安徽省定远炉桥中学2023年物理高二第一学期期末综合测试试题含解析.doc

安徽省定远炉桥中学2023年物理高二第一学期期末综合测试试题
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、如图所示的直角坐标系中两电荷量分别为Q(Q＞0)和－Q的点电荷对称地放置在x 轴上原点O的两侧，a点位于x轴上O点与点电荷Q之间，b位于y轴O点上方，取无穷远处的电势为零．下列说法正确的是(　　)

A.b点的电势为零，电场强度也为零
B.a点电场强度大于b点的电场强度，同一正的试探电荷在a点和b点所受电场力方向向右
C.将正的试探电荷从b点移到a点，电势能减少
D.将同一正的试探电荷先后分别从O、b点移到a点，第二次电场力做功较多，电势能的变化较少
2、如图所示，三条平行等间距的虚线表示电场中的三个等势面，电势值分别为10V、20V、30V，实线是一带电粒子（不计重力）在该区域内的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，下列说法正确的是（　　）

A.粒子在三点所受的电场力不相等
B.粒子在三点的电势能大小关系为Epc＜Epa＜Epb
C 粒子必先过a，再到b，然后到c
D.粒子在三点所具有的动能大小关系为Ekb＞Eka＞Ekc
3、如图所示，在圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，ab是圆的直径．一不计重力的带电粒子从a点射入磁场，速度大小为v，当速度方向与ab成30°角时，粒子在磁场中运动的时间最长，且为t，若相同的带电粒子从a点沿ab方向射入磁场，也经时间t飞出磁场，则其速度大小为(　　)

A. B.
C. D.
4、如图所示装置中，ab、cd杆原来均静止，当ab杆在外力作用下向右加速运动，cd杆保持静止，忽略闭合铁芯漏磁，则下列说法不正确的是(　　 )

A.ab杆中感应电流方向是从a到b，a端电势高于b端
B.线圈L2的磁通量增大
C.cd杆中感应电流方向是从c到d
D.cd杆受到水平向右的安培力的作用
5、如图所示，实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹．粒子先经过M点，再经过N点．下列判断正确的是

A.该粒子带负电
B.粒子在M点的速度大于N点的速度
C.粒子在M点的加速度大于N点的加速度
D.粒子在M点的电势能大于N点的电势能
6、如图所示为回旋加速器的示意图．两个靠得很近的D形金属盒处在与盒面垂直的匀强磁场中，一质子从加速器的A处开始加速．已知D型盒的半径为R，磁场的磁感应强度为B，高频交变电源的电压为U、频率为f，质子质量为m，电荷量为q．下列说法不正确的是（）

A.质子的最大速度不超过2Rf
B.质子的最大动能为
C.高频交变电源的频率
D.质子的最大动能与高频交变电源的电压U有关，且随电压U增大而增加
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、两个质量、带电量绝对值均相同的粒子a、b，以不同的速率沿AO方向射入圆形匀强磁场区域，其运动轨迹如图(虚线AB弧长等于磁场圆周长的，虚线AC弧长等于磁场圆周长的)，不计粒子重力．则下列说法正确的是( )

A.a、b粒子在磁场中的运动时间之比
B.a粒子带正电，b粒子带负电
C.a、b粒子的速度之比
D.a、b粒子在磁场中的半径
8、如图所示，电流表A1（0~3A）和A2（0~0.6A）是由两个相同的电流表改装而成，现将这两个电流表并联后接入电路中，闭合开关S，调节滑动变阻器，下列说法中正确的是（　　）

A.A1、A2的读数之比为1∶1
B.A1、A2的读数之比为5∶1
C.A1、A2的指针偏转角度之比为1∶1
D.A1、A2的指针偏转角度之比为1∶5
9、如图所示，速度为v0、电荷量为q的正离子恰能沿直线飞出离子速度选择器，选择器中磁感应强度为B，电场强度为E，则（）

A.若改为电荷量﹣q的离子，将往上偏（其它条件不变）
B.若速度变为2v0将往上偏（其它条件不变）
C.若改为电荷量+2q的离子，将往下偏（其它条件不变）
D.若速度变为v0将往下偏（其它条件不变）
10、如图所示的电场中有A、B两点，下列判断正确的是（　　）

A.电势φA>φB，场强EA>EB
B.电势φA>φB，场强EA电势能EpA>EpB
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）如图是用20分度的游标卡尺测物体的长度，则待测物体的长度是__________mm.

12．（12分）在“用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻”的实验中，提供的器材有：
A．干电池一节
B．电流表（量程0．6A）
C．电压表（量程0～3V）
D．电键S和若干导线
E．滑动变阻器R（最大阻值20Ω，允许最大电流2A）

①为使测量尽可能精确，请根据原理图甲用笔画线代替导线将如图乙所示的实物图连成实验电路_________（已连接了部分线）
②完成下列实验步骤中所缺的内容：
A．按实验要求连接好电路，使滑动变阻器以阻值______接入电路中（选填“最大”或“最小”）
B．闭合电键，移动________，使电压表和电流表的指针有明显偏转，读取电压表和电流表的示数
C．继续移动，并再次读取电压表和电流表示数．用同样方法测量多组数据
D．断开电键，整理好器材，进行实验数据处理
③将实验测得的数据标在如图丙所示的坐标图中，作出U—I图线，由此求得待测电池的电动势E=_____V，内电阻r=_____Ω．（结果保留三位有效数字）
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）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
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）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/s2sin37°＝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、B
【解析】两个等量异种电荷连线的垂直平分线是一条等势线．电场强度方向与等势面方向垂直，而且指向电势低的方向．根据等势面和电场线分布情况，分析电势和场强的关系.
【详解】A、结合等量异种点电荷的电场的特点可知，两个等量异种电荷连线的垂直平分线是一条等势线．电场强度方向与等势面方向垂直，而且指向电势低的方向，所以b点的电势等于0，而电场强度不等于0;故A错误.
B、由图，两个点电荷在a点产生的电场强度的方向都向右，所以合场强的方向一定向右，则正电荷在a点受到的电场力的方向向右；根据点电荷电场强度公式，及矢量的叠加原理，可知，x轴上O点的电场强度最小，而y轴上，O点的电场强度最大，那么a点电场强度比b点电场强度的大故B正确；
C、电场线由Q指向-Q，故正电荷从b向a运动的过程中，电场力做负功，电势能减增加；故C错误.
D、两个等量异种电荷连线的垂直平分线是一条等势线，所以O、b两点的电势是相等的，将同一正的试探电荷先后从O、b两点移到a点，二者电势能的变化相等;故D错误.
故选B.
【点睛】对于等量异种电荷和等量同种电荷连线和垂直平分线的特点要掌握，抓住电场线和等势面的对称性进行记忆，同时再根据电场力做功以及电势能的规律进行分析求解.
2、B
【解析】A．因表示电场中三个等势面的三条虚线是平行且等间距的，由此可判断电场是匀强电场，根据

所以带电粒子在电场中各点受到的电场力相等，A错误；
B．由题中的图可知，电场的方向是向上的，根据轨迹判断电场力方向向下，则带电粒子带负电，根据

则

B正确；
C．由题中的图可知，电场的方向是向上的，带负电的粒子将受到向下的电场力作用，带负电的粒子无论是依次沿a、b、c运动，还是依次沿c、b、a运动，都会的到如图的轨迹，C错误
D．粒子在电场中运动时，只有电场力做功，故电势能与动能之和应是恒定不变的，由图可知，粒子在b点时的电势能最大，在c点的电势能最小，则可判断在c点的动能最大，在b点的动能最小，D错误。
故选B。
3、C
【解析】设圆形区域的半径为R，带电粒子进入磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有：，解得：．当粒子从b点飞出磁场时，粒子运动轨迹如图1所示：

入射速度与出射速度与ab的夹角相等，所以速度的偏转角为60°，轨迹对应的圆心角为60°．根据几何知识得知：轨迹半径为r1＝2R，当粒子从a点沿ab方向射入磁场时，，粒子运动轨迹如图2所示，经过磁场的时间也是t，说明轨迹对应的圆心角与第一种情况相等，也是60°，根据几何知识得，粒子的轨迹半径为r2＝R，联立以上可得：，则有：，故C正确，ABD错误
4、A
【解析】ab杆运动先动生出I1，其产生的磁场变化再感生出I2；二次感应的关键是第一个感应电流是变化的.
【详解】A、ab杆向右运动切割磁感线，根据右手定则知ab棒作为电源的电流流向为a到b，此方向为电源内部的流向，则a为电源负极，b为电源正极，a端电势低于b端；故A错误.
B、ab杆向右加速运动，由可知L1的电流逐渐增大，产生的磁场由安培定则可知向上增强，而忽略闭合铁芯漏磁，则穿过L2的磁通量向下逐渐增强；故B正确.
C、L2的磁通量向下逐渐增强，根据楞次定律知感应电流I2从c到d，故C正确.
D、感应电流I2从c到d，由左手定则知cd棒受到的安培力水平向右；故D正确.
本题选不正确的故选A.
【点睛】题综合考查了右手定则、左手定则、安培定则以及楞次定律，综合性较强，关键搞清各种定则适用的范围，不能混淆
5、D
【解析】A、带电粒子的轨迹向下弯曲,则带电粒子所受的电场力沿电场线切线向下,则知带电粒子带正电,故A错误.
B、从M到N，电场力做正功,动能增大,速度也增大,故带电粒子在M点的速度小于在N点的速度.故B错误.
C、电场线的疏密表示场强大小,由图知粒子在M点的场强小于N点的场强,在M点的加速度小于N点的加速度.故C错误.
D电场力做正功,电势能减小.所以D选项是正确的.
故选D
【点睛】带电粒子的轨迹向下弯曲,则带电粒子所受的电场力沿电场线切线向下,则知带电粒子带正电,由电场线的疏密可判断场强的大小,再判断电场力的大小.由带电粒子的轨迹可判定电场力的方向,确定电场力做功情况,分析电势能和动能的变化,再分析速度的变化.带电粒子的动能和电势能总和守恒.
6、D
【解析】A．质子出回旋加速器的速度最大，此时的半径为R，则，A正确
B．根据向心力公式，质子最大动能联立解得，B正确
C．回旋加速器能够加速粒子的条件就是粒子圆周运动的周期等于交变电流的周期，粒子圆周运动周期所以，C正确
D．由选项B分析可知质子最大动能，与电压U无关，D错误

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】a、b两个质量相同、所带电荷量相等带电粒子以不同的速率对向射入圆形匀强磁场区域，偏转的方向不同，说明受力的方向不同，电性不同，可以根据左手定则判定．根据轨迹和几何关系得到半径关系，结合洛伦兹力提供向心力，写出公式，判断速度和时间关系.
【详解】粒子向右运动，根据左手定则，b向上偏转，应当带正电；a向下偏转，应当带负电，故B错误；两粒子的质量和电量均相同，根据可知，两粒子周期相同；因b粒子在磁场中转过的角度为600；a粒子在磁场中转过的角度为900；根据可知，，选项A正确；设磁场圆的半径为R，由几何关系可知，，则，根据可知，选项C正确，D错误；故选AC.
8、BC
【解析】AB．量程不同的电流表读数不同，电流表A1的量程为3 A，A2的量程为0.6 A，当偏转角相同时，A1、A2的读数之比为5∶1，A错误，B正确；
CD．图中的A1、A2并联，表头的电压相等，电流相等，指针偏转的角度相同，所以A1、A2的指针偏转角度之比为1∶1，C正确，D错误。
故选BC。
9、BD
【解析】因为恰能沿直线飞出离子速度选择器，所以受力平衡，即．若改为电荷量－q的离子依然沿直线飞出（因为电场力跟洛伦兹力均反向依然平衡），A错
若速度变为则2v0洛伦兹力大于电场力将往上偏，B对
平衡与电荷量以及电性无关，故C错
若速度变为v0将往下偏（因为洛伦兹力小于电场力），D对
10、BC
【解析】AB．电场线的疏密表示电场强度的相对大小，A处电场线疏，场强小，故场强EA＜EB．顺着电场线的方向电势降落，可知φA＞φB，故A错误B正确；
C．将电荷量为q的正电荷放在电场中，受力的方向是从A指向B，故从A点移到B点，电场力做正功，电势能减少，故C正确；
D．负电荷受到的电场力和电场方向相反，所以从A点移动到B点，电场力做负功，电势能增大，故D错误
故选：BC。

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、50
【解析】[1]游标卡尺的主尺读数为104mm，游标尺上第1个刻度与主尺上某一刻度对齐，故其读数为0.05×1mm=0.05mm，所以最终读数为：104mm+0.05mm=104.05mm；
12、 ①. ②.最大 ③.滑动变阻器的滑片 ④.E=1.48V ⑤.r=0.400Ω
【解析】（1）根据电源的电动势的大小，可以确定电流的范围，从而可以选择需要的滑动变阻器的大小，根据电路图连接线路即可；
（2）闭合电键前，应使滑动变阻器以阻值最大接入电路中，这样在闭合电键时，电流最小．改变滑动变阻器的大小，再次读取电压表和电流表的示数．用同样方法测量多组数据．根据电流和电压的数值，作出图象．图象与纵坐标的截距代表的就是电源的电动势，直线的斜率代表电源的内阻
考点：用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻

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) (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
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）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