江西师范大学附中2027届物理高二第一学期期末质量检测试题含解析

江西师范大学附中2027年物理高二第一学期期末质量检测试题注意事项1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．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，匀强磁场磁感应强度B＝0.2T，通电直导线与磁场方向垂直，导线长度L＝0.2m，导线中电流I＝1A．该导线所受安培力F的大小为()A.0.01N B.0.02NC.0.03N D.0.04N2、两个相同的金属球（视为质点），分别带有+4Q和﹣2Q的电荷量，两球相隔一定距离时，相互作用力的大小为F，若把它接触后再放回原处，两球相互作用力的大小变为（）A. B.C. D.3、如图所示四幅图中，匀强磁场磁感应强度大小都为B，导体中的电流大小都为I，导体的长度都为L，A、B、C三个图中的导体都与纸面平行，则四幅图中导体所受安培力大小不等于BIL的是A. B.C. D.4、根据电、磁场对运动电荷的作用规律我们知道,电场可以使带电粒子加(或减)速,磁场可以控制带电粒子的运动方向.回旋加速器,图示的质谱仪都是利用以上原理制造出来的高科技设备,如图中的质谱仪是把从S1出来的带电量相同的粒子先经过电压U使之加速,然后再让他们进入偏转磁场B,这样质量不同的粒子就会在磁场中分离.下述关于回旋加速器，质谱仪的说法中错误的是A.经过回旋加速器加速的同种带电粒子，其最终速度大小与高频交流电的电压无关B.经过回旋加速器加速的同种带电粒子，其最终速度大小与D型盒上所加磁场强弱有关C.图示质谱仪中，在磁场中运动半径大的粒子，其质量也大.D.图示质谱仪中，在磁场中运动半径大的粒子，其电荷量也大.5、如图所示，在光滑水平面上一轻质弹簧将固定挡板和一条形磁铁连接起来，此时磁铁对水平面的压力为N1，现在磁铁左上方位置固定一导体棒，当导体棒中通有垂直纸面向里的电流后，磁铁对水平面的压力为N2，则以下说法正确的是（）A.弹簧长度将变长，N1>N2B.弹簧长度将变短，N1>N2C.弹簧长度将变长，N1<N2D.弹簧长度将变短，N1<N26、如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R。金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。现使磁感应强度随时间均匀减小，ab始终保持静止，下列说法正确的是（）A.ab中的感应电流方向由b到a B.ab中的感应电流逐渐减小C.ab所受的安培力保持不变 D.ab所受的静摩擦力逐渐减小二、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、质谱仪是测量带电粒子比荷以及分析同位素的重要工具。下图为质谱仪的原理示意图，一束带电粒子以一定的初速度沿直线通过由相互正交的匀强磁场（磁感应强度为B）和匀强电场（场强为E）组成的速度选择器，然后粒子通过平板S上的狭缝P进入另一匀强磁场（磁感应强度为B'），最终打在感光板A1A2上，下列说法正确的是()A.粒子带负电B.速度选择器中匀强磁场的方向垂直纸面向外C.能通过狭缝P的带电粒子的速率等于EBD.粒子打在感光板A1A2上的位置越靠近P，粒子的比荷越大8、如图所示，磁感应强度大小为B的匀强磁场方向垂直纸面向里．金属圆环半径为L，圆心为O1，OM为直径，总电阻为4R．金属棒OA长为4L、电阻为2R．二者位于纸面内．现让金属棒绕O点以角速度ω沿顺时针方向匀速转动，转动过程中金属棒与金属环接触良好，当金属棒转至图中虚线位置时，下列说法正确的是A.金属棒OA产生的感应电动势为B.金属棒所受安培力大小为C.圆环上O、M两点间电压为D.圆环上的电功率为9、如图甲所示，两平行金属板MN、PQ的板长和板间距离相等，板间存在如图乙所示的随时间周期性变化的电场，电场方向与两板垂直，不计重力的带电粒子沿板间中线垂直电场方向源源不断地射入电场，粒子射入电场时的初动能均为Ek0。已知t=0时刻射入电场的粒子刚好沿上板右边缘垂直电场方向射出电场。则（）A.所有粒子最终都垂直电场方向射出电场B.t=0之后射入电场的粒子有可能会打到极板上C.所有粒子在经过电场过程中最大动能都不可能超过2Ek0D.若入射速度加倍成2v0，则粒子从电场出射时的侧向位移与v0相比必定减半10、如图甲所示，在足够长的光滑的斜面上放置着金属线框，垂直于斜面方向的匀强磁场的磁感应强度B随时间的变化规律如图乙所示（规定垂直斜面向上为正方向）．t＝0时刻将线框由静止释放，在线框下滑的过程中，下列说法正确的是A.线框中产生大小、方向周期性变化的电流B.MN边受到的安培力先减小后增大C.线框做匀加速直线运动D.线框中产生的焦耳热等于其机械能的损失三、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，将一个电荷量为q=+3×10−10C的点电荷从电场中的A点移到B点的过程中，克服电场力做功6×10−9J．已知A点的电势为φA=−4V，求B点的电势为______V．电荷在B点的电势能为______12．（12分）如图所示，带电平行金属板相距为2R，在两板间有垂直纸面向里、磁感应强度为B圆形匀强磁场区域，与两板及左侧边缘线相切．一个带正电的粒子（不计重力）沿两板间中心线O1O2从左侧边缘O1点以某一速度射入，恰沿直线通过圆形磁场区域，并从极板边缘飞出，在极板间运动时间为t0．若撤去磁场，粒子仍从O1点以相同速度射入，则经时间打到极板上（1）求两极板间电压u；（2）若两极板不带电，保持磁场不变，该粒子仍沿中心线O1O2从O1点射入，欲使粒子从两板左侧间飞出，射入的速度应满足什么条件四、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）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15．（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、D【解析】根据F=BIL可知导线所受安培力F的大小为F=0.2×1×0.2N=0.04N，故选D.2、C【解析】两电荷间存在库仑力，其大小可由库仑定律求出，当两电荷相互接触后再放回原处，电荷量相互中和后平分，所以库仑力的变化是由电荷量变化导致的；【详解】由库仑定律可得：，两相同金属小球带异种电荷时，开始时的库仑力：两者相互接触后再放回原来的位置上，它们的电荷量都是：，库仑力为：，所以库仑力是原来的，故C正确，ABD错误【点睛】本题考查库仑定律的同时，利用了控制变量法，当控制距离不变时，去改变电荷量，从而确定库仑力的变化，当然也可控制电荷量不变，去改变间距，从而得出库仑力的变化3、C【解析】只有当电流与磁场垂直时，安培力大小：F=BIL；ABD．三个图中磁场方向与电流方向垂直，故安培力大小均为BIL，选项ABD不符合题意；C．图中电流与磁场平行，安培力为零，选项C符合题意；故选C.4、D【解析】根据洛伦兹力提供向心力，通过回旋加速器的最大半径，求出粒子的最大速度，从而判断出粒子的最终速度与什么因素有关．根据圆周运动的半径公式得出轨道半径与粒子质量和电量的关系，从而进行分析【详解】根据，解得，则粒子的最终速度与交流电压无关，与D形盒上所加的磁场强弱有关．故AB正确．根据得，根据qU＝mv2得，，则，则在磁场中运动半径大的粒子，其电荷量小，其质量大；故C正确，D错误．本题选错误的，故选D5、B【解析】开始时条形磁铁受重力和支持力，二力平衡，故弹簧处于原长，磁铁对水平面的压力等于磁铁的重力；增加通电导体棒后，根据条形磁铁磁感线分布情况得到导体棒所在位置磁场方向如图所示，由左手定则可判断出导体棒所受安培力方向如图所示.由牛顿第三定律可知，条形磁铁受到导体棒的作用力斜向左上方，故条形磁铁对水平面的压力减小，同时弹簧缩短。故选B。6、D【解析】A．磁感应强度均匀减小，磁通量减小，根据楞次定律和安培定则得，ab中的感应电流方向由a到b，故A错误；B．由于磁感应强度均匀减小，根据法拉第电磁感应定律可知感应电动势恒定，则ab中的感应电流不变，故B错误；C．根据安培力公式知，电流不变，B均匀减小，则安培力减小，故C错误；D．安培力和静摩擦力为一对平衡力，安培力减小，则静摩擦力减小，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、BD【解析】粒子经过速度选择器时所受的电场力和洛伦兹力平衡，根据带电粒子在磁场中的偏转方向判断电荷的电性；根据平衡求出粒子经过速度选择器的速度；通过带电粒子在磁场中的偏转，根据半径的大小判断粒子比荷的大小。【详解】A.带电粒子在磁场中向左偏转，根据左手定则可知该粒子带正电，故A错误；B.粒子经过速度选择器时所受的电场力和洛伦兹力平衡，而粒子的电场力水平向右，那么洛伦兹力水平向左，又粒子带正电，则磁场垂直纸面向外，故B正确；C.能通过狭缝P的带电粒子在速度选择器中所受的电场力和洛伦兹力平衡，即解得故C错误；D.所有通过狭缝P的带电粒子具有相同的速度，然后在磁场B′中做匀速圆周运动，最终打在A1A2上，由可知因此粒子打在感光板A1A2上的位置越靠近P，表明其半径R越小，则粒子的比荷越大，故D正确。故选BD。8、CD【解析】A、金属棒OA转至虚线位置的瞬间，产生的感应电动势，A错误；BCD、金属棒OA转至虚线位置的瞬间，OM棒相当于电源，电动势，此时外电路总电阻为，金属棒OM部分电阻，则O、M两点间的电势差为；此时流过金属棒的电流为：，所以金属棒OM所受的安培力大小为：；此时圆环上的电功率为：，故B错误，CD正确；故本题选CD【点睛】本题考查导线转动切割磁场产生感应电动势、闭合电路欧姆定律、安培力、电功率9、AC【解析】AB．粒子在平行极板方向不受电场力，做匀速直线运动，故所有粒子的运动时间相同；t=0时刻射入电场的带电粒子沿板间中线垂直电场方向射入电场，沿上板右边缘垂直电场方向射出电场，说明竖直方向分速度变化量为零，说明运动时间为周期的整数倍；故所有粒子最终都垂直电场方向射出电场；由于t=0时刻射入的粒子在电场方向上始终做单向的直线运动，竖直方向的位移最大，故所有粒子最终都不会打到极板上，A正确，B错误；C．t=0时刻射入的粒子竖直方向的分位移最大，为；根据分位移公式，有由于L=d，故故最大动能C正确；D．粒子入射速度加倍成2v0，则粒子从电场出射时间减半，穿过电场的运动时间变为电场变化半周期的整数倍，则不同时刻进入电场的侧向位移与原v0相比关系就不确定，如t=0时刻，粒子从电场出射时的侧向位移与v0相比减半，进入电场，入射速度v0时，侧向位移为0，入射速度2v0时，侧向位移为，D错误。故选AC。第II卷（非选择题10、BC【解析】A．穿过线圈的磁通量先向下减小，后向上增加，则根据楞次定律可知，感应电流方向不变，选项A错误；B．因B的变化率不变，则感应电动势不变，感应电流不变，而B的大小先减后增加，根据F＝BIL可知，MN边受到的安培力先减小后增大，选项B正确；C．因线圈平行的两边电流等大反向，则整个线圈受的安培力为零，则线圈下滑的加速度为gsinθ不变，则线框做匀加速直线运动，选项C正确；D．因安培力对线圈不做功，斜面光滑，则线框的机械能守恒，选项D错误三、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、①.16V②.【解析】AB间的电势差由UAB=φA-φB，φA=-4V，得：φB=φA-UAB=-4-（-20）=16V根据电势能的公式：EPB＝qφB＝3×10−10×16＝4.8×10−9J12、（1）（2）【解析】（1）设粒子从左侧O1点射入的速度为v，极板长为L，磁场中根据受力平衡可得：qE=qvB根据匀强电场中电场强度与电势差之间的关系式：电场强度为：因为粒子在磁场中做匀速直线运动，所以有：L=vt0在电场中做类似平抛运动，根据牛顿第二定律，有水平方向：L-2R=竖直方向：联立解得：L=4R两极板间电压：（2）设粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为r，粒子恰好从上极板左边缘飞出时速度的偏转角为α，根据几何关系