2023-2024学年上海大学附中物理高二上期末质量跟踪监视试题含解析

2023-2024学年上海大学附中物理高二上期末质量跟踪监视试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．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，平行板电容器已经充电，静电计的金属球与电容器的一个极板连接，外壳与另一个极板连接，静电计针的偏转示电容两极板间的电势差．实验中保持极板上的电荷量不变．设电容两极正对面积为，极板间的距离为，静电计指针偏角为．下列关于实验现象的描述正确的是（）A.保持不变，增大，则变大B.保持不变，减小，则不变C.保持不变，减小，则变小D.保持、不变，两板间插入电介质，则变大2、如图所示，若α粒子和质子以相同速度垂直进入同一匀强磁场中,它们的质量比是4:1电量比是2:1，则α粒子和质子A.运动半径之比是2∶1B.回到磁场边界时速度大小之比是2∶1C.在磁场中运动时间之比是1∶1D.受到的洛伦兹力之比是1∶13、如图，一绝缘光滑固定斜面处于匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于斜面向上，通有电流I的金属细杆水平静止在斜面上．若电流变为0.5I，磁感应强度大小变为3B，电流和磁场的方向均不变，则金属细杆将（）A.沿斜面加速上滑B.沿斜面加速下滑C.沿斜面匀速上滑D.仍静止在斜面上4、如图所示，光滑绝缘的斜面与水平面的夹角为θ，导体棒ab静止在斜面上，ab与斜面底边平行，通有图示的恒定电流I，空间充满竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，现缓慢增大θ(0<θ<90°)，若电流I不变，且ab始终静止在斜面上(不考老磁场变化产生的影响)，下列说法正确的是A.B应缓慢减小B.B应缓慢增大C.B应先增大后减小D.B应先减小后增大5、如图所示，空间有一电场，电场中有两个点a和b。下列表述正确是（）A.该电场是匀强电场B.a点的电场强度比b点的大C.b点的电场强度比a点的大D.正电荷在a、b两点受力方向相同6、如图所示，MN．PQ为同一水平面的两平行光滑导轨，导轨间有垂直于导轨平面的磁场，导体ab．cd与导轨有良好的接触，当ab沿轨道向右滑动时，cd将（）A.右滑 B.不动C.左滑 D.无法确定二、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，直线A为电源的U-I图线，曲线B为灯泡电阻的U-I图线，则以下说法正确的是（）A.由图线A，电源的电动势为3V，内阻为2ΩB.由图线A，当电流为2A时，电源输出功率为4WC.由图线B，随着灯泡两端电压增大，灯泡的电阻是增大的D.由图线B，当灯泡两端电压为2V时，电阻为1Ω8、如图所示，两水平面（虚线）之间的距离为h，存在方向水平向右的匀强电场。将一质量为m，电荷量为+q的带电小球（可视为质点）从距电场上边界为h处的A点以初速度v平行于电场的方向射出。小球进入电场后做直线运动，经过一段时间离开电场。不计空气阻力，重力加速度为g。则（）A.电场强度大小为B.电场强度大小为C.小球在电场中运动的水平位移大小为D.小球在电场中运动的水平位移大小为9、如图所示，两块水平放置的平行正对的金属板a、b分别与电池两极相连，开始时开关S闭合，发现在距两板距离相等的P点有一个带电液滴处于静止状态，然后断开开关，并将b板向下平移一小段距离，稳定后，下列说法中正确的是A.液滴将加速向下运动B.液滴将保持不动C.P点电势升高，液滴在P点时电势能减少D.P点电势升高，液滴在P点时电势能增大10、如图所示，在一矩形区域内，不加磁场时，不计重力的带电粒子以某一初速度垂直左边界射入，穿过此区域的时间为t.若加上磁感应强度为B水平向外的匀强磁场，带电粒子仍以原来的初速度入射，粒子飞出时偏离原方向60°，利用以上数据可求出下列物理量中的()A.带电粒子的比荷B.带电粒子在磁场中运动的周期C.带电粒子的初速度D.带电粒子在磁场中运动所对应的圆心角三、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“测定金属丝电阻率”的实验中需要测出其长度L、直径d和电阻R（1）用螺旋测微器测金属丝直径时读数如图甲，则金属丝的直径为_____mm（2）若用图乙测金属丝的电阻，则测量结果将比真实值_____．（选填“偏大”或“偏小”）（3）用电压表和电流表测金属丝的电压和电流时读数如图丙、丁，则电压表的读数为_____V，电流表的读数为_____A12．（12分）如图所示是利用DIS测定电动机效率的电路，在实验中，通过A、B测得的物理量的数值分别是x、y，电动机线圈的电阻为r，请完成下列问题：（1）图中方框A、B所采用的传感器分别是：A：________________，B：_______________（2）此时电动机的输入功率的表达式P入=__________；（3）在实验中，由于电动机的转动使质量为m的物体在t时间内匀速上升了h高度，则电动机的效率η=______________×100%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，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14．（16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L15．（12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

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、A【解析】A：平行板电容器的电容，电容器电压与电容的关系为，电量不变，保持不变，增大，电容减小，电压增大，变大，故A项正确B：电量不变，保持不变，减小，电容增大，电压减小，变小，故B项错误C：电量不变，保持不变，减小，电容减小，电压增大，变大，故C项错误D：电量不变，保持、不变，在两板间插入电介质，电容增大，电压变小，变小，故D项错误所以选A点睛：①平行板电容器充电后，若保持其始终与直流电源相连，则板间电压不变．当电容器电容的影响因素发生变化后，据、、来判断各量如何变化②平行板电容器充电后与电源断开，由于电荷不能移动，电容器的带电量不变．当电容器电容的影响因素发生变化后，据、、来判断各量如何变化2、A【解析】质子和粒子以相同的速度在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律和圆周运动的规律，可求得比较r、速度v及T的表达式，根据表达式可以得到半径以及周期之比【详解】A、质子和粒子在同一磁场中以同一速率做匀速圆周运动，根据，可得粒子轨迹半径，因和B相同，故粒子和质子的半径之比是2:1，故A正确；B、因洛伦兹力不做功，故再次回到磁场边界时速度大小不变，故回到磁场边界时速度大小之比是1：1，故B错误；C、粒子运动周期：，因相同，半径之比为2:1，所以周期之比也为2:1，两粒子在磁场中均转半个周期，所以在磁场中运动时间之比是2:1，C错误；D、根据洛伦兹力公式，，因为B和相同，粒子和质子的q之比为2：1，故受到的洛伦兹力之比是2：1，故D错误【点睛】本题考查带电粒子在匀强磁场中的运动，要掌握住半径公式、周期公式，利用洛伦兹力提供向心力进行求解；运用粒子在磁场中转过的圆心角，结合周期公式，求解粒子在磁场中运动的时间3、A【解析】本题是一道关于安培力的共点力的平衡问题及牛顿第二定律相关知识【详解】最初金属细杆受到三个力作用，且合力为零，如图所示由平衡可知，安培力若电流变为0.5I，磁感应强度大小变为3B，则安培力根据牛顿第二定律故金属细杆以的加速度沿着斜面加速上滑，故A正确，BCD错误。故选A。4、B【解析】如图作出右侧侧视图，则可知，金属棒受重力、支持力及向右的安培力的作用；增大角度，则支持力的方向将向左旋转，要使棒仍然平衡，则支持力与安培力的合力一直等于重力，则由图可知，安培力必须增大，故磁感应强度应增大，B正确【点睛】本题结合安培力考查共点力平衡中的动态平衡，要掌握相应的图解法的应用，明确角度变化时支持力与安培力的合力不变，作出动态变化图即可求解5、B【解析】ABC．据电场线的疏密表示电场强度大小，则有Ea>Eb，故B正确，AC错误；D．正电荷在a、b两点所受电场力方向与该点电场强度方向相同，而a、b两点的电场强度方向不同．所以受力方向也不同，故D错误；故选B。6、A【解析】假设导轨间有垂直于导轨平面向上的磁场，当ab沿轨道向右滑时，向上的磁通量减少时，感应电流的磁场就与原来磁场的方向相同，即向上；所以电流从d流向c，由左手定则可以判断cd所受安培力向右，所以cd右滑，故A正确。故选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、BCD【解析】电源的U-I图像中纵轴截距等于电源电动势，斜率大小等于电源内阻，电阻的U-I图线上的点与原点连线的斜率表示电阻的大小【详解】A.图线A的纵轴截距是3V，所以电源电动势为3V，斜率大小为0.5Ω，所以电源内阻为0.5Ω，A错误；B.电流为2A时，路端电压为2V，故电源的输出功率为4W，B正确；C.图线上点与原点的连线斜率随电压增大而增大，故灯泡的电阻增大，C正确；D.灯泡两端电压为2V时，电流为2A，灯泡的电阻为1Ω，D正确8、AC【解析】AB．小球做平抛运动时，刚进入电场时竖直分速度大小设小球进入电场时速度方向与水平方向的夹角为α，则小球进入电场后做直线运动，重力和电场力的合力方向与速度方向相同，如图，可知解得电场强度为故A正确，B错误。CD．小球在电场中运动的水平位移大小为故C正确，D错误。故选AC。9、BC【解析】A、B、液滴受力平衡，故电场力向上，可知液滴带负电；电容器因断开开关后电量保持不变，b板下移时，两板间的距离增大，则由可知，场强E不变；则粒子受到的电场力不变，故液滴继续保持静止，故A错误、B正确.C、D、下极板接地，则P点的电势等于P与b之间的电势差，因E不变，d增大，故液滴处的电势增大；因液滴带负电，故其电势能将减小，故C正确、D错误．故选BC【点睛】对于电容器的动态分析问题，关键在于明确电容器是断开电源还是与电源相连；然后再由电容的定义式有决定式进行分析求解10、ABD【解析】A．由带电粒子在磁场中运动的偏向角，可知带电粒子运动轨迹所对的圆心角为60°，因此由几何关系由得所以又未加磁场时有所以可求得比荷，A正确；B．根据周期公式，可得带电粒子在磁场中运动的周期B正确；C．由于半径未知，所以初速度无法求出，C错误；D．根据几何关系可得带电粒子在磁场中运动所对应的圆心角为60°，D正确故选ABD。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、①.0.697（0.695﹣0.698）②.偏小③.2.60（2.59﹣2.61）④.0.52【解析】（1）根据内接的特点，结合欧姆定律以及串并联电路的特点，即可分析出测量值与真实值之间的关系；（2）先算出电表的分度值，若测量的最小分度为“1“时要估读到下一位，若测量的最小分度为“2“或“5“时读到本位即可【详解】（1）金属丝的直径为：0.5mm+0.01mm×19.8=0.698mm；（2）电流表外接法测量电阻，由于电压表分流的影响，故金属丝电阻的测量结果将比真实值偏小；（3）电压表的分度值为0.1V，要估读到下一位，故其读数为2.60V；电流表选择的是0～0.6A量程，分度值为0.02A，故其读数为0.52A.【点睛】解决本题的关键掌握螺旋测微器和电表的读数方法，螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读．读电表读数时要注意计算电表的分度值，然后再确定是否估读，若测量的最小分度为“1“时要估读到下一位，若测量的最小分度为“2“或“5“时读到本位即可．内外接选择的方法：大电阻选内接测量结果偏大，小电阻选外界测量结果偏小，口诀：“大内大，小外小．”12、①.电压传感器、②.电流传感器；③.xy；④.【解析】（1）[1][2]A与电动机并联，一定是电压传感器；B与电动机串联，一定是电流传感器；（2）[3]电压传感器读数是x，电流传感器读数是y，故电动机输入功率为：P入=xy；（3）[4]消耗的电能是Q=P入t