2027届湖南省株洲市醴陵四中物理高二上期末监测试题含解析

2027届湖南省株洲市醴陵四中物理高二上期末监测试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请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、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2、如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有半径为r的光滑半圆形导体框，OC为一能绕O在框架上滑动的导体棒，Ob之间连一个电阻R，导体框架与导体棒电阻均不计，若要使OC能以角速度匀速转动，则外力做功的功率是（）A. B.C. D.3、如图所示，在xOy坐标系的第一象限中有一半径为r＝0.1m的圆形磁场区域，磁感应强度B＝1T，方向垂直纸面向里，该区域同时与x轴、y轴相切，切点分别为A、C.现有大量质量为1×10－18kg（重力不计），电量大小为2×10－10C，速率均为2×107m/s的带负电的粒子从A处垂直磁场进入第一象限，速度方向与y轴夹角为θ，且0<θ<180°，则下列说法错误的是()A.粒子的轨迹圆和磁场圆的半径相等B.这些粒子轨迹圆的圆心构成的圆和磁场圆的半径相等C.部分粒子的运动轨迹可以穿越坐标系进入第2象限D.粒子的轨迹可以覆盖整个磁场圆4、回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示．设D形盒半径为R．若用回旋加速器加速质子时，匀强磁场的磁感应强度为B，高频交流电频率为f．则下列说法正确的是（）A.粒子从回旋加速器的磁场中获得能量B.高频交流电源的周期等于粒子在D形盒中运动周期的2倍C.D形盒半径R越大，粒子从回旋加速器射出时速度越大D.不改变B和f，该回旋加速器也能用于加速α粒子5、关于感应电流的产生，下列说法中正确的是A.只要电路的一部分做切割磁感线的运动，电路中就一定有感应电流B.穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内部就一定有感应电流产生C.线圈不闭合时，即使穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中也没有感应电流D.只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生6、如图所示的非匀强电场中，如果电荷量q＝10－5C的正点电荷仅在电场力的作用下由A点移动到B点，电场力做功为8×10－3J，则（）A.电场中A、B两点间的电势差为80VB.该点电荷由A点移到B点电势能增加了8×10－3JC.该点电荷由A点移到B点动能能减少了8×10－3JD.该点电荷受到电场力的大小，在A点时比在B点时大二、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、一半径为r的带负电细橡胶圆环水平放置，其单位长度所带净电荷数目为n，单个电荷的电荷量为e．当圆环以角速度ω绕中心轴线顺时针(从上往下看)匀速转动时，下列说法正确的是A.该圆环形成的等效电流为nerωB.该圆环形成的等效电流为C.等效电流在中心轴线上产生的磁场方向竖直向上D.等效电流在中心轴线上产生的磁场方向竖直向下8、霍尔传感器测量转速的原理图如图所示，传感器固定在圆盘附近，圆盘上固定4个小磁体．在a、b间输入方向由a到b的恒定电流，圆盘转动时，每当磁体经过霍尔元件，传感器c、d端输出一个脉冲电压，检测单位时间内的脉冲数可得到圆盘的转速．关于该测速传感器，下列说法中正确的有A.图示位置时刻c点电势高于d点电势 B.圆盘转动越快，输出脉动电压峰值越高C.c、d端输出脉冲电压的频率是圆盘转速的4倍 D.增加小磁体个数，传感器转速测量更准确9、1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其核心部分如图所示，回旋加速器D形盒的半径为R，用来加速质量为m，电量为q的质子，质子每次经过电压为U电场区时，都恰好被加速，使质子由静止加速到动能为E后，由A孔射出，质子所受重力可以忽略，下列说法正确的是（）A.其它条件不变时，增大D形盒半径R，质子的最终动能E将增大B.其它条件不变时，只增大加速电压U，质子的最终动能E将增大C.加速器中的电场和磁场都可以使带电粒子加速D.电压变化的周期与质子在磁场中运动的周期相等时，可以使质子每次通过电场时总是加速10、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，其间留有空隙，下列说法正确是A.回旋加速器交流电的周期等于带电粒子圆周运动周期的一半B.利用回旋加速器加速带电粒子，要提高加速粒子的最终能量，应尽可能增大磁感应强度B和D形盒的半径RC.回旋加速器的加速电压越大，带电粒子获得的最大动能越大D.粒子每次经过D型盒狭缝时，电场力对粒子做功一样多三、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）用半径相同的两小球A、B的碰撞验证动量守恒定律，实验装置如图所示，斜槽与水平槽圆滑连接．实验时先不放B球，使A球从斜槽上某一固定点C由静止滚下，落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹．再把B球静置于水平槽前端边缘处，让A球仍从C处由静止滚下，A球和B球碰撞后分别落在记录纸上留下各自的痕迹．记录纸上的O点是重垂线所指的位置，若测得各落点痕迹到O点的距离分别用OM、OP、ON表示，并知A、B两球的质量分别为mA和mB，（且mA>mB，）则碰撞前后系统动量守恒满足的表达式为_____________________12．（12分）某同学在做测量金属丝电阻率实验时，用游标卡尺测得金属丝长度为___________cm,用螺旋测微器测量金属丝直径为________mm.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、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2、C【解析】因为OC是匀速转动的，根据能量守恒定律可得又因为联立解得故选C。3、C【解析】A．电子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则有得A正确；BD．由题意知，粒子的轨迹，相当于把半径r=0.1m的圆以A点为中心顺时针转动，如图所示所以粒子轨迹圆的圆心构成的圆的圆心在A点，半径等于AB，即与磁场圆的半径相等，且粒子的轨迹可以覆盖整个磁场圆，BD正确；C．由图示可知，粒子离开磁场区域后均能垂直x轴进入第四象限做匀速直线运动，不可能进入第2象限，C错误。故选C。4、C【解析】回旋加速器粒子在磁场中运动的周期和高频交流电的周期相等，当粒子从D形盒中出来时，速度最大，此时运动的半径等于D形盒的半径【详解】A项：粒子从两D形盒之间的加速电场中获得能量，故A错误；B项：高频交流电源的周期等于粒子在D形盒中运动的周期，故B错误；C项：根据，解得：，所以D形盒半径R越大，粒子从回旋加速器射出时速度越大，故C正确；D项：根据，知质子换成α粒子，比荷发生变化，则在磁场中运动的周期发生变化，回旋加速器粒子在磁场中运动的周期和高频交流电的周期相等，故需要改变磁感应强度或交流电的周期，故D错误故选C【点睛】解决本题的关键知道当粒子从D形盒中出来时，速度最大．以及知道回旋加速器粒子在磁场中运动的周期和高频交流电的周期相等5、C【解析】A．电路的一部分做切割磁感线的运动，若电路不闭合就不会有感应电流，A错误；BC．穿过螺线管的磁通量发生变化时，若线圈不闭合，线圈中没有感应电流产生，B错误；C正确；D．闭合电路内有磁通量，但不发生变化，闭合电路中就不会有感应电流产生，D错误；故选C6、D【解析】根据电场力做功公式W=qU求解A、B两点间的电势差．电场力做功多少．电荷的电势能就减小多少．由电场线的疏密判断出场强的大小，再分析电场力的大小【详解】A、B两点间的电势差．故A错误．正电荷由A点移动到B点，电场力做功为8×10-3J，电势能减小了8×10-3J，动能能增加了8×10－3J，故BC错误；由电场线分布可知，A处场强大于B处场强，由F=Eq分析得知，该点电荷在A点时受到电场力的大小比在B点时大．故D正确．故选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、AC【解析】负电荷Q均匀分布在橡胶环上，当环转动时，在环上任取一截面则一个周期T内穿过此截面的电荷量为Q，因此应用电流的定义式，再结合圆周运动相关的知识即可求解.【详解】A、B、负电荷运动的周期，则电流，故A正确，B错误；C、D、等效电流方向是逆时针，故在中心轴线上产生的磁场方向竖直向上，故C正确，D错误.故选AC.【点睛】本题考查等效电流的求法，解题关键在于明确一个周期内流过导体截面的电量.8、CD【解析】A．霍尔元件中移动的是自由电子，根据左手定则，电子向上表面偏转，即c点，所以d点电势高于c点，故A错误；B．最终电子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡，设霍尔元件的长宽厚分别为a、b、c，有所以输出脉动电压峰与圆盘转动快慢无关，故B错误；C．当小磁体靠近霍尔元件时，就是会产生一个脉冲电压，因此c、d端输出脉冲电压的频率是圆盘转动频率的4倍，即为转速的4倍，故C正确；D．当增加小磁体个数，传感器c、d端输出一个脉冲电压频率变高，那么传感器转速测量更准确，故D正确。故选CD。9、AD【解析】AB．根据得质子的最大速度为则最大动能为增大D形盒的半径，则质子的能量增大。最大能量与加速电压的大小无关，故A正确，B错误；C．回旋加速器是利用电场进行加速，磁场进行偏转，故C错误；D．质子每次经过电场时总是加速，质子在磁场中运动的周期和交流电源的变化周期相等，故D正确。故选AD。10、BD【解析】回旋加速器靠电场加速和磁场偏转来加速粒子，根据洛伦兹力提供向心力，判断粒子的最大速度与什么因素有关．加速粒子时，交变电场的周期与粒子在磁场中运动的周期相等【详解】加速粒子时，交变电场的周期必须与粒子在磁场中运动的周期相等，这样才能使得每次经过D型盒的狭缝中时都能被电场加速，选项A错误；当粒子运转半径等于D型盒的半径时粒子速度最大，即，则，则要提高加速粒子的最终能量，应尽可能增大磁感应强度B和D形盒的半径R，带电粒子获得的最大动能与加速电压无关，选项B正确，C错误；粒子每次经过D型盒狭缝时，电场力对粒子做功均为qU，选项D正确；故选BD.【点睛】解决本题的关键知道回旋加速器电场和磁场的作用，以及知道最大速度与什么因素有关三、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、mAOP=mAOM+mBON【解析】结合平抛运动的规律，抓住时间相等，结合平抛运动的初速度和水平位移成正比，得出动量守恒的表达式【详解】A球不碰撞时，做平抛运动落在P点，与B碰撞后，B落在N点，A落在M点，平抛运动的时间相等，可知平抛运动的初速度正比于水平位移，根据动量守恒知，，即，可知成立的表达式为12、①.114cm②.0.398（左右）mm【解析】游标卡