2023年广东省珠海市示范名校物理高二上期末学业质量监测试题含解析

2023年广东省珠海市示范名校物理高二上期末学业质量监测试题注意事项：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。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，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。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、在精密的供电设备中常常能见到如图所示的电容器，它们为电路其他部件提供稳定的直流电，保证了设备安全稳定地运行。下面对于该供电设备中存在的电容器的说法中正确的是()A.直流电、交流电都可以通过电容器B.直流电无法通过电容器、交流电可以通过电容器C.直流电、交流电都不可以通过电容器D.供电设备电路中的电容器，主要是为了储存电量，供停电时使用2、如图所示，三条平行等间距的虚线表示电场中的三个等势面，电势值分别为10V、20V、30V，实线是一带电粒子（不计重力）在该区域内的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，下列说法正确的是（）A.粒子在三点所受的电场力不相等B.粒子在三点的电势能大小关系为Epc＜Epa＜EpbC粒子必先过a，再到b，然后到cD.粒子在三点所具有的动能大小关系为Ekb＞Eka＞Ekc3、某一电容器在正常的充电过程中，两个极板间的电压U随电容器所带电荷量Q的变化而变化。下图中能够正确反映U和Q关系的图像是（）A. B.C. D.4、电磁感应现象中，感应电动势的大小跟()A.磁感应强度大小成正比 B.磁通量变化率大小成正比C.磁通量大小成正比 D.磁通量变化大小成正比5、如图所示，空间有一垂直纸面的磁感应强度为0.5T的匀强磁场，一质量为0.2kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端无初速放置一质量为0.1kg、电荷量q=+0.2C的滑块，滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为0.5，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。t=0时对木板施加方向水平向左，大小为0.6N恒力，g取10m/s2。则（）A.木板和滑块一直做加速度为2m/s2的匀加速运动B.滑块开始做加速度减小的变加速运动，最后做速度为10m/s匀速运动C.木板先做加速度为2m/s2匀加速运动，再做加速度增大的运动，最后做加速度为3m/s2的匀加速运动D.t=5s后滑块和木板开始有相对运动6、质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具.如图所示为质谱仪的原理示意图,现利用质谱仪对氢元素进行测量.让氢元素三种同位素的离子流从容器A下方的小孔S无初速度飘入电势差为U的加速电场.加速后垂直进入磁感强度为B的匀强磁场中.氢的三种同位素最后打在照相底片D上,形成a、b、c三条“质谱线”.则下列判断正确的是A.进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氚、氘、氕B.进入磁场时动能从大到小排列的顺序是氕、氘、氚C.在磁场中运动时间由大到小排列的顺序是氕、氘、氚D.a、b、c三条“质谱线”依次排列的顺序是氚、氘、氕二、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、如图所示，一金属直杆MN两端接有导线，悬挂于线圈上方，MN与线圈轴线处于同一竖直平面内，为使MN垂直于纸面向外运动，可以A.将a、c端接电源正极，b、d端接电源负极B.将b、d端接电源正极，a、c端接电源负极C.将a、d端接电源正极，b、c端接电源负极D.将a端接电源的正极，b接c，d端接电源的负极8、如图所示，水平放置的平行金属板A、B间加有恒定电压，a点与下极板B的距离是b点到下极板B距离的4倍，一带电粒子从a点水平射入电场，初速度为v1，粒子恰好从B板的右边缘飞出，速度的偏向角为θ1。若该粒子从b点水平射入电场，初速度为v2，粒子也恰好从B板的右边缘飞出，速度的偏向角为θ2。不计粒子的重力。则下列说法正确的是（）A.B.C.D.9、回旋加速器是获得高能带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源的两极相连的两个D形盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，关于回旋加速器的下列说法正确的是（）A.用同一回旋加速器分别加速比荷不同的带电粒子，需要调节交变电场的频率B.磁场对带电粒子的洛仑兹力对粒子不做功，因此带电粒子从D形盒射出时的动能与磁场的强弱无关C.带电粒子做一次圆周运动，要被加速两次，因此交变电场的周期应为圆周运动周期的二倍D.狭缝间的电场对粒子起加速作用，但带电粒子从D形盒射出时的动能与加速电压的大小无关10、下列说法中正确的是()A.布朗运动是指在显微镜下观察到的液体分子的无规则运动B.一滴液态金属在完全失重条件下呈球状，是由液体的表面张力所致C.当分子力表现为引力时，其大小随分子间距离的增大而减小D.一定质量气体在等容变化中压强增大，单位时间内分子对器壁单位面积上撞击次数增多三、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）一闭合线圈有50匝，总电阻R=20Ω，穿过它的磁通量在0.1s内由均匀增加到，则线圈中的感应电动势的平均值E=______V，感应电流的平均值I=_______A。12．（12分）普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为Iab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为Icd，为了使电流表能正常工作，则ab接__（选填MN或PQ），Iab__Icd．（选填“＞”或“＜”）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）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14．（16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L15．（12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

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、B【解析】由于电容器的作用是“通交流、隔直流；通高频、阻低频”，所以直流电不能通过电容器，而交流电可以通过电容器，供电设备中的电容器，主要是为电路其他部分提供稳定的直流电。故选B。2、B【解析】A．因表示电场中三个等势面的三条虚线是平行且等间距的，由此可判断电场是匀强电场，根据所以带电粒子在电场中各点受到的电场力相等，A错误；B．由题中的图可知，电场的方向是向上的，根据轨迹判断电场力方向向下，则带电粒子带负电，根据则B正确；C．由题中的图可知，电场的方向是向上的，带负电的粒子将受到向下的电场力作用，带负电的粒子无论是依次沿a、b、c运动，还是依次沿c、b、a运动，都会的到如图的轨迹，C错误；D．粒子在电场中运动时，只有电场力做功，故电势能与动能之和应是恒定不变的，由图可知，粒子在b点时的电势能最大，在c点的电势能最小，则可判断在c点的动能最大，在b点的动能最小，D错误。故选B。3、A【解析】根据可得由于电容器不变，因此电压U和电量Q成正比，故A正确，BCD错误。故选A。4、B【解析】根据可知，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，故选B.5、C【解析】先求出木块静摩擦力能提供的最大加速度，再根据牛顿第二定律判断当0.6N的恒力作用于木板时，系统一起运动的加速度，当滑块获得向左运动的速度以后又产生一个方向向上的洛伦兹力，当洛伦兹力等于重力时滑块与木板之间的弹力为零，此时摩擦力等于零，此后物块做匀速运动，木板做匀加速直线运动【详解】ABC．由于动摩擦因数为0.5，静摩擦力能提供的最大加速度为5m/s2，所以当0.6N的恒力作用于木板时，系统一起运动的加速度即滑块开始随木板一起做匀加速运动，当滑块获得向左运动的速度以后又产生一个方向向上的洛伦兹力，当到达一定速度时开始在木板上滑动，此时随速度的增加，滑块与木板间的压力减小，摩擦力减小滑块开始做加速度减小的变加速运动，木板做加速度增大的加速运动；当洛伦兹力等于重力时滑块与木板之间的弹力为零，此时Bqv=mg解得v=10m/s此时摩擦力消失，滑块做匀速运动，而木板在恒力作用下做匀加速运动，故AB错误，C正确；D．滑块开始一起做a=2m/s2加速直线运动，当滑块获得向左运动的速度以后又产生一个方向向上的洛伦兹力，滑块开始做加速度减小的变加速运动，所以速度增大到10m/s所用的时间大于5s，故D错误。故选C【点睛】本题主要考查了牛顿第二定律的直接应用，要求同学们能正确分析木板和滑块的受力情况，进而判断运动情况。6、D【解析】根据求出粒子进入偏转磁场的速度，知道三种粒子进入磁场的速度大小关系，再根据求出R与什么因素有关，从而得出a、b、c三条“质谱线”的排列顺序【详解】A项：根据得：比荷最大的是氕，最小的是氚，所以进入磁场速度从大到小的顺序是氕、氘、氚，故A错误；B项：根据动能定理可知Ek=qU，故动能相同，故B错误；C项：时间为，故在磁场中运动时间由大到小排列的顺序是氚氘氕，故C错误；D项：进入偏转磁场有，解得：氕比荷最大的，轨道半径最小，c对应的是氕，氚比荷最小，则轨道半径最大，a对应的是氚，故D正确故选D【点睛】解决本题的关键知道根据可求出速度，知道速度与比荷有关，以及知道根据可求出轨道半径与比荷有关二、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、ABD【解析】运用安培定则判断电流产生的磁场方向，根据左手定则判断安培力方向．将选项逐一代入检验，选择符合题意的【详解】将a、c端接在电源正极，b、d端接在电源负极，或者将a端接电源的正极，b接c，d端接电源的负极，根据安培定则可知，线圈产生的磁场方向向上，再根据左手定则可知MN受到的安培力向外，则MN垂直纸面向外运动，符合题意．故AD正确．将b、d端接在电源正极，a、c端接在电源负极，根据安培定则可知，线圈产生的磁场方向向下，再根据左手定则可知MN受到的安培力向外，则MN垂直纸面向外运动，符合题意．故B正确．将a、d端接在电源正极，b、c端接在电源负极，根据安培定则可知，线圈产生的磁场方向向下，再根据左手定则可知MN受到的安培力向里，则MN垂直纸面向里运动，不符合题意．故C错误．故选ABD【点睛】本题考查综合运用安培定则和左手定则分析在安培力作用导体运动方向的问题，关键是熟练运用，分清哪个定则用哪个手，基础题目8、BC【解析】AB．设金属板长为L，b点到下极板B距离是d。粒子从a点射入电场的过程：水平方向有L=v1t1竖直方向有联立得粒子从b点射入电场的过程：水平方向有L=v2t2竖直方向有联立得可得t1=2t2v2=2v1故A错误，B正确CD．根据速度分解可得将t1=2t2，v2=2v1代入可得tanθ1=4tanθ2故C正确，D错误。故选BC。9、AD【解析】带电粒子在回旋加速器中，靠电场加速，磁场偏转，通过带电粒子在磁场中运动半径公式得出带电粒子射出时的速度，看与什么因素有关.【详解】B、D、带电粒子经过电场加速，磁场圆周，最后从磁场圆周离开，根据，解得，带电粒子射出时的动能,与加速的电压无关，与磁感应强度的大小有关；故B错误，D正确.A、C、交变电场的周期与带电粒子运动的周期相等，带电粒子在匀强磁场中运动的周期，与粒子的速度无关，所以加速后交变电场的周期不需改变，不同的带电粒子，在磁场中运动的周期不等，所以加速不同的带电粒子，一般要调节交变电场的频率；故A正确，C错误.故选AD.【点睛】解决本题的关键知道回旋加速器运用电场加速，磁场偏转来加速带电粒子，但要注意粒子射出的动能与加速电压无关，与磁感应强度的大小有关.10、BD【解析】A.液体分子无法用普通光学显微镜观察，实际观察到的是固体小颗粒在液体分子中无规则碰撞造成的无规则运动，故A错误；B.一滴液态金属在完全失重条件下呈球状，是由液体的表面张力所致，故B正确；C.当分子力表现为引力时，其大小随分子间距离的增大而减小，故C错误；D.一定质量气体在等容变化中压强增大，则温度升高，分子的平均速率增大，单位时间内分子对器壁单位面积上撞击次数增多，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、①.4②.0.2【解析】[1]根据法拉第电磁感应定律得线圈中感应电动势为[2]感应电流为12、①.MN②.>【解析】[1][2]利用变