2023年山东省菏泽市菏泽第一中学高二上物理期末学业质量监测试题含解析.doc

2023年山东省菏泽市菏泽第一中学高二上物理期末学业质量监测试题
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，在水平地面上固定一倾角为的光滑绝缘斜面，斜面处于电场强度大小为E、方向沿斜面向下的匀强电场中。绝缘轻质弹簧的一端固定在斜面底端，整根弹簧处于自然状态（若规定弹簧自然长度时弹性势能为零，弹簧的弹性势能Ep=k△x2，其中k为弹簧劲度系数，△x为弹簧的形变量）一质量为m、带电量为q（q＞0）的滑块从距离弹簧上端为s0处静止释放，滑块在运动过程中电量保持不变，设滑块与弹簧接触后粘在一起不分离且无机械能损失，物体刚好能返回到s0段中点，弹簧始终处在弹性限度内，重力加速度大小为g。则下列说法不正确的是（　　）

A.滑块从静止释放到与弹簧上端接触瞬间所经历的时间为t=
B.弹簧的劲度系数为k=
C.滑块运动过程中的最大动能等于Ekm=（mgsinθ+qE）s0
D.运动过程中物体和弹簧组成的系统机械能和电势能总和始终不变
2、如图所示，实线和虚线分别表示振幅和频率均相同的两列简谐横波的波峰和波谷，此时M点是波峰与波峰的相遇点．设两列波的振幅均为A，则

A.再过四分之一周期，Q点为振动减弱点
B.图中位于P、N两处的质点正处于平衡位置
C.M点为振动加强点，位移始终为2A
D.从此刻起，经过半个周期，M点的位移为零
3、劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器，工作原理示意图如图所示。置于高真空中的半径为R的D形金属盒中，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，高频交变电压u的频率为f．若A处粒子源产生的质子质量为m、电荷量为＋q，在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响。用该回旋加速器加速质子，为了使质子获得的动能减小为原来的，可采用下列哪种方法

A.将其磁感应强度增大为原来的3倍
B.将其磁感应强度增大为原来的9倍
C.将D形盒的半径减小为原来的倍
D.将D形盒的半径减小为原来的倍
4、如图所示，两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平面的M、N两小孔中，O为M、N连线的中点，连线上a、b两点关于O点对称，导线中均通有大小相等、方向向上的电流。已知长直导线在周围产生的磁场的磁感应强度，式中k是常数、I是导线中的电流、r为点到导线的距离。一带正电小球以初速度v0从a点出发沿连线运动到b点。关于上述过程，下列说法正确的是（）

A.小球先做加速运动后做减速运动
B.小球先做减速运动后做加速运动
C.小球对桌面的压力一直在增大
D.小球对桌面的压力先减小后增大
5、如图为某匀强电场的等势面分布图，每两个相邻等势面相距2cm，则该匀强电场的场强大小和方向分别为

A.E=200V／m，向下
B.E=200V／m，向上
C.E=100V／m，向左
DE=100V／m，向右
6、关于元电荷的理解，下列说法正确的是（　　）
A.元电荷就是电子
B.元电荷是表示跟一个电子所带电荷量数值相等的电荷量
C.元电荷就是质子
D.物体所带电量不一定是元电荷的整数倍
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、用两个一样的弹簧吊着一根铜棒，铜棒所在虚线范围内有垂直于纸面的匀强磁场，棒中通以自左向右的电流（如图所示），当棒静止时，弹簧秤的读数为F1；若将棒中的电流方向反向，当棒静止时，弹簧秤的示数为F2，且F2＞F1，根据这两个数据，不能确定（）

A.磁场的方向 B.磁感强度的大小
C.安培力的大小 D.铜棒的重力
8、在电磁感应现象中，下列说法正确的是 ( )
A.感应电流的磁场总是阻碍原来磁场的变化
B.感应电流的磁场方向总是与引起它的磁场方向相反
C.穿过闭合电路的磁通量越大，电路中的感应电流也越大
D.穿过电路的磁通量变化越快，电路中的感应电动势也越大
9、某个电子以某一速度射入一电场或磁场，电子重力不计,下列说法正确的是( )
A.若射入电场中，电子可能做匀速直线运动
B.若射入电场中，电子可能做匀速圆周运动
C.若射入匀强磁场中，电子可能做匀速直线运动
D.若射入匀强磁场中，电子可能做匀速圆周运动
10、如图所示,水平向右的匀强电场场强为E,且,垂直纸面向里的水平匀强磁场磁感应强度为B,一带电荷量为q的液滴质量为m,在重力、静电力和洛伦兹力作用下在叠加场空间运动．下列关于带电液滴在叠加场空间的运动描述正确的是

A.液滴可能做匀加速直线运动
B.液滴不可能做匀速圆周运动
C.液滴可能做匀速直线运动且机械能守恒
D.如果是直线运动，必为匀速直线运动，其运动轨迹与水平方向的夹角是
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）一同学用图甲电路测量电源的电动势和内阻。所用的实验器材有：待测电源（电动势约为3V，内阻约为7Ω），保护电阻R1（阻值为10Ω），滑动变阻器R（阻值范围为0~20Ω），电流表④，电压表，开关S，导线若干。他的主要实验步骤如下：
①按图甲连接电路②将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关
③逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数U和相应电流表的示数I
④以U为纵坐标、I为横坐标，作U一I图象（U、Ⅰ都用国际单位）

（1）测量电源的电动势和内阻，电压表应选用____；电流表应选用____。（均填选项标号）
A.电压表（0~15V，内阻约为15kΩ）
B.电压表（0~3V，内阻约为3kΩ）
C.电流表（0~300mA，内阻约为2Ω）
D.电流表（0~30mA，内阻约为20Ω）
（2）用该电路测量出多组数据，作出图乙所示的U-Ⅰ图象，则待测电源电动势E=___V、内阻r=___Ω。（结果均保留两位有效数字）

12．（12分）如图所示，两条直线分别对应着两个导体R1、R2。那么，两导体的电阻之比为R1:R2=_________，若两个导体串联时，两导体两端的电压之比为U1:U2=_________。

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】A.滑块从静止释放到与弹簧刚接触的过程中做初速度为零的匀加速直线运动，设加速度大小为a，
由牛顿第二定律得：

由位移公式得：

联立可得：

故A正确；
B.滑块从释放到返回到s0段中点的过程，由功能关系得：

解得：

故B正确；
C.滑块速度最大时受力平衡，设此时弹簧压缩量为x0，则有

解得：

从静止释放到速度达到最大的过程中，由动能定理得：

弹簧弹力做功：

则最大动能：

故C错误；
D.物体运动过程中只有重力和电场力做功，故只有重力势能、电势能和和弹性势能动能参与转化，滑块机械能和电势能的总和始终不变，故D正确。
本题选择不正确的，故选C。
2、B
【解析】A．由图知Q点是波谷和波谷叠加，正处在波谷，故A错误；
B．P、N两点是波谷和波峰叠加，位移始终为零，即处于平衡位置，故B正确；
C．由图可知M点为波峰与波峰相遇，振动的加强点，其振幅为2A，但并不是位移始终为2A，故C正确；
D．M点为波峰与波峰相遇，半个周期后为波谷与波谷相遇，M点处于波谷，位移为，故D错误
3、C
【解析】回旋加速器通过电场加速，磁场回旋，最后从磁场离开，由洛伦兹力提供向心力可得：

可得粒子的最大速度为：

故最大动能为：

为了使质子获得的动能减小为原来的，因此将其磁感应强度减小为原来的倍，或将D形盒的半径减小为原来的倍；故C正确，ABD错误；
故选C。
4、C
【解析】AB．根据右手螺旋定则及叠加原理可知，MN间的连线上，靠近M处的磁场方向垂直于MN向内，靠近N处的磁场方向垂直于MN向外，从M到N磁感应强度先减小，过O点后反向增大，据左手定则可知，带正电的小球从a到b过程受到的洛伦兹力方向先向上后向下，故小球在运动方向上不受外力，将做匀速直线运动，AB错误；
CD．洛伦兹力大小为

可知带正电的小球从a到O过程受到的洛伦兹力方向向上且逐渐减小，竖直方向据平衡条件可得

可知桌面的支持力N1增大，过O点后受到的洛伦兹力方向向下且逐渐增大，据平衡条件可得

可知桌面的支持力N2增大，故小球对桌面的压力一直在增大，C正确，D错误。
故选C。
5、C
【解析】根据电场线总是与等势面垂直，而且由高电势指向低电势，可知，电场强度方向水平向左
两个相邻等势面相距d=2cm，电势差U=2V，则电场强度
故选C
6、B
【解析】AC．元电荷是指最小的电荷量，元电荷不是代表电子或质子，电子和质子的电荷量等于元电荷，AC错误；
BD．任何带电体所带电荷都等于元电荷或者是元电荷的整数倍，B正确，D错误；
故选B。

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、ACD
【解析】因为电流反向时，弹簧秤的读数，可知电流自左向右时，导体棒受到的磁场力方向向上，根据左手定则可以确定磁场的方向为垂直纸面向里，故A正确；由于无法确定电流大小，所以磁感应强度的大小不知，故B错误；令铜棒的重力为G，安培力的大小为F，则由平衡条件得：①；当电流反向时，磁场力变为竖直向下，此时同样根据导体棒平衡有：②；联立①②得：，，因此可确定安培力的大小与铜棒的重力，故CD正确，故选ACD
【点睛】由题意知，导体棒受到的磁场力方向在竖直方向，因为电流反向时磁场力同样反向，又因为反向时，弹簧秤读数增大，由此可知电流自左向右时，导体棒受磁场力方向向上，根据左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里．因为电流反向，磁场力只改变方向，不改变大小，根据导体棒的平衡可以求出安培力的大小表达式和重力大小的表达式
8、AD
【解析】根据楞次定律可知：感应电流的磁场总是阻碍原来磁场的变化，故A正确．由楞次定律可知：原磁通量减小时，感应电流的磁场方向与引起它的磁场方向相同，故B错误．穿过闭合电路的磁通量越大，但磁通量变化率不一定越大，所以根据法拉第电磁感应定律知感应电动势不一定越大，感应电流也就不一定越大．故C错误．穿过电路的磁通量变化越快，磁通量变化率越大，根据法拉第电磁感应定律知感应电动势也越大．故D正确．故选AD
【点睛】解决本题的关键是理解并掌握楞次定律和法拉第电磁感应定律，要注意感应电动势与磁通量变化率成正比，而不是与磁通量和磁通量变化量成正比
9、BCD
【解析】电子射入电场，一定受到电场力作用，合力不为零，不可能做匀速直线运动，故A错误．电子射入点电荷产生的电场，可能电场力等于向心力，做匀速圆周运动，故B正确．电子的速度方向与磁场方向平行，不受洛伦兹力，做匀速直线运动，故C正确．电子垂直射入匀强磁场，洛伦兹力提供向心力，做匀速圆周运动，故D正确．故选BCD
点睛：解决本题的关键知道匀速运动和圆周运动的条件，知道电荷在电场中一定受电场力，在磁场中可能受洛伦兹力，可能不受洛伦兹力
10、BD
【解析】根据运动情况分析受力情况，做直线运动说明粒子不受洛伦兹力或者有某个力跟洛伦兹力抵消，对四个选项逐一分析即可解题
【详解】A项：由于液滴受到的重力与电场力恒定，如果做匀加速直线运动，则液滴的洛伦兹力大小变化，液滴的合外力变化，不可能做匀加速直线运动，故A错误；
B项:由于液滴受竖直向下的重力和水平方向的电场力，所以重力与电场力的合力不可能为零，即液滴不可能做匀速圆周运动，故B正确；
C项：当液滴进入复合场时的洛伦兹力与重力和电场力的合力等大反向时，液滴做匀速直线运动，但电场力会做功，所以机械能不守恒，故C错误；
D项：由A分析可知，液滴不可能做匀加速直线运动，只要液滴的速度大小变化，其所受的洛伦兹力大小变化，合外力变化，一定做曲线运动，故如果是直线运动，必为匀速直线运动，由于mg=qE，重力与电场力的合力一定与速度方向垂直，即与水平方向成450，故D正确
故选BD
【点睛】本题主要考查了带电粒子在混合场中运动的问题，要求同学们能正确分析粒子的受力情况，再通过受力情况分析粒子的运动情况，或根据运动情况分析受力情况，题目较难

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.B ②.C ③.3.0 ④.7.2
【解析】（1）[1][2]由于待测电表的电动势约为3V，故电压表应该选择B，由于电路中的最大电流约为

故电流表应该选择C。
（2）[3][4]由闭合电路欧姆定律可得

故该图像与纵轴的交点即为电源电动势，故电动势为3.0V；该图像的斜率即表示电源内阻，故电源内阻为7.2Ω。
12、 ①. ②.
【解析】[1]由图像可知

所以R1:R2=1:3。
[2]由串联电路特点知
U1:U2=R1:R2=1:3

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