精品解析：广东省江门市江海区2022-2023学年高二上学期期末统考物理试题

广东省江门市江海区2022-2023学年高二上学期期末统考物理试题 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，圆心为O、半径为R的圆形区域中，有垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，带电粒子从A点沿直径AC方向以速度v射入磁场，从D点射出磁场，速度偏转角为，已知带电粒子的质量为m，电荷量为q，则下列说法正确的是（　　） A. 带电粒子带负电 B. 带电粒子做圆周运动的半径为2R C. 带电粒子在磁场中的运动时间为 D. 带电粒子在磁场中的运动时间为 【答案】D 【解析】 【详解】B．带电粒子的运动轨迹如图所示 根据几何关系可知，粒子做匀速圆周运动的半径 故B错误； A．根据左手定则可知，带电粒子带正电，故A错误； C．带电粒子在磁场中做圆周运动的周期 带电粒子在磁场中的运动的圆弧对应的圆心角为，运动时间 故C错误； D．根据几何关系可知，带电粒子在磁场中的运动时间 故D正确。 故选D。 2. 如图所示，电子枪射出的电子束进入示波管，在示波管正下方有竖直放置的通电环形导线，则示波管中的电子束将（ ） A. 向下偏转 B. 向上偏转 C. 向纸外偏转 D. 向纸里偏转 【答案】A 【解析】 【详解】由安培定则可知，示波管下方环形电流的磁场在环形电流外侧的磁感线方向垂直纸面向里，电子束由左向右运动，由左手定则可知，电子受到的洛伦兹力方向向下，则电子束向下偏转。 故选A。 3. 如图所示，A是一边长为L的正方形线框，电阻为R，今维持线框以恒定的速度沿轴运动，并穿过图中所示的两个大小相等的匀强磁场B1和B2区域．若以逆时针方向为电流的正方向，线框在图示位置的时刻作为时间的零点，则线框中的感应电流i随时间t的变化图线是（  ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】线框右边进入磁场后，在运行的位移为L的过程，感应电流的大小： 方向为逆时针； 在位移L—2L的过程中，由于两条边切割磁感线，则感应电流的大小： 方向为顺时针； 在位移2L—3L的过程中，左边切割磁感线，则感应电流的大小： 方向为逆时针。 故选C。 4. 一根长为L、横截面积为S金属棒，棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压U时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v，则金属棒材料的电阻率为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】导体中的电流为 导体的电阻为 根据欧姆定律得 解得 故选D。 5. 一车载加热器（额定电压为）发热部分的电路如图所示，a、b、c是三个接线端点，下列说法正确的是（　　） A. 若接端点a、b，则a、b间的电阻为 B. 若接端点a、c，则a、c间的电阻为 C. 若接端点a、b，则电路消耗的功率为 D. 若接端点a、c，则电路消耗的功率为 【答案】C 【解析】 【详解】A．若接端点a、b，端点a、b间的电阻为 故A错误； B．若接端点a、c，端点a、c间的电阻为 故B错误； C．若接端点a、b，电路消耗的功率为 故C正确； D．若接端点a、c，电路消耗的功率为 故D错误。 故选C。 6. 离子推进器可以为宇宙飞船提供推力，其原理简化图如图所示，近乎静止的正离子在高压电场作用下，从针状电极A向环形电极B运动，期间撞击由中性粒子组成的推进剂，使推进剂加速向后喷出，从而向前推进飞船。在此过程中，下列说法正确的是（　　） A. 中性粒子C附近电场强度比中性粒子D附近的小 B. 电极A的电势高于电极B的电势 C. 正离子与中性粒子组成的系统动量守恒，机械能也守恒 D. 同一正离子的电势能在电极A附近比在电极B附近小 【答案】B 【解析】 【详解】A．电场线越密集的地方，场强越大，则中性粒子C附近电场强度比中性粒子D附近的大，故A错误； BD．正离子在高压电场作用下，从针状电极A向环形电极B运动，则电场方向向右，沿着电场线，电势逐渐降低，则电极A的电势高于电极B的电势，根据可知，正离子在电势高的位置电势能较大，则同一正离子的电势能在电极A附近比在电极B附近大，故B正确，D错误； C．碰撞期间动量守恒，机械能减小，故C错误； 故选B。 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，在Oxy平面的第一象限内存在方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B的匀强磁场。一带电粒子从y轴上的M点射入磁场，速度方向与y轴正方向的夹角。已知，粒子电荷量为q，质量为m，重力不计。则（　　） A. 若粒子经过磁场偏转后垂直穿过x轴，则粒子带负电荷 B. 若粒子经过磁场偏转后在N点（图中未画出）垂直穿过x轴，则粒子速度大小为 C. 若粒子经过磁场偏转后在OM之间某点Nʹ穿过y轴，则粒子在磁场中的运动时间为 D. 若粒子经过磁场偏转后在OM之间某点Nʹ穿过y轴，则粒子速度大小可能为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．粒子向下偏转，根据左手定则判断可知粒子带负电，故A正确； B．粒子运动的轨迹如图 由于速度方向与y轴正方向的夹角为45°，根据几何关系可知 根据洛伦兹力提供向心力，有 解得 故B错误； C．若粒子经过磁场偏转后在OM之间某点Nʹ穿过y轴，粒子运动的轨迹如图 根据几何关系可知，粒子转过的圆心角为270°，所以粒子运动的时间为 故C正确； D．若粒子经过磁场偏转后在OM之间某点Nʹ穿过y轴，其半径最大时轨迹与x轴相切，此时粒子的速度最大，轨迹如图所示 根据几何关系有 联立可得 故D正确。 故选ACD。 8. 如图所示，电路中、均为定值电阻，R为滑动变阻器，电源的内阻不能忽略，平行板电容器C的极板水平放置，闭合开关S，带电油滴刚好悬浮在两板之间静止不动。现将滑动变阻器的触头向b端滑动，下列说法正确的是（ ） A. 定值电阻消耗的功率减小 B. 定值电阻消耗的功率减小 C. 带电油滴将向上运动 D. 通过滑动变阻器R的电流增大 【答案】AC 【解析】 【详解】将滑动变阻器的触头向b端滑动，则R阻值变大，总电阻变大，总电流减小，即定值电阻R1以及电源内阻r上的电压减小，则R1消耗的功率减小；并联支路的电压变大，即定值电阻消耗的功率变大，R2电流变大，则通过滑动变阻器R的电流减小；电容器两板间电压变大，向上的电场力变大，则油滴向上运动。 故选AC。 9. 如图，柱体A的横截面是圆心角为90°的扇形面，其弧形表面光滑，而与地面接触的下表面粗糙；在光滑竖直墙壁与柱体之间放置一质量为m的球体，系统处于平衡状态。若使柱体向左移动稍许，系统仍处于平衡状态，则（　　） A. 球对墙的压力增大 B. 柱体对球的支持力减小 C. 柱体所受的摩擦力增大 D. 柱体对地面的压力减小 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．对球体受力分析，受重力、墙壁对球体的支持力和柱体对球体的支持力。如图所示，由力的平衡条件可得 若使柱体向左移动稍许，则θ角变大，系统仍处于平衡状态，则有墙壁对球体的支持力FN1增大，由牛顿第三定律可知，球对墙的压力增大，柱体对球体的支持力FN2增大，A正确，B错误； CD．对整体受力分析，受重力，地面的支持力、墙壁的支持力和地面对其向右的摩擦力，如图所示，由平衡条件则有 若使柱体向左移动稍许，则θ角变大，系统仍处于平衡状态，则有摩擦力增大，地面对柱体的支持力不变，由牛顿第三定律可知，柱体对地面的压力不变，C正确，D错误。 故选AC。 10. 对下面教材中出现的四幅图中包含的物理知识说法正确的是（　　） A. 图甲中，两条优质话筒线外面包裹着金属外衣可以防止信号干扰，应用了静电屏蔽的原理 B. 图乙中，若D形盒半径、磁感应强度不变，则加速电压越高，质子飞出D形盒的动能越大 C. 图丙中，变压器中的铁芯用相互绝缘的薄硅钢片叠合是为了减弱涡流的热效应 D. 图丁中，动圈式扬声器的工作原理是电流的磁效应 【答案】AC 【解析】 【详解】A．图甲中，两条优质话筒线外面包裹着金属外衣可以屏蔽外部信号，防止信号干扰，应用了静电屏蔽的原理，故A正确； B．图乙中，根据得，最大动能，可知若D形盒半径、磁感应强度不变，则质子飞出D形盒的动能一定，与加速电压无关，故B错误； C．图丙中，变压器中的铁芯用相互绝缘的薄硅钢片叠合是为了减弱涡流的热效应，故C正确； D．图丁中，根据动圈式扬声器的结构图可知，线圈安放在磁铁磁极间的空隙中能够自由运动，按音频变化的电流通过线圈，线圈将受到安培力的作用而运动。由于锥形纸盆与线圈连接，随线圈振动而发声，所以动圈式扬声器的原理是磁场对电流的作用产生的，故D错误。 故选AC。 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. 小李同学设计了一个电路来准确测量一根金属丝的电阻，原理图如图甲所示。他先用万用表粗略测得金属丝电阻约为20Ω；现有下列器材可供选择： A．电源（电动势为3V，内阻约为1Ω） B．电压表（量程3V，内阻约1kΩ） C．电压表（量程15V，内阻约为5kΩ） D．电流表（量程30mA，内阻为20Ω） E．电流表（量程0.6A，内阻为5Ω） F．滑动变阻器（最大阻值为20Ω） G．滑动变阻器（最大阻值为500Ω） H．定值电阻（阻值5Ω） I．定值电阻（阻值为100Ω） J．开关一个，导线若干 （1）为了测量准确，实验时电压表应该选择___________，电流表应该选择___________，滑动变阻器应该选择___________，定值电阻应该选择___________。（均填器材前对应字母） （2）电压表读数记为U，电流表读数记为I（国际单位），若不考虑电压表内阻的影响，小李同学根据实验数据作出的U-I图像如图乙所示，计算可得图像斜率为k=105，则金属丝电阻为___________Ω（结果保留3位有效数字）。 【答案】（1） ①. B ②. D ③. F ④. H （2）210 【解析】 【小问1详解】 [1] [2] [3] [4]电源电动势为3V，则电压表选择B；根据欧姆定律可知电路最大电流为 A 则电流表选择D，但由于电流表量程较小，应进行改装，为扩大量程，定值电阻选择H； 滑动变阻器采用分压式接法，则滑动变阻器选择F。 【小问2详解】 设电流表量程扩大倍，则有 根据欧姆定律有 根据图像的斜率可知 解得 21.0 12. 小明利用铜片、锌片和橙子制作了水果电池。为了测量该电池的电动势E和内阻r，他进行了如下实验。 （1）用多用电表的“直流电压2.5V”挡粗测水果电池的电动势，如图所示，则多用电表的读数为___________V。 （2）把该水果电池接在如图电路中，其中电流表（量程为，内阻为）、电流表（量程为，内阻约为）、滑动变阻器（0~5000）、电阻箱（0~9999），现将电流表与电阻箱改装成量程为的电压表，电阻箱的阻值应调整为___________。 （3）该同学正确调整电阻箱阻值、正确连接电路和操作，采集了多组数据，并作出如图所示的图像，则水果电池的内阻为___________。（计算结果保留2位有效数字） 【答案】（1）0.95 （2）4990 （3）1.0 【解析】 【小问1详解】 用多用电表的“直流电压2.5V”挡粗测水果电池的电动势，分度值为0.05V，多用电表的读数为V。 【小问2详解】 根据 代入数据可得 【小问3详解】 根据闭合电路欧姆定律 可得 可得图像斜率 结合图像可得 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. 双聚焦分析器是一种能同时实现速度聚焦和方向聚焦的质谱仪，其原理图如图所示，加速电场的电压为，电场分析器中有指向圆心的辐射状电场，磁场分析器中有垂直纸面的匀强磁场。若质量为、电荷量为的离子（初速度为零，重力不计），经加速电场加速后，进入辐射状电场，恰好沿着半径为的圆弧轨迹通过电场区域后，垂直磁场左边界从点进入圆心为的四分之一圆形磁场区域，，之后垂直磁场下边界从点射出并进入检测器。检测器可在和之间左右移动且与磁场下边界的距离恒等于。求： （1）离子进入电场分析器时的速度大小； （2）电场分析器中离子轨迹处电场强度的大小； （3）磁场区域磁感应强度的大小； （4）若有不同的离子经过电场分析器和磁场分析器后，从磁场下边界射出，求检测器能接收到的离子中比荷的最大值。 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 在加速电场中，根据动能定理有 解得 【小问2详解】 在电场分析器中，电场力提供向心力有 解得 【小问3详解】 离子进入磁场后做匀速圆周运动，轨迹恰好为四分之一圆周，运动半径为 根据洛伦兹力提供向心力有 联立可得 【小问4详解】 从点射出的离子比荷最大，设最大比荷为，画出从点射出离子的运动轨迹如图所示 由几何关系可得， 解得 根据牛顿第二定律有， 联立可得 14. 如图，质量m=0.2kg、长度L=1.0m的水平导体棒MN，用两根劲度系数均为k=100N/m的竖直绝缘轻弹簧悬挂起来，导体棒置于水平向里的匀强磁场中．当导体棒中通以大小为I=5A的电流，并处于静止时，两弹簧恰好都恢复到原长状态．（重力加速度g取10m/s2） (1)求匀强磁场磁感应强度B的大小； (2)欲使导体棒下移1.5cm后能重新处于静止状态，应当通入什么方向、多大的电流． 【答案】（1）0.4T；（2）2.5A 【解析】 【详解】（1）弹簧都恢复到原长状态时 ILB=mg B==0.4T （2）导体棒下移1.5cm后能重新处于静止状态时， 应当通入的电流方向为从N→M 由平衡条件可得 mg + I′LB=2kx 求得 I′=2.5A 15. 如图甲所示，以O为原点，竖直向下为正方向建立x轴。在和处分别固定电量为Q的正点电荷。A、B、C为x轴上坐标分别为、、的点，AC之间沿x轴方向电势变化如图乙所示。现将一带正电小球由A点静止释放，小球向下运动。已知释放瞬间小球加速度为，g为当地重力加速度，静电力常量为k。求： （1）小球在B点的加速度大小； （2）小球的比荷； 【答案】（1）g；（2） 【解析】 【详解】（1）图象的斜率表示电场强度，可知在处电场强度为零，小球在B点，根据牛顿第二定律有 解得 （2）已知释放瞬间小球加速度为，则 小球比荷为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 广东省江门市江海区2022-2023学年高二上学期期末统考物理试题 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，圆心为O、半径为R的圆形区域中，有垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，带电粒子从A点沿直径AC方向以速度v射入磁场，从D点射出磁场，速度偏转角为，已知带电粒子的质量为m，电荷量为q，则下列说法正确的是（　　） A. 带电粒子带负电 B. 带电粒子做圆周运动的半径为2R C. 带电粒子在磁场中运动时间为 D. 带电粒子在磁场中的运动时间为 2. 如图所示，电子枪射出的电子束进入示波管，在示波管正下方有竖直放置的通电环形导线，则示波管中的电子束将（ ） A. 向下偏转 B. 向上偏转 C. 向纸外偏转 D. 向纸里偏转 3. 如图所示，A是一边长为L的正方形线框，电阻为R，今维持线框以恒定的速度沿轴运动，并穿过图中所示的两个大小相等的匀强磁场B1和B2区域．若以逆时针方向为电流的正方向，线框在图示位置的时刻作为时间的零点，则线框中的感应电流i随时间t的变化图线是（  ） A. B. C. D. 4. 一根长为L、横截面积为S的金属棒，棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压U时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v，则金属棒材料的电阻率为（　　） A. B. C. D. 5. 一车载加热器（额定电压为）发热部分电路如图所示，a、b、c是三个接线端点，下列说法正确的是（　　） A. 若接端点a、b，则a、b间的电阻为 B. 若接端点a、c，则a、c间的电阻为 C. 若接端点a、b，则电路消耗的功率为 D. 若接端点a、c，则电路消耗的功率为 6. 离子推进器可以为宇宙飞船提供推力，其原理简化图如图所示，近乎静止的正离子在高压电场作用下，从针状电极A向环形电极B运动，期间撞击由中性粒子组成的推进剂，使推进剂加速向后喷出，从而向前推进飞船。在此过程中，下列说法正确的是（　　） A. 中性粒子C附近电场强度比中性粒子D附近的小 B. 电极A的电势高于电极B的电势 C. 正离子与中性粒子组成的系统动量守恒，机械能也守恒 D. 同一正离子的电势能在电极A附近比在电极B附近小 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，在Oxy平面的第一象限内存在方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B的匀强磁场。一带电粒子从y轴上的M点射入磁场，速度方向与y轴正方向的夹角。已知，粒子电荷量为q，质量为m，重力不计。则（　　） A. 若粒子经过磁场偏转后垂直穿过x轴，则粒子带负电荷 B. 若粒子经过磁场偏转后在N点（图中未画出）垂直穿过x轴，则粒子速度大小为 C. 若粒子经过磁场偏转后在OM之间某点Nʹ穿过y轴，则粒子在磁场中的运动时间为 D. 若粒子经过磁场偏转后在OM之间某点Nʹ穿过y轴，则粒子速度大小可能为 8. 如图所示，电路中、均为定值电阻，R为滑动变阻器，电源的内阻不能忽略，平行板电容器C的极板水平放置，闭合开关S，带电油滴刚好悬浮在两板之间静止不动。现将滑动变阻器的触头向b端滑动，下列说法正确的是（ ） A. 定值电阻消耗的功率减小 B. 定值电阻消耗的功率减小 C. 带电油滴将向上运动 D. 通过滑动变阻器R的电流增大 9. 如图，柱体A的横截面是圆心角为90°的扇形面，其弧形表面光滑，而与地面接触的下表面粗糙；在光滑竖直墙壁与柱体之间放置一质量为m的球体，系统处于平衡状态。若使柱体向左移动稍许，系统仍处于平衡状态，则（　　） A. 球对墙的压力增大 B. 柱体对球的支持力减小 C. 柱体所受的摩擦力增大 D. 柱体对地面的压力减小 10. 对下面教材中出现四幅图中包含的物理知识说法正确的是（　　） A. 图甲中，两条优质话筒线外面包裹着金属外衣可以防止信号干扰，应用了静电屏蔽的原理 B. 图乙中，若D形盒半径、磁感应强度不变，则加速电压越高，质子飞出D形盒的动能越大 C. 图丙中，变压器中的铁芯用相互绝缘的薄硅钢片叠合是为了减弱涡流的热效应 D. 图丁中，动圈式扬声器的工作原理是电流的磁效应 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. 小李同学设计了一个电路来准确测量一根金属丝的电阻，原理图如图甲所示。他先用万用表粗略测得金属丝电阻约为20Ω；现有下列器材可供选择： A．电源（电动势为3V，内阻约为1Ω） B．电压表（量程3V，内阻约为1kΩ） C．电压表（量程15V，内阻约为5kΩ） D．电流表（量程30mA，内阻为20Ω） E．电流表（量程0.6A，内阻5Ω） F．滑动变阻器（最大阻值为20Ω） G．滑动变阻器（最大阻值为500Ω） H．定值电阻（阻值为5Ω） I．定值电阻（阻值为100Ω） J．开关一个，导线若干 （1）为了测量准确，实验时电压表应该选择___________，电流表应该选择___________，滑动变阻器应该选择___________，定值电阻应该选择___________。（均填器材前对应字母） （2）电压表读数记为U，电流表读数记为I（国际单位），若不考虑电压表内阻的影响，小李同学根据实验数据作出的U-I图像如图乙所示，计算可得图像斜率为k=105，则金属丝电阻为___________Ω（结果保留3位有效数字）。 12. 小明利用铜片、锌片和橙子制作了水果电池。为了测量该电池的电动势E和内阻r，他进行了如下实验。 （1）用多用电表的“直流电压2.5V”挡粗测水果电池的电动势，如图所示，则多用电表的读数为___________V。 （2）把该水果电池接在如图电路中，其中电流表（量程为，内阻为）、电流表（量程为，内阻约为）、滑动变阻器（0~5000）、电阻箱（0~9999），现将电流表与电阻箱改装成量程为的电压表，电阻箱的阻值应调整为___________。 （3）该同学正确调整电阻箱阻值、正确连接电路和操作，采集了多组数据，并作出如图所示的图像，则水果电池的内阻为___________。（计算结果保留2位有效数字） 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. 双聚焦分析器是一种能同时实现速度聚焦和方向聚焦的质谱仪，其原理图如图所示，加速电场的电压为，电场分析器中有指向圆心的辐射状电场，磁场分析器中有垂直纸面的匀强磁场。若质量为、电荷量为的离子（初速度为零，重力不计），经加速电场加速后，进入辐射状电场，恰好沿着半径为的圆弧轨迹通过电场区域后，垂直磁场左边界从点进入圆心为的四分之一圆形磁场区域，，之后垂直磁场下边界从点射出并进入检测器。检测器可在和之间左右移动且与磁场下边界的距离恒等于。求： （1）离子进入电场分析器时速度大小； （2）电场分析器中离子轨迹处电场强度的大小； （3）磁场区域磁感应强度的大小； （4）若有不同的离子经过电场分析器和磁场分析器后，从磁场下边界射出，求检测器能接收到的离子中比荷的最大值。 14. 如图，质量m=0.2kg、长度L=1.0m的水平导体棒MN，用两根劲度系数均为k=100N/m的竖直绝缘轻弹簧悬挂起来，导体棒置于水平向里的匀强磁场中．当导体棒中通以大小为I=5A的电流，并处于静止时，两弹簧恰好都恢复到原长状态．（重力加速度g取10m/s2） (1)求匀强磁场磁感应强度B的大小； (2)欲使导体棒下移1.5cm后能重新处于静止状态，应当通入什么方向、多大的电流． 15. 如图甲所示，以O为原点，竖直向下为正方向建立x轴。在和处分别固定电量为Q的正点电荷。A、B、C为x轴上坐标分别为、、的点，AC之间沿x轴方向电势变化如图乙所示。现将一带正电小球由A点静止释放，小球向下运动。已知释放瞬间小球加速度为，g为当地重力加速度，静电力常量为k。求： （1）小球在B点的加速度大小； （2）小球的比荷； 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$