福建省厦冂双十中学2023年高二物理第一学期期末联考试题含解析.doc

福建省厦冂双十中学2023年高二物理第一学期期末联考试题
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、传感器的输出量通常为（ ）
A.非电量信号 B.电量信号
C.位移信号 D.光信号
2、如图所示，把一根柔软的弹簧悬挂起来，使它的下端刚好和槽中的水银接触，按图示连接电路，通电后，会看到弹簧上下跳动，关于这个现象，下列说法正确的是（ ）

A.弹簧上下跳动的原因是通电后弹簧受到电场力
B.将滑动变阻器的滑片向左移动时，弹簧将跳动得更加明显
C.将电源的正、负极对调一下，弹簧的跳动现象将消失
D.若换一劲度系数更大的弹簧，则弹簧将跳动得更加明显
3、下列关于电势和电势能的说法中正确的是（ ）
A.克服电场力做功时，电荷的电势能减少
B.电场强度为零的点，电势一定为零
C.沿着电场线的方向，电势逐渐降低
D.电荷在电场中电势为正值的地方，电势能必为正值
4、如图所示，小球被轻质细线竖直悬挂，悬线的拉力为T．当用水平拉力F将小球由竖直位置缓慢拉至虚线位置时，则在这一过程中（ 　）

A.F变大、T变大 B.F变大、T变小
C.F变小、T变大 D.F变小、T变小
5、如图所示，一束带电粒子以一定的初速度沿直线通过由相互正交的匀强磁场和匀强电场组成的速度选择器，然后粒子通过平板S上的狭缝P进入平板下方的匀强磁场，平板下方的磁场方向如图所示。粒子最终打在S板上，粒子重力不计，则下面说法正确的是（ ）

A.粒子带负电
B.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里
C.能沿直线通过狭缝P的粒子具有相同的动能
D.打在的粒子比打在的粒子在磁场中运动时间长
6、如图所示，两个半径相同的半圆形轨道分别竖直放置在匀强电场和匀强磁场中，两轨道平面分别与磁场垂直，与电场平行，轨道两端在同一高度上，轨道是光滑的．两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止释放，M、N为轨道的最低点．则下列说法正确的是

A.两小球到达轨道最低点的速度vM<vN
B.两小球第一次到达轨道最低点时对轨道的压力FM<FN
C.小球第一次到达M点的时间晚于小球第一次到达N点的时间
D.在磁场中小球能到达轨道的另一端，在电场中小球不能到达轨道的另一端
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，速度选择器中磁感应强度大小为B，电场强度大小为E，两者相互垂直，一束带电粒子以一定的初速度沿直线通过速度选择器后从狭缝P进入另一磁感应强度大小为B、的匀强磁场，最后打在平板S的D1、D2，不计粒子重力，则( )

A.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里
B.通过狭缝P的带电粒子速度为v=B/E
C.打在D1、D2处的粒子在磁场B、中运动的时间不一定相同
D.带电粒子打在平板S上的位置越靠近P，粒子的比荷越大
8、关于晶体、非晶体、液晶，下列说法正确的是
A.所有晶体都表现为各向异性
B.晶体一定有规则的几何形状，形状不规则的金属一定是非晶体
C.所有的晶体都有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点
D.液晶的微观结构介于晶体和液体之间，其光学性质会随电压的变化而变化
9、如图所示，质量为m的物体，从半径为R的光滑半圆槽的最上端由静止滑下，则下列说法中正确的是（　　）

A.若圆槽不动，m可滑到右边的最高点
B.若地面光滑，m也可滑到右边的最高点
C若圆槽不动，m滑动过程中机械能守恒
D.若地面光滑，m和半圆槽在滑动过程中机械能守恒，动量也守恒
10、如图所示，一个边长为L的正方形导电线框，在外力作用下，以速度v匀速穿过宽度均为L的两个平行边界的匀强磁场，这两个磁场的磁感应强度大小均为B，方向相反，取顺时针方向的电流为正，受力向右为正，以bc边刚进入磁场开始关于线框中产生的感应电流和线框所受安培力F分别与位移x之间的函数图象，下列图像正确的是

A. B.
C. D.
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）如图甲所示，某学习小组利用单摆测当地的重力加速度。

在测量单摆周期时，某同学在摆球某次通过最低点时，按下停表开始计时，同时数“1”当摆球第二次通过最低点时数“2“，依此法往下数，当他数到“59”时，停表停止计时，读出这段时间t。则该单摆的周期为______。
由于没有游标卡尺，无法测量小球的直径，于是小组同学改变摆线长L，分别测出对应的单摆周期T，作出图象如图乙所示，根据图象，小组同学得到了图线在横轴上的截距为a，图线的斜率为k，则小球的直径为______，当地的重力加速度为______。
12．（12分）图甲所示，为某同学测绘额定电压为2.5 V的小灯泡的I－U特性曲线的实验电路图

①根据电路图甲，用笔画线代替导线，将图乙中的实验电路连接起来_____
②开关S闭合之前，图甲中滑动变阻器的滑片应 该置于_____端（选填“A”、“B”或“AB中间”）
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L

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、B
【解析】传感器是将非电学量转换为电学量的元件，则传感器的输出量通常为电量信号
故选B
考点：传感器
点评：对于传感器我们应该了解它是一种将其它信号转换为电信号，从而实现对电路控制的装置，它的应用也比较广泛，在不同的应用中，它转换的信号不同，我们应具体问题具体分析
2、B
【解析】同向电流相互吸引，异向电流是相互排斥的；弹簧中相邻线圈是同向电流，因而是相互吸引的
【详解】当有电流通过弹簧时，构成弹簧的每一圈导线周围都产生了磁场，根据安培定则知，各圈导线之间都产生了相互的吸引作用，弹簧就缩短了，当弹簧的下端离开水银后，电路断开，弹簧中没有了电流，各圈导线之间失去了相互吸引力，弹簧又恢复原长，使得弹簧下端又与水银接触，弹簧中又有了电流，开始重复上述过程，即出现上下跳动现象，A错误；将滑动变阻器的滑片向左移动时，电路电流增大，线圈之间的作用力变大，跳动明显，B正确；将电源的正、负极对调一下，通电后弹簧各个线圈之间仍有作用力，故仍会上下跳动，C错误；若换一劲度系数更大的弹簧，受到相同的力，则形变量变小，故跳动变得不明显，D错误
3、C
【解析】A.克服电场力做功时，电荷的电势能增加；故A错误；
B.电场强度为零的点，电势不一定为零，二者没有必然联系；故B错误；
C.沿着电场线的方向，电势逐渐降低。故C正确；
D.根据电势的定义式可知电势为正值的地方，正电荷的电势能为正值，而负电荷的电势能为负值。故D错误；
故选：C；
4、A
【解析】以小球为研究对象分析水平拉力F以及悬线的拉力T的变化情况；
【详解】对小球受力分析，受拉力F、重力mg、细线的拉力T，根据平衡条件，有：

F=mgtanθ，θ逐渐增大，则F逐渐增大；线细的拉力，θ增大，T增大，故A正确，BCD错误；故选A.
【点睛】本题是动态平衡问题，动态平衡常用描述字眼就是缓慢移动，处理问题的方法主要是采用平行四边形法则进行研究
5、D
【解析】A．根据粒子在下方电场中的偏转方向，结合左手定则可知，粒子带正电，选项A错误；
B．速度选择器中带正电的粒子受向右的电场力，则洛伦兹力向左，可知磁场方向垂直纸面向外，选项B错误；
C．能沿直线通过狭缝P的粒子满足Eq=qvB,则v=E/B，则粒子的速度相同，动能不一定相同，选项C错误；
D．因打在A1的粒子与打在A2的粒子的速度相同，但是打在A1的粒子比打在A2的粒子运动的弧长较大，则在磁场中运动时间长，选项D正确；
故选D.
6、D
【解析】两个轨道的半径相同，根据圆周运动的向心力的公式可以分析小球通过最低点是对轨道的压力，小球在磁场中运动，磁场力对小球不做功，整个过程中小球的机械能守恒，小球在电场中受到的电场力对小球做负功，到达最低点时的速度的大小较小
【详解】在磁场中运动时，只有重力做正功，在电场中运动时，重力做正功、电场力做负功，由动能定理可知：；；解得，vM＞vN，由于小球在磁场中运动，磁场力对小球不做功，整个过程中小球的机械能守恒；而小球在电场中运动受到的电场力对小球做负功，到达最低点时的速度的大小较小，所以在电场中运动的时间也长，故AC错误；最低点M时，支持力与重力和洛伦兹力（方向竖直向下）的合力提供向心力，最低点N时，支持力与重力的合力提供向心力，因为vM＞vN，可知：FM＞FN，故B错误；由于小球在磁场中运动，磁场力对小球不做功，整个过程中小球的机械能守恒，所以小球可以到达轨道的另一端，而电场力做小球做负功，所以小球在达到轨道另一端之前速度就减为零了，故不能到达最右端，故D正确；故选D
【点睛】洛仑兹力对小球不做功，但是洛仑兹力影响了球对轨道的作用力，在电场中的小球，电场力对小球做功，影响小球的速度的大小，从而影响小球对轨道的压力的大小

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、CD
【解析】粒子经过速度选择器时所受的电场力和洛伦兹力平衡，根据带电粒子在磁场中的偏转方向判断电荷的电性．根据平衡求出粒子经过速度选择器的速度．通过带电粒子在磁场中的偏转，根据半径的大小判断粒子比荷的大小
【详解】A．带电粒子在磁场中向下偏转，根据左手定则，知该粒子带正电，而速度选择器中正电荷受到电场力向上，因些磁场方向垂直纸面向外，故A错误：
B．粒子经过速度选择器时所受的电场力和洛伦兹力平衡，有：qE=qvB．则v=E/B，故B错误；
C．打在DlD2处的粒子，在磁场B'中做匀速圆周运动，运动的时间等于t=T/2，，则，与带电粒子的比荷有关，故C正确；
D．经过速度选择器进入磁场B'的粒子速度相等，根据知，粒子打在平板S上的位置越靠近P，则半径越小，粒子的比荷越大，故D正确；
故选CD
【点睛】解决本题的关键知道粒子在速度选择器中做匀速直线运动，在磁场中做匀速圆周运动，明确洛伦兹力充当向心力的正确应用是解题的关键
8、CD
【解析】单晶体表现为各向异性，多晶体表现为各向同性，选项A错误；单晶体一定有规则的几何形状，形状不规则的金属是多晶体，选项B错误；所有的晶体都有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点，选项C正确；液晶的微观结构介于晶体和液体之间，其光学性质会随电压的变化而变化，选项D正确；故选CD.
9、ABC
【解析】ABC．不论圆槽不动还是地面光滑，小球和圆槽组成的系统机械能守恒，选取地面为零势能面，系统从初状态静止开始运动，末状态一定能够再次静止，由于机械能守恒，小球在初末状态的重力势能一定相等，所以小球一定能滑到圆槽右边的最高点，ABC正确；
D．地面光滑，系统的机械能守恒，系统在水平方向不受外力，所以动量在水平方向守恒，D错误。
故选ABC。
10、AC
【解析】由E=BLv求出感应电动势，由欧姆定律求出电流大小，由右手定则判断出感应电流方向，应用安培力公式求出安培力大小，应用左手定则判断出安培力方向，然后分析图示图象答题.
【详解】A、B、0-L内，感应电动势为：E=BLv，感应电流为：，由右手定则可知，电流方向沿逆时针方向，为负的；
L-2L内，感应电动势为：E=2BLv，感应电流为：，由右手定则可知，电流方向沿顺时针方向，为正的；
2L-3L内，感应电动势为：E=BLv，感应电流为：，由右手定则可知，电流方向沿逆时针方向，为负的，故A正确，B错误；
C、D、安培力：F=BIL，在0-L内，L-2L内，2L-3L内，由左手定则可知，整个过程安培力始终向左，为负的，故C正确，D错误；
故选AC.
【点睛】此题电磁感应中图象的问题，近几年高考中出现的较为频繁，解答本题关键要掌握法拉第电磁感应定律、欧姆定律、楞次定律、安培力公式等等知识，要知道当线框左右两边都切割磁感线时，两个感应电动势方向相同，是串联关系.

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. ②.2a ③.
【解析】（1）单摆完成一次全振动需要的时间是一个周期，单摆周期：
（2）由单摆周期公式：，整理得：，图线的斜率：，横轴截距：，小球直径：，重力加速度：
12、 ①. ②.A端
【解析】（1）根据原理图连接实物图如下所示：

（2）为了安全和保护仪器不被烧坏，开关S闭合之前，应该移动滑片，使测量电路短路，即将片滑移动到A端

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、（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
14、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
15、 (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