2023年云南省景东县二中物理高二第一学期期末质量跟踪监视试题含解析.doc

2023年云南省景东县二中物理高二第一学期期末质量跟踪监视试题
注意事项:
1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2．答题时请按要求用笔。
3．请按照题号顺序在答题卡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、试卷上答题无效。
4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5．保持卡面清洁，不要折暴、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，真空中A、B两个点电荷的电荷量分别为+Q和+q，放在光滑绝缘水平面上，A、B之间用绝缘的轻弹簧连接．当系统平衡时，弹簧的伸长量为x0．若弹簧发生的均是弹性形变，则（　　）

A.保持Q不变，将q变为2q，平衡时弹簧的伸长量等于2x0
B.保持q不变，将Q变为2Q，平衡时弹簧的伸长量大于2x0
C.保持Q不变，将q变为-q，平衡时弹簧的缩短量大于x0
D.保持q不变，将Q变为-Q，平衡时弹簧的缩短量小于x0
2、下列物体的运动，不遵循经典力学规律的是
A.苹果从树上自由下落的运动 B.神舟飞船绕地球的运动
C.子弹飞出枪口后的运动 D.粒子接近光速的运动
3、如图所示，若α粒子和质子以相同速度垂直进入同一匀强磁场中,它们的质量比是4:1电量比是2:1，则α粒子和质子

A.运动半径之比是2∶1
B.回到磁场边界时速度大小之比是2∶1
C.在磁场中运动时间之比是1∶1
D.受到的洛伦兹力之比是1∶1
4、一电池外电路断开时的路端电压为3V，接上8的负载电阻后路端电压降为2.4V，则可以判定电池的电动势E和内电阻r为（ ）
A.E＝2.4V，r＝1 B.E＝3V，r＝2
C.E＝2.4V，r＝2 D.E＝3V，r＝1
5、如图所示是质谱仪工作原理的示意图．重力均可忽略的带电粒子a、b经电压U加速(在A点的初速度为零)后，进入磁感应强度为B的匀强磁场做匀速圆周运动，最后分别打在感光板S上的x1、x2处．图中半圆形的虚线分别表示带电粒子a、b所通过的路径，则(　　)

A.a的质量一定大于b的质量 B.a的电荷量一定大于b的电荷量
C.在磁场中a运动的时间一定小于b运动的时间 D.a的比荷一定大于b的比荷
6、如图所示，在倾角为的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L、质量为m的直导体棒，导体棒中电流为I．要使导体棒静止在斜面上，需要外加匀强磁场的磁感应强度B的值不可能为(　　)

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、质量和电量都相等的带电粒子 M 和 N，以不同的速率经小孔垂直进入匀强磁场，带电粒子仅受洛伦兹力的作用，运行的半圆轨迹如图中虚线所示，下列表述正确的是（ ）

A.M 带负电，N 带正电
B.M 的速度率小于 N 的速率
C.洛伦兹力对 M、N 不做功
D.M 的运行时间大于 N 的运行时间
8、如图所示的U—I图像中，直线I为某电源的路端电压与电流的关系，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图像可知（　　）

A.R的阻值为1.5Ω
B.电源电动势为3V，内阻为0.5Ω
C.电源的输出功率为1.5W
D.电源内部消耗功率为1.0W
9、如图所示，在的区域内存在与平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在时刻，从原点O发射一束等速率的相同的带电粒子，速度方向与y轴正方向的夹角分布在范围内。其中，沿y轴正方向发射的粒子在时刻刚好从磁场右边界上点离开磁场，不计粒子重力，下列说法正确的是（　　）

A.粒子在磁场中做圆周运动的半径为
B.粒子的发射速度大小为
C.带电粒子的比荷为
D.带电粒子在磁场中运动的最长时间为
10、如图是质谱仪的工作原理示意图。现有一束几种不同的正离子，经过加速电场加速后，垂直射入速度选择器（速度选择器内有相互正交的匀强电场E和匀强磁场B1），离子束保持原运动方向未发生偏转。接着进入另一匀强磁场B2，发现这些离子分成几束。忽略重力的影响，由此可得结论（　　）

A.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向内
B.这些离子通过狭缝P的速率都等于
C.这些离子的电量一定不相同
D.这些离子比荷一定不相同
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）匀速圆周运动的特点是（填“变化”或“不变化”）
（1）线速度________；
（2）角速度________；
（3）加速度_________；
（4）周期___________
12．（12分）在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中，提供的器材有
A．电压表量程为3V，内阻约为5kΩ
B．电压表量程15V，内阻约为10kΩ
C．电流表量程为0.6A，内阻约为0.1Ω
D．电流表量程为3A，内阻约为0.01Ω
E．变阻器R为（20Ω，3A）
F．开关、导线若干
（1）为了较准确测量电池的电动势和内阻，电压表应该选__________（填A或B）；电流表应该选__________（填C或D）；实验电路图应该选__________图（填“甲”或“乙”）

（2）该同学应用所选电路进行实验时记录了多组数据，并根据这些数据画出了U－I图线如图所示．根据图线求出电源的电动势E=_______V，内阻r=________Ω

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L

14．（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、C
【解析】根据库仑定律及胡克定律列式分析，电荷量变化，库仑力变化，两球的距离变化，弹力变化，根据平衡条件列方程计算即可
【详解】设弹簧的劲度系数为K,原长为x.当系统平衡时,弹簧的伸长量为x0，则有：
…①
A.保持Q不变，将q变为2q时，平衡时有：
Kx1=…②
由①②解得：x1<2x0，故A错误；
B.同理可以得到保持q不变，将Q变为2Q，平衡时弹簧的伸长量小于2x0，故B错误；
C.保持Q不变,将q变为−q，如果缩短量等于x0，则静电力大于弹力，故会进一步压缩弹簧，故平衡时弹簧的缩短量大于x0，故C正确；
D.保持q不变，将Q变为−Q，如果缩短量等于x0，则静电力大于弹力，故会进一步压缩弹簧，故平衡时弹簧的缩短量大于x0，故D错误
故选C
2、D
【解析】苹果、飞船和子弹的运动都属于宏观物体低速运动的情形，经典力学能适用．故ABC错误．粒子接近光速的运动，属于高速运动的情形，不遵循经典力学规律；故D正确．本题选不遵循经典力学规律的，故选D
3、A
【解析】质子和粒子以相同的速度在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律和圆周运动的规律，可求得比较r、速度v及T的表达式，根据表达式可以得到半径以及周期之比
【详解】A、质子和粒子在同一磁场中以同一速率做匀速圆周运动，根据，可得粒子轨迹半径，因和B相同，故粒子和质子的半径之比是2:1，故A正确；
B、因洛伦兹力不做功，故再次回到磁场边界时速度大小不变，故回到磁场边界时速度大小之比是1：1，故B错误；
C、粒子运动周期：，因相同，半径之比为2:1，所以周期之比也为2:1，两粒子在磁场中均转半个周期，所以在磁场中运动时间之比是2:1，C错误；
D、根据洛伦兹力公式，，因为B和相同，粒子和质子的q之比为2：1，故受到的洛伦兹力之比是2：1，故D错误
【点睛】本题考查带电粒子在匀强磁场中的运动，要掌握住半径公式、周期公式，利用洛伦兹力提供向心力进行求解；运用粒子在磁场中转过的圆心角，结合周期公式，求解粒子在磁场中运动的时间
4、B
【解析】由题，电池外电路断开时的路端电压为3V，则电池的电动势E=3V，当电源接上8Ω的负载电阻后路端电压降为2.4V，电路中电流为

电源的内阻

故B正确
5、D
【解析】ABD．设粒子经电场加速后的速度大小为v，磁场中圆周运动的半径为r，电荷量和质量分别为q、m，打在感光板上的距离为S。
根据动能定理，得

解得：

由

解得：

则

得到：

由图，Sa＜Sb，U、B相同，则

故AB错误，D正确；
C．根据粒子做匀速圆周运动，周期公式，可知，它们的周期相同，由于运动的时间是周期的一半，因此磁场中a运动的时间一定等于b运动的时间，故C错误；
故选D。
6、D
【解析】通电导线在磁场中的受到安培力作用，由公式F=BIL求出安培力大小，由左手定则来确定安培力的方向；由三力平衡知识分析得最小安培力.
【详解】当磁场方向垂直于斜面向下时，此时磁感应强度最小，有共点力平衡可知：
mgsinθ=BIL，
解得：
，方向垂直于斜面向下；
故A、B、C项的值均可能，D项的值不可能.本题选不可能故选D.
【点睛】学会区分左手定则与右手定则，前者是判定安培力方向，而后者是判定感应电流的方向

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、AC
【解析】由左手定则判断出M带正电荷，带负电荷；结合半径的公式可以判断出粒子速度的大小；根据周期的公式可以判断出运动的时间关系
【详解】A：由左手定则判断出N带正电荷，M带负电荷，故A正确；
B：粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，半径为：，在质量与电量相同的情况下，半径大说明速率大，即M的速率大于N的速率，故B错误；
C：洛伦兹力始终与速度的方向垂直，不做功，故C正确；
D：粒子在磁场中运动半周，即时间为周期的一半，而周期为，M的运行时间等于N的运行时间，故D错误
8、AC
【解析】A.电阻R的伏安特性曲线的斜率等于电阻的阻值，R的阻值大小为：
，
故A正确；
B.根据闭合电路欧姆定律得
U=E−Ir，
由图象Ⅰ读出，当I=0时，电源的电动势：
E = U =3V；
内阻等于图线Ⅰ的斜率大小，则
，
故B错误；
C.两图线的交点表示该电源直接与电阻R相连组成闭合电路时的工作状态，由图读出路端电压U=1.5V，电流I=1A，则电源的输出功率为：
P出=UI=1.5×1W=1.5W，
故C正确；
D.内部消耗的功率为：

故D错误。
故选：AC。
9、AD
【解析】A．沿y轴正方向发射的粒子在磁场中运动的轨迹如图所示：

设粒子运动的轨迹半径为r，根据几何关系有

可得粒子在磁场中做圆周运动的半径

选项A正确；
B．根据几何关系可得

所以

圆弧OP的长度

所以粒子的发射速度大小

选项B错误；
C．根据洛伦兹力提供向心力有

结合粒子速度以及半径可得带电粒子的荷质比

选项C错误；
D．当粒子轨迹恰好与磁场右边界相切时，粒子在磁场中运动的时间最长，画出粒子轨迹过程图如图所示：

粒子与磁场边界相切于M点，从E点射出。
设从P点射出的粒子转过的圆心角为，时间为，从E点射出的粒子转过的圆心角为，故带电粒子在磁场中运动的最长时间为，选项D正确。
故选AD。
10、BD
【解析】A．由离子在B2中的偏转知粒子带正电，则受电场力向右，则离子在选择器中受水平向左的洛伦兹力，由左手定则可判断磁场方向垂直直面向外，故A错误；
B．由

得

此时离子受力平衡，可沿直线穿过选择器，故B正确；
C．由

得

离子是半径不同，一定是比荷不同，而电量可能相等，故C错误；
D．由得，

知荷质比越大，R越小，越靠近狭缝，故D正确；
故选BD。

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.变化 ②.不变化 ③.变化 ④.不变化
【解析】（1）[1]匀速圆周运动的线速度是矢量，线速度大小不变，方向时刻改变，所以线速度是变化的；答案为变化
（2）[2]匀速圆周运动是角速度不变的运动；角速度也是矢量，中学一般不讨论; 答案为不变化
（3）[3]匀速圆周运动的加速度是矢量，加速度大小不变，方向时刻改变，所以加速度变化；答案为变化
（4）[4]匀速圆周运动周期不变，周期标量; 答案为不变化
12、 ①. A ②. C ③.乙 ④. 1.48 ⑤. 0.5
【解析】一节干电池的电动势为1.5V，根据准确性原则进行选择电表，为了避免电流表的电阻算到内阻中，电流表内采用外接法；由图像可得电源的电动势和内阻
【详解】（1）一节干电池的电动势为1.5V，故选电压表A；由于电路中电流较小，故选用电流表C；为了避免电流表的电阻算到内阻中，电流表内采用外接法，故选乙图
（2）U-I图像的纵截距表示电源电动势E，故E=1.48V；图像的斜率表示内阻r，故r===0.50
【点睛】测定电源的电动势和内电阻是高中阶段电学实验考查的重点，是近几年各地高考题目的出题热点，本题突出了对于实验原理、仪器选择及U-I图象处理等多方面内容的考查，题目层次源于课本，凸显能力，体现创新意识，侧重于对实验能力的考查

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、8cm
【解析】粒子a板左端运动到P处，由动能定理得

代入有关数据，解得
，代入数据得θ=30°
粒子在磁场中做匀速圆周运动，圆心为O，半径为r，如图
由几何关系得

联立求得
代入数据解得
14、 (1) (2)3N
【解析】(1)设小球在C点的速度大小是vC，则对于小球由A→C的过程中，由动能定理得：

解得：

(2)小球在C点时受力分析如图

由牛顿第二定律得：

解得：

由牛顿第三定律可知，小球对轨道压力：
NC′=NC=3N
15、（1）2T；（2）1.5m/s2，方向沿斜面向上
【解析】（1）当R0=1Ω时，根据闭合电路的欧姆定律求解电流强度，由平衡条件求解磁感应强度；
（2）若保持B的大小不变而将方向改为垂直于斜面向上，此时安培力的方向沿斜面向上，根据牛顿第二定律求解加速度大小
【详解】（1）当R0＝1Ω时，根据闭合电路的欧姆定律可得
根据左手定则可知安培力方向水平向右；
由平衡条件有：BILcosθ＝mgsinθ
解得B＝2T；
（2）若保持B的大小不变而将方向改为垂直于斜面向上，此时安培力的方向沿斜面向上，大小不变；
根据牛顿第二定律可得：BIL﹣mgsinθ＝ma
解得：a＝1.5m/s2，方向沿斜面向上
【点睛】本题主要是考查安培力作用下的导体棒的平衡问题，解答此类问题要明确导体棒的受力情况，结合平衡条件列方程解答