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高二年级3月物理学科素养训练
本试卷满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案除等；回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在66试卷正用效
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容：人教版选择性必修第一册，选择性必修第二册第一章。
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1.下列关于磁场的说法正确的是
A.若磁场中某位置对通电导线的安培力为0，则该位置的磁感应强度一定为0
B.若运动电荷在磁场中某位置受到的洛伦兹力为0，则该位置的磁感应强度一定为0
C.运动电荷在磁场中受到的洛伦兹力可能对电荷做功
D.通电导线在磁场中受到的安培力可能对导线做功
2.如图甲所示，一匀质小球在圆弧球面上的运动可视为简谐运动。圆球面下安装了压力传感将小球从A 点由静止释放后，压力传感器的示变化如图乙所示。下列说法正确的是
A.小球运动的周期为t
B.小球运动的周期与小球的半径无关
C.1.5t 时，小球的加速度不为0
D.若将小球从较A 点更低的位置(非O点)由静止释放，则小球运动的周期会小于2t
3.坐标原点处的波源从0时刻开始振动，波源产生的简谐横波在t=5s时的完整波形如图所示，a、b分别为平衡位置在x=2π、6m处的质点。下列说法正确的是
A.横波的传播速度大小为
B.波源的起振方向沿 y轴负方向
C. t≠7s时，质点 a 的速度大于质点b的速度
D.质点a 在任意1s内均沿x轴正方向移动2m
4.如图所示，水平天花板下方通过绝缘细线吊着通电金属杆1、2，金属杆1、2中电流方向分别垂直于纸面向外、向里，电流大小相等，不计外部电路对金属杆的作用力。空间中加上竖直向上的匀强磁场，两金属杆重新静止后，两金属杆位置的关系图可能正确的是
5.如图所示，光滑水平面上方空间中有垂直面向外的匀强磁场，足够长的绝缘木板静止于水平面上，带负电物块放置于木板 0. 水平向右的恒力 F 作用在木板上使得木板和物块由静止开始运动，t时刻物块开始相对于木板滑动。物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦为，下列说法正确的是
A.0~t内物块与木板间的摩擦力逐渐增大
B.0~t内物块做加速度逐渐减小的加速直线运动
C. t时刻后物块先做加速度逐渐减小的加速直线运动，后做匀速直线运动
D. t时刻后木板先做加速度逐渐减小的加速直线运动，后做匀速直线运动
6.如图所示，扇形玻璃砖的半径为R、圆心角为90°，一束平行单色光垂直于玻璃砖的OB 边射入，圆弧 上恰好一半区域内有光线射出。已知C 点为圆弧 的中点，真空中的光速为c，不考虑光在玻璃砖内的多次反射，则
A.该单色光在玻璃砖中的折射率为
B.该单色光在玻璃砖中的传播速度为
C.在C 点发生全反射的光从OA 射出的位置到A 点的距离为
D.在C点发生全反射的光在玻璃砖中传播的时间为
7.如图所示，O点处固定有一个粒子源，粒子源能在竖直平面内沿着各个方向均匀、持续地发射电荷量为q、质量为m、速度大小恒定的带正电粒子。半圆形区域内以及水平线 MON 以下存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场。已知半圆形区域半径为R，圆心为O，从圆弧边界射出磁场的粒子在磁场中运动的时间为 P 点为粒子从边界射出磁场的最远位置，则
A.从O点以竖直向上的初速度射出的粒子会运动至P 点
B. O、P 之间的距离为
C.粒子源发射的粒子速度大小为
D.从 P点射出磁场的粒子在磁场中运动的时间为
8.速度选择器的结构如图所示，两水平金属板间存在着垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直方向的匀强电场(未画出)。带正电粒子(不计重力)以水平向右、大小为 v的速度射入金属板间后做匀速直线运动。下列说法正确的是
A.电场方向竖直向下
B.仅改变粒子的质量，粒子将在金属板间做曲线运动
C.仅改变粒子的电荷量，粒子仍将在金属板间做匀速直线运动
D.仅改变粒子射入金属板间的速度方向，粒子仍在金属板间做匀速直线运动
9.如图甲所示，半径为R、长为4R 的圆柱形真空玻璃管竖直放置，O、V点分别为玻璃管上下表面的圆心。玻璃管内存在等竖直向下的匀强磁场。比荷均为k的同种带电小球(视为点电荷)从G点沿水平面内的各个方向以相同速率开始运动，俯视图如图乙所示，小球恰好不能打到管壁上且均从O'点射出玻璃管。不计小球间的相互作用及空气阻力，重力加速度大小为g。下列说法正确的是
A.小球在玻璃管中受到的洛伦兹力逐渐增大
B.小球从O'点射出玻璃管时速度方向可能竖直向下
C.小球在玻璃管中运动的时间为
D.磁场的磁感应强度大小可能为
10.如图甲所示，y轴左侧有两块长为L、间距为 L 的带电水平金属板，轴在两平行金属板的中轴线上，金属板间的匀强电场的电场强度类大小为E。轴与竖直虚线间有交替变化的匀强磁场，磁场区域的宽度为 L.磁场的磁感应强度随时间变化的图像如图乙所示，以垂直于纸面向里的方向为正方向，B 、T均未知。带电粒子(不计重力)以沿x轴正方向、大小为v 的初速度从金属板左端中心进入金属板间，恰好能从金属板下边缘 P 点飞出并进入磁场。以粒子进入磁场为0时刻，粒子恰在T 时刻从虚线与x轴的交点M 处飞出磁场。下列说法正确的是
A.粒子的比荷为 B.粒子经过 P 点的速度大小为2v
C.B0=
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11.(7分)某实验小组用如图甲所示的实验装置来验证动量守恒定律。已调节至水平的气垫导轨上固定有光电门1、2。实验时固定有遮光条的滑块A 从光电门1的左侧向右运动，撞上处于光电门1、2之间的滑块B(左侧粘有橡皮泥)后一起向右运动。已知滑块A(含遮光条)的质量 滑块 B(含橡皮泥)的质量
r.利用应向度游标卡尺测遮光条的宽度，测量结果如图乙所示，则遮光条的宽度为 mm。
(2)某次实验时数字计时器依次记录下滑块A 通过光电门1、2时遮光条的遮光时间 对于滑块A(含遮光条)、滑块 B(含橡皮泥)构成的系统，碰撞前系统的总动量 碰撞后系统的总动量在误差允许范围内 ，说明碰撞过程中系统动量守恒。碰撞过程中系统损失的机械能 (计算结果均保留三位有效数字)
12.(8分)某同学想要测量带正电物块A 的电荷量，设计了如下方案：
(1)安装好的实验装置(此时装置未处于磁场中)如图甲所示，跨过光滑滑轮的绝缘细线将物块A 与重物B 连接在一起，绝缘木板上方的细线与木板平行。为平衡带正电物块A 在绝缘木板上受到的摩擦力，正确的操作是 。
A.悬挂重物B，反复调节木板的高度直至纸带上打出的点迹均合
B.不悬挂重物B，反复调节木板的高度直至低带上打出的点迹归句
C.不悬挂重物B，断开物块A 与纸带的连接，漏节木板的高度以确保物块A 能在木板上静止
2)正确平衡摩擦为后，测出木板与水平桌面间的夹角为θ，则物块A 与木板间的动摩擦因数为 (用给定的物理量符号表示)。
(3)在装置所在区域内加上如图乙所示的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为 开启打点计时器后，由静止释放重物B，物块A 连接的纸带上打出的点如图丙所示。已知打点计时器的打点周期为T，纸带上的 P、Q两点间的距离为x 且从 P 点到Q 点的相邻两点 间距离逐渐增大，M、N两点间的距离为x 且从 M 点到N 点的相邻两点间距离相等， 则物块A 做匀速直线运动时的速度大小为 (用给定的物理量符号表示)。
(4)测得重物B 的质量为m，当地重力加速度大小为g，结合第(2)、(3)问中所测物理量，则物块A 所带的电荷量为 (用给定的物理量符号表示
13.(10分)总长L=2m、电阻,的金属杆 abc被弯折成等长的 ab、bc段且 ab⊥bc,金属杆通过等长的软导线连接在水平天花板上，并接入如图所示的电路中，金属杆静止时 ac所在虚线]所区域内存在着方向垂直于纸面向里、磁感应强度大小B=0.5T的匀强磁场。开关S拨至1时，每根软导线对金属杆的拉力大小 已知电路中的电源电动势均为E=3V、内阻不计，定值电阻的阻值R=2Ω，取重力加速度大小 求：
(1)开关S拨至1时 ab段受到的安培力大小和方向；
(2)金属杆的质量m；
(3)开关S拨至2时每根软导线对金属杆的拉力大小F 。
14.(11分)如图所示，足够长的光滑绝缘水平地面上方存在着水平向右的匀强电场，电场强度大小E=400 N/C。质量M=0.1kg、不带电的木球(视为质点)静止于水平地面上的B点，0时刻，将质量m=0.3kg、电荷量 的金属球(视为点电荷)从木球左侧的A点由静止释放，两球的碰撞时间极短且金属球的电荷量不发生改变。已知A、B两点间的距离d=8m。
(1)求第一次碰撞前瞬间金属球的速度大小v ；
(2)若两球间的碰撞为弹性碰撞，求两球第一次碰撞后瞬间金属球的速度太小
(3)若两球碰撞后一起运动，求t=3s时金属球的速度大小v
15.(18分)如图所示，在竖直平面内建立直角坐标系xOy，竖直向上为y轴正方向，y≥0区域内有沿x轴负方向的匀强电场，x≥0区域内有垂直于坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B=0.5T。质量m=0.07 kg、电荷量q=0.05 C的带电小球(视为点电荷)从第二象限内的 P 点以沿x轴正方向的初速度被抛出，小球恰能从坐标为(0，30m)的M 点进第一象限，且沿直线运动至坐标为(40m，0)的N 点。不计空气阻力。取重力加速度大小g 求：
(1)电场强度大小E。
(2)小球从王点抛出时的速度大小v ；
3)小球在第四象限内第一次运动至最低点时的速度大小；
(4)小球第二次穿过x轴的位置到坐标原点的距离。
高二年级 3 月物理学科素养训练
参考答案
1. D【解析】若通电导线在磁场中某位置平行于磁场方向放置，磁场对通电导线的安培力一定为0，但该位置的磁感应强度不一定为0，选项A错误；若运动电荷在磁场中某位置的速度方向平行于磁场方向，电荷受到的洛伦兹力一定为0，但该位置的磁感应强度不一定为0，选项B错误；运动电荷在磁场中受到的洛伦兹力方向总是与粒子的运动方向垂直，洛伦兹力不做功，选项C错误；通电导线的位移方向与磁场对导线的安培力方向不垂直时，安培力会对导线做功，选项D正确
2. C【解析】小球每次经过A点或B点时，压力传感器示数最小，小球经过O点时，压力传感器示数最大，小球从A 点由静止释放，分析题图乙可知，小球在2t。时刻回到A 点，可知小球运动的周期为2t ，选项A错误；题图甲中小球的运动可类比于单摆运动，摆长等于圆弧球面半径与小球半径之差，选项B错误；1.5t 时，小球经过O点，小球有竖直向上的向心加速度，选项C正确；小球做简谐运动的周期与振幅无关，若将小球从较A 点更低的位置(非O点)由静止释放，小球运动的周期仍为2t ，选项D错误。
3. A【解析】由题意可知，0~5s内，波源处的振动形式传播至x=10m处，可知横波的传播速度大小 选项 A正确；任意一点的起振方向均与波源处起振方向相同，x=10m处的质点沿y轴正方向起振，可知波源的起振方向沿y轴正方向，选项B错误；质点a、b的平衡位置相隔半个波长，两质点均振动后相对于平衡位置的位移大小始终相等，两质点任意时刻的速度大小始终相等，选项C错误；质点a仅在其平衡位置附近沿y轴振动，不会的横波的传播方向移动，选项D错误。
A 【解析】对两金属杆构成的整体受力分析可知，匀强磁场对两金属杆的安培力恰好相互平衡，因此上端细线仍保持竖直，匀强磁场对金属杆2的安培力水平向右，因此连接金属杆1、2的细线偏向右下方，选项 A对应的图正确。
5. C【解析】0~t内物块与木板构成的系统受到的合力保持不变，加速度保持不变，物块的加速度与木板对物块的摩擦力成正比，可知0~t内物块与木板间的摩擦力保持不变，选项 A、B错误；t时刻后物块相对于木板滑动，物块与木板间的摩擦力为滑动摩擦力，该摩擦力与木板对物块的支持力大小成正比，物块的速度增大，受到竖直向上的洛伦兹力增大，木板对物块的支持力减小，因此木板对物块的摩擦力减小，t时刻后物块先做加速度逐渐减小的加速直线运动，当物块受到的洛伦兹力与重力大小相等时，物块做匀速直线运动，选项C正确；t时刻后木板受到的摩擦力先减小后保持为0，木板先做加速度逐渐增大的加速直线运动，后做匀加速直线运动，选项D错误。
6. B【解析】由几何关系可得，圆弧 部分无光线射出，圆弧 部分有光线射出，单色光恰好在C 点发生全反射，则有 选项 A 错误；该单色光在玻璃砖中的传播速度 选项 B正确；设在C 点发生全反射的光从OA 边射出的点为D 点，根据几何关系有 选项C 错误，在C 点发生全反射的光在玻璃砖中传播的时 选项D错误。
7. D【解析】从+点以竖直向下的初速度射出的粒子会运动至P 点，选项 A错误；由从圆弧边界射出磁场的粒子在磁场中运动的时间为 可知粒子做圆周运动的半径r=R，则有qvB 解得 选项C错误；从 P 点射出磁场的粒子距离O点最远，说明O、P点连线恰好是粒子做圆周运动的直径，O、P点之间的距离为2R，选项B错误；从P 点射出磁场的粒子在磁场中运动的时间为 选项D正确。
8. AC 【解析】带正电粒子受到的洛伦兹力方向竖直向上，电场力方向竖直向下，因此电场方向竖直向下，选项A正确；粒子在速度选择器中做匀速直线运动，则有qvB=Eq，可知贝需要确一保粒子射入金属板间的初速度大小和方向不变，粒子均在金属板间做“捷直线运动，粒子的质量或电荷量不影响粒子的运动，选项B、D错误，C正确。
9. CD 【解析】对小球分析可知，小球的起动可分解为在水平面内的匀速圆周运动和在竖直方向上的自由落体运动，小球受到的洛伦兹力大小不变，小球从O'点射出玻璃管时必然有水平项A、B错误；小球在竖直方向上有 解得 选项C正确；小球恰好不能打到管壁上，可知小球在水平面内做圆周运动的半径 小球从O'点射出玻璃管，则有 解得 由 解得 选项D正确。
10. BC 【解析】粒子在金属板间运动时有 八解得 选项A错误；粒子经过D点时平行于y轴方向的分速
度大小 合速度大小v=2v ，选项B正确；设粒子经过 P 点时的速度方向与y轴的夹角为α，则 解得α=30°，粒子经过 P 点时的速度方向垂直于 P、M两点的连线，则粒子在磁场中运动的轨迹如图所示，粒子做圆周运动的半径 又有 解得 选项C正确、D错误。
11.(1)2.5 (1分)
(2)0.102 (2分) 0.100 (2分) 0.0135(或 (2分)
【解析】(1)遮光条的宽度d=2mm+5×0.1m m=2.5mm。
(2)碰撞前系统的总动量 碰撞后系统的总动量 碰撞过程中损失的机械能
12.(1)B (2分)
(2)tanθ (2分)
(2分)
(2分)
【解析】(2)为平衡带正电物块A 在绝缘木板上受到的摩擦力，应在不悬挂重物B 的情况下，反复调节木板的高度直至纸带上打出的点迹均匀，说明此时物块A 做匀速直线运动，物块A 受到的摩擦力被平衡了，选项 B正确。
(2)设物块A 的质量为m ，它做匀速直线运动，则有 解得μ=tanθ。
(3)从M点到 N点的相邻两点间距离相等，纸带上打出M、N两点间的点时物块A 做匀速直线运动，则有
(4)对物块A 和重物B 构成的系统受力分析，有 解得
13.解：(1)通过金属杆的电流 (1分
ab段受到的安培力大小 (1分)
解得 (1分)
根据左手定则可知，ab段受到的安培力方向垂直于 ab边斜向上(写成“右上方且与竖直方向夹角为45°”也可)。(1分)
(2)开关S拨至1时 bc段受到的安培力方向垂直于 bc段斜向上，因此金属杆整体受到的安培力大小 方向竖直向上(1分)
对金属杆受力分析有 (2分)
解得 (1分)
(3)开关S拨至2时，金属杆中电流方向改变，金属杆整体受到的安培力方向竖直向下，大小仍为 F安，则有 (1分)
解得 (1分)
14.解：(1)第一次碰撞前对金属球受力分析有 Eq=ma (1分)
金属球做匀加速直线运动，有 (2分)
解得 (1分)
(2)两球间的碰撞为弹性碰撞，则有 (2分)
且 (1分)
解得 (1分)
(3)对两球构成的系统，由动量定理有 (2分)
解得v=9m/s。
13、解：(1)小球能从M点沿直线运动至N点，说明小球受到的电场力、重力、洛伦兹力的合力为0，设小球经过M点时速度大小为v，且∠OMN=α，则有
竖直方向上有 Bvqsinα= mg (2分)
水平方向上有 Bvqcosα= Eq (2分)
解得v=35 m/s,E=10.5 N/C。 (1分)
(2)小球从 P 点运动至M点,竖直方向上有 vcosα= gt (1分)
水平方向上有 (2分)
其中 (1分)
解得 (1分)
(3)小球从 N 点进入第四象限时可将速度分解为 (1分)
小球第一次在第四象限内的运动可视为沿x轴正方向、速度大小为 v 的匀速直线运动和初速度方向沿y轴负方向、大小为 vy的匀速圆周运动的合运动(1分)
小球运动至最低点时有 (1分)
解得 (1分)
(4)对小球有 (1分)
解得R=58.8m
小球从 N 点到第二次穿过x 轴所用的时间
小球水平方向上的位移大小 (1分)
小球第二次穿过x轴时有d △x+ON
解得 (1分)

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