勢(shì)調(diào)整至為（3）此歐姆表使用一段時(shí)間后，電源內(nèi)阻明顯增大，電動(dòng)勢(shì)不變，但仍可進(jìn)行歐姆調(diào)零。由于歐姆調(diào)零后，電動(dòng)勢(shì)不變，歐姆內(nèi)阻也不變，可得所以此時(shí)用歐姆表測(cè)電阻，將對(duì)測(cè)量值無影響三、解答題13.如圖甲為某中小型水力發(fā)電站遠(yuǎn)距離輸送單相交流電示意圖，每根導(dǎo)線電阻為4Ω，遠(yuǎn)距離輸電線的輸送電流為100A，若升壓變壓器的輸入電壓如圖乙所示，輸入功率為720kW，在用戶端起點(diǎn)接有交流電壓表，求：（1）升壓變壓器原副線圈匝數(shù)比；（2）設(shè)降壓變壓器原副線圈匝數(shù)比320：11，求用戶端交流電壓表的示數(shù)；【答案】（1）（2）【解析】（1）由題圖可知，升壓變壓器輸入電壓的有效值為由于變壓器為理想變壓器，所以升壓變壓器副線圈的功率也為720kW，則有則升壓變壓器原副線圈匝數(shù)比為（2）由于遠(yuǎn)距離輸電線每根電阻為4Ω，而遠(yuǎn)距離輸電需要兩根輸電線，所以輸電線的總電阻為降壓變壓器輸入電壓為根據(jù)變壓器電壓比等于匝數(shù)比可得可得用戶端交流電壓表的示數(shù)14.如圖甲所示，輕質(zhì)彈簧下端固定在水平地面上，上端連接一輕質(zhì)薄板。一質(zhì)量為的物塊從其正上方某處由靜止下落，下落落至薄板上后和薄板始終粘連，下落到最低位置，下落到最低位置過程中加速度隨位置變化的圖像如圖乙所示。彈簧形變始終在彈性限度內(nèi)，空氣阻力不計(jì)，（取10，取）求：（1）下落到最低位置的加速度；（2）若彈簧振子的周期公式為，求物塊做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)的周期；（3）下落到最低點(diǎn)開始計(jì)時(shí)，用正弦函數(shù)表示出振動(dòng)方程（向下為正方向）。【答案】（1），方向豎直向上（2）（3）【解析】（1）設(shè)物塊加速度為零時(shí)，物塊的位移為，根據(jù)可得可知與坐標(biāo)軸圍成的面積等于速度平方的一半，則解得由圖乙可知，下落到最低位置的加速度方向豎直向上。（2）物塊位于平衡位置時(shí)有物塊做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)的周期（3）物塊做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)的振幅為振動(dòng)方程為15.平面直角坐標(biāo)系xOy如圖所示，在第Ⅰ、Ⅱ象限中有一圓心在О點(diǎn)、半徑為R的半圓形有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直坐標(biāo)平面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，在的上方有一沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E。在坐標(biāo)原點(diǎn)有一粒子源，可以沿坐標(biāo)平面向第Ⅰ象限內(nèi)的任意方向發(fā)射相同速率的帶正電的粒子，粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q。發(fā)現(xiàn)有一粒子（記為粒子a）從y軸上的Р點(diǎn)（0，R）離開磁場(chǎng)進(jìn)入電場(chǎng)，并且此時(shí)速度方向與y軸正方向成30°角，粒子的重力忽略不計(jì)，不考慮粒子間的相互作用。求：（1）粒子射入磁場(chǎng)時(shí)速度的大小；（2）出磁場(chǎng)后能垂直進(jìn)入電場(chǎng)的粒子從粒子源射出到經(jīng)過y軸所用的時(shí)間；（3）在直線上，粒子能進(jìn)入電場(chǎng)的橫坐標(biāo)范圍?！敬鸢浮浚?）（2）（3）【解析】（1）粒子a從О點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，從Р點(diǎn)離開磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角為60°，軌跡如圖甲所示由幾何關(guān)系知，粒子a做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R，由洛倫茲力提供向心力，有解得（2）由分析可知，出磁場(chǎng)后能垂直進(jìn)入電場(chǎng)的粒子，從О點(diǎn)射入磁場(chǎng)時(shí)速度方向與x軸正方向成30°角，軌跡如圖乙所示此粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間粒子在無場(chǎng)區(qū)運(yùn)動(dòng)時(shí)間設(shè)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)到y(tǒng)軸所用的時(shí)間為，則有解得總時(shí)間（3）沿x軸正方向進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子進(jìn)入電場(chǎng)的位置在最右側(cè)，沿y軸正方向進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子進(jìn)入電場(chǎng)的位置在最左側(cè)，這兩種情況粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖丙所示最右側(cè)有最左側(cè)有故橫坐標(biāo)范圍為高二物理一、選擇題：本小題共10小題，共46分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1-7題只有一項(xiàng)符合題目要求，每小題4分；第8-10題為多項(xiàng)符合題目要求，每小題6分，全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。1.關(guān)于磁場(chǎng)、電磁感應(yīng)現(xiàn)象、電磁波、能量量子化，下列說法正確的是（）A.閉合導(dǎo)線在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，一定會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流B.赫茲首次用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，做變速運(yùn)動(dòng)的電荷會(huì)在空間產(chǎn)生電磁波C.地球磁場(chǎng)的N極在地理的北極附近，地球周圍的磁感線是空間真實(shí)存在的曲線D.愛因斯坦為了解釋黑體輻射現(xiàn)象，第一次提出了能量量子化理論【答案】B【解析】A．若導(dǎo)線框沿磁感線運(yùn)動(dòng)，是不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流的，A錯(cuò)誤；B．赫茲第一次用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，做變速運(yùn)動(dòng)的電荷會(huì)在空間產(chǎn)生變化的電磁場(chǎng)，形成電磁波，B正確；C．地磁的N極在地理的南極附近，磁感線是為了描述看不見但又客觀存在的磁場(chǎng)而假想出來的，其并不客觀存在，C錯(cuò)誤；D．普朗克為了解釋黑體輻射現(xiàn)象，第一次提出了能量量子化理論，D錯(cuò)誤。故選B。2.電動(dòng)剃須刀通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)使刀片高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)可以近似為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。某刀片的振動(dòng)圖像如圖所示，在下列4個(gè)時(shí)刻中，該刀片的加速度為正且正在增大的是（）A.t1 B.t2 C.t3 D.t4【答案】B【解析】AC．t1和t3時(shí)刻，刀片的位移為正方向，由加速度公式可知，刀片的加速度都為負(fù)，故AC錯(cuò)誤；B．t2時(shí)刻，刀片的位移為負(fù)方向，且在逐漸增大，由加速度公式可知，刀片的加速度為正，且在逐漸增大，故B正確；D．t4時(shí)刻，刀片位移為負(fù)方向，且在逐漸減小，由加速度公式可知，刀片的加速度為正，且在逐漸減小，故D錯(cuò)誤。故選B。3.如圖所示，LC電路中，電容C為0.4μF，電感L為1mH。已充電的平行板電容器兩極板水平放置。開關(guān)S斷開時(shí)，極板間有一帶電灰塵恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，灰塵開始在電容器內(nèi)運(yùn)動(dòng)（設(shè)灰塵未與極板相碰），此時(shí)開始計(jì)時(shí)，在一個(gè)振蕩周期內(nèi)，下列說法正確的是（）A.時(shí)，回路中電流變化最快B.時(shí)，灰塵的速度最大C.時(shí)，灰塵的加速度最大D.時(shí)，線圈中磁場(chǎng)能最大【答案】C【解析】A.開關(guān)S斷開時(shí)，極板間帶電灰塵處于靜止?fàn)顟B(tài)，則有式中m為灰塵質(zhì)量，Q為電容器所帶的電荷量，d為板間距離，由，得s＝4π×10－5s開關(guān)S閉合時(shí)t＝0，則當(dāng)t=時(shí)，即時(shí)，電容器放電完畢，回路中電流最大，回路中電流變化最慢，故A錯(cuò)誤；B.當(dāng)t=時(shí)，即時(shí)，電容器放電完畢，此時(shí)灰塵僅受重力；之后電容器反方向充電，帶電灰塵受電場(chǎng)力方向向下，帶電灰塵會(huì)繼續(xù)加速，故B錯(cuò)誤；C.當(dāng)t＝2π×10－5s時(shí)，即t＝時(shí)，振蕩電路中電流為零，電容器極板間場(chǎng)強(qiáng)方向跟t＝0時(shí)刻方向相反，則此時(shí)灰塵所受的合外力為F合＝mg＋＝2mg又因?yàn)镕合＝ma，此時(shí)灰塵的加速度a＝2g，方向豎直向下；之后電容器再次反向充電，極板間場(chǎng)強(qiáng)方向又跟t＝0時(shí)刻方向相同，帶電灰塵受電場(chǎng)力方向向上，所以2π×10－5s時(shí)，灰塵的加速度最大為2g，故C正確；D.當(dāng)t＝2π×10－5s時(shí)，即t＝時(shí)，振蕩電路中電流為零，線圈中磁場(chǎng)能最小，故D錯(cuò)誤。故選C4.無線充電技術(shù)的應(yīng)用，讓人們擺脫了“充電線”的牽制，充電器通電后，產(chǎn)生一個(gè)交變電流，交變電流使無線充電設(shè)備內(nèi)部的發(fā)射線圈產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)，當(dāng)手機(jī)或者其他需要充電的設(shè)備靠近這個(gè)交變磁場(chǎng)時(shí)，充電設(shè)備的接收線圈會(huì)受到磁場(chǎng)的作用，并且將電磁能量轉(zhuǎn)化為電能，進(jìn)行充電，無線充電器的工作原理與理想變壓器相同。如圖所示，理想變壓器與電阻R、交流電壓表V、交流電流表A按圖甲所示方式連接，已知變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為，電阻R=10Ω，圖乙是電阻R兩端電壓u隨時(shí)間t變化的圖像，，則下列說法正確的是（）A.交變電流的頻率是0.5Hz B.電壓表V的讀數(shù)為10VC.電流表A的讀數(shù)為 D.變壓器的輸入功率為20W【答案】B【解析】A．由題圖乙可知交變電流的頻率故A錯(cuò)誤；B．電壓表V測(cè)電阻兩端的電壓，則其讀數(shù)為有效值故B正確；C．根據(jù)可知電流表A的讀數(shù)故C錯(cuò)誤；D．理想變壓器的輸出功率等于輸入功率，則所以故D錯(cuò)誤。故選B。5.在甲、乙兩圖中，足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平固定放置在方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌左端分別接有電荷量為零且電容足夠大的電容器和阻值為R的定值電阻，金屬桿ab、cd垂直導(dǎo)軌靜止放置，除了電阻R以外不計(jì)其它電阻。若給棒ab施加水平向右恒力F，棒cd瞬間獲得水平向右的初速度，則下列關(guān)于兩棒在運(yùn)動(dòng)過程中所受安培力和棒兩端電壓U隨棒的位移x變化的圖像中正確的是（）A. B.C. D.【答案】B【解析】AC．某一時(shí)刻t，根據(jù)牛頓第二定律有設(shè)該時(shí)刻電流大小為i，則在很短時(shí)間間隔內(nèi)，，聯(lián)立可得結(jié)合前式可得可得可知導(dǎo)體棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得導(dǎo)體棒兩端的電壓與電容器電壓始終相等，則感應(yīng)電流為零，導(dǎo)體棒所受安培力始終為零，導(dǎo)體棒兩端的電壓故AC錯(cuò)誤；BD．體棒所受的安培力則兩邊求和得整理可得則可知、與x是一次函數(shù)，故B正確，D錯(cuò)誤。故選B。6.通電直導(dǎo)線ab的質(zhì)量為m、長(zhǎng)為l，用兩根細(xì)線把導(dǎo)線ab水平吊起，導(dǎo)線上的電流為I，方向如圖所示。在豎直方向加一個(gè)方向向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，導(dǎo)線平衡時(shí)細(xì)線與豎直方向成θ＝30°角，重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，下列說法正確的是（）A.mg＝BIlB.兩根細(xì)線的拉力的合力FT＝mgC.若增大磁感應(yīng)強(qiáng)度，則細(xì)線與豎直方向的偏角將不變D.若將導(dǎo)線ab拉到最低處由靜止釋放，則導(dǎo)線ab擺過的最大角度為60°【答案】D【解析】A．由受力分析可知，導(dǎo)體棒受重力，繩子拉力和安培力，如圖所示，而由平衡條件可得可知故A錯(cuò)誤；B．兩根細(xì)線的拉力的合力可得故B錯(cuò)誤；C．若增大磁感應(yīng)強(qiáng)度，安培力增大，從而懸線的偏角將增大，C錯(cuò)誤；D．若將導(dǎo)線ab拉到最低處由靜止釋放，設(shè)ab可擺過的最大角度為α，根據(jù)動(dòng)能定理可得ab可擺過的最大角度為故D正確。故選D。7.小亮家新裝修的廚房中有一個(gè)煙霧報(bào)警器。如圖是煙霧報(bào)警器的簡(jiǎn)化原理圖，光敏電阻R的阻值隨光照強(qiáng)度增大而減小，閉合開關(guān)，逐漸增大煙霧，則下列判斷正確的是（）A.電流表、電壓表的示數(shù)均減小B.電流表、電壓表的示數(shù)均增大C.電流表的示數(shù)減小，電壓表的示數(shù)增大D.定值電阻的功率變大【答案】C【解析】ABC.由圖可知，定值電阻與光敏電阻R串聯(lián)，電壓表測(cè)光敏電阻R電壓，電流表測(cè)電路中的電流，當(dāng)逐漸增大煙霧時(shí)光照強(qiáng)度減弱，光敏電阻R的阻值增大，則電路中總電阻增大，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電路中的電流變小，即電流表示數(shù)減小，根據(jù)可知定值電阻的電壓變小，根據(jù)串聯(lián)分壓的規(guī)律，可知光敏電阻R的電壓增大，即電壓表的示數(shù)增大，故AB錯(cuò)誤，C正確；D.根據(jù)因電流減小，故定值電阻的功率變小，故D錯(cuò)誤。8.回旋加速器在科學(xué)研究中得到了廣泛應(yīng)用，其工作原理如圖所示，和是兩個(gè)中空的半圓形金屬盒，置于與盒面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，將它們接在電壓為的高頻交流電源上，一質(zhì)量為、電荷量為的帶電粒子從加速器的某處由靜止開始加速。已知D形盒的半徑為，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，不計(jì)粒子的重力，忽略粒子在電場(chǎng)中的加速時(shí)間，不考慮相對(duì)論效應(yīng)。下列說法正確的是（）A.粒子第次被加速前、后的軌道半徑之比為B.高頻交流電源周期為C.粒子的最大動(dòng)能為D.若只增大交變電壓，則粒子的最大動(dòng)能會(huì)增大【答案】AC【解析】CD．根據(jù)洛倫茲力提供向心力有可得粒子的最大速度為則粒子的最大動(dòng)能為可知，粒子的最大動(dòng)能與交變電壓無關(guān)，故C正確，D錯(cuò)誤；B．高頻交流電源的周期等于粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期，即故B錯(cuò)誤；A．根據(jù)動(dòng)能定理可得粒子第次被加速前有，粒子第次被加速后有，所以故A正確。故選AC。9.如圖（a）所示，輕質(zhì)彈簧上端固定，下端連接質(zhì)量為m的小球，構(gòu)成豎直方向的彈簧振子。取小球平衡位置為x軸原點(diǎn)，豎直向下為x軸正方向，設(shè)法讓小球在豎直方向振動(dòng)起來后，小球在一個(gè)周期內(nèi)的振動(dòng)曲線如圖（b）所示，若時(shí)刻彈簧彈力為0，重力加速度為g，則有（）A.0時(shí)刻彈簧彈力大小為mgB.彈簧勁度系數(shù)為C.時(shí)間段，回復(fù)力沖量為0D.時(shí)間段，小球動(dòng)能與重力勢(shì)能之和減小【答案】BD【解析】AB．時(shí)刻，小球經(jīng)過最高點(diǎn)，彈簧處于原長(zhǎng)，時(shí)刻，小球經(jīng)過平衡位置，彈簧的伸長(zhǎng)量為A，此時(shí)彈簧彈力大小為，時(shí)刻，小球經(jīng)過最低點(diǎn)，彈簧的伸長(zhǎng)量為2A，此時(shí)彈力大小為2mg，故彈簧勁度系數(shù)故A錯(cuò)誤，B正確；C．小球的合力用來提供回復(fù)力，時(shí)間段，小球的始末速度等大反向，根據(jù)動(dòng)量定理，合力的沖量不為0，故C錯(cuò)誤；D．時(shí)間段，小球從最高點(diǎn)下降到最低點(diǎn)，彈性勢(shì)能不斷變大，小球的機(jī)械能不斷變小，故D正確。故選BD。10.如圖所示，兩足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌平面虛線左側(cè)存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，虛線右側(cè)存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，虛線左右兩側(cè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，導(dǎo)體棒ab和cd均垂直于導(dǎo)軌靜止放置在導(dǎo)軌上。某時(shí)刻起，保持ab靜止，對(duì)cd施加大小為F的水平向右的恒力，經(jīng)過時(shí)間t導(dǎo)體棒cd的加速度變?yōu)?，此時(shí)立即將該恒力撤掉，同時(shí)釋放ab。已知兩導(dǎo)軌的間距為L(zhǎng)，導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量為m、接入電路的電阻為R；cd的質(zhì)量為2m、接入電路的電阻也為R，其余電阻不計(jì)，兩導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)時(shí)均與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。對(duì)兩導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)過程，下列說法正確的是（）A.撤掉恒力后，導(dǎo)體棒ab和cd的總動(dòng)量先減小后不變B.導(dǎo)體棒ab和cd間的距離先逐漸增大，最后保持不變C.導(dǎo)體棒ab的最大速度為D.導(dǎo)體棒cd從開始運(yùn)動(dòng)到速度最大過程，整個(gè)回路產(chǎn)生的焦耳熱為【答案】AC【解析】AB．撤掉恒力時(shí)有解得此時(shí)cd水平向右的最大速度為之后兩導(dǎo)體棒均受到向左的安培力，總動(dòng)量水平向右減小，在安培力的作用下cd向右減速，ab自靜止開始向左加速，當(dāng)兩者速度大小相等時(shí)總電動(dòng)勢(shì)為0，受到的安培力均為0，之后兩導(dǎo)體棒分別以大小相等的速度向相反的方向做勻速運(yùn)動(dòng)，它們間的距離一直增大，總動(dòng)量保持不變，故A正確，B錯(cuò)誤；C．撤掉恒力后，同一時(shí)刻兩導(dǎo)體棒中的電流相等，所受安培力大小相等，由牛頓第二定律可知，ab的加速度大小是cd加速度大小的2倍，因此同一過程ab的速度變化量大小是cd的速度變化量大小的2倍，則解得導(dǎo)體棒ab的最大速度故C正確；D．導(dǎo)體棒cd從開始運(yùn)動(dòng)到速度最大的過程對(duì)cd有對(duì)整個(gè)系統(tǒng)有解得整個(gè)回路產(chǎn)生的焦耳熱為故D錯(cuò)誤。故選AC。二、非選擇題：本小題共5小題，共54分11.研究質(zhì)量一定時(shí)加速度與力的關(guān)系。一同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。其中M為帶滑輪的小車的質(zhì)量，m為砂和砂桶的總質(zhì)量。（滑輪質(zhì)量不計(jì)）（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，一定要進(jìn)行的操作或保證的條件是________。A.用天平測(cè)出砂和砂桶的質(zhì)量B.將帶滑輪的長(zhǎng)木板右端墊高，以平衡摩擦力C.小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接通電源，再釋放小車，打出紙帶D.為減小誤差，實(shí)驗(yàn)中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M（2）該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到如圖所示的一條紙帶（相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒有畫出）。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器采用的是頻率為50的交流電，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度為________（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。若實(shí)際頻率大于50，則測(cè)出的加速度________（填“偏大”“偏小”“準(zhǔn)確”）（3）以彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F為橫坐標(biāo)，加速度a為縱坐標(biāo)，畫出的圖象是一條直線，圖線與橫軸的夾角為θ，求得圖線的斜率為k，則小車的質(zhì)量為________。A. B. C. D.【答案】（1）BC（2）2.00偏?。?）D【解析】（1）A．小車所受拉力由彈簧測(cè)力計(jì)讀出，不需要測(cè)出砂和砂桶的質(zhì)量，A錯(cuò)誤；B．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)將帶滑輪的長(zhǎng)木板右端墊高，以平衡摩擦力，B正確；C．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)讓小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶以計(jì)算小車的加速度，同時(shí)記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)以確定小車所受的拉力，C正確；D．本實(shí)驗(yàn)中拉力由彈簧測(cè)力計(jì)直接測(cè)量，砂和砂桶的質(zhì)量對(duì)實(shí)驗(yàn)探究無影響，不需要保證砂和砂桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M，D錯(cuò)誤。故選BC。（2）[1]紙帶兩點(diǎn)間的時(shí)間小車的加速度[2]如果當(dāng)時(shí)實(shí)際頻率大于50，則兩個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)之間的時(shí)間將小于0.02s，而做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)依然把時(shí)間代為0.02s，測(cè)量時(shí)間偏大，加速度的測(cè)量值將偏??；（3）對(duì)小車由牛頓第二定律即由圖可知解得故選D。12.圖為表頭改裝歐姆表的原理示意圖。表頭的量程為，內(nèi)阻為，電源電動(dòng)勢(shì)，內(nèi)阻為，R為變阻器，最大阻值為10kΩ。（1）由上述條件可知，改裝后該表盤的正中央所標(biāo)記的待測(cè)電阻阻值應(yīng)為______Ω，若該表盤正中央刻線標(biāo)記數(shù)字為10Ω，則按上述方式直接改裝得到的應(yīng)是該歐姆表的______擋（填寫“×1k”“×100”“×10”或“×1”）。（2）若通過改變歐姆表內(nèi)部電源的電動(dòng)勢(shì)來更換擋位，則要得到“×100”擋，需將電源電動(dòng)勢(shì)調(diào)整至______V。（3）此歐姆表使用一段時(shí)間后，電源內(nèi)阻明顯增大，電動(dòng)勢(shì)不變，但仍可進(jìn)行歐姆調(diào)零。此時(shí)用歐姆表測(cè)電阻，將會(huì)導(dǎo)致測(cè)量值______（填寫“偏大”“偏小”或“無影響”）?！敬鸢浮浚?）10000×1k（2）0.2（3）無影響【解析】（1）[1]改裝后歐姆表進(jìn)行歐姆調(diào)零時(shí)，有解得歐姆表內(nèi)阻為該表盤的正中央對(duì)應(yīng)的電流為滿偏電流的一半，則有解得待測(cè)電阻阻值為[2]若該表盤正中央刻線標(biāo)記數(shù)字為10Ω，則有可知改裝得到的應(yīng)是