2023-2024学年福建省福州市金山中学物理高二上期末质量检测模拟试题含解析

2023-2024学年福建省福州市金山中学物理高二上期末质量检测模拟试题注意事项1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．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，直线MN上方有垂直纸面向里的匀强磁场，电子1从磁场边界上的a点垂直MN且垂直磁场方向射入磁场，经t1时间从b点离开磁场．之后电子2也由a点沿图示方向以相同速率垂直磁场方向射入磁场，经t2时间从a、b连线的中点c离开磁场，则为()A. B.2C. D.32、如图所示，矩形区域MPQN长，宽，一质量为不计重力、电荷量为q的带正电粒子从M点以初速度水平向右射出，若区域内只存在竖直向下的电场或只存在垂直纸面向外的匀强磁场，粒子均能击中Q点，则电场强度E的大小与磁感应强度B的大小的比值为A. B.C. D.3、首先采用“理想实验”研究运动与力关系的科学家是A.伽利略 B.牛顿C.开普勒 D.亚里士多德4、某带电粒子仅在电场力作用下由A点运动到B点，电场线、粒子在A点的初速度及运动轨迹如图所示，可以判定（）A.粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度B.粒子在A点的动能小于它在B点的动能C.粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能D.电场中A点的电势低于B点的电势5、边长为aN匝正方形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线且与线圈在同一平面内的对称轴匀速转动,转速为n,线圈所围面积内的磁通量Φ随时间t变化的规律如图所示,图象中为已知．则下列说法正确的是A.时刻线圈中感应电动势最大B.时刻线圈中感应电流为零C.匀强磁场的磁感应强度大小为D.线圈中瞬时感应电动势的表达式为6、如图所示，空间有一匀强磁场，一直金属棒与磁感应强度方向垂直，当它以速度v沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时，棒两端的感应电动势大小ε，将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折弯，置于磁感应强度相垂直的平面内，当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度v运动时，棒两端的感应电动势大小为，则等于（）A.1/2 B.C.1 D.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，在空间有一坐标系，直线与轴正方向的夹角为，第一象限内有两个方向都垂直纸面向外的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，直线是它们的边界，上方区域Ⅰ中磁场的磁感应强度为.一质量为、电荷量为的质子(不计重力)以速度从点沿与成角的方向垂直磁场进入区域Ⅰ，质子先后通过磁场区域Ⅰ和Ⅱ后，恰好垂直打在轴上的点(图中未画出)，则（）A.质子在区域Ⅰ中运动的时间为B.质子在区域Ⅰ中运动的时间为C.质子在区域Ⅱ中运动的时间为D.质子在区域Ⅱ中运动的时间为8、如图所示，一个质量为m、电荷量为q的带正电圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中。现使圆环以初速度水平向右运动，在以后的运动中，圆环克服摩擦力所做的功可能为（重力加速度为g）（）A.0 B.C. D.9、某同学做三种导电元件的导电性质实验，他根据所测数据，分别绘制了三种元件的I-U图象，如图所示，下列判断哪些是正确的（）A.只有乙图象是正确的B.甲、丙图象是曲线，肯定误差太大C.甲、丙为非线性元件，乙为线性元件D.甲、乙、丙三个图象都可能是正确的，并不一定有较大误差10、图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知等势面b的电势为6V．一电子经过a时的动能为10eV，从a到d过程中克服电场力所做的功为6eV．不计重力，下列说法正确的是（）A.该电子经过平面c时，其电势能为4eVB.该电子可能会到达平面fC.平面f上的电势为零D.该电子经过平面b时的动能是经过d时的2倍三、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）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，需要测量一个规格为“”的小灯泡两端的电压和通过它的电流．现有如下器材：A.直流电源（电动势，内阻不计）B.电流表（量程，内阻约为）C.电流表（量程，内阻约）D.电压表（量程，内阻约）E.电压表（量程，内阻约为）F．滑动变阻器（最大阻值，额定电流）（1）实验中，电流表应选择_________；电压表应选择____________．（填所选器材前的字母）（2）为了尽可能地减小实验误差，请根据正确选择的器材设计电路并在方框中作出电路图______（3）在正确操作的情况下，某同学根据实验所得的数据画出该小灯泡在伏安特性曲线如图所示．实验中，若把该小灯泡和一个阻值为的定值电阻串联在电动势为3、内阻为的直流电源上，则小灯泡此时的电阻为_________．（结果保留两位有效数字）12．（12分）某同学在进行扩大电流表量程的实验时，需要知道电流表的满偏电流和内阻．他设计了一个用标准电流表G1来校对待测电流表G2的满偏电流和测定G2内阻的电路，如图所示．已知G1的量程略大于G2的量程，图中R1为滑动变阻器，R2为电阻箱．该同学顺利完成了这个实验①实验过程包含以下步骤，其合理的顺序依次为____（填步骤的字母代号）；A．合上开关S2B．分别将R1和R2的阻值调至最大C．记下R2的最终读数D．反复调节R1和R2的阻值，使G1的示数仍为I1，使Ｇ２的指针偏转到满刻度的一半，此时R２的最终读数为rE．合上开关S1F．调节R1使G2的指针偏转到满刻度，此时G1的示数为I1，记下此时G1的示数②仅从实验设计原理看，用上述方法得到的G2内阻的测量值与真实值相比___（填“偏大”、“偏小”或“相等”）；③若要将G2量程扩大为I，并结合前述实验过程中测量的结果，写出须在G2上并联的分流电阻RS的表达式，RS=____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．（10分）如图所示，水平放置的两块长直平行金属板a、b相距d=0.10m，a、b间的电场强度为E=5.0×105N/C，b板下方整个空间存在着磁感应强度大小为B=6.0T、方向垂直纸面向里的匀强磁场.今有一质量为m=4.8×10-25kg、电荷量为q=1.6×10-18C的带正电的粒子(不计重力)，从贴近a板的左端以v0=1.0×106m/s的初速度水平射入匀强电场，刚好从狭缝P处穿过b板而垂直进入匀强磁场，最后粒子回到b板的Q处（图中未画出）．求P、Q之间的距离L14．（16分）ABC表示竖直放在电场强度为E=104V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，其中轨道的BC部分是半径为R的圆环，轨道的水平部分与半圆环相切．A为水平轨道上的一点，而且AB=R=0.2m，把一质量m=0.1kg，带电量为q=+C的小球，放在A点由静止释放后，求：（g=10m/s2）(1)小球到达C点的速度大小(2)小球在C点时，轨道受到的压力大小15．（12分）如图，两根间距为L＝0.5m的平行光滑金属导轨间接有电动势E＝3V、内阻r＝1Ω的电源，导轨平面与水平面间的夹角θ＝37°．金属杆ab垂直导轨放置，质量m＝0.2kg．导轨与金属杆接触良好且金属杆与导轨电阻均不计，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中．当R0＝1Ω时，金属杆ab刚好处于静止状态，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8（1）求磁感应强度B的大小；（2）若保持B的大小不变而将方向改为垂直于斜面向上，求金属杆的加速度

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【解析】考查带电粒子在匀强磁场中的运动。【详解】电子2以相同速率垂直磁场方向射入磁场，由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式可知，两电子运动半径相同，由周期公式可知，周期也相同，由几何关系可知，电子1运动的圆心角为，电子2运动的圆心角为，由时间可得：D正确。故选D。2、B【解析】在电场中做类似平抛运动过程，根据分运动公式，有水平方向，竖直方向：，只有磁场时，做匀速圆周运动，轨迹如图所示：结合几何关系，有，解得，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律，有，联立解得，故，B正确3、A【解析】A、伽利略设想了理想斜面实验,推导出力不是维持物体运动的原因,开创了理想实验的科学方法,研究了力和运动的关系.所以A选项是正确的;B、牛顿在伽利略等人研究成果的基础上,发现了三大定律和万有引力定律.故B错误;C、开普勒提出来万有引力三大定律;揭示了天体的运动，故C错误；D、亚里士多德是古希腊的哲学家、天文学家等,主要方法是思辨.故D错误;故选A4、B【解析】A．由电场线可知，B点的电场线密，所以B点的电场强度大，粒子受的电场力大，加速度也就大，故A错误；BC．粒子受到的电场力指向曲线弯曲的内侧，所以受到的电场力的方向是沿电场线向上的，所以粒子从A到B的过程中，电场力做正功，电荷的电势能减小，动能增加，所以粒子在A点的动能小于它在B点的动能，粒子在A点的电势能大于它在B点的电势能，故B正确，C错误；D．沿电场线方向电势逐渐降低，A点的电势高于B点的电势，故D错误。故选B。5、D【解析】由数学知识可知：磁通量-时间图象斜率等于磁通量的变化率，其大小决定了感应电动势的大小．当线圈的磁通量最大时，线圈经过中性面，电流方向发生改变【详解】t1时刻通过线圈的磁通量最大，而磁通量的变化率等于零，故感应电动势为零，故A错误；t2时刻磁通量为零，线圈与磁场平行，磁通量变化率最大，线圈中感应电流为最大值，故B错误；磁通量与线圈匝数无关，所以磁感应强度，故C错误；角速度为：ω=2nπ，最大感应电动势为：Em=NBSω=N××a2×2nπ=2Nπφ0n；所以线圈中瞬时感应电动势的表达式为：e=2Nπφ0ncos2πnt，故D正确；故选D【点睛】本题关键抓住感应电动势与磁通量是互余关系，即磁通量最大，感应电动势最小；而磁通量最小，感应电动势最大6、B【解析】设折弯前导体切割磁感线的长度为，折弯后，导体切割磁场的有效长度为故产生的感应电动势为所以，故ACD错误，B正确。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、BD【解析】设质子在磁场I和II中做圆周运动的轨道半径分别为r1和r2，区域II中磁感应强度为B′，由牛顿第二定律得：qvB＝m①；qvB′＝m②；粒子在两区域运动的轨迹如图所示，由带电粒子才磁场中运动的对称性和几何关系可知，质子从A点出磁场I时的速度方向与OP的夹角为30°，故质子在磁场I中轨迹的圆心角为：θ＝60°，如图所示：则△O1OA为等边三角形，有：OA＝r1③，在区域II中，质子运动圆周，O2是粒子在区域II中做圆周运动的圆心，r2＝OAsin30°④，由①②③④解得区域II中磁感应强度为：B′＝2B⑤，质子在Ⅰ区运动轨迹对应的圆心角：φ＝60°，在Ⅱ区运动轨迹对应的圆心角为：φ′＝90°，质子在Ⅰ区的运动周期：T1，运动时间t1，故A错误，B正确；质子在Ⅱ区运动的周期：T2，运动时间t2，故C错误，D正确；8、ACD【解析】由左手定则可知，圆环向右运动时受到向上的洛伦兹力；A．当qv0B=mg时，圆环不受支持力和摩擦力，摩擦力做功为零。故A正确。C．当qv0B＜mg时，圆环做减速运动到静止，只有摩擦力做功。根据动能定理得：解得故C正确。D．当qv0B＞mg时，圆环先做减速运动，当qvB=mg时，不受摩擦力，做匀速直线运动。由qvB=mg可得：匀速运动的速度：根据动能定理得：解得：故D正确。B．由以上的分析可知，克服摩擦力做的功不可能为，故B错误；故选ACD。9、CD【解析】A．三个图象都可能正确，选项A错误。B．甲、丙图象是曲线，是非线性元件，不一定是误差太大，选项B错误；CD．图乙是过原点的直线，故是线性元件的I-U图象，图甲和图丙都是曲线，故为不同的非线性元件的I-U图象。选项CD正确；故选CD。10、BCD【解析】根据只有电场力做功，动能与电势能之和不变，当电场力做负功时，动能转化为电势能，在电势为零处，电势能为零，从而即可一一求解【详解】虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等一组等势面，一电子经过a时的动能为10eV，从a到d的过程中克服电场力所做的功为6eV，动能减小了6eV，电势能增加了6eV，因此等势面间的电势差为2V，因平面b上的电势为6V，由于电子的电势能增加，等势面由a到f是降低的，因此平面f上的电势为零，故C正确；c等势面的电势为4V，则该电子经过平面c时，其电势能为-4eV，选项A错误；由上分析可知，电子在a等势面的电势能为-8eV，动能为10eV，则总能量为2eV，则若电子能到达f平面，则动能应为2eV，选项B正确；在平面b上电势为6V，则电子的电势能为-6eV，则动能为8eV，在平面d上电势为2V，则电子的电势能为-2eV，则动能为4eV；即该电子经过平面b时的动能是经过d时的2倍，故D正确；故选BCD【点睛】考查电场力做功与电势能变化的关系，掌握电势能与动能之和不变，理解电势为零处的电势能为零是解题的关键三、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.C②.D③.④.【解析】明确灯泡的额定值，从而根据安全和准确性原则进行分析，确定电表；根据实验原理明确实验中采用的接法，明确本实验采用滑动变阻器分压接法和电流表外接法；在灯泡的伏安特性曲线中作出电源的伏安特性曲线，两图象的交点即为灯泡的工作点，再根据欧姆定律即可求得电阻大小；【详解】解：(1)由题意可知，灯泡的额定电压为2.5V，电流为0.5A，因此为了保证实验中的安全和准确，电压表应选择D，电流表选择C；(2)本实验中要求电流由零开始调节，故滑动变阻器应采用分压接法，同时由于灯泡内阻较小，故本实验采用电流表外接法，故原理图如图所示；(3)在灯泡的伏安特性曲线中作出电源的伏安特性曲线，如题图所示，由图可知，灯泡的电压为0.4V，电流为0.26A，故电阻；12、①.BEFADC②.相等③.【解析】闭合开关前将R1和R2阻值调至最大，以免烧坏电流表，本实验用半偏法测电流表的量程和内阻，实验时通过反