黑龙江哈三中2023年高二物理第一学期期末学业水平测试试题含解析

黑龙江哈三中2023年高二物理第一学期期末学业水平测试试题考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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、一台电动机，它的额定电压为，内阻为．给这台电动机接上额定电压后，通过的电流为．这时，它输出的机械功率为（）A. B.C. D.2、将圆柱形强磁铁吸在干电池的负极，强磁铁的N极朝上S极朝下，金属导线折成上端有一支点，下端开口的导线框，使导线框的顶端支点和底端分别与电源的正极和磁铁都接触良好但不固定，这样整个线框就可以绕电池旋转起来．下列判断正确的是（）A.线框能旋转起来，是因为电场力B.俯视观察，线框沿逆时针方向旋转C.电池输出的电功率大于线框旋转的机械功率D.导线框将上下振动3、如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，线圈c中将有感应电流产生（）A.向右做匀速运动 B.向右做加速运动C静止不动 D.向左做匀速运动4、如图所示，条形磁铁竖直放置，一水平圆环从磁铁上方位置M向下运动，到达磁铁上端位置N，套在磁铁上到达中部P，再到达磁铁下端位置Q，后来到达下方L。圆环在M→N→P→Q→L过程中，穿过圆环的磁通量变化情况是（）A.变大，变小，变大，变小B.变大，变大，变小，变小C.变大，不变，不变，变小D.变小，变小，变大，变大5、如图所示，正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场．一带电粒子垂直磁场边界从a点射入，从b点射出．下列说法正确的是A.粒子带正电B.粒子在b点速率大于在a点速率C.若仅减小磁感应强度，则粒子可能从b点右侧射出D.若仅减小入射速率，则粒子在磁场中运动时间变短6、下列说法中正确的是()A.体操运动员双手握住单杠吊空中不动时处于失重状态B.蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态C.举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态D.游泳运动员仰卧在水面上静止不动时处于失重状态二、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，在半径为R的圆形区域内，有匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直于圆平面向里（未画出）．一群比荷为的负离子以相同速率v0（较大），由P点（PQ为水平直径）在纸平面内向不同方向射入磁场中发生偏转后，又飞出磁场（不计重力），则下列说法正确的是（）A.离子在磁场中运动的半径一定相等B.由Q点飞出的离子在磁场中运动的时间最长C.沿PQ方向射入的离子飞出时偏转角最大D.如果入射速率，则沿各个方向射入的离子在飞离开磁场时的速度方向均竖直向下8、带电粒子从静止出发经过电场加速后，垂直进入偏转电场，当离开偏转电场时，决定带电粒子侧移距离大小的因素是（）A.带电粒子质量越大，侧移越大 B.带电粒子电量越大，侧移越大C.加速电压越低，侧移越大 D.偏转电压越高，侧移越大9、一静止的铝原子核Al俘获一速度为1.0×107m/s的质子p后,变为处于激发态的硅原子核Si,下列说法正确的是()A.核反应方程为B.核反应过程中系统能量不守恒C.核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和D.硅原子核速度的数量级为m/s，方向与质子初速度的方向一致10、如图所示，半径为R的光滑半圆弧绝缘轨道固定在竖直面内，磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直轨道平面向里．一可视为质点，质量为m，电荷量为q（q>0）的小球由轨道左端A无初速度滑下，当小球滑至轨道最低点C时，给小球再施加一始终水平向右的外力F，使小球能保持不变的速率滑过轨道右侧的D点，若小球始终与轨道接触，重力加速度为g，则下列判断正确的是A.小球在C点受到的洛伦兹力大小为B.小球在C点对轨道的压力大小为3mg+C.小球从C到D的过程中，外力F的大小保持不变D.小球从C到D的过程中，外力F的功率逐渐增大三、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）在远距离输电时，若直接采用某电压输电，电压和电能都会有很大的损失；现通过升压变压器使输电电压升高为原电压的n倍，若在输送电功率不变的情况下，则输电线路上的电压损失将减小为原来的________，输电线路上的电能损失将减少为原来的________｡12．（12分）在电场中某点放入一点电荷,电量q、受到的电场力F.则电场中该点电场强度大小为________．若在该点放入另一个点电荷,电量q′=3q、电场中该点电场强度大小为________，点电荷q′受到的电场力大小为________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）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15．（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、A【解析】电动机输出功率：；A.，与结论相符，选项A正确；B.，与结论不相符，选项B错误；C.，与结论不相符，选项C错误；D.，与结论不相符，选项D错误2、C【解析】该装置的原理是电流在磁场中的受力，根据左手定则判断线框的转动方向，根据能量守恒定律判断功率关系【详解】线框能旋转起来，是因为通电导线在磁场中受到安培力的缘故，选项A错误；磁体的上面为N极，产生斜向上的辐射状的磁感线，对导线的右半部分有向下的电流，根据左手定则可知受到向外的磁场力，同理左半部分受到向里的磁场力，可知俯视观察，线框沿顺时针方向旋转，选项BD错误；电池输出的电功率一部分要转化成线框的热功率，则电池的输出功率大于线框旋转的机械功率，选项C正确；故选C.3、B【解析】要使线圈c中有感应电流产生，必须使穿过线圈c的磁通量发生变化。当导体棒ab做匀速运动或静止时，穿过线圈c的磁通量均不变，故线圈c中均不能产生感应电流；当导体棒ab做变速运动时，切割磁感线产生的感应电流大小发生了变化，使得穿过线圈c的磁通量发生变化，因此能够产生感应电流。故选B。4、B【解析】圆环从M到N过程中，穿过线圈的磁感线条数增多，则磁通量变大；由N到中部P的过程，线圈包含了所有的内部磁感线及部分外部磁感线，内外磁感线相互抵消；因越到中间外部磁感线越少；故本过程磁通量变大；而P→Q的过程是N到中部P的过程的相反过程，磁通量变小；Q→L的过程中远离磁铁，磁通量变小；ACD错误；B正确。故选B。5、C【解析】由左手定则确粒子的电性，由洛伦兹力的特点确定粒子在b、a两点的速率，根据确定粒子运动半径和运动时间由题可知，粒子向下偏转，根据左手定则，所以粒子应带负电，故A错误；由于洛伦兹力不做功，所以粒子动能不变，即粒子在b点速率与a点速率相等，故B错误；若仅减小磁感应强度，由公式得：，所以磁感应强度减小，半径增大，所以粒子有可能从b点右侧射出，故C正确，若仅减小入射速率，粒子运动半径减小，在磁场中运动的偏转角增大，则粒子在磁场中运动时间一定变长，故D错误6、B【解析】体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时属于平衡状态，合力为零，所以拉力等于重力，不是超重也不是失重，A错；蹦床运动员在空中上升和下落过程中都只受重力作用，支持力或拉力为零，所以属于完全失重状态，B对；举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间处于平衡状态，合力为零，不是超重也不是失重，C错；游泳运动员仰卧在水面静止不动处于平衡状态，合力为零，不是超重也不是失重，D错．故答案选B思路分析：静止状态时，加速度为零，属于平衡状态，ACD错.蹦床运动员在空中上升和下落过程中加速度即为重力加速度，方向向下，都处于完全失重状态，B正确.试题点评：考查超重和失重现象的判断，重力大于拉力属于失重，重力小于拉力属于超重．应该熟练掌握二、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】由，得，因离子的速率相同，比荷相同，故半径一定相同，A正确；由圆的性质可知，轨迹圆与磁场圆相交，当轨迹圆的弦长最大时偏向角最大，故应该使弦长为PQ，故由Q点飞出的离子圆心角最大，所对应的时间最长，此时离子一定不会沿PQ射入．B正确，C错误；沿各个方向射入磁场的离子，当入射速率时，离子的轨迹半径为，入射点、出射点、O点与轨迹的圆心构成菱形，射出磁场时的轨迹半径与入射点所在的磁场半径平行，离子在飞离开磁场时的速度方向均竖直向下，D正确.选ABD.【点睛】本题要抓住离子的运动轨迹是圆弧，磁场的边界也是圆弧，利用几何知识分析出射速度与入射速度方向的关系，确定出轨迹的圆心角，分析运动时间的关系．带电离子射入磁场后做匀速圆周运动，对着圆心入射，必将沿半径离开圆心，根据洛伦兹力充当向心力，求出时轨迹半径，确定出速度的偏向角．对着圆心入射的离子，速度越大在磁场中通过的弧长越长，轨迹对应的圆心角越小，即可分析时间关系8、CD【解析】粒子先直线加速后做类似平抛运动，对直线加速过程根据动能定理列式，对类似平抛运动过程根据分位移公式列式，最后联立求解即可【详解】直线加速过程，根据动能定理，有：，在偏转电场中做类平抛运动，则有：L=vt，，加速度：，联立解得：，故侧移距离的大小与带电粒子的质量、电量无关，与加速度电压、偏转电压有关，当加速度电压越低时，侧越大；当偏转电压越高，侧移越大，故AB错误，CD正确，故选CD【点睛】本题关键是推导出侧移量的表达式进行分析，可以记住“经过同一个加速电场加速、同样偏转电场偏转的粒子的运动轨迹一定相同”的结论9、AD【解析】根据核反应的质量数和电荷数守恒判断核反应方程的正误；核反应过程中系统能量守恒，动量守恒；由于有能量放出，则反应后质量减小.【详解】根据核反应的质量数和电荷数守恒，可知核反应方程为正确，选项A正确；核反应过程中系统能量总是守恒的，选项B错误；核反应前后核子数相等，所以生成物的质量数等于反应物的质量数之和，该反应因放出能量，有质量亏损，则生成物的质量小于反应物的总质量，选项C错误；根据动量守恒定律可知：，解得，即硅原子核速度的数量级为105m/s，方向与质子初速度的方向一致，选项D正确；故选AD.10、AD【解析】A.由于洛伦兹力不做功，所以从A到C过程中，只有重力做功，故有，解得，在C点受到竖直向上的洛伦兹力，大小为，A正确；B.在C点，受到向上的洛伦兹力，向上的支持力，向下的重力，三者的合力充当向心力，故有，解得，B错误；C.小球从C到D过程中，洛伦兹力和支持力沿水平方向的分力增大，所以水平外力F的增大．C错误；D.小球从C到D的过程中小球的速率不变，而洛伦兹力和支持力不做功，所以小球的动能不变，拉力F的功率与重力的功率大小相等，方向相反．由运动的合成与分解可知，小球从C向D运动的过程中，竖直方向的分速度越来越大，所以重力的功率增大，所以外力F的功率也增大，D正确.故选AD。【点睛】带电粒子在复合场中运动问题的分析思路

正确的受力分析除重力．弹力和摩擦力外，要特别注意电场力和磁场力的分析

正确分析物体的运动状态找出物体的速度．位置及其变化特点，分析运动过程．如果出现临界状态，要分析临界条件带电粒子在复合场中做什么运动，取决于带电粒子的受力情况（1）当粒子在复合场内所受合力为零时，做匀速直线运动（如速度选择器）（2）当带电粒子所受的重力与电场力等值反向，洛伦兹力提供向心力时，带电粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动（3）当带电粒子所受的合力是变力，且与初速度方向不在一条直线上时，粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子的运动轨迹既不是圆弧，也不是抛物线，由于带电粒子可能连续通过几个情况不同的复合场区，因此粒子的运动情况也发生相应的变化，其运动过程也可能由几种不同的运动阶段所组成三、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】[1]．如果保证输送的电功率不变，将输电电压升高到原来的n倍，根据，电流变为原来的；根据U=Ir，则输电线路上的电压损失将减小为原来的；[2]．在电阻、通电时间一定时，根据，电流变为原来的，电热变为原来的，所以输电线上的能量损失就减小到原来的12、①.②.③.3F【解析】在电场中放入一点电荷q，电荷受到的电场力为F，则该点