安徽省濉溪县临涣中学2023年物理高二上期末学业水平测试试题含解析.doc

安徽省濉溪县临涣中学2023年物理高二上期末学业水平测试试题
注意事项
1．考生要认真填写考场号和座位序号。
2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B 铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。
3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。

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，在静电场中有A、B两点，则下列说法中正确的是（ ）

A.场强EA>EB，电势φA>φB
B.将电荷+q从A点移到B点，电场力做负功
C.将重力可忽略的电荷+q从A点移到B点，加速度变小
D.将电荷–q分别放在A、B两点，具有的电势能EpA<EpB
2、下列物理量属于基本物理量且单位属于国际单位制中基本单位的是（ ）
A.电流/安培 B.电容/法拉
C.电阻/欧姆 D.磁通量/韦伯
3、如图，在重力、电场力和洛伦兹力作用下，一带电液滴做直线运动，下列关于带电液滴的性质和运动的说法中不正确的是

A.液滴可能带负电
B.液滴一定做匀速直线运动
C.不论液滴带正电或负电，运动轨迹为同一条直线
D.液滴不可能在垂直电场的方向上运动
4、两个放在绝缘架上的相同金属球相距r，球的半径比r小得多，带电量大小分别为q和3q，相互斥力大小为3F．现将这两个金属球相接触，然后分开，仍放回原处，则它们之间的相互作用力大小将变为（）
A.F B.4F/3
C.4F D.2F
5、将带电荷量为6×10－6C的负电荷从电场中A点移到B点，电场力做功3×10－5J的功，再将该电荷从B点移到C点，克服电场力做了1.2×10－5J的功，则关于A、B、C三点的电势φA、φB、φC，以下关系正确的是（　　）
A. B.
C. D.
6、如图所示，ABCD是底角为60°的等腰梯形，且AB=2CD，在A、B位置分别放上两个点电荷，A、B两点的点电荷在C点产的场强大小分别为EA、EB，C点的电场强度方向沿DC向右。则下列说法正确的是

A.放在A点的电荷为负电 B.放在B点的电荷为正电
C.EA<EB D.EA>EB
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、调压变压器是一种自耦变压器，它构造如图所示．线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上．AB间加上正弦交流电压U，移动滑动触头P的位置，就可以调节输出电压．在输出端连接了滑动变阻器R和理想交流电流表，变阻器的滑动触头为Q．则（）

A.保持P的位置不动，将Q向下移动时，电流表的读数变大
B.保持P的位置不动，将Q向下移动时，电流表的读数变小
C.保持Q的位置不动，将P沿逆时针方向移动时，电流表的读数变大
D.保持Q的位置不动，将P沿逆时针方向移动时，电流表的读数变小
8、光滑绝缘水平面上固定两个等量点电荷，它们连线的中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示．一质量m=1g的带正电小物块由A点静止释放，并以此时为计时起点，沿光滑水平面经过B、C两点（图中未画出），其运动过程的v-t图像如图乙所示，其中图线在B点位置时斜率最大，根据图线可以确定( )

A中垂线上B点电场强度最大
B.两点电荷是负电荷
C.B点是连线中点，C与A点必在连线两侧
D
9、如图所示，A板发出的电子经加速后，水平射入水平放置的两平行金属板间，金属板间所加的电压为U，电子最终打在荧光屏P上，关于电子的运动，下列说法中正确的是

A.滑动触头向右移动时，电子打在荧光屏上的位置上升
B.滑动触头向左移动时，电子打在荧光屏上的位置上升
C.电压U增大时，电子打在荧光屏上的速度大小不变
D.电压U增大时，电子从发出到打在荧光屏上的时间不变
10、如图所示，线圈C连接光滑平行导轨，导轨处在方向垂直纸面向里的匀强磁场中，导轨电阻不计，导轨上放着导体棒MN.为了使闭合线圈A产生图示方向的感应电流，可使导体棒MN( )

A.向右加速运动 B.向右减速运动
C.向左加速运动 D.向左减速运动
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，带电平行金属板相距为2R，在两板间有垂直纸面向里、磁感应强度为B圆形匀强磁场区域，与两板及左侧边缘线相切．一个带正电的粒子（不计重力）沿两板间中心线O1O2从左侧边缘O1点以某一速度射入，恰沿直线通过圆形磁场区域，并从极板边缘飞出，在极板间运动时间为t0．若撤去磁场，粒子仍从O1点以相同速度射入，则经时间打到极板上

（1）求两极板间电压u；
（2）若两极板不带电，保持磁场不变，该粒子仍沿中心线O1O2从O1点射入，欲使粒子从两板左侧间飞出，射入的速度应满足什么条件
12．（12分）在学习安培力后，某学习小组利用安培力与磁感应强度的关系测定磁极间的磁感应强度，实验装置如图所示，步骤如下：

①在弹簧测力计下端挂一n匝矩形线圈，将矩形线圈的短边完全置于U形磁铁N、S极之间的磁场中，则应使矩形线圈所在的平面与N、S极的连线_____________；
②在电路未接通时，记录线圈静止时弹簧测力计的读数；
③接通电路开关，调节滑动变阻器使电流表读数为I，记录线圈静止时弹簧测力计的读数，则线圈所受安培力为______________。
④用刻度尺测出矩形线圈短边的长度L；利用上述数据可得待测磁场的磁感应强度_____________。
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）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

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】根据顺着电场线电势降低，则知：电势φA＞φB．由图知，a处电场线疏，b处电场线密，而电场线的疏密表示场强的相对大小，则场强EA＜EB．故A错误．+q从A点移到B点，电场力方向与位移方向的夹角小于90°，则电场力做正功，故B错误．将重力可略的电荷+q从A点移到B点，所受的电场力增加，则加速度变大，选项C错误；根据负电荷在电势高处电势能小，在电势低处电势能大，则电荷-q在A处电势能小，B处电势能大，即EpB＞EpA．故D正确．故选D
【点睛】本题关键要掌握电场线两个物理意义：方向表示电势高低、疏密表示场强的大小；正电荷在高电势点的电势能较大，负电荷相反
2、A
【解析】A．电流的单位安培是国际单位制中基本单位，A正确；
B．电容的单位法拉是导出单位，B错误；
C．电阻的单位欧姆是导出单位，C错误；
D．磁通量的单位韦伯是导出单位，D错误。
故选A。
3、C
【解析】液滴可能带负电，也可能带正电，液滴一定做匀速直线运动，液滴不可能在垂直电场的方向上运动，ABD说法正确；液滴带正电或负电，运动轨迹不是同一条直线，选项C说法不正确
4、C
【解析】由库仑定律可得:
;
解得：
;
由于两球之间是斥力所以带同种电荷那么两球接触后再分开要平分总电量,故分开后两球的带电量为2q；则库仑力为:

A.F与上述计算结果不相相符，故A错误；
B.4F/3与上述计算结果不相相符，故B错误；
C.4F与上述计算结果相相符，故C正确；
D.2F与上述计算结果不相相符，故D错误
5、B
【解析】负电荷从电场中A点移到B点，电场力做3×10－5J的功，由公式可得

即B电势比A高5V。从B点移到C点，电场力做了-1.2×10－5J的功，由公式可得

即C电势比B低2V。则从A点移到C点，电场力做1.8×10－5J的功，由公式可得

即C电势比A高3V，所以B点电势最高，A点电势最低，故ACD错误，B正确。
故选B。
6、D
【解析】
AB.由于两点电荷在C点产生的合场强方向沿DC向右，根据矢量合成法，利用平行四边形定则可知，可知两点电荷在C点产生的场强方向如图所示，由图可知，A点所放点电荷为正电荷，B点所放点电荷为负电荷，故A错误，B错误；
CD.由图中矢量三角形几何关系可知EB<EA，故C错误，D正确。
故选：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、BC
【解析】保持P的位置不动，U2不变，将Q向下移动时，R变大，故电流表的读数变小；保持Q的位置不动，R不变，将P沿逆时针方向移动时，n2变大，U2变大，故电流表的读数变大
思路分析：保持P的位置不动，U2不变，将Q向下移动时，R变大，根据欧姆定律可得电流表的读数变化，保持Q的位置不动，R不变，将P沿逆时针方向移动时，n2变大，根据公式可得电压的变化，
试题点评：本题综合考查了带有变压器的电路的动态分析，
8、AD
【解析】A．根据v-t图象的斜率表示加速度，知小物块在B点的加速度最大，所受的电场力最大，所以中垂线上B点电场强度最大，A正确；
B．小物块从B到C动能增大，电场力做正功，小物块带正电，可知两点电荷是正电荷，B错误；
C．中垂线上电场线分布不是均匀，B点不在连线中点，C错误；
D．根据动能定理得A→B有：
；
B→C有
，
对比可得，D正确。
故选AD。
9、BD
【解析】设加速电压为U′，由题意知，电子在加速电场中加速运动，根据动能定理得：
eU′=mv2
电子获得的速度为：

电子进入偏转电场后做类平抛运动，也就是平行电场方向做初速度为0的匀加速直线运动，加速度为：

电子在电场方向偏转的位移为：

垂直电场方向做匀速直线运动，粒子在电场中运动时间为：

联立解得：

又因为偏转电场方向向下，所以电子在偏转电场里向上偏转。
A.滑动触头向右移动时，加速电压变大，故电子偏转位移y变小，因为电子向上偏转，故在屏上的位置下降，故A错误；
B.滑动触头向左移动时，加速电压变小，故电子偏转位移y变大，因为电子向上偏转，故在屏上的位置上升，故B正确；
D.偏转电压U增大时，电子在电场中受到电场力增大，即电子偏转的加速度a增大；因为加速电压不变，电子进入电场的速度没有变化，电子在电场中运动的时间t没有发生变化，故D正确；
C.偏转电压U增大时，电子在电场中受到的电场力增大，即电子偏转的加速度a增大；因为电子水平方向的速度v不变，电子在电场中运动的时间不变，电子打在屏上的速度为

则电子打在屏上的速度增大，故C错误。
10、AD
【解析】N再由右手定则判断MN应向左运动，磁场减弱则电流减小故MN应减速，故可判断MN向左减速，同理可判断向右加速也可，故选A、D.→N再由右手定则判断MN应向左运动，磁场减弱则电流减小故MN应减速，故可判断MN向左减速，同理可判断向右加速也可，故选A、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、（1）（2）
【解析】（1）设粒子从左侧O1点射入的速度为v，极板长为L，磁场中根据受力平衡可得：qE=qvB
根据匀强电场中电场强度与电势差之间的关系式：
电场强度为：
因为粒子在磁场中做匀速直线运动，所以有：L=vt0
在电场中做类似平抛运动，根据牛顿第二定律，有
水平方向：L-2R=
竖直方向：
联立解得：L=4R
两极板间电压：
（2）设粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为r，粒子恰好从上极板左边缘飞出时速度的偏转角为α，

根据几何关系可知：β=π-α=45°

因为：
则有：
根据洛伦兹力提供向心力可得：
联立解得：
要使得粒子从两板左侧间飞出，粒子初速度要满足：
12、 (1).垂直 (2). (3).
【解析】①[1]使矩形线圈所在的平面与N、S极的连线垂直，这样能使短边受到的安培力沿竖直方向，弹簧测力计保持竖直，方便测出拉力；
③[2]对线框受力分析知：受重力、安培力、弹簧的拉力，三力平衡，
F2+F安=mg，
又：
F1=mg，
所以线圈所受安培力
；
④[3]由安培力公式得：
F安=nBIL，
解得：
；

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、 (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、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