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1、 第1页/共8页 学科网（北京）股份有限公司 大连市大连市 20232024 学年度第一学期期末考试学年度第一学期期末考试 高二物理高二物理 注意事项：注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2.答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试题用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试题卷上无
2、效。卷上无效。3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。第第卷卷 选择题（共选择题（共 46 分）分）一、选择题（本题共一、选择题（本题共 10 小题，第小题，第 17 题只有一项符合题目要求，每小题题只有一项符合题目要求，每小题 4 分。第分。第 810题有题有多项符合题目要求，每小题多项符合题目要求，每小题 6 分，全部选对的得分，全部选对的得 6 分，选对但不全的得分，选对但不全的得 3 分，有选错的得分，有选错的得 0分。共分。共 46 分。）分。）1.关于下列四幅图的说法中正确的是（）A.如图（a）所示，真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，线圈
3、中会产生大量热量，从而冶炼金属 B.如图（b）所示，回旋加速器是利用磁场控制轨道，使带电粒子“转圈圈”，利用电场进行加速的仪器 C.如图（c）所示，运输时要把毫安表的正、负接线柱用导线连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁驱动原理 D.如图（d）所示，摇动手柄使蹄形磁铁转动，则铝框会和磁铁同向转动，且和磁铁转得一样快 2.在赤道表面某位置小磁针静止时 N极指向北偏东 30，经研究是因为小磁针正下方有一条通电直导线沿南北方向放置，已知该位置地磁场的磁感应强度大小为 B（不考虑地磁偏角的影响）则该通电直导线在小磁针处产生的磁场的磁感应强度大小为（）A.3B B.2B C.33B D.12B 3
4、.某一具有速度选择器的质谱仪原理如图所示，A为粒子加速器，加速电压为1U；B为速度选择器，磁场与电场正交（磁场方向未画出），磁感应强度为1B，两板间距离为 d；C 为偏转分离器，磁感应强度为2B。现有一质量为 m、电荷量为()0q q 的粒子（不计重力），经加速后，该粒子恰能沿直线通过速度选 第2页/共8页 学科网（北京）股份有限公司 择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动，最后打到照相底片 D 上，下列说法正确的是（）A.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外 B.粒子经加速器加速后的速度大小为12qUm C.速度选择器两板间电压为11qUBdm D.粒子在2B磁场中做匀速圆周运动的半径为1221
5、mUBq 4.如图所示，实线表示在竖直平面内的电场线，电场线与水平方向成角，水平方向的匀强磁场与电场正交。有一带电液滴沿虚线AB斜向上做直线运动，AB与水平方向成角，且，下列说法中正确的是（）A 液滴一定做匀速直线运动 B.液滴一定带负电 C.电场力可能做负功 D.液滴有可能做匀变速直线运动 5.如图（a）所示直导线MN被两等长且平行的绝缘轻绳悬挂于水平轴OO上，其所在区域存在方向垂直指向OO的磁场，与OO距离相等位置的磁感应强度大小相等且不随时间变化，其截面图如图（b）所示。导线通以电流 I，静止后，悬线偏离竖直方向的夹角为。下列说法正确的是（）.第3页/共8页 学科网（北京）股份有限公司
6、A.如图（b）所示磁场区域，越靠近水平轴OO，磁场越弱 B.当导线静止在图（a）右侧位置时，导线中电流方向由 N 指向 M C.电流 I增大，静止后，导线对悬线拉力增大 D.sin与电流 I成正比 6.如图所示，在空间中存在两个相邻的有界匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小相等、方向相反，其宽度均为 L。正方形导体线框的对角线长也为L，线框在外力作用下从图示位置沿垂直于磁场方向匀速经过磁场区域，若规定逆时针方向为感应电流的正方向，则能正确反映线圈经过磁场区域过程中产生的感应电流随时间变化的图像是（）A.B.C.D.7.地磁场能抵御宇宙射线的侵入，赤道剖面外地磁场可简化为包围地球一定厚度的匀强磁场，
7、方向垂直该部面，如图所示，O为地球球心、R 为地球半径，假设地磁场只分布在半径为 R 和 2R的两边界之间的圆环区域内（边界上有磁场），磷的应强度大小均为 B，方向垂直纸面向外。宇宙射线中含有一种带电粒子，其质量为 m、电荷量为 q，忽略引力和带电粒子间的相互作用，下列说法正确的是（）的 第4页/共8页 学科网（北京）股份有限公司 A.从 A 点沿垂直地面方向射入的该种粒子，速率为qBRm的粒子可达到地面 B.从 A 点沿垂直地面方向射入的该种粒子，速率为32qBRm的粒子可达到地面 C.从 A 点沿平行地面方向射入的该种粒子，速率为33qBRm的粒子可达到地面 D.从 A 点沿平行地面方向射
8、入的该种粒子，速率为3qBRm的粒子可达到地面 8.在如图（a）所示的电路中，电阻21RRR=，圆形金属线圈半径为1r，线圈导线的电阻也为 R，电容器的电容为 C，半径为()221rrr的粒子，以初速度0v从坐标为()2,L L的 A 点沿 x 轴负方向进入匀强电场后，恰好从坐标原点 O 进入第三象限，继而经 y轴上的 P点（未画出）进入第四象限，然后又垂直于 x 轴进入第一象限，不计粒子的重力，求：（1）第一象限内匀强电场的电场强度大小 E；（2）P点坐标；（3）粒子在第四象限运动的时间 t。15.如图所示，两平行光滑长直金属导轨水平放置，间距为 L，abcd区域与cdef区域均有方向竖直向
9、上的匀强磁场，abcd区域磁场的磁感应强度大小为 2B，cdef区域磁场的磁感应强度大小为 B。初始时刻，磁场外的细金属杆 M 以初速度0v向右运动，磁场cdef区域内的细金属杆 N处于静止状态。两金属杆与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直。金属杆 M 的质量为2m、金属杆 N 的质量为 m，两金属杆在导轨间的电阻均为 R，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计，两磁场区域足够长。求：（1）M 刚进入磁场时的加速度大小；（2）从 M 刚进入磁场到两金属杆达到稳定状态的过程中 M产生的焦耳热 Q；（3）从 M 刚进入磁场到两金属杆距离最近过程中通过 M 的电荷量 q。的 第1页/共20页 学
10、科网（北京）股份有限公司 大连市大连市 20232024 学年度第一学期期末考试学年度第一学期期末考试 高二物理高二物理 注意事项：注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2.答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试题用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试题卷上无效。卷上无效。3.考
11、试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。第第卷卷 选择题（共选择题（共 46 分）分）一、选择题（本题共一、选择题（本题共 10 小题，第小题，第 17 题只有一项符合题目要求，每小题题只有一项符合题目要求，每小题 4 分。第分。第 810题有题有多项符合题目要求，每小题多项符合题目要求，每小题 6 分，全部选对的得分，全部选对的得 6 分，选对但不全的得分，选对但不全的得 3 分，有选错的得分，有选错的得 0分。共分。共 46 分。）分。）1.关于下列四幅图的说法中正确的是（）A.如图（a）所示，真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，线圈中会产生大量热量，从
12、而冶炼金属 B.如图（b）所示，回旋加速器是利用磁场控制轨道，使带电粒子“转圈圈”，利用电场进行加速的仪器 C.如图（c）所示，运输时要把毫安表的正、负接线柱用导线连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁驱动原理 D 如图（d）所示，摇动手柄使蹄形磁铁转动，则铝框会和磁铁同向转动，且和磁铁转得一样快【答案】B【解析】【详解】A如图（a）所示，真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，在铁块中会产生涡流，铁块中就会产生大量热量，从而冶炼金属，故 A 错误；B如图（b）所示，回旋加速器是利用磁场控制轨道，使带电粒子“转圈圈”，利用电场进行加速的仪器，故 B 正确；C如图（c）所示，运输时要把毫安表的
13、正、负接线柱用导线连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理，故 C错误；.第2页/共20页 学科网（北京）股份有限公司 D如图（d）所示，摇动手柄使蹄形磁铁转动，由电磁驱动原理可知，铝框会和磁铁同向转动，但比磁铁转的慢，故 D 错误。故选 B。2.在赤道表面某位置小磁针静止时 N极指向北偏东 30，经研究是因为小磁针正下方有一条通电直导线沿南北方向放置，已知该位置地磁场的磁感应强度大小为 B（不考虑地磁偏角的影响）则该通电直导线在小磁针处产生的磁场的磁感应强度大小为（）A.3B B.2B C.33B D.12B【答案】C【解析】【详解】一条通电直导线沿南北方向放置，产生的磁场沿东西方
14、向，小磁针静止时 N 极指向北偏东 30，则合磁场方向为北偏东 30，该位置地磁场的磁感应强度大小为 B，根据矢量合成可知通电直导线在小磁针处产生的磁场的磁感应强度大小为 3tan303BBB=故选 C。3.某一具有速度选择器的质谱仪原理如图所示，A为粒子加速器，加速电压为1U；B为速度选择器，磁场与电场正交（磁场方向未画出），磁感应强度为1B，两板间距离为 d；C 为偏转分离器，磁感应强度为2B。现有一质量为 m、电荷量为()0q q 的粒子（不计重力），经加速后，该粒子恰能沿直线通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动，最后打到照相底片 D 上，下列说法正确的是（）A.速度选择器中的
15、磁场方向垂直纸面向外 B.粒子经加速器加速后的速度大小为12qUm 第3页/共20页 学科网（北京）股份有限公司 C.速度选择器两板间电压为11qUBdm D.粒子在2B磁场中做匀速圆周运动的半径为1221mUBq【答案】D【解析】【详解】A由图可知电粒子进入偏转分离器时受到的洛伦兹力向右，根据左手定则可知，磁场垂直纸面向里，故 A错误；B粒子经过加速电场过程，根据动能定理可得 2112qUmv=解得粒子进入速度选择器的速度为 12qUvm=故 B 错误；C粒子速度选择器运动过程，根据受力平衡可得 21Uqq Bd=v 解得速度选择器两板间电压为 12112qUUBdvBdm=故 C 错误；D
16、粒子在分离器中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力可得 22vqvBmR=解得 12212mUmvRqBBq=故 D 正确。故选 D。4.如图所示，实线表示在竖直平面内的电场线，电场线与水平方向成角，水平方向的匀强磁场与电场正交。有一带电液滴沿虚线AB斜向上做直线运动，AB与水平方向成角，且，下列说法中正确的在 第4页/共20页 学科网（北京）股份有限公司 是（）A.液滴一定做匀速直线运动 B.液滴一定带负电 C.电场力可能做负功 D.液滴有可能做匀变速直线运动【答案】A【解析】【详解】AD带电液滴沿虚线 AB 斜向上做直线运动，可知液滴受电场力、重力和洛伦兹力三力平衡，若液滴做变速运动，则洛
17、伦兹力会发生变化，三力不再平衡，则液滴一定做匀速直线运动，不可能做匀变速直线运动，选项 A 正确，D错误；B当带电液滴带正电，且电场线方向斜向上时，带电液滴受竖直向下的重力 G、沿电场线向上的电场力F、垂直于速度方向斜向左上方的洛伦兹力 f作用，这三个力的合力可能为零，带电液滴沿虚线 AB 做匀速直线运动；如果带电液滴带负电、或电场线方向斜向下时，带电液滴所受合力不为零，不可能沿直线运动，则液滴一定带正电，故 B 错误；C由以上分析可知，带电液滴带正电，且电场线方向斜向上，此时电场力做正功，选项 C 错误。故选 A。5.如图（a）所示直导线MN被两等长且平行的绝缘轻绳悬挂于水平轴OO上，其所在
18、区域存在方向垂直指向OO的磁场，与OO距离相等位置的磁感应强度大小相等且不随时间变化，其截面图如图（b）所示。导线通以电流 I，静止后，悬线偏离竖直方向的夹角为。下列说法正确的是（）A.如图（b）所示磁场区域，越靠近水平轴OO，磁场越弱 B.当导线静止在图（a）右侧位置时，导线中电流方向由 N 指向 M C.电流 I增大，静止后，导线对悬线的拉力增大 D.sin与电流 I成正比 第5页/共20页 学科网（北京）股份有限公司【答案】D【解析】【详解】A根据磁感线疏密程度代表磁感应强度可知，越靠近水平轴OO，磁场越强，故 A 错误；B当导线静止在图（a）右侧位置时，对导线做受力分析有 可知要让安培
19、力为图示方向，则导线中电流方向应由 M指向 N，故 B错误；CD由于与 OO距离相等位置的磁感应强度大小相等且不随时间变化，有 sinBILmg=FT=mgcos 则可看出 sin与电流 I成正比，当 I增大时 增大，则 cos 减小，静止后，导线对悬线的拉力 FT减小，C错误、D正确。故选 D。6.如图所示，在空间中存在两个相邻的有界匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小相等、方向相反，其宽度均为 L。正方形导体线框的对角线长也为L，线框在外力作用下从图示位置沿垂直于磁场方向匀速经过磁场区域，若规定逆时针方向为感应电流的正方向，则能正确反映线圈经过磁场区域过程中产生的感应电流随时间变化的图像是（）
20、A.B.C.D.第6页/共20页 学科网（北京）股份有限公司【答案】A【解析】【详解】在0 2L过程中，线框右半部分进入左边磁场，有效切割长度随位移均匀增大，线圈在2L位置有效切割长度达到最大L，电动势达到最大值，则有 0EBLv=，00EIR=根据楞次定律可得电流方向为逆时针方向；在2LL过程中，线框左半部分也进入左边磁场，有效切割长度随位移均匀减小，到L位置时有效切割长度减小到零，电动势减小到零，感应电流为零，根据楞次定律可得电流方向为逆时针方向；在32LL过程中，线框右半部分进入右方磁场，左半部分在左方磁场，两部分切割磁感线的有效切割长度都在增大，当到达32L位置时，有效切割长度都达到最
21、大值L，由楞次定律知两磁场中两部分感应电流（电动势）对线圈来说方向相同，都为顺时针方向，则有 022EBLvBLvBLvE=+=，0022EEIIRR=在3 22LL过程中，有效切割长度随位移均匀减小，到2L位置时有效切割长度减小到零，电动势减小到零，感应电流为零，由楞次定律知感应电流方向为顺时针方向；在522LL过程中，线框开始离开右方磁场，有效切割长度随位移均匀增大，线圈在52L位置有效切割长度达到最大L，则有 0EBLvE=，00EEIIRR=由楞次定律知感应电流方向为逆时针方向；在5 32LL过程中，有效切割长度随位移均匀减小，到3L位置时有效切割长度减小到零，电动势减小到零，感应电流
22、为零，由楞次定律知感应电流方向为逆时针方向。故选 A。7.地磁场能抵御宇宙射线的侵入，赤道剖面外地磁场可简化为包围地球一定厚度的匀强磁场，方向垂直该部面，如图所示，O为地球球心、R 为地球半径，假设地磁场只分布在半径为 R 和 2R的两边界之间的圆环区域内（边界上有磁场），磷的应强度大小均为 B，方向垂直纸面向外。宇宙射线中含有一种带电粒子，其质量为 m、电荷量为 q，忽略引力和带电粒子间的相互作用，下列说法正确的是（）第7页/共20页 学科网（北京）股份有限公司 A.从 A 点沿垂直地面方向射入的该种粒子，速率为qBRm的粒子可达到地面 B.从 A 点沿垂直地面方向射入的该种粒子，速率为32
23、qBRm的粒子可达到地面 C.从 A 点沿平行地面方向射入的该种粒子，速率为33qBRm的粒子可达到地面 D.从 A 点沿平行地面方向射入的该种粒子，速率为3qBRm的粒子可达到地面【答案】C【解析】【详解】AB从 A点沿垂直地面方向射入的该种粒子，轨迹与地面相切时，根据几何关系可知 222(2)()rRrR+=+根据 2vqvBmr=解得到达地面最小速度 32BqRvm=故 AB错误；CD从 A 点沿平行地面方向射入的该种粒子，到达地面最小轨迹半径 112rR=对应最小速度 12qBRvm=最大轨迹半径 232rR=第8页/共20页 学科网（北京）股份有限公司 对应最大速度 232qBRvm
24、=故 C 正确 D错误。故选 C。8.在如图（a）所示的电路中，电阻21RRR=，圆形金属线圈半径为1r，线圈导线的电阻也为 R，电容器的电容为 C，半径为()221rrr的粒子，以初速度0v从坐标为()2,L L的 A 点沿 x 轴负方向进入匀强电场后，恰好从坐标原点 O 进入第三象限，继而经 y轴上的 P点（未画出）进入第四象限，然后又垂直于 x 轴的 第17页/共20页 学科网（北京）股份有限公司 进入第一象限，不计粒子的重力，求：（1）第一象限内匀强电场的电场强度大小 E；（2）P点坐标；（3）粒子在第四象限运动的时间 t。【答案】（1）202mvqL；（2）（0，02mvqB）；（3
25、）32mqB【解析】【详解】（1）如图所示，粒子在第一象限，在电场力作用下做类平抛运动，则 x 轴方向方向 02Lv t=y 轴方向竖直方向 qEma=221122qELattm=代入得 202mvEqL=（2）如图所示，当粒子从 O 点进入第三象限磁场，粒子做圆周运动，设速度为 v，则 220yvvv=+由类平抛关系式 0yqEvattvm=联立得 02vv=由几何关系知图中角等于 45，设进入第三象限粒子做圆周运动半径为 r，则 第18页/共20页 学科网（北京）股份有限公司 2vmqvBr=02mvmvrqBqB=由几何关系，P点 y轴距离为 222yPrrr=+=代入得 02ymvPq
26、B=则 P 点坐标为（0，02mvqB）（3）当粒子以02v从第三象限射出进入第四象限，并垂直从 x 轴射出，如图所示，设第四象限磁场强度为 B1，做圆周运动半径为 R，周期为 T，则 1mvRqB=根据几何关系知 2yRP=代入得 11BB2=由周期公式知 12 mTqB=则由角度关系知，运动时间为 13533602mtTqB=15.如图所示，两平行光滑长直金属导轨水平放置，间距为 L，abcd区域与cdef区域均有方向竖直向上的匀强磁场，abcd区域磁场的磁感应强度大小为 2B，cdef区域磁场的磁感应强度大小为 B。初始时刻，磁场外的细金属杆 M 以初速度0v向右运动，磁场cdef区域内
27、的细金属杆 N处于静止状态。两金属杆与导 第19页/共20页 学科网（北京）股份有限公司 轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直。金属杆 M 的质量为2m、金属杆 N 的质量为 m，两金属杆在导轨间的电阻均为 R，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计，两磁场区域足够长。求：（1）M 刚进入磁场时的加速度大小；（2）从 M 刚进入磁场到两金属杆达到稳定状态的过程中 M产生的焦耳热 Q；（3）从 M 刚进入磁场到两金属杆距离最近的过程中通过 M的电荷量 q。【答案】（1）2204B L vmR；（2）2013mv；（3）02mvBL【解析】【详解】（1）依题意，当 M 进磁场时所受的安培力为 1FBI L=012BLvIR=所以加速度大小 22024B L vFammR=（2）稳定状态时，回路感应电流零 MN2BLv tv tBL=且根据动量定理 N(0)BILtmv=M022()BILtmvv=解得 M0N01233vvvv=，从 M刚进入磁场到两金属杆达到稳定状态的过程中 M 产生的焦耳热 2220MN11111(22)22222QQmvmvmv=总 解得 为 第20页/共20页 学科网（北京）股份有限公司 2013Qmv=（3）当两金属杆距离最近时，速度相等，根据动量定理可得(0)BILtmv=022()BILtmvv=qIt=所以 02mvqBL=