2027届湖北省恩施州高中教育联盟物理高二上期末教学质量检测试题含解析

2027年湖北省恩施州高中教育联盟物理高二上期末教学质量检测试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．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、如图所示，实线为一点电荷Q建立的电场中的几条电场线（方向未标出），虚线为一电子在电场中从M点运动到N点的轨迹．若电子在运动中只受电场力的作用，则下列判断正确的是（）A.建立电场的点电荷Q带负电B.粒子在M点的加速度比在N点的加速度大C.粒子在M点的速度比在N点的速度大D.粒子在M点的电势能比在N点的电势能大2、在气候干燥的秋冬季节，人们常常会碰到这些现象：晚上脱衣时，常会听到噼啪的声响；早上起来梳头时，头发常会“飘”起来。这就是发生在我们日常生活中的静电现象。有一次，小明的手指靠近金属门把手时，突然有一种被电击的感觉。这是因为运动摩擦使身体带电，当手指靠近门把手时，二者之间形成的放电现象。若放电前，小明的手指带负电。有关金属门把手的两端被感应带电的情况，下列图中标示正确的是（）A. B.C. D.3、如图所示，条形磁铁放在桌面上，一根通电直导线由S极的上端平移到N极的上端的过程中，导线保持与磁铁垂直，导线的通电方向如图所示，则此过程中磁铁受到的摩擦力（磁铁保持静止）（）A.为零B.方向由向左变为向右C.方向保持不变D.方向由向右变为向左4、了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要．以下说法符合史实的是（）A.焦耳发现了电流的热效应B.卡文迪许利用库伦扭秤实验得出了电荷间的相互作用规律C.奥斯特不仅提出了场的概念，而且用电场线和磁感线直观地描绘了场D.安培发现了电流的磁效应5、如图所示是一多匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动所产生的感应电动势的图象，根据图象可知A.此感应电动势的瞬时表达式为e=200sin(0.02t)VB.此感应电动势的解时表达式为e=200sin(50πt)VC.t=0.01s时，穿过线圈的磁通量为零D.t=0.02s时，穿过线圈的磁通量的变化率为零6、如图所示，直线MN上方有垂直纸面向里的匀强磁场，电子1从磁场边界上的a点垂直MN且垂直磁场方向射入磁场，经t1时间从b点离开磁场．之后电子2也由a点沿图示方向以相同速率垂直磁场方向射入磁场，经t2时间从a、b连线的中点c离开磁场，则为()A. B.2C. D.3二、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，等腰直角三角形abc区域内存在方向垂直三角形所在平面向外的匀强磁场，直角边bc长度为L．三个完全相同的带正电的粒子1、2、3，分别从b点沿bc方向以速率v1、v2、v3射入磁场，在磁场中运动的时间分别为t1、t2、t3，且t1﹕t2﹕t3=3﹕3﹕2，做匀速圆周运动的轨道半径分别为r1、r2、r3．不计粒子的重力及粒子间的相互作用．下列关系式一定成立的是A.v1=v2 B.v2＜v3C. D.8、如图所示，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r.将滑动变阻器滑片向上滑动，理想电压表V、V、V示数变化量的绝对值分别为ΔU、ΔU、ΔU，理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI，则()A.电源的输出功率减小B.A的示数增大C.ΔU与ΔI的比值等于rD.ΔU与ΔI的比值等于(R+r)9、如图所示，质量为m、带电荷量为+qP环套在固定不光滑的水平长直绝缘杆上，整个装置处在垂直于杆的水平匀强磁场中，磁感应强度大小为B．现给环一向右的初速度（），则A.环将向右减速，最后匀速B.环将向右减速，最后停止运动C.从环开始运动到最后达到稳定状态，损失的机械能是D.从环开始运动到最后达到稳定状态，损失的机械能是10、如图，正方形abcd中△abd区域内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，△bcd区域内有方向平行bc的匀强电场（图中未画出）。一带电粒子从d点沿da方向射入磁场，随后经过bd的中点e进入电场，接着从b点射出电场。不计粒子的重力，则（）A.粒子带正电B.电场的方向是由b指向cC.粒子在b点和d点的动能相等D.粒子在磁场、电场中运动的时间之比为π：2三、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）如图所示为质谱仪的原理图，利用这种质谱仪可以对氢元素的各种同位素迚行测量。从容器A下方的小孔S1迚入加速电压为U的加速电场，可以认为从容器出来的粒子初速度为零，粒子被加速后从小孔S2迚入磁感应强度为B的匀强磁场，最后打在照相底片D上，形成a、b、c三条质谱线，关于氢的三种同位素氕、氘、氚迚入磁场时速率最大的是_________；三条谱线中a是粒子形成的_________。（填“氕”、“氘”或“氚”）12．（12分）霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器，用它可以检测磁场及其变化，图甲为使用霍尔元件测量通电直导线产生磁场的装置示意图，由于磁芯的作用，霍尔元件所处区域磁场可看做匀强磁场，测量原理如乙图所示，直导线通有垂直纸面向里的电流，霍尔元件前、后、左、右表面有四个接线柱，通过四个接线柱可以把霍尔元件接入电路，所用器材已在图中给出并已经连接好电路。（1）制造霍尔元件的半导体参与导电的自由电荷带负电，电流从乙图中霍尔元件右侧流入，左侧流出，霍尔元件______（填“前表面”或“后表面”）电势高；（2）已知霍尔元件单位体积内自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为e，霍尔元件的厚度为h。为测量霍尔元件所处区域的磁感应强度B，根据乙图中所给的器材和电路，还必须测量的物理量有______（写出具体的物理量名称及其符号），计算式B=______。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、D【解析】由图看出，电子轨迹向下弯曲，其所受的电场力方向向上，故建立电场的点电荷Q带正电，A错误；电场线的疏密表示电场强度的大小，M点电场线稀疏，所以离子在M点的电场力小，加速度也小，B错误；粒子从M到N，电场力做正功，动能增大．电势能减小，所以离子在N点的速度大于在M点的速度，粒子在M点的电势能比在N点的电势能大，所以C错误，D正确；故选D【点睛】在电场中根据带电粒子运动轨迹和电场线关系判断电场强度、电势、电势能、动能等变化，这对学生是基本的要求，要重点掌握.2、A【解析】人的手指带负电，则由于静电感应，门把手中离手指较近的一端感应出正电，离手指较远的一端感应出负电，则图A是正确的。故选A。3、B【解析】由图可知通电导线所在位置的磁场的方向，根据左手定则可以判定通电导线所受安培力的方向如图所示。显然安培力有一个水平方向的分量，根据牛顿第三定律可知条形磁铁受到通电导线的安培力也有一个水平方向的分量，而由于条形磁铁保持静止，故条形磁铁所受地面的静摩擦力与安培力在水平方向的分量相互平衡。所以当导线在条形磁铁的左侧上方时条形磁铁所受的静摩擦力方向向左，而当导线运动到条形磁铁的右半部分上方时条形磁铁所受地面的静摩擦力水平向右。故条形磁铁所受摩擦力的方向由向左变为向右，故B正确，ACD错误。故选B。4、A【解析】A.焦耳发现了电流的热效应，故A正确；B.库仑利用扭秤实验得出了电荷间的相互作用规律，故B错误；C.法拉第不仅提出了场的概念，而且用电场线和磁感线直观地描绘了场的清晰图象，故C错误；D.奥斯特发现了电流的磁效应，故D错误故选A.5、D【解析】AB、由图象知周期T=0.02s，所以频率f=50Hz，由图象知电动势最大值为200V，角速度为，所以感应电动势的瞬时表达式为e=200sin100πt，故AB错误；C、t=0.01

s时，感应电动势为零，则穿过线圈的磁通量最大，故C错误；D、t=0.02

s时，感应电动为零，则穿过线圈的磁通量的变化率也为零，故D正确；故选D【点睛】从图象得出电动势最大值、周期，从而算出频率、角速度，进而得出感应电动势的瞬时表达式；当磁通量最大时电动势为零，磁通量为零时电动势最大6、D【解析】考查带电粒子在匀强磁场中的运动。【详解】电子2以相同速率垂直磁场方向射入磁场，由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式可知，两电子运动半径相同，由周期公式可知，周期也相同，由几何关系可知，电子1运动的圆心角为，电子2运动的圆心角为，由时间可得：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】三个相同的带电粒子以不同速度沿同一方向进入三角形磁场区域，由半径公式，则速度较大的带电粒子进入磁场时做匀速圆周运动的半径大，而再由带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的时间t=T，可知第一、二两种粒子在磁场中偏转角度相同为90°，而第三个粒子偏转60°，打在ac边上，画出其运动轨迹，由偏转角度求出半径【详解】根据题设条件，三个相同的带电粒子从b点沿bc方向以不同速度进入三角形磁场区域，粒子在磁场中做匀速圆周运动洛仑兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qvB=m，解得：，粒子轨道半径与速度成正比，又因为三个粒子在磁场中运动的时间之比为t1：t2：t3=3：3：2，显然它们在磁场中的偏转角度之比为3：3：2．即粒子1、2打在ab上，而粒子3打在ac上，轨迹如图所示：粒子1、2打在ab上，而粒子3打在ac上，粒子3的速度比1、2的速度大，粒子2的速度大于粒子1的速度，故A错误，B正确；对速度为v1和v2的粒子，其偏转角度均为90°，由几何关系可知r1<L，对速度为v3的粒子偏转60°，运动轨迹如图所示，由几何关系知：r3×sin60°=L，解得：，故C错误，D正确；故选BD【点睛】三个相同的粒子以不同速度沿相同方向进入三角形磁场区域，由于半径不同，再加上在磁场中的时间之比就能确定三个粒子偏转角之比，再综合磁场区域与粒子通过直线边界的对称性，从而确定三个粒子打在磁场边界的位置，从而可以比较速度大小，也能求出半径关系8、ACD【解析】滑动变阻器滑片向上滑动时，电阻增大，总电阻变大，总电流减小，路端电压变大；根据电路结构结合闭合电路的欧姆定律进行分析；【详解】当滑动变阻器滑片向上滑动时，接入电路的电阻变大，电路中总电阻变大，总电流减小，则A的示数减小，故B错误；内外电阻相等时，电源的输出功率最大，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r，故当滑动变阻器滑片向上滑动时，外电阻越来越远离电源内阻，故输出功率一定减小；故A正确；根据闭合电路欧姆定律得：U2=E-Ir，则得=r；选项C正确；根据闭合电路欧姆定律得：U3=E-I（R+r），则得：=R+r，故D正确；故选ACD【点睛】本题是电路的动态分析问题，关键要搞清电路的结构，明确电表各测量哪部分电路的电压或电流，根据闭合电路欧姆定律进行分析9、AD【解析】环受重力、支持力、洛伦兹力以及摩擦力作用做减速运动，当洛伦兹力等于重力时，支持力为零，摩擦力等于零，环做匀速直线运动．根据能量守恒求出损失的机械能【详解】AB．当环受到重力、支持力、摩擦力和洛伦兹力，由于，支持力的方向向下；物体先向右做减速运动，速度减小，洛伦兹力减小，当洛伦兹力等于重力时，支持力为零，摩擦力为零，环将做匀速直线运动，A正确B错误；CD．根据能量守恒知，损失的机械能等于环动能的减小量，匀速直线运动时有，解得，损失的机械能，C错误D正确10、BD【解析】A．根据粒子在磁场中受洛伦兹力而从d点进e点出，由左手定则知带负电，则A错误；B．根据磁场中运动的对称性知e点的速度大小等于v0，方向与bd成45°，即水平向右，而电场线沿bc方向，则做类平抛运动，可知负粒子受的电场力向上，则电场由b指向c，B正确；C．粒子从d到e做匀速圆周运动，速度的大小不变，而e到b电场力做正功，动能增大，故b点的动能大于d点的动能，C错误；D．设正方形边长为L，由几何关系可知，电场中的水平分运动是匀速直线运动，，故，则D正确。故选BD。【点睛】本题关键是明确粒子的运动规律，画出运动的轨迹，结合几何关系得到轨道半径，再结合牛顿第二定律列式分析。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.氕②.氚【解析】[1]．粒子在电场中被加速，由动能定理得；粒子进入磁场时的速度大小由于氕氘氚的电荷量q相等、加速电压U相等、m氕＜m氘＜m氚，则它们的速度关系为：v氕＞v氘＞v氚，即速率最大的是氕；[2]．粒子进入磁场后做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：粒子轨道半径由于氕氘氚的电荷量q相等、磁感应强度B相等、加速电压U相等、m氕＜m氘＜m氚，则R氕＜R氘＜R氚，a、b、c分别对应：氚、氘、氕。12、①.后表面②.电压表示数U，电流表示数I③.【解析】（1）[1]磁场是直线电流产生，根据安培定则，磁场方向向下；电流向左，根据左手定则，安培力向外，载流子是负电荷，故前表面带负电，后表面带正电，故