河北省承德市雙灤區(qū)實(shí)驗(yàn)中學(xué)2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期期中考試物理試題

承德市雙灤區(qū)實(shí)驗(yàn)中學(xué)高二物理期中考試試題(時(shí)間：75分鐘滿分：100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的)1.下列有關(guān)洛倫茲力和安培力的描述，正確的是()A.通電直導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中一定受到安培力的作用B.安培力是大量運(yùn)動(dòng)電荷所受洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)C.帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，受到的洛倫茲力做正功D.通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的安培力方向與磁場(chǎng)方向平行2.在下列四幅圖中，能正確標(biāo)明通電直導(dǎo)線所受安培力F方向的是()A. B. C. D.3.質(zhì)量為m的物體上，如圖所示，由于地面對(duì)物體的摩擦力較大，物體沒有被拉動(dòng)，則經(jīng)時(shí)間t，下列說法正確的是（）A．拉力F對(duì)物體的沖量大小為FtcosθB．摩擦力對(duì)物體的沖量大小是FtC．地面對(duì)物體的支持的沖量大小為零D．合力對(duì)物體的沖量大小為零4.關(guān)于下列四幅圖的說法正確的是()A.圖甲是速度選擇器示意圖，由圖可以判斷出帶電粒子的電性，不計(jì)重力的粒子能夠沿直線勻速通過速度選擇器的條件是v＝B.圖乙是磁流體發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖，由圖可以判斷出A極板是發(fā)電機(jī)的正極C.圖丙是質(zhì)譜儀結(jié)構(gòu)示意圖，打在底片上的位置越靠近狹縫S3說明粒子的比荷越大D.圖丁是回旋加速器示意圖，要使粒子飛出加速器時(shí)的動(dòng)能增大，可僅增加電壓U5．一質(zhì)量為2kg的物塊在合外力F的作用下從靜止開始沿直線運(yùn)動(dòng)。F隨時(shí)間t變化的圖線如圖所示，則（）A．t=1s時(shí)物塊的速率為2m/sB．t=2s時(shí)物塊的動(dòng)量大小為4kg·m/sC．t=3s時(shí)物塊的動(dòng)量大小為5kg·m/sD．t=4s時(shí)物塊的速度為零6.如圖所示，圓形區(qū)域的圓心為，區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，為圓的直徑，從圓上的點(diǎn)沿方向，以相同的速度先后射入甲、乙更多免費(fèi)優(yōu)質(zhì)滋元可家威杏MXSJ663兩個(gè)粒子，甲粒子從點(diǎn)離開磁場(chǎng)，乙粒子從點(diǎn)離開磁場(chǎng)。已知，不計(jì)粒子受到的重力，下列說法正確的是（）A．乙粒子帶正電荷，甲粒子帶負(fù)電荷B．乙粒子與甲粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比為C．乙粒子與甲粒子的比荷之比為D．乙粒子與甲粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為7.如圖所示，邊長為的的正方形區(qū)域中存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。一帶電粒子從邊的中點(diǎn)點(diǎn)以一定速度垂直于邊射入磁場(chǎng)，僅在洛倫茲力的作用下，正好從邊中點(diǎn)點(diǎn)射出磁場(chǎng)。忽略粒子受到的重力，下列說法中正確的是（

）A．該粒子帶負(fù)電B．洛倫茲力對(duì)粒子做正功C．粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)軌跡圓的圓心一定在a點(diǎn)D．如果僅使該粒子射入磁場(chǎng)的速度增大，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑將變小二、多項(xiàng)選擇題(本題共3小題，每小題6分，共18分。每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分)11.(多選)質(zhì)量和電荷量都相等的帶電粒子M和N，以不同的速率經(jīng)小孔S垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，運(yùn)行的半圓軌跡如圖中虛線所示，不計(jì)重力，下列表述正確的是()A.M帶負(fù)電，N帶正電 B.M的速率大于N的速率C.洛倫茲力對(duì)M、N做正功 D.M的運(yùn)行時(shí)間大于N的運(yùn)行時(shí)間12.(多選)如圖所示，帶電小球在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中沿光滑絕緣的圓弧形軌道的內(nèi)側(cè)來回往復(fù)運(yùn)動(dòng)，它每次通過最低點(diǎn)時(shí)()A.速度大小一定相同 B.加速度一定相同C.所受洛倫茲力一定相同 D.軌道給它的彈力一定相同13.(多選)如圖所示，長為L、質(zhì)量為m的均勻直導(dǎo)體棒，兩端用等長的絕緣細(xì)繩懸掛在天花板上，垂直紙面放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。當(dāng)棒中通以如圖方向的電流時(shí)，平衡后懸線與豎直方向的夾角為θ，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向可能是()A.B＝，方向平行紙面水平向左 B.B＝，方向沿細(xì)繩向下C.B＝，方向垂直紙面向里 D.B＝，方向豎直向下三、實(shí)驗(yàn)題(本題共2小題，共14分)11.某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)器材探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象．他連接好電路并檢查無誤后，他進(jìn)行了下列操：（1）閉合電鍵的瞬間，觀察到電流表G指針（填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”）。（2）閉合電鍵一段時(shí)間后，觀察到電流表G指針（填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”）。（3）若閉合電鍵的瞬間，觀察到電流表的指針左偏，電鍵閉合后，他將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P快速向接線柱C移動(dòng)，電流計(jì)指針將（填“左偏”、“右偏”或“不偏”）。12.某同學(xué)用如圖所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。先讓a球從斜槽軌道上某固定點(diǎn)由靜止開始滾下，在水平地面上的記錄紙上留下壓痕，重復(fù)10次；再把同樣大小的b球放在斜槽軌道末端水平段的最右端附近，使其靜止，讓a球仍從原固定點(diǎn)由靜止開始滾下，和b球相碰后兩球分別落在記錄紙的不同位置處，重復(fù)10次。（1）本實(shí)驗(yàn)必須測(cè)量的物理量有A．斜槽軌道末端到水平地面的高度B．小球a、b的質(zhì)量、C．小球a、b在離開斜槽軌道末端后平拋飛行的時(shí)間D．記錄紙上O點(diǎn)到A、B、C各點(diǎn)的距離、、E．a(chǎn)球的固定釋放點(diǎn)到斜槽軌道末端水平部分間的高度差h（2）小球a、b的質(zhì)量應(yīng)該滿足關(guān)系（選填、或）（3）放上被碰小球后兩小球下落時(shí)間（選填“相等”或“不相等”）（4）實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律成立的表達(dá)式是，（用以上的符號(hào)表示各物理）四、計(jì)算題(本題共3小題，共38分。要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)13.如圖所示，有一質(zhì)量為m的小球，以速度v0滑上靜置于光滑水平面上的光滑圓弧軌道。已知圓弧軌道的質(zhì)量為2m，小球在上升過程中始終未能沖出圓弧，重力加速度為g，求：(1)小球在圓弧軌道上能上升的最大高度(用v0、g表示)；(2)小球離開圓弧軌道時(shí)的速度大小。14.如圖所示，寬為L的光滑導(dǎo)軌與水平面成θ角，質(zhì)量為m、長為L的金屬桿ab水平放置在導(dǎo)軌上?？臻g存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)，當(dāng)回路總電流為I1時(shí)，金屬桿恰好能靜止。求：(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B至少為多大？(2)若保持B的大小不變而將B的方向改為豎直向上，應(yīng)把回路總電流I2調(diào)到多大才能使金屬桿保持靜止？15.如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系xOy中，第一象限存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，第四象限存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子從y軸正半軸上的M點(diǎn)以速度v0垂直于y軸射入電場(chǎng)，經(jīng)x軸上的N點(diǎn)射入磁場(chǎng)，最后從y軸負(fù)半軸上的P點(diǎn)垂直于y軸射出磁場(chǎng)，已知OM＝L，ON＝L，不計(jì)粒子重力，求：(1)電場(chǎng)強(qiáng)度大小E；(2)帶電粒子從N點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小和方向；(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B。1.【答案】B【解析】當(dāng)電流方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，通電直導(dǎo)線不受安培力，故A錯(cuò)誤；導(dǎo)線中定向移動(dòng)的電荷受到的洛倫茲力在宏觀上表現(xiàn)為導(dǎo)線受到的安培力，所以說安培力是大量運(yùn)動(dòng)電荷所受洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，B正確；洛倫茲力的方向與電荷運(yùn)動(dòng)方向始終垂直，因此洛倫茲力對(duì)電荷不做功，C錯(cuò)誤；通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的安培力方向與磁場(chǎng)方向垂直，D錯(cuò)誤。2.【答案】B【解析】由左手定則可知，A圖中的安培力方向豎直向下，故A錯(cuò)誤；B圖中的安培力方向豎直向下，故B正確；C圖中的安培力方向豎直向下，故C錯(cuò)誤；D圖中的安培力方向垂直紙面向外，故D錯(cuò)誤。3．D【詳解】A．拉力F對(duì)物體的沖量大小為Ft，故A錯(cuò)誤；B．物體沒有被拉動(dòng)，可得摩擦力大小為故摩擦力對(duì)物體的沖量大小是，故B錯(cuò)誤；C．地面對(duì)物體的支持大小為，故地面對(duì)物體的支持的沖量大小為，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)動(dòng)量定理可知合力對(duì)物體的沖量大小為零，故D正確。故選D。4.【答案】C【解析】圖甲是速度選擇器示意圖，由圖無法判斷出帶電粒子的電性，不計(jì)重力的粒子能夠沿直線勻速通過速度選擇器的條件是v＝，故A錯(cuò)誤；圖乙是磁流體發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖，由左手定則知正離子向下偏轉(zhuǎn)，所以下極板帶正電，A板是電源的負(fù)極，B板是電源的正極，故B錯(cuò)誤；圖丙是質(zhì)譜儀結(jié)構(gòu)示意圖，粒子經(jīng)過速度選擇器后的速度一定，根據(jù)洛倫茲力提供向心力可得qvB＝m，解得＝，則可知r越小，比荷越大，即打在底片上的位置越靠近狹縫S3說明粒子的比荷越大，故C正確；圖丁是回旋加速器示意圖，根據(jù)公式qvB＝m，解得v＝，故最大動(dòng)能Ekm＝mv2＝，可知Ekm與加速電壓無關(guān)，故D錯(cuò)誤。5．B【詳解】A．由動(dòng)量定理有解得時(shí)物塊的速率為故A錯(cuò)誤；B．圖線與時(shí)間軸所圍面積表示沖量，根據(jù)動(dòng)量定理可知，時(shí)物塊的動(dòng)量大小為故B正確；C．根據(jù)動(dòng)量定理可知，時(shí)物塊的動(dòng)量大小為故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)動(dòng)量定理可知，時(shí)物塊的動(dòng)量大小為則時(shí)物塊的速度為故D錯(cuò)誤。故選B。6．C【詳解】A．由粒子偏轉(zhuǎn)方向，根據(jù)左手定則可知，乙粒子帶負(fù)電荷，甲粒子帶正電荷，故A錯(cuò)誤；B．由題意可知，粒子的軌跡如圖所示，設(shè)圓形磁場(chǎng)的半徑為R，由幾何關(guān)系可知甲的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑為

乙的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑為則乙粒子與甲粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比為故B錯(cuò)誤；C．由洛倫茲力提供向心力，可得可得乙粒子與甲粒子的比荷之比為故C正確；D．粒子的運(yùn)動(dòng)周期為可得乙粒子與甲粒子的周期比為粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為其中為速度的偏轉(zhuǎn)角，則乙粒子與甲粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為故D錯(cuò)誤。故選C。7．C【詳解】A．粒子正好從邊中點(diǎn)點(diǎn)射出磁場(chǎng),可知在M點(diǎn)受到的洛倫茲力方向向上，根據(jù)左手定則可知粒子帶正電，故A錯(cuò)誤；B．洛倫茲力方向始終與速度方向垂直，可知洛倫茲力對(duì)粒子不做功，故B錯(cuò)誤；C．粒子正好從邊中點(diǎn)點(diǎn)射出磁場(chǎng)，MN的垂直平分線與ad交于a點(diǎn)，由幾何知識(shí)可知粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)軌跡圓的圓心一定在a點(diǎn)，故C正確；D．根據(jù)可知如果僅使該粒子射入磁場(chǎng)的速度增大，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑將變大，故D錯(cuò)誤。故選C。8.【答案】AB【解析】根據(jù)左手定則可知N帶正電，M帶負(fù)電，A正確；因?yàn)閞＝，而M的軌跡半徑大于N的軌跡半徑，所以M的速率大于N的速率，B正確；洛倫茲力不做功，C錯(cuò)誤；M和N的運(yùn)行時(shí)間都為t＝，D錯(cuò)誤。9.【答案】AB【解析】在整個(gè)運(yùn)動(dòng)的過程中，洛倫茲力不做功，只有重力做功，所以向左或向右通過最低點(diǎn)時(shí)重力做功相同，速度大小相同，故A正確；根據(jù)合力提供向心力有F合＝ma＝m，則加速度相同，故B正確；根據(jù)左手定則可知洛倫茲力的大小相等，方向不同，故C錯(cuò)誤；向右、向左通過最低點(diǎn)時(shí)，洛倫茲力大小相等，方向相反，根據(jù)合力提供向心力可知洛倫茲力向上時(shí)有FN＋F洛－mg＝F合，當(dāng)洛倫茲力向下時(shí)FN′－F洛－mg＝F合，比較可知彈力不等，故D錯(cuò)誤。10.【答案】ABD【解析】根據(jù)左手定則，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向平行紙面水平向左，導(dǎo)體棒受到的安培力豎直向上，若大小等于重力，則細(xì)繩拉力為零，二力平衡，滿足mg＝BIL，可得B＝，A正確；磁感應(yīng)強(qiáng)度方向若沿細(xì)繩向下，滿足FTcosθ＋BILsinθ＝mg，F(xiàn)Tsinθ＝BILcosθ，聯(lián)立解得B＝，B正確；磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里，導(dǎo)體棒不受安培力，受重力和拉力，不可能平衡在此位置，C錯(cuò)誤；磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向下，滿足FTcosθ＝mg，F(xiàn)Tsinθ＝BIL，聯(lián)立解得B＝，D正確。11．偏轉(zhuǎn)不偏轉(zhuǎn)左偏【詳解】（1）閉合電鍵的瞬間，通過閉合回路的磁通量改變，回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，所以電流表G指針偏轉(zhuǎn)；（2）閉合電鍵一段時(shí)間后，通過閉合回路的磁通量沒有發(fā)生變化，回路中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，電流表G指針不偏轉(zhuǎn)；（3）若閉合電鍵的瞬間，通過閉合回路的磁通量變大，此時(shí)電流表的指針左偏，電鍵閉合后，在滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P快速向接線柱C移動(dòng)過程中，變阻器的阻值變小，電流變大，穿過線圈的磁通量變大，電流表的指針左偏；12．BD相等【詳解】（1）實(shí)驗(yàn)中斜槽軌道末端到水平地面的高度不變，a球的固定釋放點(diǎn)到斜槽軌道末端水平部分間的高度差h不變，小球離開軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，小球在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t相等，如果碰撞過程動(dòng)量守恒，規(guī)定向右為正方向，則有兩邊同時(shí)乘以時(shí)間t得則因此實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量兩球的質(zhì)量，兩球做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移，故ACE錯(cuò)誤，BD正確。故選BD。（2）為防止入射球a與被碰球b碰后反彈，則要求入射球a的質(zhì)量要大于被碰球b的質(zhì)量，即（3）碰撞后兩小球做平拋運(yùn)動(dòng)，高度相同，所以運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等。（4）由（1）可知實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律成立的表達(dá)式是13.答案(1)eq\f(veq\o\al(2,0),3g)(2)eq\f(v0,3)解析(1)小球在圓弧軌道上上升到最高時(shí)兩物體速度相同，系統(tǒng)在水平方向上動(dòng)量守恒，規(guī)定v0的方向?yàn)檎较?，有mv0＝3mv得v＝eq\f(v0,3)根