2023-2024学年陕西省西安市高新第一中学国际部物理高二第一学期期末质量检测试题含解析

2023-2024学年陕西省西安市高新第一中学国际部物理高二第一学期期末质量检测试题请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。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、如图所示，界面MN与水平地面之间有足够大正交的匀强磁场B和匀强电场E，磁感线和电场线都处在水平方向且互相垂直．在MN上方有一个带正电的小球由静止开始下落，经电场和磁场到达水平地面．若不计空气阻力，小球在通过电场和磁场的过程中，下列说法中正确的是()A.小球做匀变速曲线运动B.小球的电势能保持不变C.洛伦兹力对小球做正功D.小球动能的增量等于其电势能和重力势能减少量的总和2、下列说法正确的是（）A.运动电荷在磁场中一定受到洛伦兹力B.洛伦兹力必与电荷速度方向垂直C.运动电荷在磁场中必做匀速圆周运动D.电荷磁场中不可能做匀速运动3、美国物理学家劳伦斯于1932年发明的回旋加速器，应用带电粒子在磁场中做圆周运动的特点，能使粒子在较小的空间范围内经过电场的多次加速获得较大的能量，使人类在获得较高能量带电粒子方面前进了一大步．图为一种改进后的回旋加速器示意图，其中盒缝间的加速电场场强恒定，且被限制在A、C板间，带电粒子从P0处以速度v0沿电场线方向射入加速电场，经加速后再进入D型盒中的匀强磁场做匀速圆周运动．对于这种改进后的回旋加速器，下列说法正确的是()A.带电粒子每运动一周被加速两次B.带电粒子每运动一周P1P2＝P2P3C.加速粒子最大速度与D形盒的尺寸有关D.加速电场方向需要做周期性的变化4、“嫦娥一号”探月卫星绕地运行一段时间后，离开地球飞向月球．如图所示是绕地飞行的三条轨道，轨道1是近地圆形轨道，2和3是变轨后的椭圆轨道．A点是2轨道的近地点，B点是2轨道的远地点，卫星在轨道1的运行速率为7．7km/s，则下列说法中正确的是（）A.卫星在2轨道经过A点时的速率一定大于7．7km/sB.卫星在2轨道经过B点时的速率一定大于7．7km/sC.卫星在3轨道所具有的机械能小于2轨道所具有的机械能D.卫星在3轨道所具有的最大速率小于2轨道所具有的最大速率5、下列各图反映的是带电粒子在匀强磁场中沿垂直于磁场方向做匀速圆周运动，其中正确的是（）A. B.C. D.6、直流电动机线圈转到某一位置，换向器能自动改变线圈中的电流方向，这一位置是（）A.线圈转到任意位置 B.线圈平面与磁感线垂直C.线圈平面与磁感线平行 D.线圈平面与磁感线成45°角二、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，真空中M、N处分别放置两等量异种电荷，a、b、c表示电场中的3条等势线，d点和e点位于a等势线上，f点位于c等势线上，df平行于MN．以下说法正确的是（）A.d点的电势高于f点的电势B.d点的电势与e点的电势相等C.若将一负试探电荷沿直线由d点移动到f点，则电场力先做正功、后做负功D.若将一正试探电荷沿直线由d点移动到e点，试探电荷的电势能增加8、如图所示，等腰直角三角形abc区域内存在方向垂直三角形所在平面向外的匀强磁场，直角边bc长度为L．三个完全相同的带正电的粒子1、2、3，分别从b点沿bc方向以速率v1、v2、v3射入磁场，在磁场中运动的时间分别为t1、t2、t3，且t1﹕t2﹕t3=3﹕3﹕2，做匀速圆周运动的轨道半径分别为r1、r2、r3．不计粒子的重力及粒子间的相互作用．下列关系式一定成立的是A.v1=v2 B.v2＜v3C. D.9、如图所示，竖直放置的一对平行金属板间的电势差为U1，水平放置的一对平行金属板间的电势差为U2，一电子由静止开始经U1加速后，进入水平放置的金属板间，刚好从下板边缘射出，不计电子重力，下列说法正确的是（）A.增大U1，电子一定打在金属板上B.减小U1，电子一定打在金属板上C.减小U2，电子一定能从水平金属板间射出D.增大U2，电子一定能从水平金属板间射出10、两个完全相同的金属小球，半径远小于两小球之间距离，带电量之比为1∶7，相距为r，两者之间的引力为F，相互接触后再放回原来的位置上，则相互作用力为原来的（）A.3/7 B.4/7C.9/7 D.16/7三、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）图为一演示实验电路图，图中L是一带铁芯的线圈，A是一灯泡，电键S处于闭合状态，电路是接通的．现将电键K断开，则在电路切断的瞬间，通过灯泡A的电流方向是从___端到____端，这个实验是用来演示______现象的12．（12分）有一个小灯泡上标有“4V2W”字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡的I－U图线．现有下列器材供选用：A.电压表(0～5V，内阻约10kΩ)B.电压表(0～15V，内阻约20kΩ)C.电流表(0～3A，内阻约1Ω)D.电流表(0～0.6A，内阻约0.4Ω)E.滑动变阻器(10Ω，2A)F.滑动变阻器(500Ω，1A)G.学生电源(直流6V)、开关、导线若干（1）实验中所用电压表应选________，电流表应选用________，滑动变阻器应选用________（2）在线框内画出实验电路图_______，并根据所画电路图进行实物连接_______（3）利用实验数据绘出小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示，分析曲线说明小灯泡电阻变化的特点：________________________________（4）若把电阻元件Z和小灯泡接入如图乙所示的电路中时，已知电阻Z的阻值为5Ω，已知A、B两端电压恒为2.5V，则此时灯泡L的功率约为________W．(保留两位有效数字)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L14．（16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15．（12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

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、D【解析】小球进入电场时，速度方向竖直向下，受到自身重力竖直向下，电场力水平向右，洛伦兹力水平向右，合力方向与速度不共线，小球做曲线运动，而且与速度不能保持垂直，小球不能做匀速圆周运动，但随着速度大小变化，洛伦兹力变化，加速度变化，不是匀变速曲线运动选项A错．电场力做正功，电势能减少，选项B错．洛伦兹力不做功，选项C错．根据功能关系，减少的重力势能和电势能之和等于增加的动能，选项D对考点：带电小球在复合场中的运动2、B【解析】A项：洛伦兹力是运动电荷在磁场中受到的力，静止的电荷不会受到洛伦兹力，故A错误；B项：根据左手定则洛伦兹力既垂直磁场方向又垂直电荷运动方向，故B正确；C项：只有粒子垂直进入磁场时才能做匀速圆周运动，故C错误；D项：如果电荷运动方向和磁场方向平行时不受洛伦兹力，则电荷在磁场中做匀速运动，故D错误故选B3、C【解析】由题图可以看出，带电粒子每运动一周被加速一次，A错误，由R＝和Uq＝mv－mv可知，带电粒子每运动一周，电场力做功都相同，动能增量都相同，但速度的增量不相同，故粒子做圆周运动的半径增加量不相同，B错误．由v＝可知，加速粒子的最大速度与D形盒的半径R有关，C正确；由T＝可知，粒子运动的周期不随v而变，故D错误4、A【解析】从轨道1变轨到轨道2，需要在A点点火加速，故卫星在轨道2经过A点的速率大于7.7km/s，从轨道2变轨到轨道3，需要在A点点火加速，而A点为两个轨道速度最大点，所以卫星在轨道3的最大速率大于在轨道2的最大速率，故A正确，D错误；假设有一圆轨道经过B点，根据，可知此轨道上的速度小于7.7km/s，卫星在B点速度减小，才会做近心运动进入2轨道运动．故卫星在2轨道经过B点时的速率一定小于7.7km/s，故B错误；从轨道2变轨到轨道3，需要在A点点火加速，卫星的运动的轨道高度越高，需要的能量越大，具有的机械能越大，所以卫星在3轨道所具有的机械能一定大于2轨道所具有的机械能，故C错误5、D【解析】带电粒子在匀强磁场中沿垂直于磁场方向做匀速圆周运动，其向心力为洛伦兹力，由左手定则可判断D正确6、B【解析】当线圈转动线圈平面与磁感应线垂直的位置时，线圈的两个边受到两个大小相等、方向相反且作用在同一条直线上的力，线圈在平衡力的作用下在平衡位置附近左右摆动，即该位置就是平衡位置，即为了让电动机能够持续转动，在制作电动机时增加了换向器，线圈在平衡位置依靠惯性自动转动，当线圈刚好转过平衡位置时换向器就自动改变线圈中的电流的方向，及时改变通电线圈的受力方向，保证电动机能够连续转动。A．线圈转到任意位置，与结论不相符，选项A错误；B．线圈平面与磁感线垂直，与结论相符，选项B正确；C．线圈平面与磁感线平行，与结论不相符，选项C错误；D．线圈平面与磁感线成45°角，与结论不相符，选项D错误；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、AB【解析】A．由电场线、等势面的分布可得d点电势高于f点电势，故A正确；B．d、e在同一等势面上，故d点的电势与e点的电势相等，故B正确；C．因负电荷所以由d到f电场力一直做负功，故C错误；D．将一正试探电荷沿直线由d点移动到e点，试探电荷的电势能不变，故D错误。故选AB。8、BD【解析】三个相同的带电粒子以不同速度沿同一方向进入三角形磁场区域，由半径公式，则速度较大的带电粒子进入磁场时做匀速圆周运动的半径大，而再由带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的时间t=T，可知第一、二两种粒子在磁场中偏转角度相同为90°，而第三个粒子偏转60°，打在ac边上，画出其运动轨迹，由偏转角度求出半径【详解】根据题设条件，三个相同的带电粒子从b点沿bc方向以不同速度进入三角形磁场区域，粒子在磁场中做匀速圆周运动洛仑兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qvB=m，解得：，粒子轨道半径与速度成正比，又因为三个粒子在磁场中运动的时间之比为t1：t2：t3=3：3：2，显然它们在磁场中的偏转角度之比为3：3：2．即粒子1、2打在ab上，而粒子3打在ac上，轨迹如图所示：粒子1、2打在ab上，而粒子3打在ac上，粒子3的速度比1、2的速度大，粒子2的速度大于粒子1的速度，故A错误，B正确；对速度为v1和v2的粒子，其偏转角度均为90°，由几何关系可知r1<L，对速度为v3的粒子偏转60°，运动轨迹如图所示，由几何关系知：r3×sin60°=L，解得：，故C错误，D正确；故选BD【点睛】三个相同的粒子以不同速度沿相同方向进入三角形磁场区域，由于半径不同，再加上在磁场中的时间之比就能确定三个粒子偏转角之比，再综合磁场区域与粒子通过直线边界的对称性，从而确定三个粒子打在磁场边界的位置，从而可以比较速度大小，也能求出半径关系9、BC【解析】设水平金属板长为L，两板间距离为d，电子在加速度电场中，根据动能定理，有eU1=mv2电子在偏转电场中，水平方向有L=vt竖直方向联立三式可得，电子在竖直方向的偏转距离AB．由上式可知，减小U1，可增大偏转距离y，则电子一定打在金属板上，故B正确，A错误；CD．减小U2，可减小偏转距离y，则电子一定能从水平金属板间射出，故C正确，D错误。

故选BC。10、CD【解析】由库仑定律可得，两球接触前的库仑力：；当两球带同种电荷时，两球接触后平分电量，则两球的电量：两球接触后的库仑力；当两球带异种电荷时，两球接触后平分电量，则两球的电量；两球接触后的库仑力，故CD正确，AB错误．故选CD点睛：两相同小球相互接触再分开，则电量先中和然后再平分总电荷量；库仑定律计算中可以只代入电量，最后再根据电性判断库仑力的方向三、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).a(2).b(3).自感【解析】在断开前，自感线圈中有向左的电流，断开K后瞬间，的电流要减小，于是中产生自感电动势，阻碍自身电流的减小，但电流还是逐渐减小为零，原来跟并联的灯泡，由于电源的断开，向右的电流会立即消失．但此时它却与形成了串联的回路，中维持的正在减弱的电流恰好从灯泡中流过，方向由到，因此，灯泡不会立即熄灭，而是渐渐熄灭，将这称为自感现象，【点睛】线圈的特点是闭合时阻碍电流的增大，断开时产生一自感电动势相当于电源，与组成闭合回路，的左端电势高，做好本类题目的关键是弄清线圈与哪种电器相配，结合线圈特点分析新组成的闭合回路的电流流向12、①.(1)A②.D③.E④.(2)如图；⑤.如图；⑥.(3)小灯泡电阻随温度的升高而增大⑦.(4)0.31【解析】本题（1）的关键是根据小灯泡的规格中的额定电压与额定电流大小来选择电压表与电流表的量程，根据实验要求电流从零调可知变阻器应用分压式接法，可知应选择电阻选择变阻器．题（2）的关键是根据小灯泡电阻满足，可知电流表应用外接法，又变阻器应用分压式接法，即可画出电路图和实物图．题（3）的关键是根据电阻定义可知，电阻大小与I-U图线上的点与原点连线的斜率倒数成正比，说明小灯泡的电阻随温度的升高而增大．题（4）的关键是在灯泡的I-U图像中画出电阻Z的I-U图像，根据I-U图象读出当电阻Z和灯泡两端的电压之和为2.5V时对应的电压和电流大小，然后根据P=UI求出功率即可【详解】（1）：根据小灯泡的规格“4V，2W”可知，电压表应选A，电流，所以电流表应选D；由于描绘小灯泡伏安特性曲线实验要求电流从零调，所以变阻器应用分压式接法，应选阻值小的变阻器E（2）：由于小灯泡电阻较小，满足，所以电流表应用外接法，又变阻器采用分压式接法，所以电路图和实物连线图如图所示：（3）根据可知，小灯泡电阻与I-U图象上各点与原点连线的斜率倒数成正比，所以小灯泡电阻随温度的升高而增大（4）在灯泡的I-U图像中画出电阻Z的I-U图像，由I-U图象可知，当电阻Z和灯泡两端的电压之和为2.5V时，此时灯泡两端