宁夏青吴忠市铜峡高级中学2023年物理高二第一学期期末学业水平测试试题含解析

宁夏青吴忠市铜峡高级中学2023年物理高二第一学期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，一个半径为R的导电圆环与一个轴向对称的发散磁场处处正交，环上各点的磁感应强度B大小相等，方向均与环面轴线方向成θ角（环面轴线为竖直方向），若导电圆环上通有如图所示的恒定电流I，则下列说法不正确的是（）A.导电圆环有收缩的趋势B.导电圆环所受安培力方向竖直向上C.导电圆环所受安培力的大小为2BIRD.导电圆环所受安培力的大小为2πBIRsinθ2、真空中有两个点电荷，它们之间的静电力为F，如果保持它们所带的电荷量不变，将它们之间的距离增大为原来的2倍，则它们之间作用力的大小等于（）A.F B.2FC. D.3、如图所示，在直角三角形abc区域(含边界)内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，∠B=60，∠B=90°，边长ac=L，一个粒子源在a点将质量为m，电荷量为q的带正电粒子以大小和方向不同的速度射入磁场，在磁场中运动时间最长的粒子中，速度的最大值是()A. B.C. D.4、有a、b、c、d四个小磁针，分别放置在通电螺线管的附近和内部．当小磁针静止时，小磁针指向如图所示，其中是正确的（）Aa B.bC.c D.d5、一根长为0.2m、电流为1A的通电导线，放在磁感应强度为1T的匀强磁场中，通电导线与磁场磁感应强度方向的夹角为30°，则导线受到磁场力的大小为（）A.0.4N B.0.3NC.0.2N D.0.1N6、如图所示，两等量异种电荷在同一水平线上，它们连线的中点为O，竖直面内的半圆弧光滑绝缘轨道的直径AB水平，圆心在O点，圆弧的半径为R，C为圆弧上的一点，OC与竖直方向的夹角为37°，一电荷量为+q，质量为m的带电小球从轨道的A端由静止释放，沿轨道滚动到最低点时速度v=，g为重力加速度，取无穷远处电势为零，则（）A.电场中B点的电势为B.电场中A点的电势为C.小球运动到B点时的动能为2mgRD.小球运动到C点时，其动能与电势能的和为1.3mgR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、下列说法正确的是（）A.公式E=对匀强电场适用B.公式E=仅用于求点电荷电场的电场强度，式中Q是场源电荷的电荷量C.物体所带的电量有可能是元电荷的2.5倍D.电场线就是带电粒子在电场中运动的轨迹8、某电场的电场线分布如图所示，以下说法正确的是A.c点场强大于d点场强B.a点电势高于b点电势C.若将一试探电荷－q由c移至d的过程中，电势能减小D.若将一试探电荷＋q由a移至b的过程中，电势能减小9、如图8所示的电路，电源内阻不可忽略，电表为理想电表．当滑动变阻器的滑片向下滑动时（）A.电流表A的示数减小 B.电流表A的示数增大C.电压表V示数减小 D.电压表V的示数增大10、如图所示，磁感应强度大小为B的匀强磁场方向垂直纸面向里．金属圆环半径为L，圆心为O1，OM为直径，总电阻为4R．金属棒OA长为4L、电阻为2R．二者位于纸面内．现让金属棒绕O点以角速度ω沿顺时针方向匀速转动，转动过程中金属棒与金属环接触良好，当金属棒转至图中虚线位置时，下列说法正确的是A.金属棒OA产生的感应电动势为B.金属棒所受安培力大小为C.圆环上O、M两点间电压为D.圆环上的电功率为三、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）如图所示，游标卡尺读数为_____mm；螺旋测微器读数为_____mm。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】由题意可知考查安培力作用下的平衡问题，由左手定则和力的平衡条件计算可得【详解】若导电圆环上通有如题图所示的恒定电流I，由左手定则可得导电圆环上各小段所受安培力斜向内，导电圆环有收缩的趋势，导电圆环所受安培力方向竖直向上，导电圆环所受安培力的大小为2πBIRsinθ，故选项A、B、D不符合题意，选项C符合题意【点睛】受力分析时可以把立体空间关系转化为平面关系，利用正交分解计算可得2、D【解析】由点电荷库仑力的公式可以得到，电量不变，将它们之间的距离增大为原来的2倍，库仑力将变为原来的，故D正确，A、B、C错误；故选D3、A【解析】根据题意可知，当速度方向沿着方向并且圆弧与相切，此时粒子的运动时间最长，如图所示，设半径为，根据三角形相关知识可知：则：则：整理可以得到：由于，整理得到：故选项A正确【点睛】考查电场力与洛伦兹力，及向心力，并运用牛顿第二定律来解题，同时结合几何关系来确定已知长度与半径的关系．本题关键之处是画出正确的运动图4、D【解析】根据安培定则可知通电螺线管N极在右端，因此右侧磁场方向水平向右，小磁针c位置不对；上方磁场方向水平向左，所以小磁针d位置正确；左侧水平向右，a位置不对；内部水平向右，b位置不对，故ABC错误，D正确．故选D5、D【解析】解决本题的关键掌握安培力的大小公式，其中θ为导线与磁感应强度的夹角；【详解】通电导线与磁场磁感应强度方向的夹角为30°，则导线受到磁场力的大小为：，故D正确，ABC错误【点睛】本题主要是考查安培力计算，解决本题的关键掌握安培力的大小公式6、D【解析】图中过O点的虚线是一条等势线，一直延伸到无穷远，O点的电势为零．小球从A运动到最低点的过程，由动能定理求出AO两点间的电势差，从而得到A点的电势．由对称性求B点的电势．小球从最低点到B的过程，由能量守恒定律求小球运动到B点时的动能，并求得总能量【详解】取无穷远处电势为0，则最低点处电势为0．小球从A点运动到最低点过程中，由动能定理可得：mgR+qUAO＝mv2；解得；而UAO=φA-0；解得：φA＝，故A错误；由对称性可知：UAO=UOB，即为：φA-0=0-φB；故有：φB＝−，故A错误；小球从A点运动到B点过程中，由动能定理得：Ek=qUAB=mgR，故C错误；小球在最低点处动能和电势能的总和为：E1＝mv2+0＝mgR；由最低点运动到C点过程，动能、电势能、重力势能的总量守恒，而重力势能增加量为：△Ep=mgR（1-cos37°）=0.2mgR；故动能、电势能的综合减少了0.2mgR，所以小球在C点的动能和电势能的总和为：E2=E1-0.2mgR=1.3mgR，故D正确；故选D【点睛】解决本题的关键是要知道等量异种电荷连线的中垂线是一条等势线，其电势与无穷远处相同．在知道运用动能定理是求电势差常用的方法二、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、AB【解析】A．公式E=对匀强电场适用，A正确；B．公式E=仅用于求点电荷电场的电场强度，式中Q是场源电荷的电荷量，B正确；C．物体所带的电量只能是元电荷的整数倍，C错误；D．电场线是为了描述电场而假想的曲线，一般不是带电粒子在电场中运动的轨迹，D错误。故选AB。8、BD【解析】A．电场线的密的地方场强大，点电场线比点密，所以点场强大，故A错误；B．沿着电场线方向电势降低，点电势高于点电势，故B正确；C．沿着电场线方向电势降低，点电势高于点电势；若将一试探电荷由移至的过程中，电场力做负功，电势能增大，故C错误；D．点电势高于点电势，若将一试探电荷由移至的过程中，电场力对电荷做正功，电荷电势能减小，故D正确；故选BD。9、BC【解析】先判断滑动变阻器的阻值如何变化，再用“串反并同”去分析【详解】AB.滑动变阻器的滑片向下滑动，电阻变小，电流表与滑动变阻器串联，所以示数变大，A错误，B正确；CD.滑动变阻器的阻值变小，电压表与滑动变阻器并联，所以示数变小，C正确，D错误【点睛】和滑动变阻器串联的电阻上的电压、电流、电功率变化趋势和滑动变阻器电阻值变化趋势相反，和滑动变阻器并联的电阻上的电压、电流、电功率和滑动变阻器电阻值变化趋势相同，即串反并同10、CD【解析】A、金属棒OA转至虚线位置的瞬间，产生的感应电动势，A错误；BCD、金属棒OA转至虚线位置的瞬间，OM棒相当于电源，电动势，此时外电路总电阻为，金属棒OM部分电阻，则O、M两点间的电势差为；此时流过金属棒的电流为：，所以金属棒OM所受的安培力大小为：；此时圆环上的电功率为：，故B错误，CD正确；故本题选CD【点睛】本题考查导线转动切割磁场产生感应电动势、闭合电路欧姆定律、安培力、电功率三、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、①.21.6②.0.920(0.919或0.921均可)【解析】[1]游标卡尺的主尺读数为21mm，游标尺上第6个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标尺读数为6×0.1mm=0.6mm，所以最终读数为：21mm+0.6mm=21.6mm；[2]螺旋测微器的固定刻度为0.5mm，可动刻度为42.0×0.01mm=0.420mm，所以最终读数为0.5mm+0.420mm=0.920mm，由于读数误差，所以0.919mm