甘肃省兰州市七里河区兰州五十五中2027届高二上物理期末联考试题含解析

甘肃省兰州市七里河区兰州五十五中2027届高二上物理期末联考试题注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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，矩形abcd的长ad＝0.6m，宽ab＝0.3m，o、e分别是ad、bc的中点，以o、e为圆心有两个半径均为R＝0.3m的四分之一圆弧，区域obedo内有方向垂直纸面向里的匀强磁场(边界上无磁场)，磁感应强度B＝0.25T。一群不计重力、质量m＝3×10－9kg、电荷量q＝2×10－5C的带正电粒子垂直于ad边以v＝5×102m/s的速度射入磁场区域。下列判断正确的是（）A.所有粒子射出磁场时的速度方向都平行B.所有粒子在磁场中运动的时间都相等C.从od边射入的粒子，出射点都在e点D.从ao边射入的粒子，出射点都在b点2、下列关于静电场和磁场的说法正确的是()A.电场中场强越大的地方，电势一定越高B.电场中某点场强与试探电荷的电荷量成反比C.磁场中某点的磁感应强度大小与小磁针受到的磁场力大小有关D.静电荷产生的电场中电场线不闭合，通电直导线产生的磁场中磁感线是闭合的3、如图，虚线框内为改装好的电表，M、N为新电表的接线柱，其中灵敏电流计G的满偏电流为，已测得它的内阻为，图中电阻箱读数为。现将MN接入某电路，发现灵敏电流计G刚好满偏，则根据以上数据计算可知（）A.M、N两端的电压为1mV B.M、N两端的电压为100mVC.流过M、N的电流为 D.流过M、N的电流为10mA4、质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具.如图所示为质谱仪的原理示意图,现利用质谱仪对氢元素进行测量.让氢元素三种同位素的离子流从容器A下方的小孔S无初速度飘入电势差为U的加速电场.加速后垂直进入磁感强度为B的匀强磁场中.氢的三种同位素最后打在照相底片D上,形成a、b、c三条“质谱线”.则下列判断正确的是A.进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氚、氘、氕B.进入磁场时动能从大到小排列的顺序是氕、氘、氚C.在磁场中运动时间由大到小排列的顺序是氕、氘、氚D.a、b、c三条“质谱线”依次排列的顺序是氚、氘、氕5、如图所示的电路可以用来“研究电磁感应现象”。干电池、开关、线圈A、滑动变阻器串联成一个电路，电流计、线圈B串联成另一个电路。线圈A、B套在同一个闭合铁芯上，且它们的匝数足够多。从开关闭合时开始计时，流经电流计的电流大小i随时间t变化的图像是（）A. B.C. D.6、关于电场线和磁感线,下列说法正确的是A.电场线和磁感线都是闭合的曲线B.磁感线是从磁体的N极发出，终止于S极C.电场线和磁感线都不能相交D.电场线和磁感线都是现实中存在的二、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.所有粒子都不会打到两极板上B.所有粒子最终都垂直电场方向射出电场C.运动过程中所有粒子的最大动能不可能超过2Ek0D.只有t＝(n＝0,1,2…)时刻射入电场的粒子才能垂直电场方向射出电场8、在水平光滑绝缘桌面上有一边长为l的正方形线框abcd，被限制在沿ab方向的水平直轨道自由滑动。bc边右侧有一直角三角形匀强磁场区域efg，直角边ef等于l，边ge小于l，ef边平行ab边，磁场方向竖直向下，其俯视图如图所示，线框在水平拉力F作用下向右匀速穿过磁场区，若图示位置为时刻，设逆时针方向为电流的正方向，水平向右的拉力为正，则感应电流和图象正确的是时间单位为，A，B，C图象为线段，D为抛物线）（）A. B.C. D.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1所示，光滑的平行竖直金属导轨AB、CD相距L，在A、C之间接一个阻值为R的电阻，在两导轨间abcd矩形区域内有垂直导轨平面竖直向上、宽为5d的匀强磁场，磁感应强度为B，一质量为m、电阻为r、长度也刚好为L的导体棒放在磁场下边界ab上（与ab边重合），现用一个竖直向上的力F拉导体棒，使它由静止开始运动，已知导体棒离开磁场前已开始做匀速直线运动，导体棒与导轨始终垂直且保持良好接触，导轨电阻不计，F随导体棒与初始位置的距离x变化的情况如图2所示，下列判断正确的是（）A.导体棒离开磁场时速度大小为B.导体棒经过磁场的过程中，通过电阻R的电荷量为C.离开磁场时导体棒两端电压为D.导体棒经过磁场的过程中，电阻R产生焦耳热为三、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）某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内阻，使用的器材还包括定值电阻（）一个、开关两个、导线若干．电路图如图所示;①在图中，已正确连接了部分电路，请完成余下电路的连接_______②请完成下列主要实验步骤：A．检查并调节电压表指针指零；调节电阻箱，示数如图所示，读得电阻值是____；B．将开关S1闭合，开关S2断开，电压表的示数是1.49V；C．将开关S2________，电压表的示数是1.16V；断开开关S1③使用测得的数据，计算出干电池的内阻是________（计算结果保留两位有效数字）12．（12分）现要测量某电源的电动势和内阻。可利用的器材有：电流表Ⓐ；电压表Ｖ；阻值未知的定值电阻R1、R2、R3、R4、R5；开关S；一端连有金属夹P的导线1，其它导线若干。某同学设计的测量电路如图所示。（1）测量时，改变金属夹P所夹的位置，使R1、R2、R3、R4、R5依次串入电路，记录对应的电压表的示数U和电流表的示数I，数据如下表所示。根据表中数据，在图中的坐标纸上将所缺数据点补充完整，并画出U－I图线___。I/mA1931541107030U/V2.512.592.682.762.84（2）根据U－I图线求出电源的电动势E＝______V，内阻r＝______Ω。(内阻保留2位有效数字)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、D【解析】详解】C．粒子进入磁场后做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力：得：因，从边射入的粒子，形成以为半径的圆弧，从点射入粒子的从点出去；同理从之间射入的其他粒子，到边界处速度均竖直向上，因边界上无磁场，之间所有粒子全部通过点，C错误；ABD．从边射入的粒子先做一段时间的直线运动，设某一个粒子在点进入磁场，其圆心为，如图所示：根据几何关系，可知虚线的四边形是菱形，则粒子的出射点一定是从点射出。同理可知，从边射入的粒子，出射点全部从点射出，但射出的速度方向并不相同，根据运动轨迹可知，从边射入的粒子在磁场中运动的圆心角不相同，所以运动时间不相同，AB错误，D正确。故选D。2、D【解析】电场强度是描述电场强弱的物理量，由电场本身决定，与试探电荷的电荷量无关；沿电场线的方向，电势越来越低，场强大小与电势高低无关；电流所受安培力的方向与磁场方向垂直；磁感线是闭合的曲线．【详解】电场中场强越大的地方，电势不一定越高，如负点电荷周围，越靠近点电荷，场强越大，但电势却越低，A错误；电场中某点的场强是由电场本身决定的，与试探电荷存在与否无关，B错误；磁场中某点的磁感应强度由磁场本身决定，与小磁针存在与否无关，C错误；静电荷产生的电场中电场线是从正电荷(或无穷远处)出发终止于无穷远处(或负电荷)，是不闭合的，通电直导线产生的磁场中磁感线是闭合的，D正确．【点睛】本题考查了电场强度与磁场方向、磁感线等问题，要注意明确电场强度和磁感应强度均是由电场和磁场本身决定的；同时注意两种场的性质的区别和联系．3、D【解析】AB．M、N两端电压为AB错误；CD．流过M、N的电流为C错误D正确。故选D。4、D【解析】根据求出粒子进入偏转磁场的速度，知道三种粒子进入磁场的速度大小关系，再根据求出R与什么因素有关，从而得出a、b、c三条“质谱线”的排列顺序【详解】A项：根据得：比荷最大的是氕，最小的是氚，所以进入磁场速度从大到小的顺序是氕、氘、氚，故A错误；B项：根据动能定理可知Ek=qU，故动能相同，故B错误；C项：时间为，故在磁场中运动时间由大到小排列的顺序是氚氘氕，故C错误；D项：进入偏转磁场有，解得：氕比荷最大的，轨道半径最小，c对应的是氕，氚比荷最小，则轨道半径最大，a对应的是氚，故D正确故选D【点睛】解决本题的关键知道根据可求出速度，知道速度与比荷有关，以及知道根据可求出轨道半径与比荷有关5、B【解析】干电池、开关、线圈A、滑动变阻器串联成一个电路，当开关闭合时磁通量变大，导致电流计、线圈B串联成另一个电路中产生电动势，由于电动势短暂的，出现电流慢慢变小的现象。【详解】A．由于干电池、开关、线圈A、滑动变阻器串联成一个电路的磁通量变化是瞬间的，因此电流计、线圈B串联成另一个电路中有电动势也是短暂的，所以出现电流慢慢变小，故A错误；B．由于干电池、开关、线圈A、滑动变阻器串联成一个电路的磁通量变化是瞬间的，因此电流计、线圈B串联成另一个电路中有电动势也是短暂的，所以出现电流慢慢变小，故B正确；C．由于干电池、开关、线圈A、滑动变阻器串联成一个电路的磁通量变化是瞬间的，因此电流计、线圈B串联成另一个电路中有电动势也是短暂的，所以出现电流慢慢变小，故C错误；D．由于干电池、开关、线圈A、滑动变阻器串联成一个电路的磁通量变化是瞬间的，因此电流计、线圈B串联成另一个电路中有电动势也是短暂的，所以出现电流慢慢变小，故D错误。故选B。【点睛】由楞次定律来确定感应电流的方向，而闭合线圈中的磁通量发生变化有几种方式：可以线圈面积的变化，也可以磁场的变化，也可以线圈与磁场的位置变化。6、C【解析】电场线不闭合，A错；磁感线在磁铁内部是从S极指向N极，B错；电场线和磁感线都是人们为了研究场而假想出来的一系列曲线，电场线和磁场线都不相交；D错；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、ABC【解析】粒子在平行极板方向不受电场力，做匀速直线运动；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，竖直方向分速度变化量为零，根据动量定理，竖直方向电场力的冲量的矢量和为零【详解】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，根据动量定理，竖直方向电场力的冲量的矢量和为零，故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时刻射入的粒子始终做单向直线运动，该粒子竖直方向的分位移最大，该粒子恰好从上极板边缘飞出，则其他粒子没有达到上极板边缘，故所有粒子最终都不会打到极板上，AB正确D错误；t=0时刻射入的粒子竖直方向的分位移最大，为，设竖直方向最大速度为vym，则根据分位移公式有，由于，故有，故有，C正确【点睛】本题关键根据正交分解法判断粒子运动，明确所有粒子的运动时间相等，t=0时刻射入的粒子竖直方向的分位移最大，然后根据分运动公式列式求解8、BD【解析】AB．bc边的位置坐标x在0-l的过程，根据楞次定律判断可知线框中感应电流方向沿a→b→c→d→a，为正值。线框bc边有效切线长度为L=l-vt，感应电动势为E=BLv=B（l-vt）•v均匀减小，感应电流，即知感应电流均匀减小。同理，x在l-2l过程，根据楞次定律判断出来感应电流方向沿a→d→c→b→a，为负值，感应电流均匀减小。故A错误，B正确。CD．在水平拉力F作用下向右匀速穿过磁场区，因此拉力F等于安培力，而安培力的表达式，而L=l-vt，则有：可知F非线性减小。故C错误，D正确；故选BD。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、ACD【解析】A.设导体棒离开磁场时速度大小为v．此时导体棒受到的安培力大小为：由平衡条件得：由图2知：联立解得：故A正确；B.导体棒经过磁场的过程中，通过电阻R的电荷量为：故B错误；C.离开磁场时，由F=BIL+mg得：导体棒两端电压为：故C正确；D.导体棒经过磁场的过程中，设回路产生的总焦耳热为Q．根据功能关系可得：而拉力做功为：电阻R产生焦耳热为：联立解得：故D正确故选ACD【点睛】本题是电磁感应与力学知识的综合应用，对于这类问题一定要正确分析安培力的大小和方向，要掌握安培力经验公式，能正确分析能量是转化的，运用能量守恒定律求焦耳热三、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、①.②.20Ω③.闭合④.0.69Ω【解析】①实物连线如图②电阻箱的阻值为2×10Ω=20Ω③测量电源电动势和内阻主要采取的方法是通过改变外电阻改变路端电压，利用E=U+Ir得到方程组求解，所以本题中通过通断开关改变外电阻④由闭合电路欧姆定律有E=U1+I1r；E=U2+I2r解得内阻r=0.69Ω【点睛】难度中等，要理