广东省广州市广东二师番禺附中2023-2024学年高二物理第一学期期末监测试题含解析

广东省广州市广东二师番禺附中2023-2024学年高二物理第一学期期末监测试题注意事项1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．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、有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流强度为I，设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电量为e，此时电子的定向移动速度为v，在时间内，通过导线横截面积的自由电子数目可表示为（）A. B.C. D.2、如图所示，空间中有宽为d的平行边界匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，MN、M′N′为磁场边界，MN左侧有一个电荷量为q的带正电粒子P，若P粒子以速度v0垂直MN进入磁场后，离开磁场时的速度方向与M′N′成θ=30°，不考虑粒子重力，则（）A.粒子P进入磁场后做匀速圆周运动，半径为2dB.粒子P进入磁场时的速度越大，在磁场中运动的时将越长C.粒子P以速度v0进入磁场后，在磁场运动过程中洛伦兹力的冲量为D.粒子P进入磁场的速度小于时，粒子P将从MN离开磁场3、在匀强磁场中，一不计重力的带电粒子穿过一块金属薄板运动轨迹如图所示，下列判断正确的是（）A.带电粒子带正电B.带电粒子的运动方向为顺时针C.带电粒子在金属板上部分运动的时间大于在下部分运动的时间D.带电粒子在金属板上部分运动的时间小于在下部分运动的时间4、如图所示，两根长直导线M、N位于纸面内平行放置，分别通以电流Il、I2，则下列说法正确的是A.电流I2在导线M处产生的磁场方向垂直纸面向里B.电流Il在导线N处产生的磁场方向垂直纸面向外C.导线N受到的安培力向左D.导线N受到的安培力向右5、如图所示，某区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一正方形刚性线圈，边长为L，匝数为n，线圈平面与磁场方向垂直，线圈有一半在磁场内。某时刻，线圈中通过大小为I的电流，则此线圈所受安培力的大小和方向为（）A.，水平向右 B.，水平向左C.，水平向右 D.，水平向左6、用图示的电路可以测量电阻的阻值，图中Rx是待测电阻，R0是定值电阻，G是灵敏度很高的电流表，MN是一段均匀的电阻丝。闭合开关，改变滑动头P的位置，当通过电流表G的电流为零时，测得MP=l1，PN=l2，，则Rx的阻值为（）A. B.C. 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、如图所示，在空间有一坐标系，直线与轴正方向的夹角为，第一象限内有两个方向都垂直纸面向外的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，直线是它们的边界，上方区域Ⅰ中磁场的磁感应强度为.一质量为、电荷量为的质子(不计重力)以速度从点沿与成角的方向垂直磁场进入区域Ⅰ，质子先后通过磁场区域Ⅰ和Ⅱ后，恰好垂直打在轴上的点(图中未画出)，则（）A.质子在区域Ⅰ中运动的时间为B.质子在区域Ⅰ中运动的时间为C.质子在区域Ⅱ中运动的时间为D.质子在区域Ⅱ中运动的时间为8、如图甲所示，在足够长的光滑的斜面上放置着金属线框，垂直于斜面方向的匀强磁场的磁感应强度B随时间的变化规律如图乙所示（规定垂直斜面向上为正方向）．t＝0时刻将线框由静止释放，在线框下滑的过程中，下列说法正确的是A.线框中产生大小、方向周期性变化的电流B.MN边受到的安培力先减小后增大C.线框做匀加速直线运动D.线框中产生的焦耳热等于其机械能的损失9、质量为M的木块，放在光滑的水平桌面上处于静止状态，今有一质量为m、速度为v0的子弹沿水平方向击中木块并停留在其中与木块一起运动，则子弹击中木块的过程中，木块受到的冲量大小为A. B.C. D.10、如图所示，用细绳悬挂一矩形导线框且导线框底边水平，导线框通有逆时针方向的电流（从右侧观察）．在导线框的正下方、垂直于导线框平面有一直导线PQ．原PQ中无电流，现通以水平向右的电流，在短时间内（）A.从上往下观察导线框顺时针转动B.从上往下观察导线框向右平移C.细绳受力会变得比导线框重力大D.导线框中心的磁感应强度变大三、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）在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx约为30kΩ，电压表的内阻约为10kΩ，电流表的内阻约为500Ω，测量电路中电流表的连接方式如图甲或图乙所示，则图_____（填甲或乙）更接近待测电阻的真实值，且测量值_____（填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。12．（12分）如图所示，在第二象限内存在一个半径为a的圆形有界匀强磁场，磁场圆心坐标。在位置坐标为的P点存在一个粒子发射源，能在纸面内的第二象限向各个方向发射质量为m、带电量的粒子，其速度大小均为v。这些粒子经过圆形磁场后都可以垂直y轴进入第一象限，并经过第一象限内一个垂直xOy平面向外的有界匀强磁场区域，该区域磁场的磁感应强度大小为第二象限圆形磁场区域内磁感应强度大小的二分之一，粒子经过该磁场后，全部汇聚到位置坐标为的Q点，再从Q点进入第四象限，第四象限内有大小为、方向水平向左的匀强电场。不计粒子重力，求：（1）第二象限圆形有界匀强磁场的磁感应强度；（2）第一象限有界磁场的最小面积；（3）这些粒子经过匀强电场后再次经过y轴时速度的大小以及粒子所能达到的最远位置坐标。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L15．（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、B【解析】AC．将电流强度的微观表达式代入，可得故AC错误。BD．设自由电子数目N，故B正确，D错误。故选择B选项。2、D【解析】A．粒子运动轨迹如图所示由几何关系可得解得故A错误；B．由洛伦兹力提供向心力得得所以速度越大，半径越大，粒子的偏转角越小，由公式可知，粒子在磁场中的运动时间越小，故B错误；C．粒子P以速度v0进入磁场，离开磁场时速度偏转60°，则进入磁场时的速度与离开磁场时的速度和速度变化量组成等边三角形，则速度变化量为冲量为故C错误；D．粒子从MN边射出的临界状态为轨迹与右边界相切，此时半径为d，则有得且即所以当速度为时，粒子P将从MN离开磁场，故D正确；故选D。3、B【解析】A．由于粒子穿过金属板后速度变小，故其轨道半径变小，因此粒子从上半部分运动到下半部分，初速度如下图所示，由左手定则可知，粒子带负电，故A错误；B．由A中分析可知，粒子做顺时针圆周运动，故B正确；CD．由可知，粒子做圆周运动周期与速度无关，故C、D错误；故选B。4、C【解析】根据安培定则可知，电流I2在导线M处产生的磁场方向垂直纸面向外，I1在导线N处产生的磁场方向垂直纸面向里．故A错误，B错误；导线N处产生的磁场方向垂直纸面向里，电流的方向向上，由左手定则可知，导线N受到的安培力向左．故C正确，D错误5、D【解析】导线在磁场内有效长度为，故该V形通电导线受到安培力大小为电流在磁场中方向往上，根据左手定则，可判断出安培力方向为水平向左。故ABC错误，D正确。故选D。6、C【解析】当通过灵敏电流表的电流为零时，电流表两端电势相等，即两端电压与PN段电压相等，串联电路电压与阻值成正比，且由可知，阻值与长度成正比，可得可得故选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、BD【解析】设质子在磁场I和II中做圆周运动的轨道半径分别为r1和r2，区域II中磁感应强度为B′，由牛顿第二定律得：qvB＝m①；qvB′＝m②；粒子在两区域运动的轨迹如图所示，由带电粒子才磁场中运动的对称性和几何关系可知，质子从A点出磁场I时的速度方向与OP的夹角为30°，故质子在磁场I中轨迹的圆心角为：θ＝60°，如图所示：则△O1OA为等边三角形，有：OA＝r1③，在区域II中，质子运动圆周，O2是粒子在区域II中做圆周运动的圆心，r2＝OAsin30°④，由①②③④解得区域II中磁感应强度为：B′＝2B⑤，质子在Ⅰ区运动轨迹对应的圆心角：φ＝60°，在Ⅱ区运动轨迹对应的圆心角为：φ′＝90°，质子在Ⅰ区的运动周期：T1，运动时间t1，故A错误，B正确；质子在Ⅱ区运动的周期：T2，运动时间t2，故C错误，D正确；8、BC【解析】A．穿过线圈的磁通量先向下减小，后向上增加，则根据楞次定律可知，感应电流方向不变，选项A错误；B．因B的变化率不变，则感应电动势不变，感应电流不变，而B的大小先减后增加，根据F＝BIL可知，MN边受到的安培力先减小后增大，选项B正确；C．因线圈平行的两边电流等大反向，则整个线圈受的安培力为零，则线圈下滑的加速度为gsinθ不变，则线框做匀加速直线运动，选项C正确；D．因安培力对线圈不做功，斜面光滑，则线框的机械能守恒，选项D错误9、CD【解析】分析题意得到，子弹击中木块的过程系统的动量守恒，即有方程：mv0=(m+M)v′，解得共同的速度根据动量定理得木块受到的冲量大小为木块动量的增加量：所以选项C正确．因为系统动量守恒，所以子弹的动量减少量等于木块动量的增加量：mv0–mv′=，所以选项D正确，选项A、B是错误的10、ACD【解析】A.由安培定则判断出通电导线Q在线框处磁场方向从里向外，根据左手定则，知外侧电流受安培力向左，内侧电流受安培力向右，从上往下看，导线框将顺时针转动，故A项正确，B项错误；C.线框沿顺时针方向转动一个小角度后，靠近导线Q处的边的电流的方向向右，由左手定则可知，其受到的安培力的方向向下，所以整体受安培力向下，细绳受力会变得比导线框重力大．故C项正确；D.线框沿顺时针方向转动一个小角度后，电流PQ产生的磁场方向从里向外穿过线框，根据安培定则，线框产生磁场的方向也是从里向外，则线框中心的磁感应强度变大．故D项正确三、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.甲②.大于【解析】[1]由于待测电阻满足所以电流表应用内接法，即Rx更接近真实值，故应选甲图[2]根据串并联规律可知，采用内接法时真实值应为即测量值大于真实值12、（1）（2）（3）3v；（0，）【解析】（1）要想使这些粒子经过圆形磁场后都可以垂直y轴进入第一象限，则粒子在圆形磁场中做匀速圆周运动的半径必须和圆形磁场的半径相同，即：R=a在磁场中，由洛仑兹力提供向心力：联立可得：由左手定则知：磁感应强度B的方向垂直xOy平面向外（2）第一象限区域磁场的磁感应强度大小为第二象限圆形磁场区域内磁感应强度大小的二分之一，则根据此时粒子在磁场中做圆周运动的半径为R′=2a则最小磁场的直径为最小面积为（3）粒子在从P到Q运动的过程中，所经历的磁场区域均不可以改变其速度的大小，所有粒子在到达Q点的速度仍是v。虽然不同粒子在Q点的速度方向不同，从Q到y轴负方向，由动能定理可得：解得：由第一象限内的磁场分布可以知道，所有从Q点射出的粒子，其速度大小均为v，方向颁布在沿x轴正向与y轴负向之间的90°范围之内。现研究从Q点射出的，速度与y轴负向平角为θ的粒子。其轨迹应是类斜抛。则有y=vcosθ×t联立两式，消去θ可得：从此式可以看出：当时，故第二次