2023届浙江省杭州市杭州市第四中学物理高二上期末学业水平测试试题含解析

2022-2023学年高二上物理期末模拟试卷注意事项考生要认真填写考场号和座位序号.试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回.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、 关于光电效应，下列说法正确的是（ ）只要光照射的时间足够长，任何金属都能发生光电效应从金属表面出来的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小截止频率越大的金属材料逸出功越大入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多2、 可视为质点的带正电小球，质量为川，如图所示，用长为匕的绝缘轻杆分别悬挂在（甲）重力场•（乙）悬点。处有正点电荷的静电场、（丙）垂直纸面向里的匀强磁场中，偏角均为当小球均能由静止开始摆动到最低点■时，下列说法正确的是A.三种情形下,达到人点时所用的时间相同B.三种情形下,达到A点■时，下列说法正确的是A.三种情形下,达到人点时所用的时间相同B.三种情形下,达到A点时绳子的拉力相同C.三种情形下,达到A点时的向心力不同D.三种情形下,达到A点时的动能不同3、如图所示.平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地.一带电油滴位于容器中的P点且恰好处于平衡状态.现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，则下列说法错误的是O

带电油滴的电势能将增大P点的电势将降低带电油滴将沿竖直方向向上运动电容器的电容减小，极板带电量减小4、下列物理虽中属于标量的是（）向心加速度C.线速度DC.线速度5、在新农村建设的街道亮化工程中，全部使用太阳能路灯，如图是某行政村使用的太阳能路灯的电池板铭牌，则电池A.0.14Q板的内阻值约为（）A.0.14Q200W太阳能器件参数开路电压43V短路电流5.85A工作电压35.3V工作电流5.67A额定功率200W工作温度O°C-85CC7.35Q6.23Q0.16Qo9①中的线圈顺时针转动如图①②所示，在匀强磁场中，有两个通电线圏处于如图所示的位置，则o9①中的线圈顺时针转动①从上往下俯视，B.从上往下俯视,①中的线圏逆时针转动CB.从上往下俯视,①中的线圏逆时针转动C.从上往下俯视,②中的线圏顺时针转动D.从上往下俯视，②中的线圏逆时针转动二、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。分.7、如图所示电路中，定值电阻&大于电源内阻，，当滑动变阻器滑动端向右滑动后，理想电流表丄、A?、A,的示数变化量的绝对值分别为AM皿、皿，理想电压羨示数变化量的绝对值为展，下列说法中正确的是。电流表A＞的示数一定变小电压表V的示数一定増大M—定大于A/2展与M比值一定小于电源内阻，8、如图所示，将平行板电容器与电池组相连，两板间的带电油滴恰好处于静止状态。若将两板缓慢地错开一些，其他条件不变，则＜ ）电容器带电荷量不变电容器带电荷量减小小油滴仍静止小油滴将向下运动9、汽车电动机启动时车灯会有瞬间变暗的现象，其电路原理图如图所示。保持&断开，闭合Si打开车灯，电流表读数为4.00A,再闭合&启动电动机，电流表读数为40.0A.巳知电源电动势为12.0V,内阻为0.05Q,电动机内经圏电阻为0.10。，电流表内阻不计，下列说法正确的是（ ）车灯的电阻R=3Q电动机启动后车灯功率约为34.0W,小于电动机启动前的功率电动机的输入功率约为366W电动机输出功率约为332W10＞如图所示，真空中M、N处分别放置两等量异种电荷，a、b、1表示电场中的3条等势线，d点和。点位于〃等势

线上，/点位于C等势銭上，#平行于"V.以下说法正确的是（）M©aM©aA.d点的电勢高于/点的电势B』点的电势与。点的电势相等若将一负试探电荷沿直线由"点移动到/点，则电场力先做正功、后做负功若将一正试探电荷沿直线由"点移动到c点，试探电荷的电势能増加三、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）某实验小组同学发现给定的电压表（。〜3V）量程偏小，因此决定改装电压表，将量程扩大为原来的两倍（1）同学们先用多用电表的欧姆档粗略测量电压表的内阻，如图甲所示.将选择开关旋至倍率“WOO”档，红、黑表笔短接调零后进行测量，红表笔应接电压表的 接线柱（选填“+”或“一”），测景结果如图乙所示，电压表的内阻为 R 甲 乙甲 乙（2）该实验小组为了能够精确测定该电压表的内阻，除待测电压表V外，实验室还提供了一些可选用的器材：电流表A】（量程200卩A）、电流表A］量程1.DmA）、电流表A』量程0.6A）、滑动变阻器R最大阻值200。）、电源E（电动势4V）.开关S.所提供的电流表中，应选用 接入电路；为了尽量减小误差，要求测量多组数据，该实验小组设计了下列两种实验电路图，你认为正确的是 （选择“丙”或“丁”）（3）若测得电压表的内阻为42000,现将其改装成0-6Vjt程的电压表，需要 （填“串联”或“并联”）阻值为 。的电阻（12分）某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材:被测干电池一节;电流表：量程0〜0.6A,内阻0.1Q;电流表：量程0—3A,内阻0.024□s电压表：量程0-3V,内阻未知；电压表：童程。〜15V,内阻未知；滑动变阻器：0〜20Q；2A；G滑动变阻器：。〜100。；1ASH.开关、导线若干在此实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差.在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻<O电流表应该选 ；电压表选择 ;滑动变阻器选择 （选填相应器材前的字母）（2） 应该选择的实验电路是下图中的 （选项“甲”或“乙”）（3） 某位同学记录的6组数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在坐标纸上,请标出余下一组数据的对应点，图中电压为 V的数据点应剔除，并画出U-I图线 序号1234—6龟压UT1.451.401.301.251.201.10电流IA0.0600.1200.2400.26003600.480一壬»9<nnnttSaBSSBR:HE^-:iiFIn:li::*達一S3澄MX*（4）根据⑶中所画图线可得出干电池的电动势度 V,一壬»9<nnnttSaBSSBR:HE^-:iiFIn:li::*達一S3澄MX*（4）根据⑶中所画图线可得出干电池的电动势度 V,内电阻r= n（5）实验中.随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数U及干电池的输出功率P都会发生变化・下图中正确反映P-U关系的 P-U关系的 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。（10分）如图所示为质谱仪的示意图，在容器A中存在若干种电荷量相同而质量不同的带电粒子，它们可从容器A下方的小孔电势差为。的加速电场，它们的初速度几乎为0,然后经过公沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片。上.若这些粒子中有两种电荷量均为g、质量分别为"和处的粒子P…-:一；P…-:一；/•/••宓-HL/不（1）分别求出两种粒子进入磁场时速度小〃的大小;（2） 求这两种粒子在磁场中运动的轨道半径之比;（3） 求两种粒子打到照相底片上的位置冋的距髙（16分）如图所示，在直角坐标系xQy的》轴右侧有磁感应强度为"、方向垂直于纸面向里的匀强磁场（范围足够大），质量为川、电荷箕为"不计粒子所受重力，不计粒子间的所有作用力）的带負电粒子以不同的速度从P点出

发，沿P0方向匀速运动进入》轴右側磁场。己知P点的坐标为(-2L,0),在)轴上的0、①两点的坐标分别为〈0,心)、(0,」).在坐标为0)处的C点固定一平行于，轴且长为?的绝缘挡板，。为挡板最高点。若某粒子能从。直接到达。处求该粒子从。到达0的时间(已知tan夸=!)若某粒子能从0直接到达原点。处，求该粒子的速度大小山若磁场由于某种原因范围突然缩小且变为矩形，且磁场左边界仍在y轴上，发现有粒子恰好能撞在挡板最高点〃处，求此时磁场的最小矩形面积S。XXXXXXXKXXxXXXXXXXXKXXxXXX（以,0）(12分)如图所示，真空中有两个静止的点电荷4和乩相距r=0.1m,此时两个点电荷间的静电斥力F=1.8x10-,2N.已知人点电荷所带电荷量为0=+2.OxlO*C,静电力常量Ar=90xl09N-m2/C2.判断B点电荷带正电还是带负电：求8点电荷所带电荷sg2o■ r二0.1m •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】A.电子在发生跃迁的时候一次只能吸收一个光子，而所谓极限频率是指处于最外层的电子发生电离所要吸

收的光子的频率，故只要入射光的频率低于金属的极限频率.无论时间多长，无论光的强度多大，都不会发生光电效应，故A错误；根据爱因斯坦光电效应方程Ekm=hv-W可知光电子的最大初动能跟入射光的频率和金属的逸出功都有关，故B错误；根据爱因斯坦光电效应方程&项-W可知hvQ=W故金属的截止频率越大，金属材料的逸出功越大，故C正确；单位时间内逸出的光电子的数目多少跟入射光的强度有关，入射光的光强一定时，频率越高，光子能量越大，则光子数越小，单位时间内逸出的光电子的数目越小，故D错误。故选C.2、 A【解析】AD.三种情况下均只有重力做功，因此由动能定理可知，它们到达最底点时的速度相同，动能相同；同理可知小球运动任意对应的时刻的速度均相同，因此达到4点的时间一定相同，选项A正确，D错误,c.根据向心力公式F=m一可知，它们在4点需要的向心力相同.选项c错误：LB.但由于乙受到库仑力，而丙受到洛伦兹力，因此三种情况下绳子上的拉力不相同；故B错误；故选A.C【解析】将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距髙，电容器两板间电压不变，根据E=U/d分析板间场强的变化，判断电场力变化，确定油滴运动情况.由U=Ed分析P点与下极板间电势差如何变化，即能分析P点电势的变化和油滴电势能的变化【详解】将平行板电容器上极板竖宜向上移动一小段距离，由于电容器两板间电压不变，根据E=U/d得知板间场强减小，油滴所受的电场力减小，则油滴将向下运动.故C错误.场强E减小，而P点与下极板间的距离不变，则由公式U=Ed分析可知，P点与下极板间电势差将减小，而P点的电势高于下极板的电势，则知P点的电势将降低.由带电油滴原来处于平衡状态可知，油滴带负电，P点的电势降低，则油滴的电势能将増加.故AB正确.根据。二席了，4兀kd可知d增大时，电容器的电容减小,根据Q=UC,由于电势差不变，电容器的电容减小，故带电量减小，故D正确；此题选择错误的选项，故选C【点睛】本题运用£=顷分析板间场强的变化，判断油滴如何运动.运用推论：正电荷在电势高处电势能大.而负电荷在电势高处电势能小，来判断电势能的变化4、 A【解析】向心加速度、线速度和磁感应强度都是既有大小又有方向的物理量，是矢量；而周期只有大小无方向，是标量；故选A.5、 B【解析】由闭合电路的欧姆定律可求得电池的内电阻【详解】根据太阳能路灯电池板铭牌可知，开路电压即为电源电动势，所以E=43V,短路电流IK85A,则内电阻E43为：/=-=—=7.350；故选B6、 D【解析】根据图①所示，由左手定则可知，线圏各边所示安培力都在线圈所在平面内，线圏不会绕00,轴转动，故A错误，B错误；根据图②所示，由左手定则可知，线圏左、右两边所受安培力分别垂直与纸面向外和向里，銭圏会绕。0,轴转动，从上往下俯视，②中的线圈逆时针转动.故C错误，D正确.故选D考点：电磁感应；左手定则【名师点睛】本题考査了判断线圈是否会绕轴转动，应用左手定则判断出线圈所受安培力方向即可正确解题二、多项选择題：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。分.7、 BCD【解析】AB.当滑动变阻器滑动端向右滑动后，变阻器接入电路的电阻増大，外电路总电阻増大，总电流减小，所以电流表A3的示数减小•根据闭合电路的欧姆定律可知，总电流厶减小，则内电压减小，则外电压即并联部分电压增大,即电压表V的示数一定增大，电流表Az的示数一定变大，A错误，B正确；C.由图可知，电压表测量的是外电路电压切根据闭合电路欧姆定律根据欧姆定律U=IiR当滑动变阻器向右滑动时，外电路。增大，设其变化量为则根据上式可得心=AU因为外电路电压变化量一样，而R>r因此有A/v>A/2C正确;D.电压表测量路端电压，根据闭合电路欧姆定律U=E■/v可知根据并联电路分流规律可得/j=/i+h因为厶减小，而厶増大，所以，一定减小，且减小量比厶的减小量大，即M一定小于AA,故D正确.故选BCD.分卷II8、BC【解析】由题中“将平行板电容器与电池组相连”可知，本题考査平行板电容器和带电粒子平衡问题，根据电容器公式可分析本题.【详解】AB、因为平行板电容器与电池组相连，所以电容器电压不变，根据公式C=-^-,C=g4.kdU若将两板缓慢地错开一些，则电容变小，因此。变小，故A错误B正确,CD.根据公式d电压不变，距髙不变，因此电场强度不变，所以小油滴所受的电场力不变.故C正确D错误.BC【解析】A.电动机未启动时车灯两端的电压为〃灯i=EJif=12.0V・4Ax0.05Q=11.8V车灯的电阻值为/?=—=—Q=2.95Q/ 4故A错误;电动机启动后，车灯两端的电压O2=E-/2F=12.0V-40Ax0.05n=10V流过车灯的电流/,r=£»J1=J2_a^3.39A乌2.95那么电动机启动后，车灯的电功率Ptr=U灯』灯=33.9W电动机未启动时车灯的电功率P/="L=47.2W故B正确；由以上可知：。灯2=10V,IW=3.39A流过电动机的电流厶i=M灯=40A・3.39A=36.61A电动机启动时车灯两端的电压灯2=10V电动机的输入功率P入=UMm=366.1W故C正确；电动机的输出功率、厶iJ、「Rn=366W・(36.61A)2x0.1H=232W故D错误；故选BC。10、 AB【解析】A.由电场线、等势面的分布可得d点电势高于/点电势，故A正确；d、c在同一等勢面上，故♦点的电势与e点的电势相等，故B正确；因负电荷所以由"到/电场力一直做负功，故C错误；将一正试探电荷沿直线由♦点移动到。点，试探电荷的电势能不变，故D错误。故选AB.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、 ①.一 ②.4000 ③厶2 ④.丙 ⑤.串联⑥.4200【解析】(1)卩］［2］红表笔内部接电源的负极，则测量时红表笔应接电压表的“一”接线柱，测量结果电压表的内阻为40x1000=4000。

(2)[3间电源电动势4V.贝I)电路中可能出现的最大电流为/=-^—A=lniA4000则电流表选择A2；为了尽量减小误差，要求测量多组数据，则正确的电路是选择丙.(3)[5][6]改装成电压表要串联分压电阻，量程扩大一倍,则电压表的内阻变为原来的2倍，即串联电阻大小为4200d.12、⑧・0・8212、⑧・0・82⑨.C①.B ②J) ③・F ④.乙 ®.®.L25V ⑦丄49【解析】(1)被测干电池一节；为了读数准确，所以选择B电流表：*80-0.64；选择的电压表量程不宜过大,【解析】否则读数不准确，所以应选D电压表：量程0-3U；选择的清动变阻器阻值应较小，这样有利于控制电表的数值变化,减小误差，故选F；(2)测量电源电动势和内阻的时候，因为电池的内阻是很小的，由于电流表的内阻已知，所以釆用乙图的接法，可以减小小内阻的测量误差，故选乙图;<3)根据所给点迹描点连线，得图如下:1.6LS1.4s£g!»?ii:ls:咨iEEEffiiEFfs一FEis一甫:2:!:1.6LS1.4s£g!»?ii:ls:咨iEEEffiiEFfs一FEis一甫:2:!:在描绘图像时，应该尽可能的让所有的点都在直线上，偏离直线较远的点可以舍去，从图像上可以看出电压为1.25V的点比较原来直线，所以应该舍去电压为1.25V的点<4)根据所画图线可得出干电池的电动势E=1.49V，内阻为图像的斜率解得r=0.82Q(5)电压表测量路端电压，其示数随滑动变阻器的阻值的増大而増大，当内阻和外电阻相等时，电压的输出功率最大,此时输出电压为电动势的一半，外电路断开时，路端电压等于电源的电动势，此时输出功率为零.故符合条件的是*C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.2 :（3）—（』2q，％U.』2qm」U）【解析】（1）带电粒子在电场中被加速，应用动能定理可以求出粒子的速度<2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律可以求出粒子的轨道半径，然后求出半径之比（3）两粒子在磁场中做圆周运动，求出其粒子轨道半径，然后求出两种粒子打到照相底片上的位置间的距离【详解】（1）经过加速电场，根据动能定理得:对nil粒子：qU=—niivi粒子进入磁场时的速