2024届上海实验学校高二物理第一学期期中学业质量监测试题含解析

2024届上海实验学校高二物理第一学期期中学业质量监测试题考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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、带电粒子仅在电场力作用下，从电场中a点以初速度v0进入电场并沿虚线所示的轨迹运动到b点，如图所示，则从a到b过程中，下列说法正确的是()A．粒子带负电荷B．粒子先加速后减速C．粒子加速度一直增大D．粒子的机械能先减小后增大2、在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献，下列说法正确的是()A．法拉第最先引入“场”的概念，并最早发现了电流的磁效应现象B．库仑发现了点电荷的相互作用规律，并通过油滴实验测定了元电荷的数值C．安培在研究磁场与通电导线的相互作用方面做出了杰出的贡献，并提出分子电流假说D．奥斯特发现了磁场对运动电荷的作用规律3、如图，电流天平是一种测量磁场力的装置。两相距很近的通电平行线圈Ⅰ和Ⅱ，线圈Ⅰ固定，线圈Ⅱ置于天平托盘上。当两线圈均无电流通过时，天平示数恰好为零。下列说法正确的是（）A．若两线圈电流方向相反，则天平示数为负B．若两线圈电流方向相同，则天平示数为负C．若只有线圈Ⅰ通恒定电流，则天平示数为负D．线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力与托盘对线圈Ⅱ的作用力是一对相互作用力4、同一平面内的三个力，大小分别为4N、6N、7N，若三力同时作用于某一物体，则该物体所受三力合力的最大值和最小值分别为（）A．5N、3N B．9N、0N C．17N、0N D．17N、3N5、用跨过定滑轮的绳把湖中小船拉靠岸，如图，已知拉绳的速度v不变，则船速A．逐渐增大 B．不变 C．逐渐减小 D．先增大后减小6、带电粒子在匀强磁场中运动，由于受到阻力作用，粒子的动能逐渐减小（带电荷量不变，重力忽略不计），轨道如图中曲线abc所示.则该粒子()A．带正电，运动方向a→b→cB．带正电，运动方向c→b→aC．带负电，运动方向a→b→cD．带负电，运动方向c→b→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、自行车速度计利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率．如图甲所示，自行车前轮上安装一块磁铁，轮子每转一圈，这块磁铁就靠近传感器一次，传感器会输出一个脉冲电压．图乙为霍尔元件的工作原理图．当磁场靠近霍尔元件时，导体内定向运动的自由电荷在磁场力作用下偏转，最终使导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现电势差，即为霍尔电势差．下列说法中正确的有()A．根据单位时间内的脉冲数和自行车车轮的半径即可获知车速大小B．自行车的车速越大，霍尔电势差越高C．自行车的车速越大，霍尔电势差越低D．如果长时间不更换传感器的电源，霍尔电势差将减小8、下列关于电源电动势的说法正确的是（）A．电源是通过静电力把其它形式的能转化为电能的装置B．在电源内部正电荷从低电势处向高电势处移动C．电源电动势反映了电源内部非静电力做功的本领D．把同一电源接在不同的电路中，电源的电动势随外电阻的增大而增大9、如图所示，电源的电动势为E，内电阻为r，外电路接有定值电阻R1和滑动变阻器R，合上开关K，当滑动变阻器的滑动头P从R的最左端移到最右端的过程中A．电压表读数一定变大B．电源的效率一定增大C．R1消耗的功率一定变小D．R消耗的功率一定变小10、关于下列器材的原理和用途，叙述正确的是A．变压器可以改变交流电的电压与频率B．扼流圈对电流的变化有阻碍作用C．真空冶炼炉的工作原理是通过线圈发热使炉内金属熔化D．磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用三、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）某学生用螺旋测微器在测定某一金属丝时，测得的结果如下图所示，则该金属丝的直径d=__mm。另一位同学用标有10等分刻度的游标卡尺测某一工件的长度，的如果如下图所示，则该工件的长度L＝_________cm。12．（12分）(1)用游标为20分度的卡尺测量物体的长度如图所示，由图可知其长度为_________mm；(2)用螺旋测微器测量物体直径如图，由图可知其直径为_________mm；四、计算题：本题共2小题，共26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）如图所示，金属板M、N板竖直平行放置，中心开有小孔，板间电压为U0，E、F金属板水平平行放置，间距为d，板长为L，其右侧区域有垂直纸面向里的匀强磁场，磁场AC边界与AB竖直边界的夹角为60°，现有一质量为m、电荷量为q的正电粒子，从极板M的中央小孔s1处由静止出发，穿过小孔s2后沿EF板间中轴线进入偏转电场，从P处离开偏转电场，平行AC方向进入磁场，若P距磁场AC与AB两边界的交点A距离为a，忽略粒子重力及平行板间电场的边缘效应，试求：（1）粒子到达小孔s2时的速度v0；（2）EF两极板间电压U；（3）要使粒子进入磁场区域后能从AB边射出，磁场磁感应强度的最小值．14．（16分）如图为近代物理实验室中研究带电粒子的一种装置．带正电的粒子从容器A下方小孔S不断飘入电势差为U的加速电场．进过S正下方小孔O后，沿SO方向垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打在照相底片D上并被吸收，D与O在同一水平面上，粒子在D上的落点距O为x，已知粒子经过小孔S时的速度可视为零，不考虑粒子重力．

（1）求粒子的比荷q/m；

（2）由于粒子间存在相互作用，从O进入磁场的粒子在纸面内将发生不同程度的微小偏转．其方向与竖直方向的最大夹角为α，若假设粒子速度大小相同，求粒子在D上的落点与O的距离范围；

（3）加速电压在（U±△U）范围内的微小变化会导致进入磁场的粒子速度大小也有所不同．现从容器A中飘入的粒子电荷最相同但质量分别为m1、m2（m1＞m2），在纸面内经电场和磁场后都打在照相底片上．若要使两种离子的落点区域不重叠，则应满足什么条件？（粒子进入磁场时的速度方向与竖直方向的最大夹角仍为α）15．（12分）如图所示，图线AB是某闭合电路的路端电压随电流变化的关系图线，OM是某定值电阻R的伏安特性曲线，由图求：（1）R的阻值；（2）处于直线OM与AB交点C时电源的输出功率；（3）电源的最大输出功率。

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、D【解题分析】

A、粒子受到的电场力沿电场线并指向轨迹的凹侧方向,故粒子带正电,故A错误;

B、粒子受电场力方向沿电场线并指向轨迹的凹侧,所以先向左减速运动后向右加速运动,故B错误.

C、根据电场线的疏密知道场强先小后大,故加速度先小后大，故C错；D、从a点到b点,电场力先做负功,再做正功,所以机械能向减小后增大，故D对；故选D【题目点拨】做曲线运动的物体所受的合力大致指向轨迹凹的一向,根据此可判断出电场力的方向以及电场力的做功情况,根据电场力做功可判断出机械能的变化，粒子的加速度可通过比较合力(电场力)进行比较.2、C【解题分析】

A．法拉第最先引入“场”的概念，奥斯特最早发现了电流的磁效应现象，选项A错误。B．库仑发现了点电荷的相互作用规律，密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值，选项B错误；C．安培在研究磁场与通电导线的相互作用方面做出了杰出的贡献，并提出分子电流假说，选项C正确；D．洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用规律，选项D错误；3、B【解题分析】

AB．当天平示数为负时，说明两线圈相互吸引，两线圈电流方向相同，当天平示数为正时，说明两线圈相互排斥，两线圈电流方向相反，故A错误，B正确；C．只有线圈I通恒定电流，两线圈不会存在相互作用，天平示数为零，故C错误；D．线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力与托盘对线圈Ⅱ的作用力不是一对相互作用力，它们作用在一个物体上，故D错误。故选B。4、C【解题分析】

当三个力作用在同一直线、同方向时，三个力的合力最大，即F=4N+6N+7N=17N。当三个力作用在一个物体上，不在一条直线，并且夹角可以改变，总能使物体处于静止状态，故此时三个力的合力为零，即它们合力的最小值为0。A．5N、3N，与结论不相符，选项A错误；B．9N、0N，与结论不相符，选项B错误；C．17N、0N，与结论相符，选项C正确；D．17N、3N，与结论不相符，选项D错误；5、A【解题分析】

设某时刻船速v1，绳子方向和船速夹角为α，则所以当小船靠岸时，随α增大，船速逐渐增大，选项A正确，BCD错误。故选A。6、C【解题分析】

据题意，带电粒子沿垂直于磁场方向射入匀强磁场，粒子的能量逐渐减小，速度减小，则由公式得知，粒子的半径逐渐减小，由图看出，粒子的运动方向是从a到b再到c．在a处，粒子所受的洛伦兹力向右，由左手定则判断可知，该粒子带负电，C正确；故选C．【题目详解】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【解题分析】

A．根据单位时间内的脉冲数，可求得车轮转动周期，从而求得车轮的角速度，最后由线速度公式，结合车轮半径，即可求解车轮的速度大小。故A正确。BC．根据得，UH=Bdv由电流的微观定义式：I=nesvn是单位体积内的电子数，e是单个导电粒子所带的电量，s是导体的横截面积，v是导电粒子运动的速度。整理得：。联立解得：可知用霍尔电压UH与车速大小无关。故BC错误。D．由公式，若长时间不更换传感器的电源，那么电流I减小，则霍尔电势差将减小，故D正确；8、BC【解题分析】电源是通过内部非静电力把其它形式的能转化为电能的装置，故A错误；在电源内部，电流方向从负极指向正极，所以正电荷从低电势处向高电势处，故B正确；电动势表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小，反映了电源内部非静电力做功的本领，故C正确；把同一电源接在不同的电路中，电源的电动势不变，故D错误。所以BC正确，AD错误。9、ABC【解题分析】

A．滑动变阻器的滑动头P从R的最左端移到最右端的过程中，滑动变阻器接入电路的阻值变大，电阻R1阻值不变，所以外电路总电阻变大，干路电流减小，电源内阻分压减小，路端电压增大，故A正确。B．由A分析可知滑动变阻器移动过程中，总电阻变大，根据纯电阻电路效率公式：得：可知电源效率增大，B正确.C．因总电阻增大，干路电流减小，故由：可知电阻R1消耗的电功率减小，故C正确。D．将定值电阻R1与电源看作一个整体，作为等效电源，当外电阻R的阻值与等效电源内电阻相等时，等效电源的输出功率最大。由题并不能判断出滑动变阻器R与等效电源内电阻阻值的大小关系，所以无法判断R消耗功率的变化大小，故D错误。10、BD【解题分析】

A．变压器能改变交流电压，但是不能改变交流电的频率，选项A错误；B．扼流圈对电流的变化有阻碍作用，选项B正确；C．真空冶炼炉的工作原理是炉中金属产生涡流使炉内金属熔化，选项C错误；D．磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框中可以产生感应电流能起电磁阻尼的作用，选项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、3.4062.13【解题分析】螺旋测微器的固定刻度示数是3mm，可动刻度示数是40.6×0.01mm=0.406mm，螺旋测微器的示数是3mm+0.406mm=3.406mm；游标卡尺主尺示数是2.1cm，游标尺示数是3×0.1mm=0.3mm=0.03cm，则游标卡尺的示数是2.1cm+0.03cm=2.13cm。12、49.101.772【解题分析】

(1)20分度的游标卡尺，精确度是0.05mm，游标卡尺的主尺读数为49mm，游标尺上第2个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为2×0.05mm=0.10mm，所以最终读数为：49mm+0.10mm=49.10mm.(2)螺旋测微器的固定刻度为1.5mm，可动刻度为27.2×0.01mm=0.272mm，所以最终读数为1.5mm+0.272mm=1.772mm(1.771~1.775).四、计算题：本题共2小题，共26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)(2)(3)【解题分析】试题分析：带电粒子经过加速场后，可求其速度v0，在偏转电场中由分运动的规律，可求两极板间电压U，在磁场中作出粒子的轨迹图，由几何关系，可确定粒子圆周运动的半径，结合磁场中运动的规律可求磁场磁感应强度的最小值．（1）粒子加速电场中粒子到达小孔s2时的速度（2）如图所示粒子离开偏转电场时，速度偏转角，竖直方向速度在偏转电场中，由于EF两极板间电压（3）如图所示要使得从AB边射出，R越大，B越小，R最大的临界条件就是圆周与AC边相切，由几何关系得粒子进入磁场时速度在磁场中，所加磁场的磁感应强度最小值为14、（1）（2）最大值最小值（3）【解题分析】

（1）沿SO方向垂直进入磁场的粒子，最后打在照相底片D的粒子；

粒子经过加速电场：qU=mv2

洛伦兹力提供向心力：qvB=m

落点到O的距离等于圆运动直径：x=2R

所以粒子的比荷为：

（2）粒子在磁场中圆运动半径由图象可知：粒子左偏θ角（轨迹圆心为O1）或右偏θ角（轨迹圆心为O2）