广东省揭阳普宁市2023年高二物理第一学期期末检测试题含解析.doc

广东省揭阳普宁市2023年高二物理第一学期期末检测试题
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，MN是匀强磁场中的一块薄金属板，带电粒子（不计重力）在匀强磁场中运动并穿过金属板，曲线表示其运动轨迹，由图知：

A.粒子带正电
B.粒子运动方向是abcde
C.粒子运动方向是edcba
D.粒子在上半周所用时间比下半周所用时间短
2、回旋加速器的广泛应用有力推动了现代科学技术的发展。其工作原理图如图所示，置于真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过狭缝的时间可忽略不计，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，A处粒子源产生的粒子，质量为m，电荷量为+q，在加速器中被加速.设粒子初速度为零，高频交流电压为U，加速过程中不考虑重力作用和相对论效应。则（ ）

A.增大加速电压U，粒子获得的最大动能增加
B.增大加速电压U，粒子达到最大动能所用时间将减少
C.增大磁感应强度B，要使该粒子仍能正常加速，必须增大交流电的周期
D.增大磁感应强度B，并使粒子能正常加速，粒子获得的最大动能不变
3、如图所示，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，二者平滑连接右端接一个阻值为R的定值电阻平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场质量为m、电阻也为R的金属棒从高度为h处静止释放，到达磁场右边界处恰好停止已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为，金属棒与导轨间接触良好则金属棒穿过磁场区域的过程中（　　）

A.流过金属棒的最大电流为
B.通过金属棒的电荷量小于
C.克服安培力所做的功为mgh
D.金属棒产生的焦耳热为
4、如图所示，电阻R=20Ω，电动机的内电阻r=5Ω，电路两端的电压U保持不变．开关断开时，电流表的示数为I1，电路消耗的总功率为P1；开关闭合后，电动机正常工作，电流表的示数为I2，电路消耗的总功率为P2．则

A.I2<5I1 B.I2=5I1
C.P2>5P1 D.P2=5P1
5、在如图所示的图像中，直线为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线为某一电阻R的伏安特性曲线。用该电源与电阻R组成闭合电路。由图像判断错误的是（　　）

A.电源的电动势为3 V，内阻为0.5Ω
B.电阻R的阻值为1Ω
C.电源的效率为80%
D.电源的输出功率为4 W
6、长为L的均匀金属丝总电阻为R，弯成如图所示的圆形闭合导线环，A、B、C、D四点将圆环等分。将A、C两点接入电压恒为U的电源上时，圆环消耗的功率为P。若将A、B两点接入同样的电源上时，圆环消耗的功率为

A. B.
C. D.2P
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、如图是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场，磁感应强度为B，电场强度为粒子沿直线穿过速度选择器后通过平板S上的狭缝P，之后到达记录粒子位置的胶片板S下方有磁感应强度为的匀强磁场下列说法正确的是

A.粒子在速度选择器中一定做匀速运动
B.速度选择器中磁场方向垂直纸面向里
C.能通过狭缝P带电粒子的速率等于
D.比荷越大的粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P
8、无限长通电直导线在周围某一点产生的磁场的磁感应强度B的大小与电流成正比，与导线到这一点的距离成反比，即 (式中k为常数)．如图所示，两根相距L的无限长直导线分别通有电流I和3I．在两根导线的连线上有a、b两点，a点为两根直导线连线的中点，b点距电流为I的导线的距离为L．下列说法正确的是(　　)

A.a点和b点的磁感应强度方向相反
B.a点和b点的磁感应强度方向相同
C.a点和b点的磁感应强度大小比为8∶1
D.a点和b点的磁感应强度大小比为16∶1
9、如图空间存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，一带电液滴从静止开始自a沿曲线acb运动到b点时，速度为零，c是轨迹的最低点，以下说法中正确的是( )

A.液滴带负电
B.滴在c点动能最大
C.若液滴所受空气阻力不计，则机械能守恒
D.液滴在c点机械能最大
10、如图所示，用电池对电容器充电，电路a、b之间接有一灵敏电流表，两极板之间有一个电荷q处于静止状态。现将两极板的间距变大，则

A.电荷将向上加速运动
B电荷将向下加速运动
C.电流表中将有从a到b电流
D.电流表中将有从b到a的电流
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）如图所示是三个成功的演示实验，回答下列问题。

(1)在实验中，电流表指针偏转的原因是___________。
(2)第一个成功实验(如图a)中，将条形磁铁从同一高度插入到线圈中同一位置，快速插入和缓慢插入有什么量是相同的？__________，什么量是不同的？__________。
(3)从三个成功的演示实验可归纳出的结论是：___________________________。
12．（12分）如图（1）所示是某兴趣小组设计的一个测量电流表内阻和一个电池组的电动势及内电阻的实验电路，他们的实验步骤如下：
①断开单刀双掷开关S2，闭合开关S1，调节滑动变阻器R0的滑动端，使电流表A满偏；
②保持R0的滑动端不动，将单刀双掷开关S2接M，调节电阻箱R的值，使电流表A半偏，读出电阻箱R的值为a；
③断开开关S1，将单刀双掷开关S2接N，不断改变和记录电阻箱的值以及分别与R相对应的电流表的值I；和对应的；
④分别以R和为横坐标和纵坐标建立平面直角坐标系，利用记录的R和对应的进行描点画线，得到如图（2）所示的坐标图象；
⑤通过测量得知该图线在纵轴上的截距为b、斜率为k。
根据以上实验操作，回答以下问题：
（1）在进行实验步骤①之前，应先将滑动变阻器的滑动端置于___（填“左端”、“中间”或“右端”）。
（2）被测电流表的内阻为___，测得值与电流表内阻的真实值相比较__（填“偏大”、“偏小”或“相等”）。
（3）被测电池组的电动势E=___，内电阻r=___（用实验过程中测得的物理量的字母进行表示，电流表内阻不可忽略）。

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、C
【解析】由半径的变化可知粒子运动方向；由轨迹偏转方向可知粒子的受力方向，则由左手定则可判断粒子的运动方向，由圆周对应的圆心角及周期公式可知时间关系
【详解】带电粒子（不计重力）在匀强磁场中运动并穿过金属板后粒子速率变小，根据带电粒子在磁场中运动的半径公式：r＝，粒子的半径将减小，故粒子应是由下方穿过金属板，故粒子运动方向为edcba，根据左手定则可得，粒子应带负电，故AB错误，C正确；由可知，粒子运动的周期和速度无关，而上下均为半圆，故所对的圆心角相同，故粒子的运动时间均为T/2，故D错误；故选C
【点睛】本题应注意观察图形，图形中隐含的速度关系是解决本题的关键，明确了速度关系即可由左手定则及圆的性质求解
2、B
【解析】A．当粒子达最大半径时，粒子将不能再加速；故根据

得

则最大动能

最大动能与U无关，故A错误；
B．由动能定理得

联立得

两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计，则时间为粒子在磁场中运动的时间，磁场中运动的周期，则

所以增大加速电压U，粒子达到最大动能Ek所用时间将减少，故B正确；
C．增大磁感应强度B，要使该粒子仍能正常加速，即粒子做圆周运动的周期与交流电周期相等，由公式可知，粒子做圆周运动的周期减小，故C错误；
D．增大磁感应强度B，粒子获得的最大动能

将变大，故D错误。
故选B。
3、D
【解析】A．金属棒从高度为h的光滑轨道上静止下滑，只有重力做功，由动能定理有

可得棒进入磁场的速度为

金属棒进入磁场后切割磁感线产生感应电流，受摩擦力和安培阻力而做变减速直线运动，则刚进入磁场时的速度最大，产生的感应电流最大，有

故A错误；
B．金属棒穿过磁场的过程，产生的平均电流为

电路产生的平均电动势为

而电路产生的电量为

联立可得电路产生的电量为

故B错误；
C．对金属棒穿过磁场的过程由能量守恒定律

联立可得克服安培力做功为

故C错误；
D．克服安培力做功等于让电路产生焦耳热有

电路共有金属棒和定值电阻串联，其阻值均为R，则金属棒上的热量为

故D正确。
故选D。
4、A
【解析】当电键S断开时，由欧姆定律求出电阻R的电压U；当电键S闭合后，通过R的电流仍为I1，电动机的电路是非纯电阻电路，由I2＜U/r 求出其电流的范围，即得到电流表电流的范围．由P=UI求解电路中功率范围
【详解】当电键S断开时，由欧姆定律得，P1=I1U．U=20I1；当电键S闭合后，通过R的电流仍为I1，电动机转动，电动机的电流，故电流表的电流I2＜5I1，电路消耗的电功率P=UI2＜5I1U=5P1．故A正确，BCD错误．故选A
【点睛】本题要抓住非纯电阻电路与纯电阻电路的区别，电动机正常工作时，其电路是非纯电阻电路，欧姆定律不成立，I2＜U/r 是关键不等式
5、C
【解析】A．根据闭合电路欧姆定律得：
U=E-Ir
当I=0时，U=E，由读出电源的电动势E=3V，内阻等于图线的斜率大小，则：

A正确；
B．根据图像可知电阻：

B正确；
C．电源的效率：

C错误；
D．两图线的交点表示该电源直接与电阻R相连组成闭合电路时工作状态，由图读出电压U=2V，电流I=2A，则电源的输出功率为：
P出=UI=4W
D正确。
故选C。
6、A
【解析】设金属环每一等分的电阻为R，则当A、C点接入电路中时总电阻：R1=R；当AB点接入电路中时总电阻

由功率公式P=得到：P2：P1=R1：R2=4：3，又P1=P得到P2=P
故选A。

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.在速度选择其中粒子做直速运动，受到的电场力和洛伦兹力大小相等，合力为零，故A正确；
B.粒子作直线运动，故受到洛伦兹力向左，故磁场垂直于纸面向外，故B错误；
C.根据知，

知速度大小为的粒子能通过速度选择器，故C错误；
D.根据知，
，
则越靠近狭缝P，比荷越大，则半径越小，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，故D正确；
8、BD
【解析】本题考查了磁场的叠加，根据导线周围磁场分布可知，与导线等距离地方磁感应强度大小相等，根据安培定则判断出两导线在a、b点形成磁场方向，磁感应强度B是矢量，根据矢量分解合成的平行四边形定则求解
【详解】AB、根据右手螺旋法则，导线周围磁场的磁感线，是围绕导线形成的同心圆，3I导线与I导线在a处的磁感应强度方向都向下，则合磁感应强度方向向下的；根据，3I导线在b处的磁感应强度方向向下，而I导线在b处的磁感应强度方向向上，因3I导线产生的磁场较大，则合磁感应强度方向向下，因此a点和b点的磁感应强度方向相同，故A错误，B正确；
CD、3I导线与I导线在a处磁感应强度大小Ba=+=，
而3I导线与I导线在b处的磁感应强度大小Bb=−=，
则a点和b点的磁感应强度大小之比为16:1，故C错误，D正确
故选BD.
9、ABD
【解析】带电液滴由静止开始，在电场力和重力的作用下会向下运动，在运动过程中，带电粒子会受到洛伦兹力，所以粒子会沿逆时针方向偏转，到达c点时，洛伦兹力方向向上，此时粒子具有最大速度，在之后的运动中，粒子的电势能会增加速度越来越小，到达b点时速度为零，除重力以外的力做的功等于机械能的变化量；
【详解】A、从图中可以看出，带电粒子由静止开始向下运动，说明重力和电场力的合力向下，洛伦兹力指向弧内，根据左手定则可知，液滴带负电，故A正确；
B、从a到c的过程中，重力和电场力都做正功，洛伦兹力不做功，动能增大，从c到b的过程中，重力和电场力都做负功，洛伦兹力不做功，动能减小，所以滴在c点动能最大，故B正确；
C、液滴除重力做功外，还有电场力做功，机械能不守恒，故C错误；
D、除重力以外的力做的功等于机械能的变化量，从a到c的过程中，电场力都做正功，洛伦兹力不做功，机械能增大，从c到b的过程中，电场力都做负功，洛伦兹力不做功，机械能减小，所以液滴在c点机械能最大，故D正确；
故选ABD
10、BD
【解析】AB．电容器极板间电压不变，根据匀强电场中电场强度和电势差的关系：

极板间距变大，可知电场强度减小，电荷初始时刻静止不动，受到竖直向下的重力和竖直向上的电场力平衡，电场强度减小，电荷受到的电场力变小，所以电荷将向下加速运动，A错误，B正确。
CD．根据电容的决定式：

极板间距增大，电容减小，根据电容的定义式：

极板间电压不变，电容减小，电荷量减小，电容器放电，所以电流表中有从到的电流，C错误，D正确。
故选BD。

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.穿过闭合线圈的磁通量发生变化 ②.磁通量的变化量 ③.磁通量的变化率 ④.只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生
【解析】(1)[1]当磁通量发生变化，会产生感应电流，电流表指针发生偏转
(2)[2][3]第一个成功实验（图a）中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中，快速插入和慢速插入过程中，磁通量的变化量相同，磁通量的变化率不同
(3)[4]由图示实验可知，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生
12、 ①.右端 ②.a ③.偏小 ④. ⑤.
【解析】（1）［1］在进行实验步骤①之前，应先将滑动变阻器R0的滑动端置于电阻最大的位置，即置于最右端的位置。
（2）［2半偏法测电阻的基本思路是可以认为回路中总电流不变，则在保持R0的滑动端不动，将单刀双掷开关S2接M，调节电阻箱R的值，使电流表A半偏，此时可以认为被测电流表的内阻与电阻箱R的值相等，即为a。
［3］将单刀双掷开关S2接M后，回路中总电阻有所减小，致使总电流有所增大，即通过电阻箱的电流略大于回路中总电流的一半，根据并联分流原理，）被测电流表的内阻略大于电阻箱的电阻，即测得值与电流表内阻的真实值相比较偏小。
（3）［4］［5］根据闭合电路欧姆定律，有

可得

则，，被测电池组的电动势

电池组的内电阻

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、（1）2T；（2）1.5m/s2，方向沿斜面向上
【解析】（1）当R0=1Ω时，根据闭合电路的欧姆定律求解电流强度，由平衡条件求解磁感应强度；
（2）若保持B的大小不变而将方向改为垂直于斜面向上，此时安培力的方向沿斜面向上，根据牛顿第二定律求解加速度大小
【详解】（1）当R0＝1Ω时，根据闭合电路的欧姆定律可得
根据左手定则可知安培力方向水平向右；
由平衡条件有：BILcosθ＝mgsinθ
解得B＝2T；
（2）若保持B的大小不变而将方向改为垂直于斜面向上，此时安培力的方向沿斜面向上，大小不变；
根据牛顿第二定律可得：BIL﹣mgsinθ＝ma
解得：a＝1.5m/s2，方向沿斜面向上
【点睛】本题主要是考查安培力作用下的导体棒的平衡问题，解答此类问题要明确导体棒的受力情况，结合平衡条件列方程解答
14、 (1) (2)3N
【解析】(1)设小球在C点的速度大小是vC，则对于小球由A→C的过程中，由动能定理得：

解得：

(2)小球在C点时受力分析如图

由牛顿第二定律得：

解得：

由牛顿第三定律可知，小球对轨道压力：
NC′=NC=3N
15、8cm
【解析】粒子a板左端运动到P处，由动能定理得

代入有关数据，解得
，代入数据得θ=30°
粒子在磁场中做匀速圆周运动，圆心为O，半径为r，如图
由几何关系得

联立求得
代入数据解得