广西北海市2022-2023学年高二上学期期末物理试题（ 含答案解析 ）

第1页/共1页北海市2022年秋季学期期末教学质量检测高二物理全卷满分100分，考试时间90分钟。注意事项∶1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无败。3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并收回。4.本卷主要考查内容∶必修第三册、选择性必修第二册第一章。一、单项选择题∶本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.如图甲所示是某种电阻率恒定的材料制成的长方体导体，其长、宽、高分别为a、b、c（），在其各个面上分别有PQ、EF，MN三对接线柱。现先、后分别通入沿PQ、EF，MN方向的电流，测得如图乙所示的伏安特性曲线，则下列说法正确的是（）A.通入沿PQ方向电流时导体的伏安特性曲线为①B.通入沿EF方向电流时导体的伏安特性曲线为②C.通入沿MN方向电流时导体的伏安特性曲线为③D.通入三个方向电流时导体的伏安特性曲线相同均为②【答案】B【解析】【详解】根据电阻定律可得通入沿PQ、EF，MN方向的电流时的电阻大小分别为，，因为有，所以可得根据图乙所示的伏安特性曲线可得图线斜率越大的电阻越小，所以可得通入沿PQ、EF，MN方向的电流时导体的伏安特性曲线分别为③、②、①图线。故选B。2.a、b、c是竖直平面内等腰直角三角形的三个顶点，bc边水平，d是bc中垂线上的一点，且ab=ad=ac，在b、c、d三点分别固定三根垂直于三角形abc所在平面的通电直导线，导线中的电流大小均为I，方向如图所示。已知通电直导线在周围产生的磁感应强度大小与导线中电流大小成正比，与到导线的距离成反比，则三根导线在a点产生的磁感应强度方向为（）A.水平向右 B.水平向左 C.由a指向c D.由a指向b【答案】A【解析】【详解】根据通电直导线周围磁场的分布特点，可作出三根通电导线在a点的磁感应强度的方向，如图所示，且根据矢量运算法则可得方向水平向右。故选A。3.如图所示，纸面内用粗细均匀的相同金属导体弯制成两个相同的正三角形金属框abc和a′b′c′，a′c′边中间断开，用导线连接ca′两点，并从a端通入大小恒定的电流，从c′端引出电流，同时放入垂直纸面向里的匀强磁场中，则（）′A.a、c两点间与a′、c′两点间的电压之比为1：1B.a、c两点间与a′、c′两点间的电压之比为2：3C.金属框abc和a′b′c′所受的安培力大小之比为1：1D.金属框abc和a′b′c′所受的安培力大小之比为1：3【答案】C【解析】【详解】AB．根据题意可得AB错误；CD．金属框abc所受的安培力大小为金属框a′b′c′所受的安培力大小为所以C正确，D错误。故选C。4.如图甲、乙所示，两空间分别存在竖直向下匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，、分别为纸面内的半圆形曲线，O、分别为两半圆的圆心，PQ、分别为两半圆的水平直径，将带电粒子分别从P、点水平射出，分别经过半圆曲线的M、点，不计粒子重力及空气阻力，则下列说法正确的是（）A.甲图中粒子带正电，乙图中粒子带负电B.甲图中粒子带负电，乙图中粒子带正电C.甲图中粒子经过M点时速度方向的反向延长线有可能经过圆心OD.乙图中粒子经过点时速度方向的反向延长线一定经过圆心【答案】D【解析】【详解】AB．甲图中，由于带电粒子在电场中受到向下的电场力，故粒子带正电，乙图中，由左手定则可知粒子带正电荷，故AB错误；C．甲图中带电粒子做类平抛运动，由类平抛运动规律可知，粒子经过M点时速度方向的反向延长线与过P点的水平距离的交点为水平位移的中点，即交点与P点的距离为，如果经过圆心O，则要求水平方向的位移应为，明显PM两点间的水平位移，所以假设不成立，故C错误；D．乙图中粒子在圆形磁场区域内做匀速圆周运动，设粒子的轨迹半径为R，半圆的半径为r，粒子从射出的速度为，运动轨迹如图所示因，，为公共边，所以因点的速度的方向沿指向，且，所以，即，因此，即，又因为，所以与共线，即粒子经过点的速度方向的反向延长线一定过圆心，故D正确。故选D。5.如图所示，匀强电场中有一圆心角为的扇形OAB，电场方向平行于扇形平面，O点为扇形的圆心，C点为AB弧的中点，半径。将一点电荷从A点以某一初速度射出，此后能以相同大小的速度经过B点，若再将一个电荷量为的负点电荷由O点移到C点，克服静电力做功。不计点电荷的重力，则（）A.电场强度的大小为，方向由A指向BB.电场强度的大小为，方向由A指向BC.电场强度的大小为，方向由O指向CD.电场强度的大小为，方向由O指向C【答案】C【解析】【详解】点电荷从A点以某一初速度射出，此后能以相同大小的速度经过B点，根据动能定理有可得AB两点处的电势差等于零，即AB两点处电势相同，如图连接AB为一等势线，过O点做AB的垂线为场强方向所在的直线，因为将一个电荷量为的负点电荷由O点移到C点，克服静电力做功，所以可得场强方向由O指向C，OC间电势差为所以有故选C。6.如图所示，在理想的虚线边界内有范围足够大的匀强磁场，ab，cd段水平，bc，de段竖直，且．在纸面内大量质子从a点垂直于ab以不同速率射入磁场，不计质子间的相互作用力和重力，则从边界de垂直射出的质子与在磁场中运动时间最长的质子的速率之比为（）A.3：2 B.36：13 C.9：4 D.36：17【答案】B【解析】【详解】画出粒子的运动轨迹如图所示设bc长度为2L，则ab=cd=3L，从边界de垂直射出的质子，轨迹如图中蓝色圆弧1所示，其半径R1由几何关系可知R1=ab+cd=6L设质子过bcde上一点g，当∠Oag最大时，∠aOg最小，粒子运动时间最长，O为粒子做圆周运动的圆心，由几知，当粒子过c点时，质子运动时间最长，轨迹如图中红色圆弧2所示，设半径为R2，则有得由得知质子在磁场中运动速率之比等于半径之比，所以从边界de垂直射出的质子与在磁场中运动时间最长的质子的速率之比为故选B。二、多项选择题∶本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7.利用电场、磁场控制电荷的运动，在现代科技领域有着广泛应用，如图所示，下列四种器件中（均不计粒子重力），关于带电粒子运动的说法正确的是（）A.甲图中从左侧射入的粒子，无论正、负均有可能沿直线射出B.乙图中等离子体进入上、下极板之间后上极板A带正电C.丙图中通过励磁线圈的电流越小，电子的运动径迹半径越大D.丁图中只要回旋加速器的D形盒足够大，加速粒子就能获得任意大的速度【答案】AC【解析】【详解】A．甲图中带正电的粒子从左侧射入复合场中时，受向下的电场力和向上的洛伦兹力，当两个力平衡时，带电粒子有可能沿直线射出；当带负电的粒子从左侧射入复合场中时，受向下的洛伦兹力和向上的电场力，当两个力平衡时，带电粒子有可能沿直线射出，A正确；B．乙图中等离子体进入上下极板之间后，受到洛伦兹力作用，由左手定则可知，正粒子向B极板偏转，负粒子向A极板偏转，因此极板A带负电，极板B带正电，B错误；C．丙图中通过励磁线圈的电流越小，线圈产生的磁场越弱，电子的运动由洛伦兹力提供向心力，则有由上式可知，当电子的速度一定时，磁感应强度越小，电子的运动径迹半径越大，C正确；D．丁图中只要回旋加速器的D形盒足够大，加速粒子就能获得较大的能量，具有较大的速度，可当能量达到25MeV~30MeV后就很难再加速了，原因是按照狭义相对论，粒子的质量随速度的增大而增大，而质量的变化会导致其回旋周期的变化，从而破坏了与电场变化周期的同步，因此加速粒子就不能获得任意速度，D错误。故选AC8.如图所示，在O点固定一点电荷，一电子从M点以某一初速度沿虚线运动至N点，P为MN路程的中点，不计电子重力，则下列说法正确的是（）A.电子在N点的电势能大于在M点的电势能B.电子在N点的加速度大于在M点的加速度C.电子在P点、N点、M点的电势能与动能之和均相等D.电子在P点的电势能与动能之和为在N点的电势能与动能之和的一半【答案】BC【解析】【详解】A．电子运动的轨迹的切线方向即为速度方向，由于电子做曲线运动，其在M点的电场力的方向与速度方向如图所示由于力的方向与速度方向的夹角为锐角，所以电子处于加速状态，即动能增大，电势能减小，所以电子在N点的电势能小于在M点的电势能，故A错误；B．电子越靠近场源点电荷，其受到的电场力越大，所以加速度越大，故B正确；CD．电子在运动过程中，只有电场力做功，所以动能和电势能的和保持不变，故C正确，D错误。故选BC9.如图所示的电路中，电源的电动势为E、内阻为r，电表均为理想电表，为定值电阻，且，R为滑动变阻器，现将滑动变阻器的滑片从a向b移动的过程中，下列说法正确的是（）A.电源的效率增大B.电源的输出功率增大C.电压表、电流表示数均增大D.电压表示数变化量与电流表示数变化量绝对值之比保持不变【答案】BD【解析】【详解】ABC．滑动变阻器的滑片从a向b移动，接入电路的电阻逐渐减小，电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大，电流表示数增大。根据可知滑动变阻器两端的电压减小，电压表示数减小。根据可知电源输出电压减小根据电源的效率可知电源的效率减小。电源的输出功率为，随着R逐渐减小电源输出功率逐渐增大，故B正确，AC错误；D．根据可知电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比为所以电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比不变，故D正确。故选BD。10.如图所示，半径为R的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，O为圆心，A、B、C为圆形区域边界上的三点，BC为直径，，现有一对质量相等、电荷量不等的正、负粒子，从A点沿AO方向以相同大小的速度垂直磁场射入，一个从B点离开磁场，另一个从C点离开磁场．粒子的重力及相互作用力均不计，则下列说法正确的是（）A.从B点离开磁场的粒子带负电B.正、负粒子的电荷量大小之比为1：3C.正、负粒子在磁场中运动的周期之比为1：3D.正、负粒子在磁场中运动的时间之比为2：3【答案】ACD【解析】【详解】A．带电粒子进入磁场，在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，根据左手定则可以判断，从B点离开磁场的粒子带负电。故A正确；BC．由以上分析可得，从C点出去为带正电的粒子，画出运动轨迹，圆心为O1，从B点出去为带负电的粒子，画出运动轨迹，圆心为O2，设磁场的磁感应强度为，由几何关系得匀速圆周运动中，洛伦兹力提供向心力联立解得同理得联立得正负电荷的电荷量大小之比为正、负粒子在磁场中运动的周期之比为故B错误。故C正确；D．正、负粒子在磁场中运动的时间之比为故D正确。故选ACD。三、非选择题∶本题共5小题，共56分。11.如图甲所示为一多用电表，如图乙所示为一未知电阻，a、b为其两端接线柱，某实验小组利用该多用电表测量的阻值，主要步骤如下：（1）机械调零后，将红、黑表笔分别插入多用电表的“”“”插孔，并选择“”电阻挡；（2）进行欧姆调零时，需将红、黑表笔______（填“短接”或“接、端”），再旋转部件______（填“”或“”），使指针对准电流满偏处；（3）所有调试正确完毕后，将红表笔接待测电阻的a端，黑表笔接b端，则a端电势______（填“高于”“低于”或“等于”）b端电势。若多用电表的示数如图丙中虚线所示，为使测量更加精确，应将选择开关旋到______（填“”“”或“”）的倍率挡位上，并重新欧姆调零；调整后再次测量，多用电表的示数如图丙中实线所示，则______。【答案】①.短接②.B③.低于④.⑤.13##13.0【解析】【详解】（2）[1][2]图甲中A为机械调零旋钮，B为欧姆调零旋钮，欧姆表调零时，需将红、黑表笔短接，然后旋动欧姆调零旋钮B，使指针对准电流满偏处；（3）[3]多用电表表笔中电流是“红进黑出”，因此欧姆表中黑表笔与内部电源正极相连，因此待测电阻b端电势高，故a端电势低于b端电势；[4]根据图丙中虚线所示可知所选挡位偏大，应选用小倍率，故应将选择开关旋到“”倍率挡位上；[5]由图丙中实线所示可知12.为了测量一节干电池的电动势和内阻，某同学在实验室选择合适的器材，设计了如图甲所示的实验电路图，请完成下列问题：（1）请根据图甲所示的电路图，用笔画线替代导线补全图乙的实物图_____；（2）改变电阻箱的阻值，测得多组实验数据绘出如图丙所示的图线，由图丙可得，电源电动势______，内阻______。（均用图丙中a、b表示）（3）实验误差分为系统误差和偶然误差，则造成该实验结果系统误差的主要原因是______。【答案】①.②.③.b④.电压表的分流作用【解析】【详解】（1）[1]连接电路如图所示（2）[2]由图甲和闭合电路欧姆定律可得整理可得由图丙可知，图像的斜率表示电动势，则有[3]图线在纵轴上的截距的相反数是内阻测量值（3）[4]该实验测得电源的电动势和内阻都存在误差，造成实验系统误差的主要原因是电压表的内阻不是无穷大，有分流作用，流经R的电流小于流经电池的电流，从而产生系统误差。13.如图所示，一竖直半圆形绝缘光滑轨道固定在水平桌面上，O为圆心，AC为水平直径，B为最低点。现在O点固定一电荷量大小为q的点电荷，在最低点B固定另一电荷量大小未知的点电荷，在A点有一质量为m、电荷量大小也为q的带电小球（可视为质点）处于静止状态，且对轨道恰好无作用力，已知静电力常量为k，重力加速度为g。（1）求固定在最低点B的点电荷电荷量的大小；（2）若某时刻仅将B点的点电荷撤去，求带电小球运动到B点时对轨道的压力大小。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）在A点对小球受力分析可知联立解得，（2）撤去B点点电荷，根据动能定理得在B点受力分析得解得则带电小球运动到B点时对轨道的压力大小14.如图所示，水平地面上固定一倾角为的粗糙绝缘的斜面，一根长为L=0.4m质量为m=0.02kg的导体棒ab放置在斜面上。已知导体棒ab与斜面底边平行，导体棒与斜面间的动摩擦因数为，整个空间存在方向竖直向下、磁感应强度大小为B=0.5T的匀强磁场，某时刻导体棒ab中通入大小为I=2A、方向从a流向b的电流。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度，，。求：（1）此时导体棒ab所受安培力的大小和方向；（2）此时导体棒ab的加速度大小；（3）若仅匀强磁场的大小、方向可改变，则保持导体棒静止在斜面上，且所受摩擦力最小时，磁感应强度的最小值及方向。【答案】（1）0.4N；（2）2m/s2；（3）0.15T，