山西省怀仁第一中学2023年物理高二上期末经典试题含解析

山西省怀仁第一中学2023年物理高二上期末经典试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。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、关于下列实验及现象的说法，正确的是A.图甲说明薄板是非晶体B.图乙说明气体速率分布随温度变化而变化，且C.图丙说明气体压强的大小既与分子动能有关也与分子的密集程度有关D.图丁说明水黾受到了浮力作用2、如图所示，右端开口的矩形导体轨道QPMN固定在水平面内，轨道的电阻忽略不计．电阻为R的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上．空间中存在与轨道所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B．导体棒ab以恒定的速度向右运动，与导轨MN始终垂直并接触良好．当其运动到导轨MN和PQ的中点处开始计时，运动到NQ位置时将导体棒迅速锁定（过程Ⅰ）；再使磁感应强度的大小从B增加到B'（过程Ⅱ）．在过程Ⅰ、Ⅱ中，流过导体棒ab的电荷量相等，则等于A. B.C.2 D.3、将质量为m的小球用绝缘细线相连，竖直悬挂于O点，其中小球带正电、电荷量为q，现加一电场强度方向平行竖直平面的匀强电场(没画出)，使小球处于平衡状态，且绷紧的绝缘细线与竖直方向的夹角为θ＝30°，如图所示，则所加匀强电场的电场强度大小可能为（  ）A. B.C. D.4、如图所示，固定于水平面的“”形导线框处于磁感应强度大小为B，方向竖直向下的匀强磁场中，导线框两平行导轨间距为d，左端接一电动势为E0，内阻不计的电源。一质量为m、电阻为R的导体棒MN垂直平行足够长导轨放置并接触良好，忽略摩擦阻力和导轨的电阻。闭合开关S，导体棒从静止开始运动，经过时间t，达到最大速度运动的距离为（）A. B.C. D.5、边长为L的闭合正三角形金属框架，左边竖直且与磁场右边界平行，完全处于垂直框架平面向里的匀强磁场中.现用外力F把框架水平匀速拉出磁场（如图），若用E表示感应电动势大小，P表示外力的功率，则各物理量与框架运动位移x的关系图像正确的是（）A. B.C. D.6、两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行。一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子(不计重力)，从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后，粒子的A.轨道半径减小，角速度增大B.轨道半径增大，角速度减小C.轨道半径减小，运动周期增大D.轨道半径增大，运动周期减小二、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、如图所示的电路中，各个电键均闭合，且k2接a，此时电容器C中的带电微粒恰好静止，现要使微粒向下运动，则应该（）A.将k1断开 B.将k2掷在bC.将k2掷在c D.将k3断开8、如图所示，平行板电容器经开关S与电池连接，a处固定一带电荷量非常小的点电荷，S是闭合的，φa表示a点的电势，F表示点电荷所受的电场力，Ep表示点电荷在a点的电势能。现将B板稍微向下移动，使两板间的距离增大，则（）A.电容C减小B.F增大C.φa增大，Ep增大D.电流计中有电流由Q流向P9、两个质量、带电量绝对值均相同的粒子a、b，以不同的速率沿AO方向射入圆形匀强磁场区域，其运动轨迹如图(虚线AB弧长等于磁场圆周长的，虚线AC弧长等于磁场圆周长的)，不计粒子重力．则下列说法正确的是()A.a、b粒子在磁场中的运动时间之比B.a粒子带正电，b粒子带负电C.a、b粒子的速度之比D.a、b粒子在磁场中的半径10、如图所示，要使Q线圈产生图示方向的电流，可采用的方法有A.闭合电键K后，把R的滑片左移B.闭合电键K后，把P中的铁心从左边抽出C.闭合电键K后，把Q靠近PD.无需闭合电键K，只要把Q靠近P即可三、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）如图所示，两只用粗细相同的铜丝做成的闭合线框a、b放在光滑绝缘水平桌面上，它们的边长分别为L和2L．现以相同的速度v将a、b从磁感应强度为B的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外．在此过程中，a、b两线框中的电流之比为_______；拉力之比为_____；通过铜丝横截面的电量之比为_____.12．（12分）图示为电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度．它的右臂挂着匝数为n的矩形线圈，线圈的水平边长为L，处于匀强磁场内，磁感应强度B的方向与线圈平面垂直．当线圈中通过电流I时，调节砝码使两臂达到平衡．然后使电流反向，大小不变，这时需要在左盘中增加质量为m的砝码，才能使两臂达到新的平衡(1)磁感应强度B=__________．（用已知量和测量得到的量n、m、L、I表达）(2)当n=9,L=10.0cm,I=0.10A,m=9.0g,g=10m/s2时，可计算得B=__________T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）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）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

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】A．图甲说明薄板具有各向同性，多晶体和非晶体都具有各向同性，说明薄板可能是多晶体，也可能是非晶体，故A错误；B．图乙看出温度越高，各速率区间的分子数占总分子数的百分比的最大值向速度大的方向迁移，可知T2＞T1故B错误；C．如图丙可以说明，气体压强的大小既与分子动能有关，也与分子的密集程度有关，故C正确；D．水黾停在水面上的原因是水黾受到了水的表面张力的作用，故D错误。故选C。2、B【解析】根据电荷量的定义分别表示出两个过程中电荷量的表达式，再根据电荷量相等可以求出磁场之比【详解】第一个过程通过导体棒的电荷量为；第二个过程导体棒不动，磁场从B增加到B'通过导体棒的电荷量为两次电荷量相等，即可解得：，故B对；ACD错；故选B【点睛】电荷量，如果是磁场变化引起的，可以直接用此式定性分析电荷量3、C【解析】对小球受力分析，受到绳子的拉力，竖直向下的重力，以及电场力作用，如图所示当电场力方向和绳子拉力垂直时，电场力最小，即此时电场强度最小，此时有解得所以故选C。4、C【解析】闭合开关S后，线框与导体组成的回路中产生电流，导体棒受到安培力作用开始加速运动，导体切割磁感线会使电路中的电流变小，加速度变小，当导体切割磁感线产生的电动势等于电源电动势时，电路中的电流为零，导体棒不受安培力作用，合外力为零，开始做匀速运动，即达到稳定运动．有E0=Bdv解得对导体棒用动量定理整个过程中通过导体棒的电荷量联立解得故C正确，ABD错误；故选C5、B【解析】根据几何知识找出框架切割磁感线的有线长度L与框架穿出磁场的距离x的关系，由E=BLv求出感应电动势，应用欧姆定律求出感应电流，应用安培力公式求出安培力，应用平衡条件求出拉力，应用P=Fv求出拉力的功率，然后分析图示图象答题【详解】当框架穿出磁场x距离后，线框切割磁感线的有效长度：L=2xtan30°=x，感应电动势：E=BLv=Bxv，E与x成正比，故A错误，B正确；感应电流：；安培力：FA=BIL=x2，框架做匀速直线运动，由平衡条件得：F=FA=x2，故C错误；拉力的功率：P=Fv=x2，故D错误；故选B【点睛】本题以图象的形式考查了导体棒切割磁感线时感应电动势的计算、安培力的计算、功率的计算；根据相应的物理规律、公式推导出纵横坐标所表示物理量之间的关系是处理图象问题的关键6、B【解析】带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提高向心力，由牛顿第二定律有：解得：从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后。B减小，所以r增大。线速度、角速度的关系为：v=ωR，线速度v不变，半径r增大，所以角速度减小，由可知周期变大；A．轨道半径减小，角速度增大，与结论不相符，选项A错误；B．轨道半径增大，角速度减小，与结论相符，选项B正确；C．轨道半径减小，运动周期增大，与结论不相符，选项C错误；D．轨道半径增大，运动周期减小，与结论不相符，选项D错误；故选B。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】A．断开k1，电容器与电源断开，电容器放电，电压减小，粒子向下运动，故A正确；B．将k2掷在b时，电容器之间与电源连接，电容器两端电压变大，粒子受向上的电场力变大，则粒子向上运动，故B错误；C．将k2掷在c时，电容器被短路，电容器放电，电压减小，粒子向下运动，故C正确；D．断开k3，电容器被断开，不会产生充放电现象，故粒子受力不变，油滴不会运动，故D错误；故选AC。8、AD【解析】A．电容器两极板始终与电源的两极相连，故电容器两极板之间的电压U保持不变，随B极板下移两极板之间的距离增大，根据知，电容C减小，故A正确；D．根据知，电荷量Q减小，电路中存在放电电流，电流方向从Q到P，故D正确；B．根据可知两极板之间的电场强度E减小，故点电荷所受电场力F=qE减小，故B错误；C．由于电场强度E减小，故UAa减小，由于UAB=UAa+UaB所以UaB增大，由题图可知电源的负极接地，故B极板接地，所以B板的电势为0，即φB=0，又UaB=φa-φB所以φa=UaB变大，因a处是负点电荷，则它的电势能会变小，故C错误。故选AD。9、AC【解析】a、b两个质量相同、所带电荷量相等带电粒子以不同的速率对向射入圆形匀强磁场区域，偏转的方向不同，说明受力的方向不同，电性不同，可以根据左手定则判定．根据轨迹和几何关系得到半径关系，结合洛伦兹力提供向心力，写出公式，判断速度和时间关系.【详解】粒子向右运动，根据左手定则，b向上偏转，应当带正电；a向下偏转，应当带负电，故B错误；两粒子的质量和电量均相同，根据可知，两粒子周期相同；因b粒子在磁场中转过的角度为600；a粒子在磁场中转过的角度为900；根据可知，，选项A正确；设磁场圆的半径为R，由几何关系可知，，则，根据可知，选项C正确，D错误；故选AC.10、AC【解析】A．闭合电键K后，把R的滑片左移，Q中的磁场方向从左向右，且在增大，根据楞次定律，左边导线电流方向向下。故A正确。B．闭合电键K后，将P中的铁心从左边抽出，Q中的磁场方向从左向右，且在减小，根据楞次定律，左边导线电流方向向上。故B错误。C．闭合电键，将Q靠近P，Q中的磁场方向从左向右，且在增强，根据楞次定律，左边导线的电流向下。故C正确。D．若不闭合电键K，即使把Q靠近P，也不会导致穿过线圈的磁通量改变，因此不会产生感应电流。故D错误。故选AC。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、①.1:1②.1:2③.1:2【解析】根据电阻定律得Ra：Rb=1：2，根据法拉第电磁感应定律E=BLv得线框电动势之比Ea：Eb=1：2，两线框中的电流之比Ia：Ib＝＝1：1，由于线框匀速运动，拉力和安培力平衡，故；根据通过的铜丝横截面的电量之比；12、①.（1）②.（2）0.5【解析】天平平衡后，当电流反向（大小不变）时，安培力方向反向，则右边相当于多了或少了两倍的安培力大小，由此列方程求解【详解】（1）设电流方向未改变时，等臂天平的左盘内砝码质量为m1，右盘的质量为m2，则由等臂天平的平衡条件，有：m1g=m2g-nBIL电流方向改变之后，同理可得：（m+m1）g=m2g+nBIL