山西省忻州巿第一中学2027届高二上物理期末学业水平测试试题含解析

山西省忻州巿第一中学2027年高二上物理期末学业水平测试试题考生请注意：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，OM的左侧存在范围足够大、磁感应强度大小为B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，OM左侧到OM距离为L的P处有一个粒子源，可沿纸面内各个方向射出质量为m、电荷量为q的带正电粒子(重力不计)速率均为，则粒子在磁场中运动的最短时间为A. B.C. D.2、如图所示是质谱仪工作原理的示意图．重力均可忽略的带电粒子a、b经电压U加速(在A点的初速度为零)后，进入磁感应强度为B的匀强磁场做匀速圆周运动，最后分别打在感光板S上的x1、x2处．图中半圆形的虚线分别表示带电粒子a、b所通过的路径，则()A.a的质量一定大于b的质量 B.a的电荷量一定大于b的电荷量C.在磁场中a运动的时间一定小于b运动的时间 D.a的比荷一定大于b的比荷3、如图所示，在x轴上方存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，x轴下方存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为，两磁场右边界均足够宽．一带负电的粒子质量为m，电荷量为q，从原点O与x轴成30°角斜向上射入磁场，且在x轴上方磁场中的运动半径为R，下列说法正确的是A.粒子经偏转一定能回到原点OB.粒子完成一次周期性运动的时间为C.粒子在x轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为2:1D.粒子从原点出发后到第二次穿过x轴时，沿x轴前进2R4、一带负电的小球以一定的初速度v0竖直向上抛出，达到的最大高度为h1；若加上水平方向的匀强磁场，且保持初速度仍为v0，小球上升的最大高度为h2；若加上水平方向的匀强电场，且保持初速度仍为v0，小球上升的最大高度为h3，若加上竖直向上的匀强电场，且保持初速度仍为v0，小球上升的最大高度为h4，如图所示．不计空气阻力，则（）A.h1=h3 B.h1＜h4C.h2与h3无法比较 D.h2＜h45、如图所示、几位同学在做“摇绳发电”实验：把一条长导线的两端连在一个灵敏电流表的两个接线柱上，形成闭合回路。两个同学迅速摇动AB这段“绳”。假设图中情景发生在赤道，地磁场方向与地面平行。图中摇“绳”同学是沿东西站立的，甲同学站在西边，手握导线上的A点，乙同学站在东边，手握导线上的B点。下列说法正确的是（）A.此位置的地磁场方向由北指向南B.当“绳”向下运动时，“绳”中电流从A流向BC.当“绳”摇到最高点时，“绳”中电流最大D.当“绳”摇到最低点时，“绳”受到的安培力最大6、如图所示电路中，A、B是两个完全相同的灯泡，L是一个理想电感线圈，C是电容相当大的电容器，下列说法正确的是()A.S闭合时，A逐渐变亮，然后逐渐熄灭B.S闭合时，B立即亮，然后逐渐熄灭C.S闭合足够长时间后，B发光，而A熄灭D.S闭合足够长时间后，B熄灭，而A发光二、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，在同一平面内固定有一长直导线PQ和一导线框R，R在PQ右侧．导线PQ中通有正弦交流电i，i的变化如图所示，规定从Q到P为电流正方向．导线框R中的感应电动势A.在时为零B.在时改变方向C.在时最大，且沿顺时针方向D.在时最大，且沿顺时针方向8、如图所示的电路中，电源电动势为E、内阻为r，两平行金属板间有匀强磁场．开关S闭合后，当滑动变阻器滑片位于图示位置时，一带正电粒子恰好以速度v匀速穿过两板．若不计重力，以下说法正确的是()A.如果将开关断开，粒子将继续沿直线运动B.保持开关闭合，将a极板向下移动一点，粒子将向下偏转C.保持开关闭合，将滑片P向上滑动一点，粒子将可能从下极板边缘射出D.保持开关闭合，将滑片P向下滑动一点，粒子将可能从下极板边缘射出9、如图是表示在同一电场中a、b、c、d四点分别引入检验电荷时，测得的检验电荷的电荷量跟它所受电场力的函数关系图象，那么下列叙述正确的是()A.这个电场是匀强电场B.a、b、c、d四点的场强大小关系是Ed＞Ea＞Eb＞EcC.a、b、c、d四点的场强大小关系是Ea＞Ec＞Eb＞EdD.a、b、d三点的场强方向相同10、如图所示，带电平行金属板A，B，板间的电势差为U，A板带正电，B板中央有一小孔．一带正电的微粒，带电量为q，质量为m，自孔的正上方距B板高h处自由落下，若微粒恰能落至A，B板的正中央c点，则()A.微粒进入电场后，电势能和重力势能之和不断增大B.微粒下落过程中重力做功为，电场力做功为C.微粒落入电场中，电势能逐渐增大，其增加量为D.若微粒从距B板高2h处自由下落，则恰好能达到A板三、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）如图所示为验证动量守恒的实验装置示意图（1）若入射小球质量为m1，半径为r1；被碰小球质量为m2，半径为r2．则要完成该实验须满足（）A．m1＞m2，r1＞r2B．m1＞m2，r1＜r2C．m1＞m2，r1=r2D．m1＜m2，r1=r2（2）0为斜槽末端垂足，P为碰前入射小球落点的平均位置，M、N两点为碰后两球平均落点位置，则在误差允许的范围内，关系式m1OP=_________________（用m1、m2及图中字母表示）成立，即表示碰撞中动量守恒12．（12分）用10分度游标卡尺测一工件外径的读数如图所示，读数为____________cm；用螺旋测微器测一圆形工件的直径读数如图所示，读数为_____________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）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、B【解析】由题设条件求出粒子做匀速圆周运动的半径r，结合左手定则粒子做逆时针方向匀速圆周运动，粒子运动时间t最短时，所转过的圆心角θ最小，所对的弦也最短，画出最短的弦，再作出粒子在磁场中做匀速圆周运动最短时间的轨迹，由几何关系求出此种情况下粒子的偏转角θ，从而求出了最短时间【详解】粒子在磁场中做匀速圆周运动，由得，因所有粒子得速度一样，因此半径相同，因此在磁场中弦长越短则时间越短，根据题意可得最短弦长为L，则此时粒子圆周运动得圆心角为，故粒子运动得最短时间，故选B2、D【解析】ABD．设粒子经电场加速后的速度大小为v，磁场中圆周运动的半径为r，电荷量和质量分别为q、m，打在感光板上的距离为S。根据动能定理，得解得：由解得：则得到：由图，Sa＜Sb，U、B相同，则故AB错误，D正确；C．根据粒子做匀速圆周运动，周期公式，可知，它们的周期相同，由于运动的时间是周期的一半，因此磁场中a运动的时间一定等于b运动的时间，故C错误；故选D。3、B【解析】根据左手定则判断可知，粒子在第一象限沿顺时针方向旋转，而在第四象限沿逆时针方向旋转，故不可能回到原点0．故A错误．因第四象限中磁感应强度为第一象限中的一半；故第四象限中的半径为第一象限中半径的2倍；如图所示；由几何关系可知，负电荷在第一象限轨迹所对应的圆心角为60°，在第四象限轨迹所对应的圆心角也为60°，粒子圆周运动的周期为T=，保持不变，在一个周期内，粒子在第一象限运动的时间为：t1=；同理，在第四象限运动的时间为；完在成一次周期性运动的时间为T′=t1+t2=．故B正确．由r=，知粒子圆周运动的半径与B成反比，则粒子在x轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为1：2．故C错误．根据几何知识得：粒子第二次射入x轴上方磁场时，沿x轴前进距离为x=R+2R=3R．故D错误．故选B4、A【解析】第1个图：由竖直上抛运动的最大高度公式得：．第3个图：当加上电场时，由运动的分解可知：在竖直方向上有，v02=2gh3，所以h1=h3．故A正确；而第2个图：洛伦兹力改变速度的方向，当小球在磁场中运动到最高点时，小球应有水平速度，设此时的球的动能为Ek，则由能量守恒得：mgh2+Ek=mv02，又由于mv02=mgh1，所以h1＞h2．h3＞h2，所以C错误．第4个图：因小球带负，受电场力向下，则h4一定小于h1；由于无法明确电场力做功的多少，故无法确定h2和h4之间的关系；故BD错误.5、B【解析】A．在赤道上，地磁场方向由南指向北，故A错误；B．当“绳”向下运动时，地磁场向北，根据右手定则判断可知，“绳”中电流从A流向B，故B正确；C．当“绳”摇到最高点时，绳转动的速度与地磁场方向平行，不切割磁感线，产生的感应电动势最小，“绳”中感应电流最小，故C错误；D．当“绳”摇到最低点时，绳转动的速度与地磁场方向平行，不切割磁感线，感应电流最小，绳受到的安培力也最小，故D错误，故选B。6、C【解析】AB、S闭合之后，由于L的阻碍作用AB立即亮，之后，由于L的直流电阻为零，A被短路，所以A灯逐渐熄灭，B一直发光，故AB错误；CD、S闭合足够长时间后，L线圈相当于导线，则A熄灭，而B正常发光，故C正确，D错误二、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】本题考查交变电流图象、法拉第电磁感应定律、楞次定律及其相关的知识点解析由图（b）可知，导线PQ中电流在t=T/4时达到最大值，变化率为零，导线框R中磁通量变化率为零，根据法拉第电磁感应定律，在t=T/4时导线框中产生感应电动势为零，选项A正确；在t=T/2时，导线PQ中电流图象斜率方向不变，导致导线框R中磁通量变化率的正负不变，根据楞次定律，所以在t=T/2时，导线框中产生的感应电动势方向不变，选项B错误；由于在t=T/2时，导线PQ中电流图象斜率最大，电流变化率最大，导致导线框R中磁通量变化率最大，根据法拉第电磁感应定律，在t=T/2时导线框中产生的感应电动势最大，由楞次定律可判断出感应电动势的方向为顺时针方向，选项C正确；由楞次定律可判断出在t=T时感应电动势的方向为逆时针方向，选项D错误8、BD【解析】若开关断开，则电容器与电源断开，而与R形成通路，电荷会减小，故两板间的电场强度要减小，故所受电场力减小，粒子不会做直线运动，故A错误；保持开关闭合，将a极板向下移动一点，板间距离减小，电压不变，由E=U/d可知，板间场强增大，因为粒子带正电，则粒子所受电场力向下，洛仑兹力向上，带电粒子受电场力变大，则粒子将向下偏转，故B正确；由图可知a板带正电，b板带负电；带电粒子带正电，则受电场力向下，洛仑兹力向上，原来二力应大小相等，物体才能做匀速直线运动；若滑片向上滑动，则滑动变阻器接入电阻减小，则电路中电流增大，定值电阻及内阻上的电压增大，则由闭合电路的欧姆定律可知R两端的电压减小，故电容器两端的电压减小，则由E=U/d可知，所受极板间电场强度小，则所受电场力减小，故粒子一定向上偏转，不可能从下极板边缘射出，故C错误；若滑片向下滑动，则滑动变阻器接入电阻增大，则电路中电流减小，定值电阻及内阻上的电压减小，则由闭合电路的欧姆定律可知R两端的电压增大，故电容器两端的电压增大，则由E=U/d可知，所受极板间电场强度增大，则所受电场力增大，故粒子将向下偏转，可能从下极板边缘飞出，故D正确．故选BD【点睛】本题综合了电路、电容及磁场的知识，综合性较强；要求大家熟练掌握速度选择器模型，会利用闭合电路欧姆定律进行电路的动态分析，分析滑片移动时，极板间场强的变化可知电场力的变化，则可知粒子受力的变化，结合粒子电性判断出带电粒子偏转的方向9、CD【解析】由知图象的斜率大小等于场强的大小，a、b、c、d四点的场强大小关系是Ea＞Ec＞Eb＞Ed．此电场是非匀强电场，选项A、B错误，选项C正确；图象斜率的正负代表场强的方向，a、b、d为正值，表示a、b、d三点的场强方向相同，选项D正确考点：本题旨在考查电场强度10、ACD【解析】微粒从进入电场至C点过程中，做减速运动，动能减小，根据能量守恒可知电势能和重力势能之和一直增大，故A正确．微粒下降的高度为h+，重力做正功，为WG=mg（h+），电场力向上，位移向下，电场力做负功为．故B错误．微粒落入电场中，电场力做负功，电势能逐渐增大，其增加量等于微粒克服电场力做功△EP=qU．根据能量守恒，还应等于整个过程的重力势能减小量，即△EP＝WG＝mg(h+)，故C正确；由题微粒恰能落至A，B板的正中央C点过程，由动能定理得：；若微粒从距B板高2h处自由下落，设达到A板的速度为v，则由动能定理得：，由两式联立得v=0，即恰好能达到A板．故D正确三、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.C②.m1OM+m2ON【解析】（1）为了保证碰撞前后使入射小球的速度方向不变，故必须使入射小球的质量大于被碰小球的质量；为了使两球发生正碰，两小球的半径相同（2）根据动量守恒定律求出需要验证的表达式【详解】（1）为保证两球发生对心正碰，两球的半径应相等，为防止碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，故选C；（2）小球离开轨道后做平抛运动，小球抛出点的高度相等，则它们在空中的运动时间t相等，验证碰撞中的动量守恒，需要验证：m1v1=m1v1′+m2v2，则：m1v1t=m1v1′t+m2v2t，m1x1=m1x1′+m2x2，因此需要验证：m1OP=m1OM+m2ON【点睛】本题考查利用平抛运动验证动量守恒定律；主要是运用等效思维方法，平抛时间相等，用水平位移代替初速度，这样将不便验证的方程变成容易验证12、①.3.27cm;②.;【解析】解决本题的关键掌握游标卡尺读数的方法，主尺读数加上游标尺读数，不需估读．螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读【详解】游标卡尺的主