2022-2023学年河北省唐山市沙河驿中学高二物理测试题含解析

2022-2023学年河北省唐山市沙河驿中学高二物理测试题含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1.（单选）太阳系中的8大行星的轨道均可以近似看成圆轨道.下列4幅图是用来描述这些行星运动所遵从的某一规律的图像.图中坐标系的横轴是，纵轴是;这里T和R分别是行星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径，和分别是水星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径.下列4幅图中正确的是

参考答案：B2.下列关于电源的说法，正确的是A．电源向外提供的电能越多，表示电动势越大B．电动势表示电源将单位正电荷从负极移送到正极时，非静电力所做的功C．电源的电动势与外电路有关D．在电源内从负极到正极电势升高ks5u参考答案：BD3.以下说法正确的是A．公式，但此场中某点的电场强度E与F无关B．电场强度的方向不一定跟等势面垂直C．由Uab=Ed可知，匀强电场中的任意两点a、b间的距离越大，则两点间的电势差也一定越大D．公式C=Q/U，电容器的电容大小C与电容器两极板间电势差U无关参考答案：AD4.（单选）如图所示的虚线区域内，充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场。一带电粒子A（不计重力）以一定的初速度由左边界的O点射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的O′点（图中未标出）穿出。若撤去该区域内的磁场而保留电场不变，另一个同样的粒子B（不计重力）仍以相同初速度由O点射入，从区域右边界穿出，则粒子BA．穿出位置一定在O′点下方

B．穿出位置一定在O′点上方C．运动时，在电场中的电势能一定减小

D．在电场中运动时，动能一定减小[学参考答案：C5.(单选)下列关于速度和加速度的说法中，正确的是（

）A.物体的速度越大，加速度也越大B.物体的速度为零时，加速度也为零.C物体的速度变化量越大，加速度越大D.物体的速度变化越快，加速度越大参考答案：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.穿过单匝闭合线圈的磁通量随时间变化的图像如图所示，由图可知：0-5s内线圈中感应电动势大小为

，12.5s时线圈中感应电动势大小为

。参考答案：1V，2V7.在赤道附近的地磁场可看做是沿南北方向的匀强磁场，磁感应强度的大小是0.5×10－4T。如果赤道上有一根沿东西方向的直导线，长20m，通有从东向西的电流30A，问地磁场对这根导线的作用力为__________,方向为_________。参考答案：0.03

向下8.质量为m=0.10kg的小钢球以v0=2.0m/s的水平速度抛出，下落h=0.6m时撞击一钢板，撞后速度大小不变恰好反向，则钢板与水平面的夹角θ=

，撞击钢板过程中，小球所受合外力的冲量的大小为

N?S（g=10m/s2）参考答案：30°；0.8【考点】动量定理；平抛运动．【分析】（1）要求钢板与水平面的夹角可根据小球撞后速度恰好反向得出小球撞到钢板上时小球的速度与钢板垂直，故小球的速度与竖直方向的夹角与钢板与水平面的夹角相同，根据tanθ=即可求出钢板的倾角，所以要先求vy，根据vy=gt可知要先求下落的时间t．（2）根据v=即可求出合速度v，然后由动量定理求出小球所受合外力的冲量的大小．【解答】解：由于小球下落过程中在竖直方向有：h=gt2，解得：t===s，故落到钢板上时小球在竖直方向的速度为：vy=gt=10×m/s=m/s，则有：tanθ===解得钢板与水平面的夹角为：θ=30°．小球落到钢板上时的速度为：v==m/s取小球与钢板碰撞前速度的方向为正方向，由动量定理得：I=△P=（﹣mv）﹣mv=﹣2mv=﹣2×0.10×4=﹣0.8N?S，负号表示方向与规定的正方向相反故答案为：30°；0.89.一束带电粒子流从小磁针上方平行于小磁针方向从左向右飞过，结果小磁针北极向纸内转动，可以判断这束带电粒子带正电荷．参考答案：考点：洛仑兹力．分析：小磁针N极受力方向与磁场方向相同．电流方向与正电荷定向移动方向相同，与负电荷定向移动方向相反．根据安培定则，将选项逐一代入检查，选择符合题意的选项．解答：解：向右飞行的正离子束形成的电流方向向右，根据安培定则可知，离子在下方产生的磁场方向向里，则N极转向里，S极转向外．故答案为：正点评：本题考查应用物理基本定则的能力，B、C两项是等效的，A、D两项也是等效的，考试时抓住等效性，可以节省时间．10.一个半径为R的绝缘球壳上均匀地带有电量为+Q的电荷，另一电量为+q的点电荷放在球心O处，由于对称性，点电荷受力为零。现在球壳上挖去半径为r，(r≤R)的一个小圆孔，则此时置于球心的点电荷所受力的大小为___

_____(已知静电力恒量为k)参考答案：Qqr2/4R211.原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为λ1的光子；原子从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长为λ2的光子，已知λ1>λ2．原子从a能级状态跃迁到c能级状态时________（填“吸收”或“辐射”）波长为_________的光子．参考答案：吸收；

12.如图是一个多量程多用电表的简化电路图，测量电流、电压和电阻各有两个量程。当转换开关S旋到位置3时，可用来测量

；当S旋到位置

时，可用来测量电流，其中S旋到位置

时量程较大。参考答案：电阻；1或2；1。13.如图所示，从A点以水平速度v0抛出小球，不计空气阻力。小球垂直打在倾角为α的斜面上，则此时速度大小v=________；小球在空中飞行的时间t=__________。参考答案：；三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.在1731年，一名英国商人发现，雷电过后，他的一箱新刀叉竟显示出磁性．请应用奥斯特的实验结果，解释这种现象．参考答案：闪电产生的强电流产生磁场会使刀叉磁化．15.（解答）如图所示，一水平放置的矩形线圈abcd，在细长的磁铁N极附近竖直下落，保持bc边在纸外，ab边在纸内，由图中位置Ⅰ经位置Ⅱ到位置Ⅲ，这三个位置都靠得很近，且位置Ⅱ刚好在条形磁铁中心轴线上，在这个过程中穿过线圈的磁通量怎样变化？有无感应电流？参考答案：穿过线圈的磁通量先减少后增加，线圈中有感应电流根据条形磁铁N极附近磁感线的分布情况可知，矩形线圈在位置Ⅰ时，磁感线从线圈的下面斜向上穿过；线圈在位置Ⅱ时，穿过它的磁通量为零；线圈在位置Ⅲ时，磁感线从线圈上面斜向下穿过。所以，线圈从Ⅰ到Ⅱ磁通量减少，从Ⅱ到Ⅲ磁通量增加。穿过线圈的磁通量发生变化，有感应电流产生四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图，在x＞0的空间中，存在沿x轴方向的匀强电场，电场强度E=10N/C；在x＜0的空间中，存在垂直xy平面方向的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T，一带负电的粒子（比荷=160C/kg），在x=0.06m处的d点以v0=8m/s的初速度沿y轴正方向开始运动，不计带电粒子的重力．求：（1）带电粒子开始运动后第一次通过y轴的速度大小和方向；（2）带电粒子进入磁场后经多长时间返回电场；（3）带电粒子运动的周期．参考答案：解：（1）粒子在第一象限做类平抛运动，加速度a==160×10=1600m/s2，由匀变速直线运动的位移公式得：x=at12，代入数据解得：t1=s，沿y轴方向的位移：y=v0t1=8×=m，粒子通过y轴进入磁场时在x方向上的速度：vx=at1=1600×=8m/s，速度：v=，代入数据解得：v=16m/s，因此tanθ==，则：θ=60°；（2）粒子在第二象限以O′为圆心做匀速圆周运动，圆弧所对的圆心角为2θ=120°，运动时间t2=T=×==s；（3）粒子从磁场返回电场后的运动是此前由电场进入磁场运动的逆运动，经时间t3=t1，粒子的速度变为v0，此后得得前面的运动，可见，粒子在电、磁场中的运动具有周期性，其周期：T=t1+t2+t3=（+）s；答：（1）带电粒子开始运动后第一次通过y轴的速度大小为：8m/s，方向与y轴夹60°角；（2）带电粒子进入磁场后经s返回电场；（3）带电粒子运动的周期为（+）s．【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力．【分析】（1）由牛顿第二定律、运动学公式、运动的合成与分解可以求出粒子的速度；（2）粒子进入磁场后做匀速圆周运动，由几何关系可以确定粒子运动的圆心和半径；由转过的角度可以求出粒子在磁场中转动的时间；（3）粒子再回到初始状态所用的时间为一个周期，故周期包括两次电场中的运动和一次磁场中的运动，求得总时间即为一个周期．17.如图a，间距为d的平行金属板MN与一对光滑的平行导轨相连，平行导轨间距L=，一根导体棒ab以一定的初速度向右匀速运动，棒的右端存在一个垂直纸面向里，磁感应强度大小为B的匀强磁场。棒进入磁场的同时，粒子源P释放一个初速度为零的带电粒子，已知带电粒子质量为m，电荷量为q，粒子能从N板加速到M板，并从M板上的一个小孔穿出。在板的上方，有一个环形区域内存在磁感应强度大小也为B，垂直纸面向外的匀强磁场。已知外圆半径为2d，内圆半径为d，两圆的圆心与小孔重合(粒子重力不计)。

(1)判断带电粒子的正负，并求当ab棒的速度为vo时，粒子到达M板的速度v；

(2)若要求粒子不能从外圆边界飞出，则ab棒运动速度v0的取值范围是多少？(3)若棒ab的速度，为使粒子不从外圆飞出，可通过控制导轨区域磁场的宽度S(如图b)，则该磁场宽度S应控制在多少范围内？参考答案：解析：(1)根据右手定则知，a端为正极，故带电粒子必须带负电

ab棒切割磁感线，产生的电动势

对于粒子，由动能定理

得粒子射出电容器的速度为

(2)要使粒子不从外边界飞出，则粒子最大半径时的轨迹与外圆相切，

由几何关系有：得

洛仑兹力等于向心力，有：

联立得

故ab棒的速度范围：

(3)因为，故如果让粒子在MN间一直加速，则必然会从外圆飞出，所以只能让粒子在MN间只加速至速度为，再匀速射出电容器则可。ks5u

而

由＝

得：

对于棒ab：

故磁场的宽度应18.如图甲所示，两平行金属板间接有如图乙所示的随时间t变化的电压U，两板间电场看作是均匀的，且两板外无电场，极板长L=0.2m，板间距离d=0.2m，在金属板右侧有一边界为MN的区域中够大的匀强磁场，MN与两板中线OO′垂直，磁感应强度，方向垂直纸面向里，现有带正电的粒子流沿两板中OO′连续射入电场中，已知每个粒子的速度v0=105m/s，比荷q/m=108C/kg，重力忽略不计，在每个粒子通过电场区域的极短时间内，电场可视作是恒定不变的.（1）试求带电粒子射出电场时的最大速度；（2）从电场射出的带电粒子，进入磁场运动一段时间后又射出磁场，求粒子在磁场中运动的最长时间和最短时间.参考答案：（1）设两板间电压为U1时，带电粒子刚好从极板边缘射出电场，则有（2分）代入数据，