2023-2024学年浙江省乐清市第二中学物理高二第一学期期末统考试题含解析

2023-2024学年浙江省乐清市第二中学物理高二第一学期期末统考试题注意事项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，一束质量、速度和电荷量不全相等的离子，经过由正交的匀强电场和匀强磁场组成的速度选择器后，进入另一个匀强磁场中并分裂为A、B两束，下列说法中正确的是（）A.组成A束和B束的离子都带负电B.A束离子的比荷大于B束离子的比荷C.组成A束和B束的离子质量一定不同D.速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向外2、把轻质导线圈用细线挂在条形磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈中心，且在线圈平面内。当线圈通以图示方向的电流时线圈将（）A.俯视逆时针转动，同时靠近磁铁B俯视顺时针转动，同时靠近磁铁C.俯视逆时针转动，同时远离磁铁D.俯视顺时针转动，同时远离磁铁3、如图，a、b两根垂直纸面的导体通以大小相等的电流，两导线旁有一点P，P点到a、b距离相等，要使P处磁场方向向右，则a、b中电流方向为A.都向外B.都向里C.a中电流向外，b中电流向里D.a中电流向里，b中电流向外4、如图所示，在矩形ABCD的AD边和BC边的中点M和N各放一个点电荷，它们分别带等量的正、负电荷．E、F是AB边和CD边的中点，P、Q两点在MN的连线上，MP=QN．对于E、F、P、Q四点，其中电场强度相同且电势相等的两点是（）A.E和F B.P和QC.A和B D.C和D5、如图所示，在矩形区域abcd区域中，分布着垂直于纸面向外的匀强磁场，ab长为L，在ab的中点P处有一电子发射源，出射电子速率取一切可能值，所有电子出射的速度方向均与ab成30°角，下列说法正确的是()A.只要初速度大小取合适的值，电子可以在磁场中做完整的圆周运动B.电子入射速度越大，在磁场中运动的时间一定越短C.从ad边出射的电子一定比从bc出射的电子运动时间短D.当时，cd边无电子射出6、如图，在两平行直导线A、B中，通有方向相同的电流I．则B导线受到磁场力的方向A.垂直纸面向外B.垂直纸面向里C.向右D.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，MN是纸面内的一条直线，其所在空间充满与纸面平行的匀强电场或与纸面垂直的匀强磁场(场区都足够大)，现有一重力不计的带电粒子从MN上的O点以水平初速度v0射入场区，下列有关判断正确的是()A.如果粒子回到MN上时速度增大，则空间存在的一定是电场B.如果粒子回到MN上时速度大小不变，则该空间存在的一定是电场C.若只改变粒子的速度大小，发现粒子再回到MN上时与其所成夹角不变，则该空间存在的一定是磁场D.若只改变粒子的速度大小，发现粒子再回到MN所用的时间不变，则该空间存在的一定是磁场8、在下列图象中，可以表示物体做匀速直线运动的是（）A. B.C. D.9、如图所示，圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c，以不同速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场，其运动轨迹如图．若带电粒子只受磁场力作用，则下列说法正确的是A.a粒子动能最大B.c粒子速率最大C.c粒子在磁场中运动时间最短D.它们做圆周运动的周期相同10、如图所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，匝数n=100匝，电阻为r=1Ω的矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动线圈两端经集流环和电刷与电路连接，定值电阻R1=6Ω，R2=3Ω，其他电阻不计，线圈匀速转动的周期T=0.2s．从线框与磁场方向平行位置开始计时，线圈转动的过程中，理想电压表的示数为2V．下列说法中正确的是A.电阻R2上的电功率为WB.经过10s时间，通过R1的电流方向改变100次C.从开始计时到1/20s通过电阻R2的电荷量为CD.若线圈转速变为原来的2倍，线圈中产生的电动势随时间变化规律三、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）某横波在介质中沿x轴正方向传播，t=0时波源O开始振动，振动方向沿y轴负方向，图示为t=0.7s时的波形图，已知图中b点第二次出现在波谷，则该横波的传播速度v=________m/s；从图示时刻开始计时，图中c质点的振动位移随时间变化的函数表达式为____________________m12．（12分）为验证动量守恒:（1）小明同学用如图所示的装置做实验．若入射小球的质量为，半径为；被碰小球的质量为，半径为，则_________A．，B．，C．，D．，（2）为完成此实验，必须使用的器材有________________A．刻度尺B．秒表C．弹簧秤D.天平（3）各小球的落地点如图所示，若满足动量守恒，则必须满足的表达式是________________若是弹性碰撞，还满足的表达式是____________________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，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、B【解析】可以根据左手定则可以判断AB束离子的电性，粒子在磁场和电场正交区域里，同时受到洛伦兹力和电场力作用，粒子没有发生偏转，说明粒子所受电场力和洛伦兹力平衡，满足qvB=qE，即不发生偏转的粒子具有共同的速度大小v=E/B，粒子进入磁场后受洛伦兹力作用做匀速圆周运动，满足qvB=m，圆周运动的半径，由此进行分析得出结论【详解】A离子进入磁场后向左偏，根据左手定则可以判断A束离子都带正电，同理可知B离子带负电，故A错误；经过速度选择器后的粒子速度相同，粒子所受电场力和洛伦兹力平衡，满足qvB=qE，即不发生偏转的粒子具有共同的速度大小v=E/B；进入磁场区分开，轨道半径不等，根据公式可知，半径大的比荷小，所以A束离子的比荷（q/m）大于B束离子的比荷，但不能说明质量一定不同，故B正确，C错误；在速度选择器中，电场方向水平向右，A粒子所受电场力方向向右，B粒子所受电场力方向向左，所以A离子受的洛伦兹力方向向左，B离子受的洛伦兹力方向向右，根据左手定则可知，速度选择器中的磁场方向垂直纸面向内，故D错误．故选B【点睛】本题能根据粒子不发生偏转得出粒子所受电场力和洛伦兹力平衡，并由此推算出粒子具有相同的速度v，在单独的匀强磁场中粒子分裂成几束说明粒子的荷质比不同，并由此得出电量、质量、以及速度所需要满足的关系式，从而得出正确的结论2、A【解析】AB．由右手螺旋定则可知，线圈向外一面为S极，因为异名磁极相互吸引，因此从上往下看，即俯视，线圈做逆时针方向转动，同时靠近磁铁，故A正确B错误；CD．由右手螺旋定则可知，线圈向外一面S极，因为异名磁极相互吸引，因此从上往下看，即俯视，线圈做逆时针方向转动，同时靠近磁铁，故CD错误。故选：A。3、C【解析】根据安培定则，由a电流在P处的磁场方向知，a电流周围的磁感线是逆时针方向，电流方向垂直纸面向外；b电流在P处的磁场方向知，b电流周围的磁感线是顺时针方向，电流方向应垂直纸面向里，故C正确，ABD错误；故选C.4、A【解析】A．等量异种电荷的电场线分布情况如图所示图中电场线从正电荷出发，等势面为不规则的圆圈，在两个异种电荷的中垂线上是等势面，E、F两点关于连线对称，电场强度大小和方向都相同，A正确；B．在两个异种电荷的连线上，电场线从正电荷指向负电荷，沿着电场线电势越来越低，故P、Q电势不等，B错误；C．题目图中位置A与位置B两位置关于两电荷连线不对称，由A选项的分析图可知，其场强方向不同，C错误；D．C和D两位置位于两电荷连线同一侧，结合图像可知，场强方向不同，D错误。故选A。5、D【解析】粒子做圆周运动的半径：，可见电子的速率越大，则左圆周运动的半径越大，而周期，与速率大小无关，则圆心角越大运动时间越长【详解】A项：如图，粒子速率越小轨道半径越小，转过的最大圆周如图中黑线所示，无法做完整的圆周运动，故A错误；B项：电子入射速度越大，运动半径越大，但是比图中黑线半径更小的所有运动情况转过的圆心角相同，则运动时间相同，故并不一定是入射速度越大在磁场中运动的时间越短，故B错误；C项：如图中蓝线和红线，从ad边出射的电子一定比从bc出射的粒子转过的圆心角大，则运动时间长，故C错误；D项：当粒子轨迹恰好与bc边相切时，若不能从cd边射出，则cd边无电子射出，由几何关系知相切时的轨迹半径R=L，则粒子距离ad最远距离为：，若bc＞时，则粒子不能从cd边射出，故D正确故选D【点睛】本题的关键是画出从各边射出的代表轨迹，找出恰好不从每个边射出的临界情况，熟练应用粒子做圆周运动的周期公式和半径公式6、D【解析】两电流通过的电流方向相同，则由结论可知，两电流相互吸引，故B受到的磁场作用力水平向左；选项D正确，ABC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、AD【解析】A.洛伦兹力对带电粒子不做功，不能使粒子速度增大，电场力可使带电粒子做功，动能增大，故A正确；B.若带电粒子以与电场线平行的速度射入，粒子返回速率不变，故B错误；C.如果是电场，只要MN是等势面即可，故C错误；D.由知，粒子在磁场中运动的时间与速率无关，D正确。故选AD。8、AD【解析】A中速度随时间没有发生变化，所以是匀速直线运动，故A正确；B中速度随时间在增加，所以不是匀速运动，故B错误；C中物体位置没有发生过变化，处于静止状态，故C错误；在s-t图像中斜率代表速度，而D中斜率没有发生变化，所以是匀速直线状态，故D正确；故选AD9、BCD【解析】AB．粒子在磁场中洛伦兹力提供向心力，做匀速圆周运动。则有，得：，可知当三个带电粒子的质量、电荷量相同，在同一个磁场中，当速度越大时、轨道半径越大，则由图知，a粒子的轨迹半径最小，则其速率最小，动能最小，c粒子的轨迹半径最大，速率最大，则c粒子动能最大；故A错误，B正确；D．粒子圆周运动的周期为，m、q相同，则三个带电粒子做圆周运动的周期T相同，故D正确；C．粒子在磁场中运动的时间，θ是轨迹所对应的圆心角，而轨迹对应的圆心角等于粒子速度的偏向角，由图知a在磁场中运动的偏转角最大，轨迹对应的圆心角最大，运动的时间最长，c在磁场中运动的偏转角最小，轨迹对应的圆心角最小，运动的时间最短，故D正确。故选BCD。10、BC【解析】A.电阻上的电功率为，故A错误B.交流电的频率为，所以交流电在内方向改变10次，经过10s时间，电流方向改变100次，故B正确C.根据闭合电路欧姆定律产生的感应电动势的有效值为，所以的感应电动势的最大值为，由公式，可知，故线圈中的磁通量为，从开始计时到，磁通量的变化量为，故通过的电量为，故C正确D.若转速增大2倍，角速度也增大2倍，所以产生的感应电动势，线圈中产生的电动势随时间变化的规律为，故D错误三、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、①.10②.y=﹣0.03sin5πt【解析】由题意得：，得该波的周期为T=0.4s，由图知波长为，则波速为，横波在介质中沿x轴正方向传播，图示时刻c质点向下振动，则c质点的振动位移随时间变化的函数表达式为【点睛】本题要根据简谐波的特点：一个周期内传播一个波长，简谐波传播过程中，各个质点的起振方向都相同，与波源的起振方向也相同，来确定波的周期12、①.C②.AE③.④.【解析】（1）验证动量守恒，两小球发生对心碰，所以两小球半径相等，为了防止入射小球反弹，所以入射球的质量大于被碰球的质量，，，ABD错误C正确（2）实验中要测量落地点到抛出点的水平距离，所以需要刻度尺，因为平抛运动竖直高度相同，运动时间相等，不需要测量时间，不需要秒表；验证动量守恒定律需要知道两球质量，所以需要天平不需要弹簧秤，BC错误AD正确（3）根据平抛规律可知：，，因为平抛高度相同，