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文档简介
甘肃省广河县三甲集中学2023-2024学年物理高二上期末学业水平测试试题注意事项:1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。4.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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,在两水平金属板构成的器件中,存在匀强电场与匀强磁场,电场强度E和磁感应强度B相互垂直,以某一水平速度进入的不计重力的带电粒子恰好能沿直线运动,下列说法正确的是()A.粒子一定带负电B.粒子的速度大小v=B/EC.若粒子速度大小改变,粒子将做曲线运动D.若粒子速度大小改变,电场对粒子的作用力会发生改变2、某同学在研究通电导线在磁场中受力时,先将同一个电流元(IL),垂直磁场放在A、B、C三个位置;然后在B点,垂直磁场放入不同的电流元(分别为IL、2I·L、I·2L),观察所受安培力大小,如图所示。由此实验和数据,能得到的结论是()A.同一电流元在磁场的不同点,所受安培力大小不同,安培力与电流元的比值相同B.不同电流元在磁场的同一点,所受安培力大小不同,安培力与电流元的比值不同C.磁感应强度大小与安培力大小成正比,与电流元(IL)成反比D.安培力与电流元的比值是反映磁场自身性质的物理量,与电流元无关3、如图(a)螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场,以图中箭头所示方向为其正方向螺线管与导线框cdef相连,导线框内有一小金属圆环L,圆环与导线框在同一平面内。当螺线管内的磁感应强度B随时间t按图(b)所示规律变化时()A.在t2﹣t3时间内,L内有逆时针方向感应电流B.在t3﹣t4时间内,L内有逆时针方向的感应电流C.在t1~t2时间内,L有扩张趋势D.在t3~t4时间内,L有扩张趋势4、如图所示,一段不可伸长的轻质细绳长为L,一端固定在O点,另一端系一个质量为m的小球(可视为质点),保持细绳处于伸直状态,把小球拉到跟O点登高的位置由静止释放,在小球摆到最低点的过程中,不计空气阻力,重力加速度大小为g,则()A.合力做功为零B.合力的冲量为零C.重力做的功为mgLD.重力的冲量为5、如图所示,质量相同的两个带电粒子P、Q以相同的速度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场中,P从两极板正中央射入,Q从下极板边缘处射入,它们最后打在同一点(重力不计),则从开始射入到打到上板的过程中()A.它们运动的时间B.它们运动的加速度C.它们的动能增加之比::2D.它们所带的电荷量之比::26、如下图所示,将质量为M,半径为R且内壁光滑半圆槽置于光滑水平面上,左侧靠墙。今让一质量为m的小球自左侧槽口A的正上方h高处从静止开始落下,与圆弧槽相切自A点进入槽内,则以下结论中正确的是()A.槽离开墙后,将不会再次与墙接触B.小球离开C点以后,将做竖直上抛运动C.小球在槽内运动的全过程中,小球与半圆槽在水平方向动量守恒D.小球在槽内运动的全过程中,小球与半圆槽组成的系统动量守恒二、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、带电荷量为+q的粒子在匀强磁场中运动,下面说法中正确的是()A.只要速度大小相同,所受洛伦兹力就相同B.如果把+q改为-q,且速度反向、大小不变,则洛伦兹力的大小不变C.洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直,磁场方向一定与电荷运动方向垂直D.粒子只受到洛伦兹力的作用,不可能做匀速直线运动9、如图所示,空间中存在一水平方向的匀强电场和一水平方向的匀强磁场,磁感应强度大小为B,电场强度大小为,且电场方向和磁场方向相互垂直,在正交的电磁场空间中有一足够长的固定粗糙绝缘杆,与电场正方向成60°夹角且处于竖直平面内,一质量为m,带电量为q(q>0)的小球套在绝缘杆上,若小球沿杆向下的初速度为时,小球恰好做匀速直线运动,已知重力加速度大小为g,小球电荷量保持不变,则以下说法正确的是A.小球的初速度B.若小球沿杆向下的初速度,小球将沿杆做加速度不断增大的减速运动,最后停止C.若小球沿杆向下的初速度,小球将沿杆做加速度不断减小的减速运动,最后停止D.若小球沿杆向下初速度,则从开始运动到稳定过程中,小球克服摩擦力做功为10、如图所示,甲、乙两个带等量异种电荷而质量不同的带电粒子,以相同的速率经小孔P垂直磁场边界MN,进入方向垂直纸面向外的匀强磁场,在磁场中做匀速圆周运动,并垂直磁场边界MN射出磁场,运动轨迹如图中虚线所示。不计粒子所受重力、空气阻力和粒子间的相互作用,下列说法正确的是()A.甲带正电荷,乙带负电荷B.甲的质量大于乙的质量C.洛伦兹力对甲做正功D.甲在磁场中运动的时间等于乙在磁场中运动的时间三、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)用一主尺最小分度为1mm,游标上有50个分度的游标卡尺测量一工件的长度,结果如图甲所示,可以读出此工件的长度为_________mm;图乙是用螺旋测微器测量某一圆柱的直径时的示数,此读数为____mm.12.(12分)某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验.两根金属导轨ab和a1b1固定在同一水平面内且相互平行,足够大的电磁铁(未画出)的N极位于两导轨的正上方,S极位于两导轨的正下方,一金属棒置于导轨上且两导轨垂直(1)在图中画出连线,完成实验电路.要求滑动变阻器以限流方式接入电路,且在开关闭合后,金属棒沿箭头所示的方向移动(2)为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度,有人提出以下建议:A.适当增加两导轨间的距离B.换一根更长的金属棒C.适当增大金属棒中的电流其中正确的是_____(填入正确选项前的标号)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】粒子从左射入,若带负电,则受到向上的电场力,和向下的洛伦兹力,若带正电,则受到向下的电场力和向上的洛伦兹力,只要满足,即速度,粒子就能做直线运动通过,故AB错误;若速度大小改变,则电场力qE,但是洛伦兹力发生变化,打破二力平衡,所以合力与初速度方向不共线,做曲线运动,C正确D错误【点睛】在速度选择器中,从左边射入,速度满足条件,电场力与洛伦兹力平衡与电量、电性无关2、D【解析】A.对比、、三点可知,同一电流元在磁场的不同点,所受安培力大小不同,所以安培力与电流元的比值不同,A错误;BCD.对比在点放置不同的电流元的受力情况可知,不同电流元在磁场的同一点,所受安培力大小不同,安培力与电流元的比值相同,说明安培力与电流元的比值(即磁感应强度)是反映磁场自身性质的物理量,与电流元无关,BC错误,D正确。故选D。3、D【解析】A、在t2﹣t3时间内,穿过圆环的磁通量向上均匀减小,之后是向下均匀增大的,由法拉第电磁感应定律可知,L中磁通量不变,则L中没有感应电流,故A错误;B、在t3﹣t4时间内,向下的磁通量减小,根据楞次定律,在线圈中的电流方向fedc,根据右手螺旋定则,穿过圆环L的磁通量向里减小,则根据楞次定律,在金属圆环中产生顺时针方向的感应电流,故B错误;C、在t1﹣t2时间内,穿过圆环的磁通量向上不是均匀增大,由愣次定律可以确定L必须减小面积以达到阻碍磁通量的增大,故有收缩的趋势,故C错误;D、由B选项,可知,在t3~t4时间内,穿过圆环L的磁通量向里减小,依据楞次定律的“减缩增扩”,则环L有扩张趋势,故D正确。4、C【解析】AC.小球在向下运动的过程中,受到重力和绳子的拉力,绳子的拉力始终与运动的方向垂直,所以只有重力做功,合外力做的功等于重力做的功,大小为mgL,故A错误,C正确;BD.由机械能守恒可得,小球在最低点的动能mv2=mgL解得速度由动量定理可得合力的冲量I合==mv−0=m故BD错误。故选C。5、D【解析】A.粒子在垂直电场方向不受力,做匀速直线运动,位移相等,速度相等,由得知,运动的时间相等,故A错误;B.粒子在平行电场方向受到电场力作用,做初速度为零的匀加速直线运动,根据位移时间关系公式,有解得由于两带电粒子平行电场方向分位移之比为::2所以,故B错误;D.根据牛顿第二定律,有由两式解得所以它们所带的电荷量之比::2故D正确;C.根据动能定理,有又::2,::2所以动能增加量之比::4故C错误;故选:D。6、A【解析】AB.小球从A运动到B的过程中,由于墙壁的阻挡,所以槽不会运动,在该过程中,小球与半圆槽在水平方向受到墙壁的作用力,系统水平方向动量并不守恒,小球、半圆槽组成的系统动量也不守恒;从B运动到C的过程中,在小球压力作用下,半圆槽离开墙壁向右运动,小球离开C点时,小球的水平速度与半圆槽的速度相同,但是此时小球也具有竖直向上的速度,所以小球离开C点以后,将做斜上抛运动。小球离开C点以后,槽向右匀速运动,因为全过程中,整个系统在水平方向上获得了水平向右的冲量,槽将与墙不会再次接触,B错误A正确;C.小球从A运动到B的过程中,小球与半圆槽在水平方向动量不守恒。槽离开墙壁后,系统水平方向不受外力,小球与半圆槽在水平方向动量守恒,因此,小球在槽内运动的全过程中,小球与半圆槽在水平方向动量不守恒,C错误;D.小球在槽内运动的全过程中,小球有竖直向上的分加速度,存在超重现象,系统竖直方向的合外力不为零,因此,小球与半圆槽组成的系统动量不守恒,D错误。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、BD【解析】粒子速度大小相同,由f=qvBsinθ可知,如果速度v与磁场B的夹角不同,洛伦兹力大小不同,即使洛伦兹力大小相同,速度方向不同,洛伦兹力方向不同,洛伦兹力不同,故A错误;如果把+q改为-q,且速度反向,大小不变,则洛伦兹力的大小、方向均不变,故B正确;洛伦兹力方向一定与电荷运动方向垂直,磁场方向与电荷运动方向不一定垂直,故C错误;洛伦兹力方向一定与电荷运动方向垂直,所以粒子只受到洛伦兹力的作用,不可能做匀速直线运动,故D正确.所以BD正确,AC错误9、BD【解析】A.对小球进行受力分析如图电场力的大小由于重力的方向竖直向下,电场力的方向水平向右,二者垂直,合力由几何关系可知,重力与电场力的合力与杆的方向垂直,所以重力与电场力的合力不会对小球做功,而洛伦兹力的方向与速度的方向垂直,所以也不会对小球做功.所以,当小球做匀速直线运动时,不可能存在摩擦力,没有摩擦力,说明小球与杆之间就没有支持力的作用,则洛伦兹力大小与重力、电场力的合力相等,方向相反。所以qv0B=2mg所以故A错误;B.若小球的初速度为,则洛伦兹力f=qv0B=mg<则在垂直于杆的方向上,小球还受到杆的垂直于杆向上的支持力,而摩擦力f=μFN小球将做减速运动;随速度的减小,洛伦兹力减小,则支持力逐渐增大,摩擦力逐渐增大,小球的加速度增大,所以小球将做加速度不断增大的减速运动,最后停止,故B正确;C.若小球的初速度为,则洛伦兹力f=qv0B=3mg>则在垂直于杆的方向上,小球还受到杆的垂直于杆向下的支持力,则摩擦力f=μFN小球将做减速运动;随速度的减小,洛伦兹力减小,则支持力逐渐减小,摩擦力减小,小球做加速度不断减小的减速运动,最后当速度减小到时,小球开始做匀速直线运动,故C错误;D.若小球的初速度为,则洛伦兹力f=qv0B=4mg>则在垂直于杆的方向上,小球还受到杆的垂直于杆向下的支持力,则摩擦力f=μFN小球将做减速运动;随速度的减小,洛伦兹力减小,则支持力逐渐减小,摩擦力减小,小球做加速度不断减小的减速运动,最后当速度减小到时,小球开始做匀速直线运动。小球克服摩擦力做功为故D正确;故选BD。10、AB【解析】A.在P点,速度向下,磁场向外,甲受向左的洛伦兹力,根据左手定则,甲带正电荷;同理,在P点,乙受向右的洛伦兹力,速度向下,磁场向外,根据左手定则,乙带负电荷,故A正确;B.粒子在磁场中做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律,有所以由于q、v、B均相同,甲的轨道半径大,说明甲的质量大,故B正确C.根据左手定则,洛伦兹力与速度垂直,故洛伦兹力永不做功,故C错误;D.周期由于所以由于q、B均相同,m不同,故时间不相等,故D错误故选AB。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、①.10.52②.5.826~5.829【解析】[1]工件的长度为:;[2]圆柱的直径为:。12、(1)如图所示:(2)AC【解析】(1)如图所示,注意滑动变阻器的接法是限流接法(2)根据公式可得适当增加导轨间的距离或者增大电流,可增大金属棒受到的安培力,根据动能定理可知金属棒离开导轨时的动能变大,即离开导轨时的速度变大,AC正确;若换用一根更长的
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