甘肃省兰州市第九中学2023年高二物理第一学期期末联考试题含解析

甘肃省兰州市第九中学2023年高二物理第一学期期末联考试题考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地．一带电油滴位于容器中的P点且恰好处于平衡状态．现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，则下列说法错误的是（）A.带电油滴的电势能将增大B.P点的电势将降低C.带电油滴将沿竖直方向向上运动D.电容器的电容减小，极板带电量减小2、以下说法正确的是A.由公式可知，电容器带电量Q与两极板间电势差U成正比B.由可知，电场中某点的电场强度E与F成正比C.由公式可知，电场中某点的电势与q成反比D.由可知，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3、如图所示，从灯丝发出的电子经加速电场加速后，进入偏转电场，若加速电压为U1，偏转电压为U2，要使电子在电场中的偏转量y增大为原来的2倍，下列方法中不可行的是()A.使U1减小为原来的B.使U2增大为原来的2倍C.使偏转板的长度增大为原来2倍D.使偏转板的距离减小为原来的4、以下说法哪一个是正确的（）A.如果电流在磁场中不受力，说明此处无磁场． B.判断安培力方向的方法是安培定则C.磁通量有正负，是矢量． D.电流磁效应是由丹麦的奥斯特发现的5、如图所示，P、Q为一对固定于真空中的等量正点电荷，O是它们连线的中点，A、B是连线中垂线上且关于0点对称的两点，一带负电粒子从A点由静止释放，只在静电力作用下运动，取无限远处的电势为零，下列说法正确的是A.粒子从A点到O点的运动是匀加速直线运动B.粒子从A点到B点的运动过程中加速度先增大后减小C.粒子运动到O点时动能最大，电势能为零D.粒子将在A、B之间做往复运动6、图甲是洛伦兹力演示仪．图乙是演示仪结构图，玻璃泡内充有稀薄的气体，由电子枪发射电子束，在电子束通过时能够显示电子的径迹．图丙是励磁线圈的原理图，两线圈之间产生的磁场近似匀强磁场，线圈中电流越大磁场越强，磁场的方向与两个线圈中心的连线平行．电子速度的大小和磁感应强度可以分别通过电子枪的加速电压和励磁线圈的电流来调节．若电子枪垂直磁场方向发射电子，给励磁线圈通电后，能看到电子束的径迹呈圆形．关于电子束的轨道半径，下列说法正确的是A.只增大励磁线圈中的电流，轨道半径变小B.只增大励磁线圈中的电流，轨道半径不变C.只增大电子枪的加速电压，轨道半径不变D.只增大电子枪的加速电压，轨道半径变小二、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、如图是一个回旋加速器示意图，其核心部分是两个D形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连．现分别加速氘核()和氦核()，下列说法中正确的是()A.它们的最大速度相同B.它们的最大动能相同C.两次所接高频电源的频率相同D.仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能8、如图所示,虚线圆是某静电场中的等势面,它们的电势分别为、、,一带正电的粒子射入电场中,其运动轨迹如实线KLMN所示,由图可知()A.粒子从K到L的过程中,电场力做负功,电势能增加B.粒子从M到N的过程中,电场力做负功,电势能增加C.粒子从K到L的过程中,电势能增加,动能减少D.粒子从M到N的过程中,动能减少,电势能增加9、有一电场强度方向沿x轴方向的电场，其电势随x的分布如图所示．一质量为m、带电量为−q的粒子只在电场力的作用下，以初速度v0从x=0处的O点进入电场并沿x轴正方向运动，则下关于该粒子运动的说法中正确的是（）A.粒子从x=0处运动到x=x1处的过程中动能逐渐增大B.粒子从x=x1处运动到x=x3处的过程中电势能逐渐减小C.欲使粒子能够到达x=x4处，则粒子从x=0处出发时的最小速度应为D.若，则粒子在运动过程中的最小速度为10、如图，光滑绝缘水平面的右侧存在着匀强电场和匀强磁场组成的复合场，电场方向竖直向下，磁场方向水平向外，磁感应强度大小为B；一电荷量为q、质量为m的小球a在水平面上从静止开始经电压U加速后，与静止着的另一相同质量的不带电金属小球b发生碰撞并粘在一起，此后水平向右进入复合场中，在竖直面内做匀速圆周运动。电荷量的损失不计，重力加速度大小为g。下列判断正确的是A.小球a可能带正电B.小球a、b碰撞后的速度v=C.小球b做匀速圆周运动的半径为r=D.小球从圆轨道的最低点到最高点，机械能增加量△E=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）某学习小组探究一小电珠在不同电压下的电功率大小，实验器材如图甲所示，现已完成部分导线的连接（1）实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大，请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接_________；（2）某次测量，电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的示数为_____A；12．（12分）某兴趣小组在做“测定金属丝的电阻率”的实验中，通过粗测电阻丝的电阻约为5Ω，为了使测量结果尽量准确，从实验室找出以下供选择的器材：A．电池组（3V，内阻约1Ω）；B．电流表A1（0~3A，内阻0.0125Ω）；C．电流表A2（0~0.6A，内阻0.125Ω）；D．电压表V1（0~3V，内阻4kΩ）；E．电压表V2（0~15V，内阻15kΩ）；F．滑动变阻器R1（0~20Ω，额定电流1A）；G．滑动变阻器R2（0~2000Ω，额定电流0．3A）；H．开关、导线若干。(1)上述器材中，电流表应选_______，电压表应选_______，滑动变阻器应选_______（填写器材前的字母）。为使通过待测金属丝的电流能从0~0.5A范围内改变，电路应选_______（填写甲、乙、丙、丁）。(2)若用L表示金属丝接入电路中的长度，d表示直径，U表示金属丝上的电压。I表示金属丝中的电流，请用以上字符写出计算金属丝电阻率的表达式ρ=______________________。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，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14．（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、C【解析】将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，电容器两板间电压不变，根据E=U/d分析板间场强的变化，判断电场力变化，确定油滴运动情况．由U=Ed分析P点与下极板间电势差如何变化，即能分析P点电势的变化和油滴电势能的变化【详解】将平行板电容器上极板竖直向上移动一小段距离，由于电容器两板间电压不变，根据E=U/d得知板间场强减小，油滴所受的电场力减小，则油滴将向下运动．故C错误．场强E减小，而P点与下极板间的距离不变，则由公式U=Ed分析可知，P点与下极板间电势差将减小，而P点的电势高于下极板的电势，则知P点的电势将降低．由带电油滴原来处于平衡状态可知，油滴带负电，P点的电势降低，则油滴的电势能将增加．故AB正确．根据，可知d增大时，电容器的电容减小；根据Q=UC，由于电势差不变，电容器的电容减小，故带电量减小，故D正确；此题选择错误的选项，故选C【点睛】本题运用E=U/d分析板间场强的变化，判断油滴如何运动．运用推论：正电荷在电势高处电势能大，而负电荷在电势高处电势能小，来判断电势能的变化2、A【解析】根据电容的决定式和定义式，可得电容C与电容器带电量Q和两极板间电势差U无关．电场强度由电场本身决定，与检验电荷无关．电场中某点的电势与检验电荷无关．公式中d是两点a、b间沿电场方向的距离【详解】电容C与电容器带电量Q和两极板间电势差U无关，由电容器本身决定，由公式可知，C一定，电容器带电量Q与两极板间电势差U成正比，故A正确；是电场强度的定义式，采用比值法定义，E与F、q无关，由电场本身决定，故B错误；是电势的定义式，采用比值法定义，与、q无关，由电场本身决定，故C错误；由可知，匀强电场中的任意两点a、b间沿电场方向的距离越大，两点间的电势差才一定越大，故D错误．所以A正确，BCD错误【点睛】解决本题时要知道、、都是采用比值法定义的，要掌握比值法定义的共性来理解C、E、的物理意义，不能单纯从数学角度来理解3、C【解析】根据动能定理求电子在加速场中获得的速度，然后根据类平抛运动规律求在偏转场中的偏转量y，再进行分析【详解】电子在加速电场中加速时，由动能定理得：eU1=mv02；电子在偏转电场中做类平抛运动，则有：在水平方向：L=v0t；在竖直方向：a=；射出电场时的偏转量y为：y=at2，联立以上四式得：；则得：要使电子在电场中的偏转量y增大为原来的2倍，可U1减小为原来的、U2增大为原来的2倍、使偏转板的长度L增大为原来倍、使两偏转板间的距离d减小为原来的．故ABD正确，C错误．本题选不可行的，故选C【点睛】带电粒子在匀强电场中偏转，带电粒子垂直进出入匀强电场时做匀变速曲线运动，分解为两个方向的直线运动，分别用公式分析、求解运算，是这类问题的最基本解法4、D【解析】如果电流在磁场中不受力，可能是直导线与磁场方向平行，此处不一定无磁场，选项A错误．判断安培力方向方法是左手定则，选项B错误．磁通量是穿过某一面的磁感线的条数，虽有正负，但是标量，选项C错误．电流磁效应是由丹麦的奥斯特发现的，选项D正确；故选D5、D【解析】两等量正电荷周围部分电场线如图所示，其中P、Q连线的中垂线MN上，从无穷远到O过程中电场强度先增大后减小，且方向始终指向无穷远方向；AB、由上面的分析知粒子所受的电场力是变化的，粒子由A向O的加速度可能先增大后减小，也可能一直减小；过O点可能先增大后减小，也可能一直增大，所以粒子从A点到B点的运动过程中加速度可能先增大后减小再增大后又减小，可能先减小后增大，故A、B错误；C、由上面的分析知粒子从A到O过程，电场力做正功，动能增大，从O到B过程中，电场力做负功，动能减小，故在O点试探电荷的动能最大，电势能最低，不是零，故C错误；D、因AB关于O点对称，粒子从A点由静止释放，到B的速度恰好为零，将在A、B之间做往复运动，故D正确；故选D6、A【解析】电子被加速电场加速，由动能定理得：电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力，由牛顿第二定律得：解得：AB．增大励磁线圈中的电流，磁感应强度B增大，由可知，轨道半径r变小，故B错误，A正确；CD．只增大电子枪的加速电压U，由可知，轨道半径变大，故CD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】ABD.由于粒子的最大半径为D形金属盒的半径R，由可得粒子的最大动能为由于两粒子比荷相同，故两粒子的最大速度相同，最大动能不同，最大动能与交流电频率无关，故A正确，B、D错误；C.回旋加速器加速的条件为交变电压的周期为，氘核()和氦核()的比荷相同，故两次所接高频电源的频率相同，C正确；8、AC【解析】AC．根据等势面的特点可知中心处为一点电荷，粒子带正电，根据轨迹可知中心处点电荷带正电，粒子从K到L过程中，粒子受到的电场力向外，电场力做负功，电势能增加，动能减小，AC正确；BD．从M到N的过程中，粒子受到的电场力做正功，电势能减小，动能增加，BD错误。故选AC。9、BD【解析】A．处的电势大于处的电势，粒子带负电，在高电势处电势能小，在低电势处电势能大，故从0--过程中电势能增大，电场力做负功，动能减小，故A错误；B．从过程中电势一直增大，故粒子的电势能逐渐减小，B正确；C．根据电场力和运动的对称性可知：粒子如能运动到处，就能到达处，当粒子恰好运动到处时，由动能定理得：解得即粒子从x=0处出发的最小速度应为，C错误；D．若，粒子运动到处电势能最大，动能最小，由动能定理得：解得最小速度为：故D正确故选BD。10、BD【解析】A．小球a和b碰后在竖直平面内做匀速圆周运动，故重力等于电场力，即洛伦兹力提供向心力，所以由于电场力的方向与场强的方向相反，故小球带负电，故A错误；B．小球a经加速电场加速由动能定理有小球a经加速电场后的速度为小球a与b发生碰撞，由动量守恒有解得故B正确；C．小球a和b碰后在竖直平面内做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则有解得故C错误；D．由功能关系可知，机械能的增加量为电场力所做的功，则有故D正确。故选BD。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）0.44【解析】（1）根据题意确定滑动变阻器的接法，然后连接实物电路图（2）根据图示电流表确定其量程与分度值，读出其示数【详解】（1）滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大，滑动变阻器采用分压接法，分压电路与滑动变阻器左半部分并联，实物电路图如图所示：（2）由图示表盘可知，其量程为0.6A，分度值为0.02A，示数为0.44A；【点睛】本题考查了连接实物电路图、电流表读数；当电压与电流从零开始变化时滑动变阻器只能采用分压接法，根据题意确定滑动变阻器的接法是正确连接实物电路图的前提与关键12、①.C②.D③.F④.甲⑤.【解析】(1)[1]由于电源电动势为3V，由可知电路中最大电流约为0.5A，则电流表选C；[2]电表读数要达到半偏，则电压表选D；