2023-2024学年上海市宝山区海滨中学物理高二第一学期期末质量检测试题含解析

2023-2024学年上海市宝山区海滨中学物理高二第一学期期末质量检测试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请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、下列四幅图，分别是通电导线在磁场中所受安培力及运动电荷在磁场中所受洛伦兹力的示意图，其中正确的是A. B.C. D.2、有两个同种材料制成的导体，两导体为横截面为正方形的柱体，柱体高均为h，大柱体柱截面边长为a，小柱体柱截面边长为b，则（）A.从图示电流方向看大柱体与小柱体的电阻之比为a：bB.若电流方向竖直向下，大柱体与小柱体的电阻之比为a：bC.从图示电流方向看大柱体与小柱体的电阻之比为1：1D.若电流方向竖直向下，大柱体与小柱体的电阻之比为a2：b23、如图所示，实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹．粒子先经过M点，再经过N点．下列判断正确的是A.该粒子带负电B.粒子在M点的速度大于N点的速度C.粒子在M点的加速度大于N点的加速度D.粒子在M点的电势能大于N点的电势能4、下图中表示磁场B、正电荷运动速度v和磁场对电荷作用力F的方向相互关系图，且B、F、v垂直，这四个图中画得正确的是（）A. B.C. D.5、如图所示的U－I图象中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线，直线Ⅱ为某一电阻R的U－I图线，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图象可知()A.电源电动势为3V，内阻为0.5ΩB.电阻R消耗的功率为3.0WC.电源的效率为50%D.如果电阻R逐渐增大，电源的输出功率可能先增大后减小6、如图，半径相同的两个金属球A、B带有相等的电荷量（可视为点电荷），相隔一定距离，两球之间相互吸引力的大小是F。今让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A、B两球接触后移开。这时，A、B两球之间的相互作用力的大小是（）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、相距为d的两根固定的平行金属导轨竖直放置，下端接有如图所示电路，导轨间充满垂直导轨平面的磁感强度为B的匀强磁场，质量均匀分布的金属棒水平搁置在平行金属导轨顶端并与导轨接触良好，金属棒质量为m，其在导轨间的电阻为R。当开关S闭合瞬间，金属棒被竖直弹高h，金属棒被竖直弹高时棒身始终保持水平，当地重力加速度为g，不计其它阻力。下列说法正确的是（）A.磁感强度方向垂直导轨平面向外B.金属棒的最大速度为C.磁场对金属棒的安培力做的正功D.电流对金属棒做功为mgh8、空间存在着正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度沿水平方向（未标明方向），磁场垂直纸面向外，一带电油滴以某速度进入复合场中，正好做直线运动，其运动轨迹如虚线所示，ab是轨迹上的两个点，则下列判断正确的是（）A.油滴带负电B.油滴必定做匀速直线运动C.油滴可能从a运动到b，也可能从b运动到aD.电场方向水平向左9、如图所示，匀强电场中的三个点A、B、C构成一个直角三角形，，，．把一个带电量为的点电荷从A点移到到B点电场力不做功，从B点移动到C点电场力做功为W．若规定C点的电势为零，则A.A点的电势为B.B、C两点间的电势差为C.该电场的电场强度大小为D.若从A点沿AB方向飞入一电子，其运动轨迹可能是甲10、如图所示的闭合电路中，当滑动变阻器的滑片P从左端滑向右端的过程中。两个电压表示数的变化量的大小分别为ΔU1、ΔU2，电流表示数的变化量为ΔI，则（）A.ΔU1＞ΔU2 B.ΔU1＜ΔU2C.＝ D.＜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）如图所示，质量为m的带正电小球能沿着竖直的绝缘墙竖直下滑，磁感应强度为B的匀强磁场方向水平，并与小球运动方向垂直．若小球电荷量为q，球与墙间的动摩擦因数为μ，则小球下滑的最大速度为________，最大加速度为________12．（12分）某同学利用如图甲所示的装置做“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验他通过实验得到如图乙所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线．由图线可知弹簧的原长x0=______cm，劲度系数k=________N/m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、C【解析】A.根据左手定则知，电流方向垂直纸面向外，磁场方向向右所受安培力应向上，故A错误；B.根据左手定则知，电流方向向右，磁场方向向上，安培力应垂直纸面向外，故B错误；C.根据左手定则知，负电荷向右运动，磁场方向垂直纸面向里，洛伦兹力应向下，故C正确；D.根据左手定则知，正电荷运动方向向右，磁场方向垂直纸面向里，洛伦兹力应向上，故D错误。故选：C2、C【解析】AC．从图示方向看，则根据电阻定律可知，，故两电阻相等，比值为，故A错误，C正确；BD．若电流竖直向下，则根据电阻定律有：，，故，故BD错误【点睛】本题考查电阻定律的应用，要注意本题可以作为电阻微型化的依据，注意电流方向不同，同一个电阻其阻值可能不同3、D【解析】A、带电粒子的轨迹向下弯曲,则带电粒子所受的电场力沿电场线切线向下,则知带电粒子带正电,故A错误.B、从M到N，电场力做正功,动能增大,速度也增大,故带电粒子在M点的速度小于在N点的速度.故B错误.C、电场线的疏密表示场强大小,由图知粒子在M点的场强小于N点的场强,在M点的加速度小于N点的加速度.故C错误.D、电场力做正功,电势能减小.所以D选项是正确的.故选D【点睛】带电粒子的轨迹向下弯曲,则带电粒子所受的电场力沿电场线切线向下,则知带电粒子带正电,由电场线的疏密可判断场强的大小,再判断电场力的大小.由带电粒子的轨迹可判定电场力的方向,确定电场力做功情况,分析电势能和动能的变化,再分析速度的变化.带电粒子的动能和电势能总和守恒.4、D【解析】根据左手定则，正电荷向右运动时，受到的洛伦兹力的方向向下，故A错误；根据左手定则，正电荷在向外的磁场中向上运动时，受到的洛伦兹力的方向向右，故B错误；根据左手定则，正电荷在向上的磁场中向里运动时，受到的洛伦兹力的方向向右，故C错误；根据左手定则，正电荷在向右的磁场中向下运动时，受到的洛伦兹力的方向向外，故D正确．【点睛】根据左手定则知，大拇指所指的方向为洛伦兹力的方向，与四指方向（即粒子的速度方向）垂直，与磁场方向垂直．5、C【解析】根据图线Ⅰ纵轴截距读出电源的电动势，由斜率大小读出电源的内阻．图线Ⅱ的斜率大小等于电阻R的大小．两图线的交点表示电阻R接在该电源的电压和电流，求出电源的输出功率，由P=求电阻R消耗的功率【详解】A项：由图线图线Ⅰ纵轴截距读出电源的电动势E=3V，其斜率大小等于电源的内阻，则r=，故A错误；B项：两图线的交点表示该电源直接与电阻R相连组成闭合电路时电路中电流和路端电压，则有U=1.5V，I=1.0A电阻R消耗的功率P，故B错误；C项：电源的输出功率为P=UI=1.5×1.0W=1.5W，电源的总功率为，所以电源的效率为：，故C正确；D项：电阻R=，由于电源的内阻与电阻R此时相等，如果电阻R逐渐增大，电源的输出功率一直减小，故D错误故选C【点睛】本题抓住伏安特性曲线的斜率、截距和交点的数学意义来理解其物理意义，知道两个图象的交点表示该电源与电阻R相连组成闭合电路时电路中电流和路端电压6、A【解析】A、B两球相互吸引，则两球带异种电荷，设A带有电荷量为Q，B带有电荷量为-Q，相隔一定距离r，两球之间相互吸引力的大小是第三个不带电的金属小球与A球接触后移开，第三个球与A球的带电量都为，第三个球与B球接触后移开，第三个球与B球的带电量都为A、B两球之间的相互作用力的大小故选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、BC【解析】A．无论磁场方向是垂直平面向外还是向里，只要闭合S，根据楞次定律可知金属棒一定受到竖直向上的安培力，所以无法判断磁场方向，A错误；B．金属棒被弹开后做竖直上抛运动，上升的最大高度为h，则根据，可知金属棒的最大速度为：，B正确；C．金属棒的机械能增大，故安培力对金属棒做正功，C正确；D．系统除了金属棒的机械能增加mgh之外，还有焦耳热产生，故电流对金属棒做的功大于mgh，D错误。故选BC。8、BC【解析】对油滴受力分析，讨论油滴可能的电性以及可能的运动方向，根据三个力的位置关系分析是否能沿直线运动.【详解】若油滴带正电，且由b向a运动时，油滴受向下的重力，垂直ab斜向右上方的洛伦兹力，若电场力水平向左，即此时电场水平向左，则油滴受的三个力能够平衡，做匀速直线运动；若油滴带正电，且由a向b运动时，油滴受向下的重力，垂直ab斜向左下方的洛伦兹力，无论电场力是水平向左还是向右，油滴受的三个力都不能平衡，不可能沿直线ab运动；若油滴带负电，且由b向a运动时，油滴受向下的重力，垂直ab斜向左下方的洛伦兹力，无论电场力是水平向左还是向右，油滴受的三个力都不能平衡，不可能沿直线ab运动；若油滴带负电，且由a向b运动时，油滴受向下的重力，垂直ab斜向右上方的洛伦兹力，若电场力水平向左，即此时电场水平向右，则油滴受的三个力能够平衡，做匀速直线运动；则油滴可能带正电，也可能带负电；油滴必定做匀速直线运动；油滴可能从a运动到b，也可能从b运动到a；电场方向可能水平向左，也可能水平向右；故选项BC正确，AD错误；故选BC.【点睛】本题考查带电粒子在复合场中的运动情况，解题的关键在于明确各力的特点，特别注意洛伦兹力大小和方向均与速度有关，故如果是变速运动时则洛伦兹力发生变化，合力方向一定会发生变化，粒子不可能做直线运动9、BD【解析】点电荷从B点移动到C点电场力做功为W，则B、C两点间的电势差为，点电荷从A点移动到B点电场力不做功，说明A、B两点在同一等势面上．从B点移动到C点电场力做功为W．说明电场强度方向垂直AB边向下，则有：，其，解得A点的电势为，该电场的电场强度大小为，电子从A点沿AB方向飞入，所受的电场力方向将沿电场线方向的反方向，故电子将向左上偏转，其运动轨迹可能是甲，故AC错误，BD正确，故选BD.【点睛】点电荷从A点移动到B点电场力不做功，说明A、B两点在同一等势面上，从B点移动到C点电场力做功为W．说明电场强度方向垂直AB边向下.10、BD【解析】AB．闭合电路电压特点知：E＝U1+U2+Ur其中Ur表示电路的内电压。当滑片向右滑动过程中，变阻器接入电路中的电阻变小，根据电路中电压分配原则知，U1变大，U2变小，Ur变大。则有E＝U1+ΔU1+U2﹣ΔU2+Ur+ΔUr得：ΔU2＝ΔU1+ΔUr所以ΔU1＜ΔU2故A错误，B正确；CD．根据上面的分析知所以故C错误，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、①.②.【解析】小球静止时只受重力，则加速度为g，下滑后，小球受洛伦兹力、重力、支持力及摩擦力，洛伦兹力水平向左，摩擦力竖直向上，小球向下做加速运动，速度越大，洛伦兹力越大，则摩擦力越大，加速度越小，当加速度等于零时，速度最大，则，得，此后小球做匀速直线运动，加速度为0，故开始时加速度最大：.点睛：本题要注意分析带电小球的运动过程，属于牛顿第二定律的动态应用与磁场结合的题目，此类问题要求能准确找出物体的运动过程，并能分析各力的变化12、①.（1）4；②.（2）50【解析】弹簧处于原长时，弹力为零；根据胡克定律F=k△x求解劲度系数；【详解】弹簧处于原长时，弹力为零，故原长为4cm；弹簧弹力为8N