黑龙江省大庆市十中2023年物理高二第一学期期末监测试题含解析

黑龙江省大庆市十中2023年物理高二第一学期期末监测试题请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。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x>0，y>0的空间有恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于xOy平面向里，大小为B，现有四个质量及电荷量均相同的带电粒子，由x轴上的P点以不同的初速度平行于y轴射入此磁场，其出射方向如图所示，不计重力的影响，则()A.初速度最小的粒子是沿①方向射出的粒子B.初速度最大的粒子是沿②方向射出的粒子C.在磁场中运动时间最长的是沿③方向射出的粒子D.在磁场中运动时间最长的是沿④方向射出的粒子2、如图所示，通电导线均置于匀强磁场中，其中导线不受安培力作用的是（）A. B.C. D.3、如图所示为速度选择器示意图，为其两个极板。某带电粒子电荷量为q，以速度v0从S1射入，恰能沿虚线从S2射出。不计粒子重力，下列说法正确的是（）A.该粒子一定带正电B.该粒子以速度v0从S2射入，也能沿虚线从S1射出C.该粒子以速度2v0从S1射入，仍能沿虚线从S2射出D.该粒子电荷量变为2q，以速度v0从S1射入，仍能沿虚线从S2射出4、电阻为4R的正方形均匀导线框ABCD从图示位置沿水平向右方向以速度v匀速穿过磁场区域，在下图中线框A、B两端电压UAB与线框移动距离x的关系图象正确的是（）A. B.C. D.5、关于磁感应强度B，下列说法正确的是A.磁感应强度B方向与通电导体受到的安培力方向相同B.磁感应强度B的方向与正电荷受到的洛伦兹力方向相同C.磁感应强度B的大小是D.磁感应强度B的大小是6、如图所示，固定的水平长直细导线中通有方向向右的恒定电流I，一矩形金属线框位于竖直平面内紧靠导线但不接触，若线框从图中实线位置由静止释放，在下落到虚线位置的过程中，下列说法正确的是（）A.穿过线框内的磁通量变小B.线框所受安培力的方向始终竖直向上C.线框中感应电流方向发生变化D.线框的机械能守恒二、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、1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示。这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，期间留有空隙。两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略。若A处粒子源产生的质子在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响。则下列说法正确的是（）A.不改变磁感应强度和交流电周期，该回旋加速器也能加速α粒子B.被加速的离子从电场中获得能量C.交变电场的变化周期是质子在磁场中运动周期的一半D.为了使质子获得的最大动能增加为原来的4倍，可将磁感应强度增大为原来的2倍8、如图所示，abcd为一正方形边界的匀强磁场区域，磁场边界边长为L，三个粒子以相同的速度从a点沿ac方向射入，粒子1从b点射出，粒子2从c点射出，粒子3从cd边垂直于磁场边界射出，不考虑粒子的重力和粒子间的相互作用。根据以上信息，可以确定（）A.粒子1带负电，粒子2不带电，粒子3带正电B.粒子1和粒子3的比荷之比为2∶1C.粒子1和粒子3在磁场中运动时间之比为1∶1D.粒子3的射出位置与d点相距9、闭合矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁场方向与导线框所在平面垂直，规定垂直纸面向外为磁场的正方向，abcda方向为电流的正方向，水平向右为安培力的正方向，磁感应强度B随时间变化的规律如图2所示，关于线框中的电流i、ad边所受的安培力F随时间t变化的图象，下列说法正确的是()A.B.C.D.10、如图所示，矩形ABCD位于匀强电场中，且与匀强电场方向平行．已知AB=2BC，A、B、D的电势分别为6V、2V、4V．初动能为24eV、电荷量大小为4e的带电粒子从A沿着AC方向射入电场，恰好经过B。不计粒子的重力，下列说法正确的是（）A.该粒子一定带负电B.该粒子达到点B时的动能为40eVC改变初速度方向，该粒子可能经过DD.改变初速度方向，该粒子可能经过C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）n匝线圈组成的电路中，磁通量的变化率为，感应电动势的大小E=____________；在远距离输电中，提高输电电压的设备是_________12．（12分）如图甲所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距l=0.20m，电阻R=1.0Ω；有一导体杆静止地放在轨道上，与两轨道垂直，杆及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道向下。现用一外力F沿轨道方向拉杆，使之做匀加速运动，测得力F与时间t的关系如图乙所示。杆的质量m=______kg，杆的加速度a=_________m/s2。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L14．（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，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、D【解析】由，可知r的越大，V越大．由图知①的半径最大，则其速度最大，故AB错误因，则周期相同，则运动时间由偏转角度决定，由图知④的偏转角度最大，其时间最长，则C错误，D正确．故选D2、C【解析】A.由左手定则知，通电导线受的安培力水平向左，不合题意，故A错误；B.由左手定则知，通电导线受的安培力水平向左，不合题意，故B错误；C.电流方向与磁场方向平行，安培力为零，导线不受安培力作用，故C正确；D.由左手定则知，通电导线受的安培力垂直纸面向里，不合题意，故D错误。故选C。3、D【解析】A．因上下极板的极性不确定，则不能确定粒子的电性，选项A错误；B．该粒子以速度v0从S2射入，只有洛伦兹力方向改变，而电场力方向不变，受力不平衡，因而不沿虚线运动，故B错误；C．该粒子以速度2v0从S1射入，洛伦兹力变大，而电场力不变，则粒子不能沿虚线从S2射出，选项C错误；D．根据可知则该粒子电荷量变为2q，以速度v0从S1射入，仍能沿虚线从S2射出，选项D正确。故选D。4、A【解析】由楞次定律判断感应电流方向，确定出A、B两端电势的高低．由E=BLv求出感应电动势，由欧姆定律求出电势差【详解】由楞次定律判断可知，在线框穿过磁场的过程中，A点的电势始终高于B的电势，则UAB始终为正值．AB、DC两边切割磁感线时产生的感应电动势为E=Bav．在0-a内，AB切割磁感线，AB两端的电压是路端电压，则UAB=E＝Bav；在a-2a内，线框完全在磁场中运动，穿过线框的磁通量没有变化，不产生感应电流，则UAB=E=Bav；在2a-3a内，A、B两端的电压等于路端电压的，则UAB=E=Bav．故A正确．故选A【点睛】本题由楞次定律判断电势的高低，确定电势差的正负．分析UAB与感应电动势关系是关键，要区分外电压和内电压5、C【解析】本题考查了磁场的大小与方向，磁感应强度是采用比值法定义的，B大小与F、IL无关，B由磁场本身决定，当电流方向与磁场方向不在同一直线上时，导体才受到磁场力作用，磁场力的方向与电流、磁场垂直【详解】A、B项：磁感应强度B是矢量，方向与通过该点的磁感线的切线方向相同，根据左手定则可知磁感应强度B的方向与安培力方向或洛伦兹力方向垂直，故A、B错误；C项：安培力，其中为电流与磁场方向的夹角，解得：，所以，故C正确；D项：由磁通量为可得：，故D错误故选C【点睛】对于磁感应强度的定义式是要明确其定义方法、适用条件，以及各个物理量的含义，可以和电场强度的定义类比学习6、B【解析】A、由图示可知，线框下落过程中，穿过线框的磁通量先减小、然后再增大，故A错误；B、在整个过程中，线框一直下落，为阻碍线框的下落，由楞次定律可知，线框受到的安培力一直向上，线框所受安培力方向不变，故B正确；C、由右手定则可知，在导线上方磁感应强度向外，在导线下方，磁感应强度向里，开始磁场方向向外，磁通量减少，由楞次定律可得，感应电流沿逆时针方向，后来原磁场方向向里，磁通量增加，由楞次定律可知，感应电流沿逆时针方向，感应电流方向不变化，故C错误；D、在线框进入或离开磁场过程中，线框中产生感应电流，机械能转化为电能，线框的机械能减小，故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、BD【解析】A．带电粒子在磁场中运动的周期与加速电场的周期相等，根据知，换用α粒子，粒子的比荷变化，在磁场中运动的周期变化，而不改变磁感应强度与交流电周期，加速电场的周期不变，破坏了回旋加速器的工作条件，从而不能加速α粒子，A错误；B．质子在磁场中所受的洛伦兹力对质子不做功，不能改变质子的动能，而电场可以改变质子的动能，所以质子不能从磁场中获得能，只能从电场中获得能量，B正确；C．电场的方向是周期性变化的，其周期与粒子在磁场中运动的周期相等，C错误；D．根据知则最大动能所以为使被加速的粒子获得的动能增加为原来的4倍，可只调节D形盒的半径增大为原来的2倍，D正确。故选BD。8、BC【解析】A．根据左手定则可得，粒子1带正电，粒子2不带电，粒子3带负电，A错误；B．做出粒子1和粒子3的运动轨迹如图则粒子1运动的半径为由可得对粒子3，有，所以B正确；C．粒子1在磁场中运动的时间为粒子3在磁场中运动的时间为又有则有C正确；D．粒子3射出的位置与d点相距D错误。故选BC9、AD【解析】AB．由图示B-t图象可知，0～1s时间内，B增大，增大，由楞次定律可知，感应电流是顺时针的，为正值；1～2s磁通量不变，无感应电流；2～3s，B的方向垂直纸面向外，B减小，减小，由楞次定律可知，感应电流沿逆时针方向，感应电流是负的；3～4s内，B的方向垂直纸面向里，B增大，增大，由楞次定律可知，感应电流沿逆时针方向，感应电流是负的，A正确，B错误。CD．由左手定则可知，在0～1s内，ad受到的安培力方向：水平向右，是正的，1～2s无感应电流，没有安培力，2～4s时间内，安培力水平向左，是负的；由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势感应电流由B-t图象可知，在每一时间段内，是定值，在各时间段内I是定值，ad边受到的安培力F=BIL，I、L不变，B均匀变化，则安培力F均匀变化，不是定值，C错误，D正确。故选AD【点睛】本题考查了判断I-t图象与F-t图象是否正确，分析清楚B-t图象、应用楞次定律、法拉第电磁感应定律、安培力公式即可正确解题；此题也可以判断电流和安培力的方向直接通过排除法10、AC【解析】匀强电场中平行的等间距的两点间的电势差相等；电场线与等势面垂直，根据受力判断电性；动能定理求出动能；由电场线与等势面间的关系可得，带电粒将在电场中做类平抛运动，由平抛规律计算求解【详解】根据匀强电场中平行的等间距的两点间的电势差相等，取AB的中点O，则O点的电势为4V，连接OD则为等势线，电场强度与等势面垂直，且有高电势指向低电势，电场强度垂直OD斜向上，由物体做曲线运动的条件，电场力斜向下，故电荷为负电荷；故A正确；由动能定理，得qU=EB-EA；-4e（6-2）=EB-24e；EB=8eV，故B错误；同理，由动能定理，得qU=ED-EA；-4e（6-4）=ED-24e；ED=16eV，故C正确；求得C点的电势为0，由动能定理，得qU=EC-EA=-4e（6-0）=EC-24e

EC=0，由曲线运动可知，粒子到达C点动能不为零，故D错误；故选AC【点睛】关键知道：匀强电场中平行的等间距的两点间的电势差相等，找到等势线，利用电场力做功与电势能变化的关系以及电场强度与电压的关系求解.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.(1)②.(2)变压器【解析】感应电动势的大小与磁通量的变化率正比．在远距离输电中，提高输电电压的设备是变压器【详解】感应电动势的大小与磁通量的变化率正比，即感应电动势大小为．在远距离输电中，提高输电电压的设备是变压器12、①.0.1kg②.10m/s2【解析】[1][2]导体杆在轨道上做初速度为零的匀加速直线运动，杆切割磁感线产生的感应电动势为E=Blv=Blat闭合回路中的感应电流为由安培力公式和牛顿第二定律得F-BIl=ma联立