甘肃省兰州市2027届物理高二第一学期期末考试试题含解析

甘肃省兰州市2027年物理高二第一学期期末考试试题请考生注意：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，竖直平面内有一正方形，一个质量为m电荷量为q的带正电小球在A点以一定初速度沿AB方向抛出，小球恰好过C点．若在竖直平面内加一个竖直方向的匀强电场，仍将小球在A点沿AB方向抛出，当其初速度减小为原来的一半时，恰好也能通过C点，则电场强度的大小和方向分别是(重力加速度为g，空气阻力不计)A.，竖直向下B.，竖直向上C.，竖直向下D.，竖直向上2、如图所示的电路，水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态，现将滑动变阻器的滑片P向左移动，则（）A.电容器的电容将减小B.电容器的电荷量将减少C.电容器中的电场强度将增大D.液滴将向上运动3、在研究一个小电动机的性能时，应用了图示的实验电路。已知电动机线圈内阻为3Ω，调节R使电动机正常运转时，理想电流表和电压表的示数分别为1A和12V。则电动机正常运转时的输出功率P和效率η为（）A.P＝12Wη＝75% B.P＝12Wη＝25%C.P＝9Wη＝75% D.P＝9Wη＝25%4、如图所示，回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的装置．其核心部分是两个D形金属盒，置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连．则下列说法正确的是（）A带电粒子从磁场中获得能量B.带电粒子加速所获得的最大动能与加速电压的大小有关C.带电粒子加速所获得的最大动能与金属盒的半径有关D.带电粒子做圆周运动的周期随半径增大而增大5、如图所示，实线是电场中一簇方向已知的电场线，虚线是一个带正电粒子从点运动到点的轨迹，若带电粒子只受电场力作用，下列说法正确的是（）A.点场强小于点场强B.点电势高于点电势C.粒子在点的加速度小于在点的加速度D.粒子在点的速度大于在点的速度6、如图所示，用丝线吊一个质量为m的带电（绝缘）小球处于匀强磁场中，空气阻力不计，当小球分别从A点和B点向最低点O运动，则两次经过O点时（）A.小球的动能不相同B.丝线所受的拉力相同C.小球所受的洛伦兹力相同D.小球的向心加速度相同二、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，直线MN上方有磁感应强度为B方向垂直纸面向里的匀强磁场。正、负电子同时从同一点O以同样速度v射入磁场，速度的方向与MN成30°角。设电子质量为m，电荷量大小为e。则（）A.正、负电子在磁场中做圆周运动的半径相同B.正电子从磁场中射出点到O点的距离较大C.负电子在磁场中运动的时间是D.正、负电子在磁场中运动的时间差是8、1932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。不计带电粒子在电场中的加速时间和相对论效应，下列说法正确的是（）A.粒子由加速器的边缘进入加速器B.粒子由加速器的中心附近进入加速器C.加速电场的周期随粒子速度的增大而减小D.粒子从D形盒射出时的动能随D形盒半径的增大而增大9、如图所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为，方向相反且垂直纸面，、为其边界，为其对称轴，一导线折成边长为的正方形闭合回路，回路在纸面内以恒定速度向右运动，当运动到关于对称的位置时（）A.穿过回路的磁通量为零B.回路中感应电动势大小为C.回路中感应电流的方向为逆时针方向D.回路中边与边所受安培力方向相同10、如图所示，空间存在一水平方向的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度大小为B，电场强度大小为，且电场方向与磁场方向垂直．在电磁场的空间中有一足够长的固定粗糙绝缘杆，与电场正方向成60º夹角且处于竖直平面内．一质量为m，带电量为＋q的小球套在绝缘杆上．若给小球一沿杆向下的初速度v0，小球恰好做匀速运动．已知小球电量保持不变，重力加速度为g，则以下说法正确的是（）A.小球的初速度为B.若小球的初速度为，小球将做加速度不断增大的减速运动，最后停止C.若小球的初速度为，小球将做加速度不断增大的减速运动，最后停止D.若小球的初速度为，则运动中克服摩擦力做功为三、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）右图是用频闪周期为△t的相机拍摄的一张真空中羽毛与苹果自由下落的局部频闪照片.(1)在下落过程中的任意时刻，羽毛的运动状态与苹果_______________(选填“是”或“否”)相同.(2)关于提供的信息及相关数据处理，下列说法中正确的是_______________(填选项前的字母).A．一定满足关系x1∶x2∶x3＝1∶4∶9B．一定满足关系x1∶x2∶x3＝1∶3∶5C．苹果下落的加速度大小为D．羽毛下落的加速度大小为12．（12分）在“探究加速度与力、质量关系”的实验中：(1)探究物体的加速度与力的关系时，应保持________的质量不变，分别改变施加在物体上的力F，测出相对应的加速度a.(2）实验中，长木板不是直接放在水平实验台上，而是把后端略微垫高，这样做的目的是______(3)当小车质量M与小沙桶及沙子质量m的大小关系满足_____________时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘中砝码的重力(4)一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持小沙桶及沙子的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据．为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应该做a与_________的图象四、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）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）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、B【解析】当只有重力时，小球作平抛运动，设小球的初速度为v，正方形的边长为l，则：，；当存在匀强电场后，小球做类平抛运动，则：，，联立解得：a=g/4；加速度减小，电场力向上，小球带正电，则电场方向竖直向上，由牛顿第二定律得：，即，故B正确2、B【解析】A．电容器的电容是由电容器本身决定的，与外部因素无关，选项A错误；B．将滑动变阻器的滑片P向左移动，电路总电阻变大，总电流减小，则R2两端的电压减小，电容量两端电压减小，根据Q=CU可知，电容器的电荷量将减少，选项B正确；C．电容量两端电压减小，根据可知，电容器中的电场强度将减小，选项C错误；D．电容器中的电场强度将减小，则液滴受到的向上的电场力减小，则液滴将向下运动，选项D错误。故选B。3、C【解析】电动机正常运转时，输入的电功率为入发热功率热电动机正常运转时的输出功率为入热电动机正常运转时的效率为故C正确，A、B、D错误；故选C。4、C【解析】A、由回旋加速器原理可知，它的核心部分是两个D形金属盒，置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连，两盒间的窄缝中形成匀强磁场，交流电的周期和粒子做圆周运动的周期相等，粒子在圆周运动的过程中一次一次地经过D形盒缝隙，两盒间的匀强电场一次一次地反向，粒子就会被一次一次地加速，在磁场中洛伦兹力不做功，带电粒子是从电场中获得能量的，故A错误.B、粒子从D形盒出来时速度最大，由qvB=m，粒子被加速后的最大动能Ekm=m=,可见带电粒子加速所获得的最大动能与回旋加速器的半径有关，与加速电压的大小无关，故B错误，C正确.D、高频电源周期与粒子在磁场中匀速圆周运动的周期相同，由带电粒子做圆周运动的周期T=2可知，周期T由粒子的质量、电量和磁感应强度决定，与半径无关，故D错误.故选C.【点睛】解决本题的关键是掌握加速器的工作原理以及加速器的构造，注意粒子是从电场中获得能量，但回旋加速器的最大速度与电场无关，与磁感应强度和D形盒的半径有关.5、D【解析】A.a点的电场线较b点密集，则点场强大于点场强，选项A错误；B.沿着电场线电势逐渐降低，则点电势低于点电势，选项B错误；C.点场强大于点场强，则粒子在a点受的电场力较大，则粒子在点的加速度大于在点的加速度，选项C错误；D.粒子从b点到a点电场力做正功，则动能变大，即粒子在点的速度大于在点的速度，选项D正确6、D【解析】A．带电小球受到洛伦兹力和绳拉力与速度方向时刻垂直，对小球不做功，只改变速度方向，不改变速度大小，只有重力做功，小球两次经过O点时，重力做的功相同，由动能定理可知，小球两次经过O点时动能相同，故A错误；BC．小球分别从A点和B点向最低点O运动且两次经过O点时速度方向相反，由左手定则可知，两次过O点洛伦兹力方向相反，受力分析可知，绳的拉力大小也就不同，故BC错误；D．小球两次经过O点时速度大小相同，由可知，向心加速度相同，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、AD【解析】A．正、负电子在磁场中的回旋轨迹如图所示：由解得：所以正、负电子在磁场中运动的半径相同；故A正确。B．由图根据几何关系可知，正、负电子从磁场中射出点到O点的距离相等，都等于：d=r，故B错误；CD．由解得：故正负电子的周期相等；正电子受力的方向向下，偏转角是60°，在磁场中运动的时间为：负电子受力的方向向上，偏转角是300°，在磁场中运动的时间为：则射出的时间差为：故C错误，D正确。故选AD。8、BD【解析】AB．要加速次数最多最终能量最大，则被加速带电粒子只能由加速器的中心附近进入加速器，而从边缘离开加速器，故A错误，B正确；C．据回旋加速器的工作原理知，电场的周期等于粒子在磁场运动的周期，所以与带电粒子的速度大小无关，故C错误；D．带电粒子在磁场中洛伦兹力提供向心力，所以所以据表达式可知，带电粒子获得的最大动能取决于D形盒的半径，所以最大动能为那么粒子从D形盒射出时的动能随D形盒半径的增大而增大，故D正确。故选BD。9、ACD【解析】A：两个磁场区域磁感应强度大小相等，方向相反，因此线框运动到对称位置时回路的总磁通量为零，故A项正确B：、边切割磁感线，利用右手定则确定动生电动势方向分别为到、到，两边产生的电动势相叠加，大小为，故B项错误C：由B项分析，路中感应电流的方向为逆时针方向．故C项正确；D：电流方向为逆时针，利用左手定则可知边和边所受安培力方向都是向左，故D项正确10、ACD【解析】A.对小球进行受力分析如图，电场力的大小：，由于重力的方向竖直向下．电场力的方向水平向右，二者垂直，合力：，由几何关系可知，重力与电场力的合力与杆的方向垂直，所以重力与电场力的合力不会对小球做功，而洛伦兹力的方向与速度的方向垂直，所以也不会对小球做功．所以，当小球做匀速直线运动时，不可能存在摩擦力，没有摩擦力，说明小球与杆之间就没有支持力的作用，则洛伦兹力大小与重力、电场力的合力相等，方向相反．所以qv0B=2mg所以．故A正确；B.若小球的初速度为，则洛伦兹力：f=qv0B=3mg＞FG+F，则在垂直于杆的方向上，小球还受到杆的垂直于杆向下的支持力，则摩擦力：f=μFN．小球将做减速运动；随速度的减小，洛伦兹力减小，则支持力逐渐减小，摩擦力减小，小球做加速度不断减小的减速运动，最后当速度减小到时，小球开始做匀速直线运动．故B错误C.若小球的初速度为，则洛伦兹力：f=qv0B=mg＜FG+F，则在垂直于杆的方向上，小球还受到杆的垂直于杆向上的支持力，而摩擦力：f=μFN．小球将做减速运动；随速度的减小，洛伦兹力减小，则支持力逐渐增大，摩擦力逐渐增大，小球的加速度增大，所以小球将做加速度不断增大的减速运动，最后停止．故C正确；D.若小球的初速度为，球将做加速度不断增大的减速运动，最后停止，运动中克服摩擦力做功等于小球的动能，所以．故D错误故选ACD.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.是②.C【解析】（1）由于没有空气阻力，物体只受重力，故羽毛和苹果具是有相同的运动状态（2）由于这是局部照片，A点并不一定是起点，故不能根据初速度为零的匀变速直线运动的位移规律来求，故AB错误；根据推论△x=at2可得加速度为：，故C正确，D错误．所以C正确，ABD错误12、①.小车②.平衡摩擦力③.m<<M④.a-【解析】探究“加速度与力、质量的关系”实验采取控制变量法探究加速度与力、质量的关系；为了使得砂桶的拉力等于小车所受的合力，需要平衡摩擦力，同时要保证小车的质量远大于砂桶的质量；为了直观地反映物体的加速度与物体质量的关系，需作a-1/m图象，若图象是通过坐标原点的一条直线，则说明加速度a与质量m成反比【详解】（1）探究物体的加速度与力的关系时，应保持小车的质量不变，分别改变施加在物体上的力F，测出相对应的加速度a.（2）实验中，长木板不是直接放在水平实验台上，而是把后端略微垫高，这样做的目的是平衡摩擦力；（3）当小车质量M与小沙桶及沙子质量m的大小关系满足m<<M时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘中砝码的重力（4）根据可知，为了比较容易地检查出