资源描述
吉林省白城市通榆县第一中学2026届高二物理第一学期期末调研试题
请考生注意:
1.请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上,请用0.5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。
2.答题前,认真阅读答题纸上的《注意事项》,按规定答题。
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、图是质谱仪的工作原理示意图.带电粒子被加速电场加速后,进入速度选择器.速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1、A2.平板S下方有强度为B0的匀强磁场.下列表述正确的是
A.该带电粒子带负电
B.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里
C.能通过狭缝P的带电粒子的速率等于
D.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的比荷越大
2、如图所示,边长为L的等边三角形闭合金属线框abc处于匀强磁场中,磁场垂直线框平面向里,磁感应强度为B.当线框中通入顺时针方向电流I时,下列说法正确的是
A.bc边受到的安培力方向垂直于bc边向上
B.ab边受到的安培力大小为
C.ab边与bc边受到的安培力的合力大于ac边受到的安培力
D.整个线框所受的安培力的合力为零
3、2019年我国研制出了世界上最大的紧凑型强流质子回旋加速器,该回旋加速器是我国目前自主研制的能量最高的质子回旋加速器。如图所示为回旋加速器原理示意图,现将两个相同的回旋加速器置于相同的匀强磁场中,接入高频电源。分别加速氘核和氦核,下列说法正确的是( )
A.它们在磁场中运动的周期相同
B.它们的最大速度不相等
C.两次所接高频电源频率不相同
D.仅增大高频电源频率可增大粒子的最大动能
4、如图甲所示,通电螺线管A与用绝缘绳悬挂的线圈B的中心轴在同一水平直线上,A中通有如图所示的变化电流,t=0时电流方向如图乙中箭头所示.在t1~t2时间内,对于线圈B的电流方向(从左往右看)及运动方向,下列判断正确的是( )
A.线圈B内有顺时针方向电流、线圈向右摆动
B.线圈B内有顺时针方向的电流、线圈向左摆动
C.线圈B内有逆时针方向的电流、线圈向右摆动
D.线圈B内有逆时针方向的电流、线圈向左摆动
5、我国古代有“千里眼”的神话传说,下列发明具有相似功能的是()
A.收音机 B.录音机
C.雷达 D.电灯
6、如图所示,在水平向右的匀强电场中,质量为的带电粒子(不计粒子重力),以初速度v从M点竖直向上运动,通过N点时,速度大小为2v,则从M运动到N的过程中,带电粒子()
A.动能增加 B.电势能增加
C.做匀变速运动 D.到达N点时速度水平向左
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、如图所示,匀强电场中a、b、c、d四个水平平面,间距相等,每个平面上各点的匀强电场方向都垂直于平面.一个电子射入电场后的运动轨迹如实线MN所示,由此可知( )
A.电场强度方向向左
B.电子在N的动能小于在M的动能
C.a平面的电势低于b平面
D.电子在N的电势能小于在M的电势能的电势
8、2019年国产首套超导质子回旋加速器进入集成测试阶段,通过该设备可以将质子的能量加速到230MeV,质子被引出后射入人体,当到达病灶的瞬间,释放大量能量,实现对癌细胞的精准清除,不损伤人体正常细胞,是癌症患者的福音。回旋加速器的原理如图,D1和D2是两个中空的半径为R的半圆金属盒,接在电压为U、周期为T的交流电源上,位于D2圆心处的质子源A能不断产生质子(初速度可以忽略,重力不计),质子在两盒之间被电场加速,D1、D2置于与盒面垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中。已知质子的电量为q、质量为m,忽略质子在电场中运动的时间,不考虑加速过程中的相对论效应,下列说法正确的是( )
A.交流电源的周期
B.质子第一次进入D1盒与第一次进入D2盒的半径之比为1:2
C.质子在电场中加速的次数为
D.若只增大交变电压U,则质子的最大动能Ek会变大
9、如图所示电路中,定值电阻R大于电源内阻r,当滑动变阻器滑动端向右滑动后,理想电流表A1、A2、A3的示数变化量的绝对值分别为DI1、DI2、DI3,理想电压表示数变化量的绝对值为DU,下列说法中正确的是()
A.电流表A2的示数一定变小
B.电压表V的示数一定增大
C.DI3一定大于DI2
D.DU与DI1比值一定小于电源内阻r
10、如图所示,虚线AB和CD分别为椭圆的长轴和短轴,相交于O点,两个等量异种点电荷分别处于椭圆的两个焦点M、N上,下列说法中正确的是( )
A.A、B两处电势、场强均相同
B.C、D两处电势、场强均相同
C.在虚线AB上O点的场强最大
D.带正电的试探电荷在O处的电势能大于在B处的电势能
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)如图所示是研究光电管产生的电流的电路图,A、K是光电管的两个电极,已知该光电管阴极的极限频率为ν0。现将频率为ν(大于ν0)的光照射在阴极上,则:
(1)________是阴极,阴极材料的逸出功等于________。
(2)加在A、K间的正向电压为U时,到达阳极的光电子的最大动能为____________,将A、K间的正向电压从零开始逐渐增加,电流表的示数的变化情况是________________。
(3)为了阻止光电子到达阳极,在A、K间应加U反=________的反向电压。
(4)下列方法一定能够增加饱和光电流的是________。
A.照射光频率不变,增加光强
B.照射光强度不变,增加光的频率
C.增加A、K电极间的电压
D.减小A、K电极间的电压
12.(12分)某同学在进行扩大电流表量程的实验时,需要知道电流表的满偏电流和内阻.他设计了一个用标准电流表G1来校对待测电流表G2的满偏电流和测定G2内阻的电路,如图所示.已知G1的量程略大于G2的量程,图中R1为滑动变阻器,R2为电阻箱.该同学顺利完成了这个实验
①实验过程包含以下步骤,其合理的顺序依次为____(填步骤的字母代号);
A.合上开关S2
B.分别将R1和R2的阻值调至最大
C.记下R2的最终读数
D.反复调节R1和R2的阻值,使G1的示数仍为I1,使G2的指针偏转到满刻度的一半,此时R2的最终读数为r
E.合上开关S1
F.调节R1使G2的指针偏转到满刻度,此时G1的示数为I1,记下此时G1的示数
②仅从实验设计原理看,用上述方法得到的G2内阻的测量值与真实值相比___(填“偏大”、“偏小”或“相等”);
③若要将G2量程扩大为I,并结合前述实验过程中测量的结果,写出须在G2上并联的分流电阻RS的表达式,RS=____
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、D
【解析】A.粒子垂直磁场向下进入磁场,根据左手定则可以知道粒子带正电,所以A错误.
B.粒子带正电,则受电场力向右,由左手定则可判断磁场方向垂直直面向外,故B错误.
C.由:
得:
此时离子受力平衡,可沿直线穿过选择器,所以C错误.
D.由:
知R越小比荷越大,故D正确.
2、D
【解析】根据左手定则判断安培力的方向,根据安培力的计算公式F=BIL计算安培力的大小
【详解】A项:根据左手定则可知bc边受到安培力方向垂直于bc边向下,故A错误;
B项:ab边受到的安培力大小为F=BIL,故B错误;
C、D项:三条边构成闭合的三角形,三边受到的安培力的合力为零,故ab边与bc边受到的安培力的合力等于ac边受到的安培力,故C错误,D正确
故选D
【点睛】本题主要是考查安培力的计算,牢记安培力的计算公式是解答本题的关键
3、A
【解析】A.粒子在磁场中,洛伦兹力提供向心力,周期
氘核和氦核的比荷相等,则两粒子在磁场中运动的周期相同,故A正确;
C.根据回旋加速器的工作原理可知,粒子在磁场中运动的频率等于高频电源的频率,故两次频率相同,故C错误;
B.根据
可得最大速度
由于氘核和氦核比荷相同,因此它们的最大速度也相同,故B错误;
D.最大动能
高频电源的频率与粒子最大动能无关,故D错误。
故选A。
4、A
【解析】根据题意可知,在螺线管内通有,在时间内,由右手螺旋定则可知,线圈B的磁场水平向左,当电流增大,则磁通量变大,根据楞次定律可得,所以感应电流顺时针(从左向右看);从产生感应电流阻碍的角度可知,线圈向右运动,才能阻碍磁通量的增大。
故选A。
5、C
【解析】A.收音机能收听广播信号,但不具有“千里眼”类似的功能,故A错误;
B.录音机能记录声音信号,不具有“千里眼”类似的功能,故B错误;
C.使用雷达,可以远距离观测飞机、轮船以及各种飞行物,与“千里眼”具有类似的功能,故C正确;
D.白炽灯能发光,但不具有“千里眼”类似的功能,故D错误。
故选C。
6、C
【解析】A.粒子由M点到N点的过程中,增加的动能:
故A错误;
B.带电粒子运动过程中只有电场力做功,故根据动能定理有:
电场力做正功,电势能应该减小,减小量应为,故B错误;
C.带电粒子运动过程中所受合外力为电场力是恒力,由牛顿第二定律:
可知加速度不变,做匀变速运动,故C正确;
D.因带电粒子在竖直方向上没有受力,故竖直方向上做匀速直线运动,合速度不可能水平,故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、BC
【解析】根据电场线方向与等势线垂直和电子所受的电场力指向轨迹的内侧,判断出电子所受的电场力方向,分析电场力做功的正负,根据动能定理分析动能的变化和电势能的变化.根据顺着电场线方向电势降低,判断电势的高低
【详解】A、根据电场线方向与等势线垂直可知,电场线方向必定位于竖直方向,则电子所受的电场力必定在竖直方向.电子做曲线运动,所受的电场力方向指向轨迹的内侧,所以可知电子所受的电场力方向应竖直向下,电子带负电,电场力方向与电场强度方向相反,所以可知电场强度方向竖直向上,如图所示,故A错误;
BD、若电子由M运动到N,电子所受的电场力方向应竖直向下,与速度方向的夹角为钝角,对电子做负功,根据动能定理可知,电子的动能减小,电势能增加,所以电子在N的动能小于在M的动能,在N的电势能大于在M的电势能,故B正确,D错误;
C、根据顺着电场线方向电势降低,得知,a点电势低于b点电势,故C正确
【点睛】解决本题的关键是根据电子的轨迹弯曲方向和电场线方向判断出电场力方向,运用动能定理和电场力做功与电势能变化的关系进行分析,注意掌握电场线与等势面之间的关系
8、AC
【解析】A.质子在回旋加速器中每做半个圆周运动电场变换一次,则回旋加速器的交流电频率等于质子在磁场中的运动周期,故有,故A正确;
B.质子第一次进入D1盒时加速了一次,设速度为,有
做圆周运动的半径为,有
可得
质子第一次进入D2盒时加速了两次,同理推得,故两半径之比为
故B错误;
D.无论质子在电场中加速多少次,最后都是从磁场中以最大速度匀速圆周离开,有
可得最大动能为
故有质子的最大动能与加速电压U无关,与加速度的最大半径R有关,故若只增大交变电压U,则质子的最大动能不变,故D错误;
C.由最大动能可推出质子在电场中的加速次数,有
解得质子在电场中加速的次数为
故C正确
故选AC。
9、BCD
【解析】AB.当滑动变阻器滑动端向右滑动后,变阻器接入电路的电阻增大,外电路总电阻增大,总电流减小,所以电流表A3的示数减小。根据闭合电路的欧姆定律可知,总电流I3减小,则内电压减小,则外电压即并联部分电压增大,即电压表V的示数一定增大,电流表A2的示数一定变大,A错误,B正确;
C.由图可知,电压表测量的是外电路电压U,根据闭合电路欧姆定律
U = E - I3r
根据欧姆定律
U = I2R
当滑动变阻器向右滑动时,外电路U增大,设其变化量为DU,则根据上式可得
DI3r = DU
DI2R = DU
因为外电路电压变化量一样,而
R>r
因此有
DI3>DI2
C正确;
D.电压表测量路端电压,根据闭合电路欧姆定律
U=E - I3r
可知
根据并联电路分流规律可得
I3=I1 + I2
因为I3减小,而I2增大,所以I1一定减小,且减小量比I3的减小量大,即DI3一定小于DI1,故
D正确。
故选BCD。
分卷II
10、BD
【解析】A.根据等量异种电荷的电场分布可知,A点的电势高于B点的电势不同、两点的场强相同,选项A错误;
B.C、D两处处在电势为零的等势面上,则电势相同;由对称性可知两点的场强也相同,选项B正确;
C.在虚线AB上O点的电场线最稀疏,则场强最小,选项C错误;
D.因为O点电势为零,而B点电势小于零,则带正电的试探电荷在O处的电势能大于在B处的电势能,选项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.K ②.hν0 ③.hν-hν0+eU ④.逐渐增大,直至保持不变 ⑤. ⑥.A
【解析】(1)[1][2]被光照射的金属将有光电子逸出,故K是阴极,逸出功与极限频率的关系为W0=hν0。
(2)[3][4]根据光电效应方程可知,逸出的光电子的最大初动能为hν-hν0,经过电场加速获得的能量为eU,所以到达阳极的光电子的最大动能为hν-hν0+eU,随着电压增加,单位时间内到达阳极的光电子数量将逐渐增多,但当从阴极逸出的所有光电子都到达阳极时,再增大电压,也不可能使单位时间内到达阳极的光电子数量增多。所以电流表的示数先是逐渐增大,直到保持不变。
(3)[5]从阴极逸出的光电子在到达阳极的过程中将被减速,被电场消耗的动能为eU反,如果
hν-hν0=eU反
就将没有光电子能够到达阳极,所以
U反=
(4)[6]要增加单位时间内从阴极逸出的光电子的数量,就需要增加照射光单位时间内入射光子的个数,所以只有A正确。
12、 ①.BEFADC ②.相等 ③.
【解析】闭合开关前将R1和R2阻值调至最大,以免烧坏电流表,本实验用半偏法测电流表的量程和内阻,实验时通过反复调节R1和R2的阻值,使G1的示数仍为I1保持不变,使G2和R2的电流相等,等G2满刻度的一半,G2和R2并联,则G2和R2电阻相等.由并联电路关系可得分流电阻RS=
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
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