2024学年吉林省东辽五中物理高二上期末联考试题含解析

2024学年吉林省东辽五中物理高二上期末联考试题注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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、下列物理量中，与试探电荷的电量和电性有关的是A.电势能 B.电势C.电势差 D.电场强度2、现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图所示，其中加速电压恒定。质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的12倍。此离子和质子的质量比约为A.11B.12C.121D.1443、将充足气后质量为0.5kg的篮球从1.6m高处自由落下，篮球接触地面的时间为0.5s，竖直弹起的最大高度为0.9m．不计空气阻力，重力加速度大小为g=9.8m/s2．则触地过程中篮球地面的平均作用力大小为A.4.9NB.8.9NC.9.8ND.14.7N4、图中边长为a的正三角形ABC的三个顶点分别固定三个点电荷＋q、＋q、－q，在该三角形中心O点处固定一电量为-2q的点电荷，则该电荷受到的电场力为（）A.，方向由O指向CB.，方向由C指向OC.，方向由C指向OD.，方向由O指向C5、如图所示，纸面内有一矩形导体闭合线框abcd，ab边长大于bc边长，置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于MN．第一次ab边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q1，通过线框导体横截面积的电荷量为q1；第二次bc边平行于MN进入磁场，线框上产生的热量为Q2，通过线框导体横截面的电荷量为q2，则（）A.Q1＞Q2，q1=q2 B.Q1＞Q2，q1＞q2C.Q1=Q2，q1=q2 D.Q1=Q2，q1＞q26、图中的A是一边长为L的正方形导线框，其电阻为R．现维持线框以恒定的速度v沿x轴运动，并穿过图中所示的匀强磁场区域B．如果以x轴的正方向作为力的正方向，线框在图示位置的时刻作为时间的零点，则磁场对线框的作用力F随时间t的变化图线应为哪个图（）A. B.C. D.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，有多个选项是符合题目要求的。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、回旋加速器在科学研究中得到了广泛应用，其原理如图所示．D1和D2是两个中空的半圆形金属盒，置于与盒面垂直的匀强磁场中，它们接在电压为U、周期为T的交流电源上．位于D1圆心处的粒子源A能不断产生α粒子（初速度可以忽略），它们在两盒之间被电场加速．当α粒子被加速到最大动能Ek后，再将它们引出．忽略α粒子在电场中的运动时间，则下列说法正确的是()A.α粒子第n次被加速前、后的轨道半径比为B.若是增大交变电压U，则α粒子的最大动能Ek会变大C.若改变交流电压的周期，仍可用此装置加速氘核D.若只增大交变电压U，则α粒子在回旋加速器中运行的时间会变短8、一个带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，如果又能垂直进入另一磁感应强度是原来2倍的匀强磁场，则（）A.粒子的速率加倍，周期减半；B.粒子的速率不变，周期减半C.粒子的速率不变，轨道半径减半D.粒子的速率减半，轨道半径变为原来的1/49、如图所示，A、B为平行金属板，两板相距为d，分别与电源两极相连，两板的中央各有一小孔M和N。今有一带电质点，自A板上方相距为h的P点由静止自由下落(P、M、N在同一竖直线上)，空气阻力忽略不计，到达N孔时速度恰好为零，然后沿原路返回，若保持两极板间的电压不变，则()A.把A板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回B.把A板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落C.把B板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后不能返回D.把B板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落10、如图所示，一绝缘轻弹簧的下端固定在斜面底端，上端连接一带正电的光滑滑块P，滑块所处空间存在着沿斜面向上的匀强电场，倾角为θ的光滑绝缘斜面固定在水平地面上，开始时弹簧处于原长状态，物块处于平衡状态。现给滑块一沿斜面向下的初速度v，滑块到最低点时，弹簧的压缩量为x，若弹簧始终处于弹性限度内，从滑块获得初速度v直至滑到最低点的过程中，下列说法正确的是（）A.滑块电势能的增加量大于滑块重力势能的减少量B.滑块到达最低点的过程中，克服弹簧弹力做功mv2C.滑块动能的变化量等于电场力和重力做功的代数和D.在滑块沿斜面运动的全程中，当滑块的加速度最大时，滑块和弹簧组成的系统机械能可能最小也可能最大三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，小灯泡额定电压2.5V，额定电流250mA。现有器材规格如下：直流电流表A1（量程0~300mA，内阻约0.5Ω）；直流电流表A2（量程0~500mA，内阻约0.2Ω）直流电压表V1（量程0~3V，内阻约5kΩ）；直流电压表V2（量程0~15V，内阻约10kΩ）直流电源E（电动势6V，内阻不计）；滑动变阻器R（阻值范围0~15Ω，允许最大电流1.0A）；电键1个，导线若干条。（1）实验时电流表应选择___________，电压表应选择___________。（填仪器字母代号）（2）根据电路图在实物图中完成其余连线使之成为完整的实验电路___________。（3）某同学在正确完成实验后，在坐标纸上画出如图所示的小灯泡I-U曲线，分析曲线可知小灯泡的电阻随电流I变大而___________（填“变大”、“变小”或“不变”）。12．（12分）一个量程为0～300μA的电流表，内阻为1000Ω，再给它串联一个99000Ω的电阻，将它改装成电压表，改装后电压表的量程为_______V，用它来测量一段电路两端的电压时，表盘指针如图，这段电路两端的电压是_______V四、计算题：本题共3小题，共38分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图，两根间距为L＝0.5m的平行光滑金属导轨间接有电动势E＝3V、内阻r＝1Ω的电源，导轨平面与水平面间的夹角θ＝37°．金属杆ab垂直导轨放置，质量m＝0.2kg．导轨与金属杆接触良好且金属杆与导轨电阻均不计，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中．当R0＝1Ω时，金属杆ab刚好处于静止状态，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8（1）求磁感应强度B的大小；（2）若保持B的大小不变而将方向改为垂直于斜面向上，求金属杆的加速度14．（16分）ABC表示竖直放在电场强度为E=104V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，其中轨道的BC部分是半径为R的圆环，轨道的水平部分与半圆环相切．A为水平轨道上的一点，而且AB=R=0.2m，把一质量m=0.1kg，带电量为q=+C的小球，放在A点由静止释放后，求：（g=10m/s2）(1)小球到达C点的速度大小(2)小球在C点时，轨道受到的压力大小15．（12分）如图所示，水平放置的两块长直平行金属板a、b相距d=0.10m，a、b间的电场强度为E=5.0×105N/C，b板下方整个空间存在着磁感应强度大小为B=6.0T、方向垂直纸面向里的匀强磁场.今有一质量为m=4.8×10-25kg、电荷量为q=1.6×10-18C的带正电的粒子(不计重力)，从贴近a板的左端以v0=1.0×106m/s的初速度水平射入匀强电场，刚好从狭缝P处穿过b板而垂直进入匀强磁场，最后粒子回到b板的Q处（图中未画出）．求P、Q之间的距离L

参考答案一、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、A【解题分析】A.电势能，电荷在电场中某点的与试探电荷的电量、电性和该点的电势都有关系，故A正确；B.电势是描述电场能的性质的物理量，电势是由电场本身决定的，高低与零势点的选取有关，与试探电荷无关。故B错误；C.电势差是电势的差值，是由电场本身决定的，与试探电荷无关，故C错误。D.电场强度是描述电场力的性质的物理量，由电场本身决定的。与试探电荷无关。故D错误。故选：A2、D【解题分析】直线加速过程根据动能定理得得①离子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律，有得②①②两式联立得：一价正离子电荷量与质子电荷量相等，同一加速电场U相同，同一出口离开磁场则R相同，所以m∝B2，磁感应强度增加到原来的12倍，离子质量是质子质量的144倍，D正确，A、B、C错误。故选D。3、D【解题分析】由动能定理可以求出小球落地与反弹时的速度，然后由动量定理求出小球对地面的冲击力【题目详解】由动能定理得：小球下落过程：mgh1=mv12-0，，方向竖直向下；小球上升过程：-mgh2=0-mv22，，方向竖直向上；以向下为正方向，由动量定理得：（mg-F）t=mv2-mv1，即：（0.5×9.8-F）×0.5=0.5×（-4.2）-0.5×5.6，F=14.7N；方向向上；故D正确，ABC错误．故选D【题目点拨】本题考查动量定理的应用，只要能熟练应用动能定理与动量定理可以正确解题，应用动量定理解题时，要注意正方向的选取4、B【解题分析】O点是三角形的中心，到三个电荷的距离为：，三个电荷在O处产生的场强大小均为：根据对称性和几何知识得知：两个+q在O处产生的合场强为：再与-q在O处产生的场强合成，得到O点的合场强为：，方向由O指向C．则该负电荷受到的电场力为：，方向由C指向O；故B正确5、A【解题分析】设ab和bc边长分别为L1，L2，若假设穿过磁场区域的速度为v，，；同理可以求得：，；L1＞L2，由于两次“穿越”过程均为相同速率穿过，因此：Q1＞Q2，q1=q2，故A正确，BCD错误．故选A在电磁感应题目中，公式，常考，要牢记，选择题6、A【解题分析】在阶段，线框在磁场之外，感应电流为0．安培力为0；在阶段，由右手定则可得出电流的方向为逆时针方向，维持线框以恒定速度v沿x轴运动，所以感应电动势和电流不变，根据左手定则得出磁场对线框的作用力F的方向沿x轴的负方向；在阶段，线框全部进入磁场，穿过线圈的磁通量不变，感应电流为0，安培力为0；在阶段，线框左边切割磁感线，由右手定则可得出电流的方向为顺时针的方向，维持线框以恒定速度v沿x轴运动，所以感应电动势和电流不变，根据左手定则得出磁场对线框的作用力F的方向沿x轴的负方向，综上分析可知，A符合题意，BCD不符合题意。故选A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，有多个选项是符合题目要求的。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、AD【解题分析】回旋加速器是通过电场进行加速，磁场进行偏转来加速α粒子．α粒子在磁场中运动的周期与交流电源的周期相同，根据T=比较周期．当α粒子最后离开回旋加速器时的速度最大，根据qvB=m求出粒子的最大速度，从而得出最大动能的大小关系【题目详解】根据洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动，则有半径公式与nqU=mv2，所以α粒子第n次被加速前后的轨道半径之比为，故A正确；根据qvB=m，得．则α粒子最大动能Ek=mv2=，与加速电压无关，故B错误，根据可知，α粒子与氘核在磁场中运动的周期相同，若改变交流电压的周期，所以不能用此装置加速氘核，故C错误；若只增大交变电压U，则α粒子在回旋加速器中加速次数会减小，导致运行时间变短，故D正确；故选AD【题目点拨】解决本题的关键知道带电粒子在磁场中运动的周期与交流电源的周期相同，求出粒子的周期和最大动能，根据质量比和电量比，去比较周期和最大动能8、BC【解题分析】AD、带电粒子在磁场中运动，洛伦兹力不做功，所以粒子进入另一磁感应强度是原来2倍的匀强磁场运动速率不变；故AD错误B、由以上分析知粒子的速率不变，由可知，粒子运动的周期减半；故B正确C、由以上分析知粒子的速率不变，由可知，粒子运动的轨道半径减半；故C正确故选BC9、AD【解题分析】A．由题设条件，由动能定理得则知电场力做功等于重力做功的大小。把A板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落，根据动能定理知小球到达N点速度为零然后返回，故A正确；B．将A板向下移动一小段距离，根据动能定理知，小球到达N点速度为零然后返回，故B错误；C．把B板向上平移一小段距离，根据动能定理知可小球未到达N点速度已减为零，然后返回，故C错误；D．把B板向下平移一小段距离后，根据动能定理知可知小球到达N点速度不为零，小球会穿过N孔继续下落，故D正确。故选AD。10、BD【解题分析】A．因为开始滑块受重力和电场力和支持力处于平衡，则有：在运动到最低点过程中，电场力做功与重力做功相等，则滑块电势能增量等于滑块重力势能的减小量，故A错误；B．根据能量守恒得，动能减小，重力势能减小，电势能增加，弹性势能增加，因为电势能增量等于重力势能减小量，所以弹性势能增加量等于滑块动能减小量，可知滑块克服弹簧弹力做功，故B正确；C．根据动能定理知，电场力、重力、弹簧弹力做功的代数和等于滑块动能的变化量，故C错误；D．由于可知当滑块的加速度最大时，弹簧最长或最短。弹簧最长时，滑块的电势能最小，滑块和弹簧组成的系统机械能最大；弹簧最短时，滑块的电势能最大，滑块和弹簧组成的系统机械能最小，故D正确。故选BD。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、①.A1②.V1③.④.变大【解题分析】（1）[1]小灯泡额定电压是，电压表应选。[2]灯泡额定电流，电流表应选电流表。（2）[3]根据电路图在实物图如图所示（3）[4]由I-U曲线可知，图象的斜率越来越小，而斜率的倒数即为小灯泡的电阻，即小灯泡的电阻变大。【题目点拨】本题考查了选择实验器材、连接实物电路图、实验数据处理等问题；选择实验器材时，要注意安全性原则，要保证实验电路安全，要注意精确性原则，在保证安全的情况下，所选器材量程不要太大。12、①.30②.2