天津市大白高中2023-2024学年物理高二上期末教学质量检测试题含解析

天津市大白高中2023-2024学年物理高二上期末教学质量检测试题注意事项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、首先发现通电导线周围存在磁场的物理学家是A.安培 B.奥斯特C.法拉第 D.欧姆2、带电质点在匀强磁场中运动，某时刻速度方向如图所示，所受重力和洛仑兹力的合力恰好与速度方向相反，不计阻力，则在此后的一小段时间内，带电质点将（）A.可能做直线运动 B.可能做匀减速运动C.可能做匀速圆周运动 D.一定做曲线运动3、如图所示是示波管的原理示意图，XX′和YY′上不加电压时，在荧光屏的正中央出现一亮斑，现将XX′和YY′分别连接如图甲乙所示电压，从荧光屏正前方观察，你应该看到的是图中哪一个图形？A. B.C. D.4、有关电场的几个公式，下列说法正确的是（）A.由可知电场中某点的电场强度是由试探电荷的电量和它所受的电场力共同决定的B.仅适用于点电荷，由公式可知与场源电荷距离相等的各点场强均相同C.由，移动电荷时，电场力做功与初末位置的电势差有关，而与电荷移动的路径无关D.仅适用于匀强电场，其中表示、两点间的距离5、电场中有a、b两点，a点电势为4V，带电量为的负离子仅在电场力作用下从a运动到b的过程中，电场力做正功，则（）A.b点电势是2V B.a、b两点中，b点电势较高C.此电荷的电势能增加 D.该电荷速度一定减小6、相同的金属小球M、N，带电量分别为和．两球接触后分开，M、N的带电量分别为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、回旋加速器是加速带电粒子的装置，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，下列说法中正确的是()A.带电粒子每一次通过狭缝时增加的能量不同B.D形盘的半径R越大，粒子离开回旋加速器时最大动能越大C.粒子第2次和第3次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为D.粒子被电场加速后，运动越来越快，走过半圆的时间越来越短8、1931年英国物理学家狄拉克曾经预言，自然界应该存在只有一个磁极的磁单极子，其周围磁感线呈均匀辐射状分布；如图所示,现一半径为R的线状圆环其环面的竖直对称轴CD上某处有一固定的磁单S极子，与圆环相交的磁感线跟对称轴成θ角，圆环上各点的磁感应强度B大小相等，忽略空气阻力，下列说法正确的是A.若R为一闭合载流I、方向如图的导体圆环，该圆环所受安培力的方向竖直向上，大小为BIRB.若R为一闭合载流I、方向如图的导体圆环，该圆环所受安培力的方向竖直向下，大小为2πBIRsinθC.若R为一如图方向运动的带电小球所形成的轨迹圆，则小球带负电D.若将闭合导体圆环从静止开始释放，环中产生如图反方向感应电流、加速度等于重力加速度9、如图所示，空间内存在着方向竖直向下的匀强电场E和垂直纸面向里的匀强磁场B，一个质量为m的带电液滴，在竖直平面内做圆周运动，下列说法正确的是（）A.液滴在运动过程中速率不变B.液滴所带电荷一定为负电荷，电荷量大小为C.液滴一定沿顺时针方向运动D.液滴可以沿逆时针方向运动，也可以沿顺时针方向运动10、许多科学家在物理学发展过程中做出了重要贡献，下列叙述中符合物理学史实是A.库仑最早引入了电场概念，并提出用电场线表示电场B.丹麦物理学家奥斯特首先发现电流可以使周围的小磁针发生偏转C.法拉第发现了电磁感应现象，并发明了世界上第一台发电机D.安培发现了电流的热效应，定量得出了电能和热能之间的转换关系三、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，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率．先在平铺的白纸上放半圆形玻璃砖，用铅笔画出直径所在的位置MN、圆心O以及玻璃砖圆弧线（图中半圆实线）；再垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线，并让入射光线过圆心O；最后在玻璃砖圆弧线一侧垂直纸面插大头针P3，使P3挡住P1、P2的像．移走玻璃砖，作出与圆弧线对称的半圆虚线，过O点作垂直于MN的直线作为法线；连接OP2P1，交半圆虚线于B点，过B点作法线的垂线交法线于A点；连接OP3，交半圆实线于C点，过C点作法线的垂线交法线于D点（1）测得AB的长度为l1，AO的长度为l2，CD的长度为l3，DO的长度为l4．计算玻璃砖折射率n的公式是n=__________（选用l1、l2、l3或l4表示）（2）该同学在插大头针P3前，不小心将玻璃砖以O为轴顺时针转过一个小角度，该同学测得的玻璃砖折射率将__________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）12．（12分）某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率，步骤如下：用20分度的游标卡尺测量其长度如图1，由图可知其长度为______mm；用螺旋测微器测量其直径如图2，由图可知其直径为______mm；该同学先用欧姆表粗测该圆柱体的阻值，选择欧姆档倍率“”后测得的阻值如图3表盘所示，测得的阻值约为______，导线的直径为d，长度为L，电压表示数为U，电流表示数为I，则电阻率的表达式______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）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）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、B【解析】根据物理学中科学家的主要贡献即可解题【详解】首先发现通电导线周围存在磁场的物理学家是丹麦的物理学家奥斯特．安培提出了分子电流假说，研究了通电导线的磁场．法拉第研究了电磁感应现象，故B正确，ACD错误2、D【解析】在图示时刻，质点所受合力方向与质点速度方向相反，质点做减速运动，质点速度减小，由f=qvB可知，质点受到的洛伦兹力减小，则质点所受重力与洛伦兹力的合力与速度方向不再在同一直线上，即质点的速度方向与所受合力方向不在同一直线上，质点将做曲线运动；由于合力与速度不垂直，粒子不可能做匀速圆周运动；故选D.【点睛】此题是对洛伦兹力及曲线运动的考查；要注意质点所受洛伦兹力随速度的变化而变化，质点所受合力随之变化，当质点所受的合力与速度不共线时，质点做曲线运动．做匀速圆周的的条件是质点受到大小不变的，方向总与速度垂直的合力作用.3、D【解析】示波管的YY′偏转电压上加的是待显示的信号电压，XX′偏转电极通常接入锯齿形电压，即扫描电压，当信号电压与扫描电压周期相同时，就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内的稳定图象【详解】设加速电场的电压为U1，偏转电场的电压为U2，偏转电极的长度为L，板间距离为d，根据推论得知，偏转距离为，可见，偏转距离与偏转电压U2成正比，由几何知识得知，电子在荧光屏偏转的距离也与偏转电压成正比，则偏转电极XX′上加上随时间作线性变化的电压时，电子在荧光屏偏转的距离与时间也是线性关系，形成一条亮线，若电压是周期性变化，就可以使电子在水平方向不断扫描．在偏转电极YY′上加按正弦规律变化的电压，电子在荧光屏偏转的距离按正弦规律变化，而在偏转电极XX′上加适当频率的扫描电压，水平方向电子不断从右向左匀速扫描，在荧光屏上出现一条正弦曲线；由于X方向的电压变化的周期为T0，而Y方向变化的周期为2T0，所以在2T0时间内X方向变化2次，Y方向变化一次．在荧光屏上将出现由两条线组成的图象；由于开始时X方向与Y方向的电压都是0，所以两条线在坐标原点交叉．故D正确，ABC错误，故选D【点睛】本题关键要清楚示波管的工作原理，要用运动的合成与分解的正交分解思想进行思考，注意两极所加电势差的正负4、C【解析】A．是电场强度的定义式，电场强度是电场本身具有的属性，和、无关，A错误；B．是计算点电荷周围场强大小的公式，电场强度是矢量，还需要考虑方向，所以与场源电荷距离相等的各点场强大小相等，方向不同，B错误；C．根据可知移动电荷时，电场力做功与初末位置的电势差有关，而与电荷移动的路径无关，C正确；D．仅适用于计算匀强电场两点间的电势差，其中表示两点间沿电场线方向上的距离，D错误。故选C。5、B【解析】AB．根据题意，由公式可得，a、b间电势差为又有则则b点电势较高，故A错误，B正确；CD．根据题意可知，负电荷仅在电场力作用下从a点运动到b点，电场力做正功，电势能减小，动能增大，则速度增大，故CD错误。故选B。6、D【解析】两个完全相同的金属小球接触，电荷先中和后均分，故：，故选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、BC【解析】粒子在D型盒的狭缝中被电场加速，没经过狭缝一次，则能量增加qU；根据洛伦兹力等于向心力，当半径等于D型盒的半径时，粒子的动能最大；结合动能定理求解粒子第2次和第3次经过两D形盒间狭缝后速度之比，再求半径之比；粒子在D型盒半圆中运动的周期与粒子的运动速度无关.【详解】根据回旋加速器的原理可知，带电粒子每一次通过狭缝时增加的能量均为qU（U为D型盒的加速电压），则选项A错误；回旋加速器工作时，带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由，得；当r等于D型盒的半径R时粒子的动能最大，则带电粒子射出时的最大动能Ek=mv2=，则D形盘的半径R越大，粒子离开回旋加速器时最大动能越大，选项B正确；根据，则粒子第2次和第3次经过两D形盒间狭缝后速度之比为；根据可知，轨道半径之比为，选项C正确；粒子在D型盒半圆中运动的周期与粒子的运动速度无关，则粒子走过半圆的时间是一定的，故选项D错误；故选BC.【点睛】解决本题的关键知道回旋加速器电场和磁场的作用，知道粒子的最大动能与加速的电压无关，与磁感应强度大小和D形盒的半径有关；粒子运转的周期与速度无关8、BC【解析】AB．根据左手定则可知，通电圆环每一部分受到的安培力斜向下，利用微元法可知该圆环所受安培力的方向竖直向下，大小为F安=2πBIRsinθ故A错误，B正确；C．若R为一如图方向运动的带电小球所形成的轨迹圆，说明形成的电流产生的安培力竖直向上，形成的电流应与图示电流方向相反，故小球带负电，故C正确；D．若将闭合导体圆环从静止开始释放，在下落过程中穿过线框的磁通量增大，根据右手定则可知，产生的感应电流为环中产生如图反方向感应电流，受到的安培力向上，根据牛顿第二定律可知加速度小于g，故D错误。故选BC。9、ABC【解析】AB．粒子在复合场中做匀速圆周运动，速率不变，洛伦兹力提供向心力，所以重力和竖直向上的电场力等大反向：所以液滴带负电，电荷量大小为：AB正确；CD．根据左手定则结合图中轨迹，可知带负电的液滴一定沿顺时针方向运动，C正确，D错误。故选ABC。10、BC【解析】A．法拉第最早引入了电场概念，并提出用电场线表示电场，选项A错误；B．丹麦物理学家奥斯特首先发现电流可以使周围的小磁针发生偏转，选项B正确；C．法拉第发现了电磁感应现象，并发明了世界上第一台发电机，选项C正确；D．焦耳发现了电流的热效应，定量得出了电能和热能之间的转换关系，选项D错误；故选BC.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.（1）l1/l3②.（2）偏大【解析】用插针法测定半圆形玻璃砖折射率的原理是折射定律，利用几何知识得到入射角的正弦和折射角的正弦，推导出折射率的表达式，即可知道所要测量的量【详解】（1）设圆的半径为R，由几何知识得入射角的正弦为：sini=sin∠AOB=；折射角的正弦为：sinr=sin∠DOC=根据折射定律（2）该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，折射光线将顺时针转动，而作图时其边界和法线不变，则入射角（玻璃砖中的角）不变，折射角（空气中的角）减小，由折射率公式可知，测得玻璃砖的折射率将偏大【点睛】本题采用单位圆法测量玻璃砖的折射率，是数学知识在物理实验中的运用，简单方便，分析误差关键分析入射角和折射角产生的误差，明确实验原理即可得出答案12、①.50.15②.4.697(±2)③.700Ω④.【解析】游标卡尺是20分度的卡尺，其分度值为，则图示读数为：螺旋测微器的固定刻度为，可动刻度为，所以最终读数为表盘的读数为7