江苏镇江市2023-2024学年物理高二上期末联考试题含解析

江苏镇江市2023-2024学年物理高二上期末联考试题注意事项：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，半径为R的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，一带正电粒子以速度v0从A点沿直径AC方向射入磁场，从D点离开磁场，半径OD与OC成60°角，不计粒子重力，则带电粒子的比荷为()A.BC.D.2、如图所示的电路，水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态，现将滑动变阻器的滑片P向左移动，则（）A.电容器的电容将减小B.电容器电荷量将减少C.电容器中的电场强度将增大D.液滴将向上运动3、一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交流电的图象如图所示，由图可知()A.0.01s时刻线圈处于中性面位置B.0.01s时刻穿过线圈的磁通量为零C.该交流电流的有效值为2AD.该交流电流的频率为50Hz4、如图所示，直线A为电源的U—I图线，直线B为电阻R的U—I图线，用该电源和电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和电路的总功率分别是（）A.4W，8W B.2W，4WC.4W，6W D.2W，3W5、如图所示，虚线为匀强电场的等势线，一个带电小球以一定的速度射入该匀强电场后，运动轨迹如图所示，已知小球受到的重力不能忽略，则下列有关说法中正确的是()A.小球在b点的动能一定大于小球在a点的动能B.若小球从a点向b点运动，则动能和电势能的和一定增加C.若小球从b点向a点运动，则重力势能和电势能的和一定减小D.根据图中信息不能确定小球在a、b两点的电势能大小6、下列关于电场线和磁感线的说法中，正确的是A.电场线和磁感线都是电场或磁场中实际存在的线B.磁场中两条磁感线一定不相交，但在复杂电场中的电场线是可以相交的C.静电场的电场线不闭合，而磁感线是闭合的D.通电导线放入磁场中一定会受到磁场力作用二、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、1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示．这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是A.回旋加速器交流电的周期等于带电粒子圆周运动周期的一半B.利用回旋加速器加速带电粒子，要提高加速粒子的最终能量，应尽可能增大磁感应强度B和D形盒的半径RC.回旋加速器的加速电压越大，带电粒子获得的最大动能越大D粒子每次经过D型盒狭缝时，电场力对粒子做功一样多8、如图甲所示，正六边形导线框abcdef放在匀强磁场中静止不动，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示．t＝0时刻，磁感应强度B的方向垂直纸面向里，设产生的感应电流以顺时针方向为正、竖直边cd所受安培力的方向以水平向左为正．则下面关于感应电流i和cd边所受安培力F随时间t变化的图象正确的是()A. B.C. D.9、如图所示，AB⊥CD且A、B、C、D位于同一半径为r的竖直圆上，在C点有一固定点电荷，电荷量为＋Q，现从A点将一质量为m，电荷量为+q的点电荷由静止释放，该电荷沿光滑绝缘轨道ADB运动到D点时速度为（g为重力加速度），规定电场中B点的电势为零，则在＋Q形成的电场中A.A点电势等于O点电势B.D点电势－C.O点电场强度大小是B点的2倍D.点电荷q在D点具有的电势能为－10、带电粒子（不计重力）在匀强电场或匀强磁场中，可能存在的状态是：A.在匀强电场中做匀加速直线运动； B.在匀强磁场中做匀加速直线运动；C.在匀强电场中保持静止； D.在匀强磁场中保持静止三、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）某实验小组要通过实验尽可能精确的测量一根细长且均匀的空心金属管线的内径d，该金属管长约0.5m，电阻约为6Ω，已知这种金属的电阻率为ρ。(1)用螺旋测微器测量金属管线外径D时刻度的位置如图a所示，从图中读出外径为________mm，应用________（选填“游标卡尺”或“毫米刻度尺”）测金属管线的长度L；(2)测量金属管线的电阻R，为此取来两节内阻不计的干电池、开关和若干导线及下列器材：A.电压表0~3V，内阻约10kΩB.电压表0~15V，内阻约50kΩC.电流表0~0.6A，内阻约0.05ΩD.电流表0~3A，内阻约0.01ΩE.滑动变阻器，0~10ΩF.滑动变阻器，0~1000Ω要求较准确地测出其阻值，电压表应选_____，电流表应选________；滑动变阻器选______（填序号）(3)实验中实物接线如图b所示，请指出接线中的两处明显错误：错误1：___________________错误2：___________________(4)更正电路后测得电压表示数为U，电流表示数为I，请用已知的物理常数和应直接测量的物理量（均用符号表示），推导出计算金属管线内径的表达式d=______________；12．（12分）一根导线长0.2m，通以3A的电流，在磁场中某处受到的最大的磁场力是，则该处的磁感应强度B的大小是____T，如果该导线的长度和电流都减小一半，则该处的B的大小是______T。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、C【解析】设粒子做匀速圆周运动的半径为r，如图所示，，所以r=R；粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿运动定律得：，解得，故选C.【点睛】带电粒子在匀强磁场中匀速圆周运动问题，关键是画出粒子圆周的轨迹，找圆心和半径，往往用数学知识求半径2、B【解析】A．电容器的电容是由电容器本身决定的，与外部因素无关，选项A错误；B．将滑动变阻器的滑片P向左移动，电路总电阻变大，总电流减小，则R2两端的电压减小，电容量两端电压减小，根据Q=CU可知，电容器的电荷量将减少，选项B正确；C．电容量两端电压减小，根据可知，电容器中的电场强度将减小，选项C错误；D．电容器中的电场强度将减小，则液滴受到的向上的电场力减小，则液滴将向下运动，选项D错误。故选B。3、B【解析】0.01s时刻感应电流最大，磁通量为零，位置与中性面垂直，A错；B对；峰值为6.28A，有效值为6.28A/1.414=4.45A，C错；周期为0.04s,频率为1/T=25Hz，D错；4、C【解析】图像的交点即为工作点，所以输出功率为电源的总功率为故选C。5、A【解析】由运动轨迹可知合力方向，从而可知电场力向上，由做功与能量的转化关系可分析各选项【详解】由运动轨迹可知合力方向指向轨迹的凹向，从而可知电场力向上，若电荷从a运动到b，则合力做正功，动能增加，即小球在b点的动能一定大于小球在a点的动能，故A正确；从a到b，重力势能增大，则动能和电势能的和应该减小，故B错误；因只有重力和电场力做功，若小球从b点向a点运动，合力做负功，则动能减小，则电势能和重力势能之和增大，故C错误；若由a到b，电场力做正功，则电势能减小，故D错误．故选A【点睛】应熟记做曲线运动的物体所受的合力方向的特点是：做曲线运动的物体所受的合力方向大致指向曲线的凹侧6、C【解析】考查电场线和磁感线的特点。【详解】A．电场线和磁感线是为了形象地描述电场和磁场而假想出来的线，A错误；B．电场线不相交不相切，B错误；C．静电场的电场线不闭合，磁感线是闭合的，C正确；D．当通电导线与磁感线平行时，不受安培力作用，D错误。故选C。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、BD【解析】回旋加速器靠电场加速和磁场偏转来加速粒子，根据洛伦兹力提供向心力，判断粒子的最大速度与什么因素有关．加速粒子时，交变电场的周期与粒子在磁场中运动的周期相等【详解】加速粒子时，交变电场的周期必须与粒子在磁场中运动的周期相等，这样才能使得每次经过D型盒的狭缝中时都能被电场加速，选项A错误；当粒子运转半径等于D型盒的半径时粒子速度最大，即，则，则要提高加速粒子的最终能量，应尽可能增大磁感应强度B和D形盒的半径R，带电粒子获得的最大动能与加速电压无关，选项B正确，C错误；粒子每次经过D型盒狭缝时，电场力对粒子做功均为qU，选项D正确；故选BD.【点睛】解决本题的关键知道回旋加速器电场和磁场的作用，以及知道最大速度与什么因素有关8、AC【解析】分析：根据法拉第电磁感应定律求出各段时间内的感应电动势和感应电流的大小，根据楞次定律判断出感应电流的方向，通过安培力大小公式求出安培力的大小以及通过左手定则判断安培力的方向解答：解：A、0～2s内，磁场的方向垂直纸面向里，且逐渐减小，根据楞次定律，感应电流的方向为顺时针方向，为正值．根据法拉第电磁感应定律，E==B0S为定值，则感应电流为定值，I1=．在2～3s内，磁感应强度方向垂直纸面向外，且逐渐增大，根据楞次定律，感应电流方向为顺时针方向，为正值，大小与0～2s内相同．在3～4s内，磁感应强度垂直纸面向外，且逐渐减小，根据楞次定律，感应电流方向为逆时针方向，为负值，大小与0～2s内相同．在4～6s内，磁感应强度方向垂直纸面向里，且逐渐增大，根据楞次定律，感应电流方向为逆时针方向，为负值，大小与0～2s内相同．故A正确，B错误C、在0～2s内，磁场的方向垂直纸面向里，且逐渐减小，电流恒定不变，根据FA=BIL，则安培力逐渐减小，cd边所受安培力方向向右，为负值．0时刻安培力大小为F=2B0I0L．在2s～3s内，磁感应强度方向垂直纸面向外，且逐渐增大，根据FA=BIL，则安培力逐渐增大，cd边所受安培力方向向左，为正值，3s末安培力大小为B0I0L．在2～3s内，磁感应强度方向垂直纸面向外，且逐渐增大，则安培力大小逐渐增大，cd边所受安培力方向向右，为负值，第4s初的安培力大小为B0I0L．在4～6s内，磁感应强度方向垂直纸面向里，且逐渐增大，则安培力大小逐渐增大，cd边所受安培力方向向左，6s末的安培力大小2B0I0L．故C正确，D错误故选AC9、CD【解析】正电荷电场中距离越近电势越高；根据动能定理，求解+q在D点具有的电势能，根据点电荷电场强度公式即可判断OB两点的场强关系【详解】因OC距离小于OA可知在正电荷形成的电场中A点电势低于O点电势，选项A错误；电荷从A到D运动，根据动能定理，则有：mgr+W电=mv2-0，解得：W电=mgr；规定电场中B点的电势为零，AB两点对称，则A点的电势也为零，因由A到D点电场力做正功，则电势能减小，因此D点的电势能为EPD=-mgr；根据公式，故B错误，D正确；根据点电荷电场强度公式，，电场强度的大小与间距的平方成反比，则有O点电场强度大小是B点的2倍，故C正确；故选CD【点睛】考查电势高低判定方法，掌握动能定理的应用，注意力做功的正负，理解电势与电势能的关系式，注意电荷的电量正负10、AD【解析】当粒子从静止开始运动或者初速度方向与电场力同向时，在匀强电场中做匀加速直线运动，选项A正确；粒子在匀强磁场中受洛伦兹力的方向与速度方向垂直，不可能做匀加速直线运动，选项B错误；带电粒子在匀强电场中肯定受电场力作用，不可能保持静止，选项C错误；粒子若在匀强磁场中速度为零，则受磁场力为零，可保持静止，选项D正确；故选AD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、①.5.200②.毫米刻度尺③.A④.C⑤.E⑥.导线连接在滑动变阻器的滑片上⑦.采用了电流表内接法⑧.【解析】(1)[1]根据螺旋测微器的读数规则读数为[2]为了提高精确度，因此应用毫米刻度尺测金属管线的长度L；(2)[3]两节新的干电池电动势为3V，因此电压表选择3V的量程，即选A；[4]因为电量中最大电流大约为为了测量的精确,电流表应选择C；[5]滑动变阻器采用限流式接法，因为待测电阻较小，所以滑动变阻器选择E；(3)[6][7]因为待测电阻的平方小于电压表与电流表内阻的乘积，属于小电阻，所以电流表应该采用外接法，而图中采用了电流表内接法；连接滑动变阻器的滑片接头错误，导线连接在滑动变阻器的滑片上，应该在接线柱上。(4)[8]根据欧姆定律得又根据电阻定律有则又因为计算得出12、①.0.1②.0.1