2024届全国百强名校领军考试物理高二上期中学业水平测试模拟试题含解析

2024届全国百强名校领军考试物理高二上期中学业水平测试模拟试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。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、如图所示,在E=500V/m的匀强电场中,a、b两点相距d=2cm,它们的连线跟场强方向的夹角是60°,则Uab等于（）A．5V B．10V C．-5V D．-10V2、一电流表由小量程电流计G与电阻R并联而成，如图所示，若在使用中发现此电流表的计数总比准确值稍小一些，用下列哪几种措施可能加以改进（）A．在R上并联一比R小得多的电阻B．在R上并联一比R大得多的电阻C．在R上串联一比R小得多的电阻D．在R上串联一比R大得多的电阻3、一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有一正电荷(电量很小)固定在P点，如图所示，以E表示两极板间的场强，U表示电容器的电压，EP表示正电荷在P点的电势能，若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，则()A．U变小，E不变 B．E变大，EP变大C．U变大，EP不变 D．U不变，EP不变4、在图电路中，当合上开关S后，两个标有“3V、1W”的灯泡均不发光，用电压表测得Uac=Ubd=6V，如果各段导线及接线处均无问题，这说明A．开关S未接通 B．灯泡L2的灯丝断了C．灯泡L1的灯丝断了 D．滑动变阻器R电阻丝断了5、如图所示，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场(磁场足够大)，一对正负电子分别以相同的速度沿与x轴成30°角的方向从原点垂直磁场射入，则负电子与正电子在磁场中运动的时间之比为A． B．1∶2 C．1∶1 D．2∶16、某电场的等势面如图所示，一正电荷在A点时电势能为，将其从A移到B的过程中电场力做功为W，它在B点时电势能为．则以下判断正确的是A．，B．，C．，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、如图所示电路中，三只灯泡原来都正常发光，当滑动变阻器的滑动触头向右移动时，下面判断正确的是()A．电路中总电阻减小 B．L1变亮 C．L2变亮 D．L3变暗8、用伏安法测电阻，当对被测电阻的阻值一无所知而无法选择用何种接法时，可采用试触的方法。如图所示，某同学测量未知电阻R时，让电压表的一端接在A点，另一端先后接到B点和C点；他发现电流表示数有明显变化，而电压表示数无明显变化，则下列说法中正确的是（）A．R与电压表阻值接近，应选择电流表内接电路B．如果选择电流表内接电路，测量值大于真实值C．R与电流表阻值接近，应选择电流表外接电路D．如果选择电流表外接电路，测量值大于真实值9、如图所示，回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的匀强电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速．两D形金属盒处于垂直于盒底面的匀强磁场中，磁场方向如图所示，设匀强磁场的磁感应强度为B，D形金属盒的半径为R，狭缝间的距离为d，匀强电场间的加速电压为U，要增大带电粒子（电荷量为q，质量为m，不计重力）射出时的动能，则下列方法中正确的是A．增大加速电场间的加速电压 B．减小狭缝间的距离C．增大磁场的磁感应强度 D．增大D形金属盒的半径10、在方向如图所示的匀强电场(场强为E)和匀强磁场(磁感应强度为B)共存的场区中，一电子沿垂直电场线和磁感线的方向以速度v0射入场区，设电子射出场区时的速度为v，不计重力的影响，则()A．若，电子沿轨迹Ⅱ运动，射出场区时，速度B．若，电子沿轨迹Ⅰ运动，射出场区时，速度C．若，电子沿轨迹Ⅱ运动，射出场区时，速度D．若，电子沿轨迹Ⅰ运动，射出场区时，速度三、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"实验中,待测小灯泡上标有"2.5V,1.25W"的字样.备有如下器材:.直流电源3V(内阻可不计).直流电流表(电阻约).直流电流表(内阻约).直流电压表(内阻约)直流电压表(内阻约).滑动变阻器、1.5A.滑动变阻器、(1).除开关、导线外,为了完成该实验,需要从上述器材中选用的器材有________.(用序号字母表示)(2).利用给出的器材通过实验描绘出小灯泡的伏安特性曲线,要求测量多组实验数据,请你在虚线框内画出实验原理电路图_________,并将图中实物连接成实验电路图_________.12．（12分）指针式多用电表是电路测量的常用工具．现用多用电表测量一个定值电阻的阻值（阻值约为一百多欧姆）．（1）将红、黑表笔分别插入“+”、“−”插孔，接下来必要的操作步骤和正确的顺序是__________．（请将必要步骤前的序号按正确的顺序写出）①将选择开关旋转到欧姆挡“×10”的位置；②将选择开关旋转到欧姆挡“×100”的位置；③用两支表笔的金属部分分别接触电阻的两条引线；④根据指针所指刻度和选择开关的位置，读出电阻的阻值；⑤将两支表笔直接接触，调整“欧姆调零旋钮”使指针指向“0Ω”．（2）若正确测量时指针所指刻度如下图所示，则这个电阻阻值的测量值是_______Ω．（3）现用以下器材较准确测量上述待测电阻Rx的阻值：A．待测电阻Rx；B．电源E，电动势约为3.0V，内阻可忽略不计；C．电流表A1，量程为0~150mA，内阻r=20Ω；D．电流表A2，量程为0~200mA，内阻约为5Ω；E．直流电压表V，量程为0~15V，内阻约为30kΩ；F．滑动变阻器R1，最大阻值为10Ω，额定电流为1A；G．滑动变阻器R2，最大阻值为100Ω，额定电流1A；H．单刀单掷开关S，导线若干。①实验中滑动变阻器应选用_______，为提高精度，应选用_________来测量电压（均填写仪器前的字母）；②在方框中画出测量电阻Rx的实验电路原理图（图上要标明器材后面的字母）______________；③若某次测量中两电表的示数为a和b(数值上a大于b)．则计算Rx的表达式为Rx=________（用a、b、r表示）．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）如图是示波器工作原理的示意图，电子经电压U1从静止加速后垂直进入偏转电场，偏转电场的电压为U2，两极板间距为d，极板长度为L，电子的质量为m，电荷量为e，求：（1）电子经电压U1加速后的速度；（2）电子离开偏转电场U2时沿垂直极板方向偏移的距离y；14．（16分）平行金属板A、B竖直放置，相距为d，如图（a）所示，板间加有随时间而变化的电压，如图（b）所示。设U0和T已知。A板上O处有一静止的带电粒子，其电量为q，质量为m（不计重力）,在t=0时刻开始受板间电场作用而加速向B板运动，途中由于电场反向又向A返回，(1)为使t=T时粒子恰好回到O点。求：①t1=时，粒子的速度多大？位移多大？②的比值应满足什么关系？(2)具备了以上关系后，为使粒子在由A向B运动中不致于碰到B板，求U0的取值范围。15．（12分）“太空粒子探测器”是由加速、偏转和收集三部分组成，其原理可简化为如图所示，辐射状的加速电场区域I边界为两个同心平行扇形弧面，为圆心，圆心角θ为120°，外圆弧面AB的电势为，内圆弧面CD的电势为，M为外圆弧的中点。在紧靠右侧有一圆形匀强磁场区域Ⅱ，圆心为，半径为L，磁场方向垂直于纸面向外，磁感应强度的大小未知。在磁场区域下方相距L处有一足够长的收集板PNQ。已知M和PNQ为两条平行线，且与N连线垂直。假设太空中漂浮着质量为m，电量为q的带正电粒子，它们能均匀地吸附到AB弧面上，经电场从静止开始加速，然后从进入磁场，并最终到达PNQ板被收集，不计粒子间的相互作用和其他星球对粒子引力的影响。已知从M点出发的粒子恰能到达N点，问：（1）粒了经电场加速后，进入磁场时的速度v的大小?（2）匀强磁场的磁感应强度B的大小?（3）假设所有粒子从AB弧面同时出发，则最后到达收集板的是哪一点出发的粒子?求出该粒子从至收集板的时间。

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【解题分析】根据顺着电场线方向电势降低，判断得知a点的电势低于b点的电势，则Uab＜1．则得：Uab=-Edcos61°=-511×1.12×1.5V=-5V，故选C.2、C【解题分析】

电流表示数偏小，说明通过分流电阻的电流偏大，分流电阻偏小；为校准电流表，应使通过G的电流增大而通过分流电阻R的电流减小，减小分流电阻的电流应增大分流电阻阻值，可以在R上串联一个比R小的多的电阻，故C正确，ABD错误；故选C。3、A【解题分析】

平行板电容器充电后与电源断开后，电量不变。将正极板移到图中虚线所示的位置时，d减小，根据知电容增大，根据则电势差U变小；由知电场强度不变，则P与负极板间的电势差不变，P点的电势不变，正电荷在P点的电势能EP不变；故选A。4、B【解题分析】

闭合开关后，两个小灯泡均不发光，说明电路为断路，电压表测得ac与bd两点间的电压均为6V，而ac和bd的公共部分为bc，因此bc处发生断路，即L2的灯丝断了．若L1灯断路，则Ubd=0；若变阻器断路，则Uac=0，与题目所给的结论不符．故B正确，ACD错误．故选B．5、B【解题分析】

电子在磁场中做圆周运动的轨迹如图所示：电子在磁场中做圆周运动的周期为：由几何知识可知：α=120°，β=60°，电子在磁场中的匀速时间：则负电子与正电子在磁场中运动时间之比：故选B。6、D【解题分析】

正电荷在高电势点的电势能较大，因B点电势高于A点，可知EPA<EPB；从A到B电势能增加，则电场力做负功，即W<0；故选D.【题目点拨】本题关键是根据等势面判断出电势高低；同时知道正电荷在高电势点电势能较大，负电荷在低电势点电势能较大；电场力做正功电势能的减小；克服电场力做功，电势能增加．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、CD【解题分析】

A.当滑片右移时，滑动变阻器接入电阻增大，则电路中总电阻增大，故A误差。B.电路中总电阻增大，由闭合电路欧姆定律可知电路中总电流减小，故L1变暗，故B错误。CD.电路中电流减小，故内阻及R0、L1两端的电压减小，而电动势不变，故并联部分的电压增大，故L2变亮；因L2中电流增大，干路电流减小，故流过L3的电流减小，故L3变暗；故CD正确。8、AB【解题分析】

由图示电路图可知，电压表的一端接A点，另一端接到B点时，电压表与电阻并联，电流表测电阻与电压表电流之和，另一端接到C点时，电流表测通过电阻的电流；若电流表示数有明显变化，而电压表示数无明显变化，说明电压表分流较大，而电流表分压较小，故R阻值较大，与电压表阻值较近；故应选择电流表内接电路；如果选择电流表内接法，测量值是待测电阻和电流表电阻的串联总电阻，大于真实值，如果选择电流表外接法，测量值是待测电阻和电压表电阻的并联总电阻，小于真实值，故AB正确，CD错误；故选AB。9、CD【解题分析】根据qvB=m得，粒子的最大速度v=，则最大动能EKm=．知增大动能，需增大D形盒的半径，或增大磁感应强度．故CD正确，A、B错误．故选CD．10、AD【解题分析】电子进入电磁场中，受到洛伦兹力与电场力两个力作用，由左手定则判断可知，洛伦兹力方向向下，而电场力方向向上．若，则，电子向下偏转，沿轨迹Ⅱ运动，洛伦兹力不做功，而电场力对电子负功，动能减小，速度减小，故速度，A正确，B错误；若，则，电子向上偏转，沿轨迹Ⅰ运动，洛伦兹力不做功，而电场力对电子正功，动能增加，速度增大，故速度，C错误，D正确；选AD.【题目点拨】电子进入电磁场中，受到洛伦兹力与电场力两个力作用，由已知条件，分析两个力的大小，由左手定则判断出洛伦兹力方向，确定出电场力方向，即可确定电子的偏转方向，根据电场力做功的正负，分析速度的变化．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、ACDF如图所示：如图所示：【解题分析】(1)、根据小灯泡铭牌知额定电压为2.5V,由I=P/U得出额定电流为0.5A，故电源应选A，电流表应选C，电压表应选D，又描绘小灯泡的伏安特性曲线实验要求电压从零开始变化，故滑动变阻器应用分压式，应选阻值小的变阻器F.(2)、由题意可知，本实验应采用分压接法，又由于电压表内阻远大于小灯泡电阻，电流表采用外接法，电路图如图所示：实物连接成实验电路如图所示：12、①⑤③④160FC【解题分析】

（1）[1]．待测电阻阻值约为一百多欧姆，用欧姆表测电阻，将选择开关旋转“×10”的位置，然后进行欧姆调零，具体操作是：将红黑表笔短接，调节调零旋钮调零，使指针指在右侧零刻度线处；再测出电阻阻值，因此合理是实验步骤为：①⑤③④。（2）[2]．由图示表盘可知，待测电阻阻值为：16×10=160Ω；

（3）①[3][4]．因为电压表的量程过大，所以不能选择，则电流表选择两个电流表，用已知内阻的电流表作为电压表使用，所以电压表选择C，而作为测电流的电流表则用外接法，为方便调节选择阻值小的滑动变阻器F，且使用分压式；

②[5]电路图如图所示：

③[6]．根据欧姆定律有：；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)【解题分析】

(1)电子在加速电场中加速时，由动能定理解得：(2)电子在偏转电场中做类平抛运动，由动力学知识可得：电子离开偏