2024届西宁市第四中学物理高二上期中学业质量监测模拟试题含解析

2024届西宁市第四中学物理高二上期中学业质量监测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、一名宇航员来到一个星球上，如果该星球的质量是地球质量的两倍，它的直径是地球直径的一半，那么这名宇航员在该星球上所受的万有引力大小是它在地球上所受万有引力的A．0.5倍 B．2倍C．4倍 D．8倍2、物体脱离星球引力所需要的最小速度称为第二宇宙速度，第二宇宙速度v2与第一宇宙速度v1的关系是。已知某星球半径是地球半径R的，其表面的重力加速度是地球表面重力加速度g的，不计其他星球的影响，则该星球的第二宇宙速度为A． B．C． D．3、某位移式传感器的原理示意图如图所示，E为电源，R为电阻，平行金属板A、B和介质P构成电容器，在可移动介质P向左匀速移出的过程中()A．电容器的电容大小不受影响B．电容器所带的电荷量增大C．电容器两极板间的电压增大D．电路中电流的方向为M→R→N4、有关电动势的说法中错误的是()A．电源的电动势等于内、外电路电势降落之和B．电源提供的电势能越多，电源的电动势越大C．当外电路断开时，电源的路端电压与电源电动势相等D．当电路中通过1库仑电量时，电源消耗的其他形式能的数值等于电源电动势的值5、2018年10月2日，美法加三名科学家获得了诺贝尔物理学奖，以表彰他们在激光物理领域的突破性发明。许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程，下列说法正确的是()A．牛顿首次在实验室里测出了引力常量并发现了万有引力定律B．牛顿在发现万有定律的过程中应用了牛顿第三定律C．开普勒通过研究、观测和记录发现行星绕太阳做匀速圆周运动D．开普勒发现了行星运动定律并认为“在高山上水平抛出一物体，只要速度足够大就不会再落在地球上”6、A、B、C三点在同一直线上，AB∶BC＝2∶1，B点位于A、C之间，在B处固定一电荷量为Q的点电荷．当在A处放一电荷量为＋2q的点电荷时，它所受到的静电力为F；移去A处电荷，在C处放一电荷量为－q的点电荷，其所受静电力为()A．－FB．FC．－2FD．2F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，已知直流电动机M的电阻是R，电源的电阻是r，当电动机正常工作时电压表的示数是U，电流表的示数是I.（）A．t秒钟内，电动机产生的热量是IUtB．t秒钟内，电动机消耗的电能是IUtC．电源电动势是IR+IrD．电源电动势是U+Ir8、如图所示，某电场的电场线分布关于y轴（沿竖直方向）对称，O、M、N是y轴上的三个点，且OM=MN。P点在y轴右侧，MP⊥ON。则A．M点场强大于N点场强B．M点电势与P点的电势相等C．将正电荷由O点移动到P点，电场力做负功D．在O点静止释放一带正电粒子，该粒子将沿y轴正方向做直线运动9、如图所示，a、b分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀电阻丝的U-I图象，已知导体电阻R=ρlA．a代表的电阻丝较粗B．b代表的电阻丝较粗C．a电阻丝的阻值小于b电阻丝的阻值D．图线表示两个电阻丝的电阻随电压的增大而增大10、如图所示，某同学在研究电子在电场中的运动时，得到了电子由a点运动到b点的轨迹（图中实线所示），图中未标明方向的一组虚线可能是电场线，也可能是等势面，则下列说法正确的判断是A．如果图中虚线是电场线，电子在a点电势能较小．B．如果图中虚线是等势面，电子在b点电势能较大．C．不论图中虚线是电场线还是等势面，a点的加速度都大于b点的加速度．D．不论图中虚线是电场线还是等势面，a点的电势都高于b点的电势．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“测金属电阻率”的实验中，(1)用螺旋测微器测金属丝的直径如图所示，则该金属丝的直径为____________mm．(2)已知金属丝的电阻约为10Ω，现备有下列器材供测量该电阻丝的电阻时选用，应选用的器材有_____________________(只填代号)．A．量程0～0.6A，内阻约0.5Ω的电流表；B．量程是0～3A，内阻约0.1Ω的电流表；C．量程是0～3V，内阻约6kΩ电压表；D．量程是0～15V，内阻约30kΩ的电压表；E．阻值为0～lkΩ，额定电流为0.5A的滑动变阻器；F．阻值为0～20Ω，额定电流为2A的滑动变阻器；G．蓄电池(6V)；H．开关一个，导线若干．(3)画出伏安法测上述电阻丝的电阻的电路图______________.12．（12分）某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ，步骤如下：(1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图甲，由图可知其长度为______mm；用螺旋测微器测量其直径如图乙，由图可知其直径为______mm；用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图丙，则该电阻的阻值约为______Ω。(2)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：A．待测圆柱体电阻RB．电流表A1，（量程0～4mA，内阻约为50Ω）C．电流表A2，（量程0～10mA，内阻约为30Ω）D．电压表V1，（量程0～3V，内阻约为10kΩ）E.电压表V2，（量程0～15V，内阻约为25kΩ）F．滑动变阻器R1（阻值范围0～15Ω，允许通过的最大电流2.0A）G．滑动变阻器R2（阻值范围0～2kΩ，允许通过的最大电流0.5A）H．直流电源E（电动势4V，内阻不计）I．开关S、导线若干为使实验误差较小，要求便于调节且测得多组数据进行分析，所选电流表_____，电压表______，滑动变阻器_____（填所选器材的符号），并在虚线框中画出测量的电路图，并标明所用器材的代号。____(3)若该同学用伏安法跟用多用电表测量得到的R测量值几乎相等，由此可估算此圆柱体材料的电阻率约为ρ=________Ω·m。(保留2位有效数字)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）如图甲所示，固定平行金属导轨MN、PQ与水平面成37°角倾斜放置，其电阻不计，相距为L＝0.4m.导轨顶端与电阻R相连，R＝0.15Ω.在导轨上垂直导轨水平放置一根质量为m＝2×10－2kg、电阻为r＝0.05Ω的导体棒ab.ab距离导轨顶端d1＝0.4m，距离导轨底部d2＝16m，导体棒与导轨间的动摩擦因数μ＝0.5；在装置所在区域加一个垂直导轨平面向上的磁场，其磁感应强度B和时间t的函数关系如图乙所示。（g取10m/s2）(1)前2s内，施加外力使导体棒保持静止，求通过导体棒的电流I的大小和方向(2)前2s内，哪段时间内静止释放导体棒（不施加外力），释放时导体棒能处于平衡状态？(3)若2s后静止释放导体棒，已知ab棒滑到底部前已达到最大速度vm并匀速下滑到底部。求vm的大小、以及此过程中电阻R上产生的热量Q和通过的电量q.14．（16分）如图所示，在第一象限有一匀强电场，场强大小为E，方向与y轴平行；在x轴下方有一匀强磁场，磁场方向与纸面垂直。一质量为m、电荷量为（）的粒子以平行x轴的速度从y轴上的P点处射入电场，在x轴上的Q点处进入磁场，并从坐标原点O离开磁场。已知OP=L，OQ=2L。不计粒子重力。求：（1）粒子从P点入射的速度的大小；（2）粒子第一次在磁场中运动的时间；（3）匀强磁场的磁感应强度的大小。15．（12分）如图所示，ABCD为表示竖立放在场强为E=3×104V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，其中轨道的BCD部分是半径为R的半圆环，轨道的水平部分与半圆环相切A为水平轨道的一点，而且AB=R=0.2m，把一质量m=400g、带电q=10-4C的小球，放在水平轨道的A点上面由静止开始被释放后,在轨道的内侧运动.（g=10m/s2）①它到达B点时的速度是多大?②它到达C点时对轨道压力是多大?③小球所能获得的最大动能是多少?

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】

由题可知该星球的，其中为地球半径，为地球的质量，设宇航员质量，则宇航员在星球上的万有引力为,在地球上的万有引力为，可求得，故D正确ABC错误．故选D。2、A【解题分析】

根据第一宇宙速度的表达式可得该星球的第一宇宙速度为则该星球的第二宇宙速度为A．，与结论相符，选项A正确；B．，与结论不相符，选项B错误；C．，与结论不相符，选项C错误；D．，与结论不相符，选项D错误；3、D【解题分析】

在介质P向右匀速移出的过程中，根据电容的决定式：分析可知电容变小，电容器始终与电源相连，故电压不变，由：可知电容器电荷量减小，电容器处于放电状态，则流过电阻R的电流方向从M到N，M点的电势比N点的电势高，故选D.4、B【解题分析】

A．由闭合电路欧姆定律可知，电动势等于内、外电路电势降落之和，A的说法正确，故不选A；B．电源提供的电能与做功时间有关，不能说明电动势大，B的说法错误，故选B;C．外电断开时，电源的路端电压与电源电动势相等，C说法正确，故不选C；D．电动势的定义式可以知道，当电路中通过1库仑电量时，电源消耗的其他形式能的数值等于电源电动势的值，D的说法正确，故不选D。5、B【解题分析】

A．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许首次在实验室里测出了引力常量，选项A错误；B．牛顿在发现万有定律的过程中应用了牛顿第三定律，选项B正确；C．开普勒通过研究、观测和记录发现行星绕太阳沿椭圆轨道运动，选项C错误；D．开普勒发现了行星运动定律，牛顿“在高山上水平抛出一物体，只要速度足够大就不会再落在地球上”，故D错误。6、D【解题分析】

根据同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引，分析可知电荷量为-q的点电荷在C处所受的电场力方向与F方向相同。设AB=2r，则有BC=r。则有：F=kQ⋅2q(2r)2=kQq2r2；故电荷量为二、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【解题分析】

电动机是非纯电阻电路，电动机总功率等于输出功率与热功率之和；由闭合电路欧姆定律可以求出电源电动势．【题目详解】t秒钟内，电动机消耗的电能为UIt，电动机产生的热量是I2Rt，输出的电功为UIt-I2Rt，故A错误，B正确；根据闭合电路欧姆定律，有：E=U+Ir，电动机是非纯电阻电路，故U＞IR，故E＞IR+Ir，故C错误，D正确；故选BD。【题目点拨】电动机是非纯电阻电路，电动机总功率等于输出功率与热功率之和．8、AD【解题分析】

A、从图像上可以看出，M点的电场线比N点的电场线密集，所以M点场强大于N点场强，故A对；B、沿着电场线电势在降低，由于电场不是匀强电场，所以M和P点不在同一条等势线上，所以M点电势与P点的电势不相等，故B错；C、结合图像可知：O点的电势高于P点的电势，正电荷从高电势运动到低电势，电场力做正功，故C错；D、在O点静止释放一带正电粒子，根据电场线的分布可知，正电荷一直受到向上的电场力，力与速度在一条直线上，故粒子做直线运动，故D对；故选AD9、AC【解题分析】试题分析：I-U图象中图象的斜率表示电阻，则由图可知，a电阻丝的阻值小于b电阻丝的阻值，选项C正确；由R=ρl考点：I-U图象；电阻定律【名师点睛】本题考查I-U图象以及电阻定律的应用，要注意明确I-U图象的性质，能通过图象正确分析电阻关系是解题的关键。10、AC【解题分析】A、若虚线是电场线，从轨迹弯曲方向可知电场力沿着电场线向左，ab曲线上每一点的瞬时速度与电场力方向均成钝角，故电子做减速运动，在a处动能最大，电子在a点电势能较小，故A正确；B、若虚线为等势面，根据等势面与电场线处处垂直可大致画出电场线，显然可看出曲线上每个位置电子受到的电场力与速度成锐角，电子加速运动，故b处动能最大，电子在b点电势能较小，故B错误；C、不论图中虚线是电场线还是等势面，电场线的密集程度与等势面密集程度等价，由电场线的密集程度可看出a点的场强较大，a点的加速度都大于b点的加速度，故C正确；D、若虚线是等势面，从电子曲线轨迹向下弯曲可知电场线方向垂直虚线向上，沿着电场线方向电势越来越低，故a点电势较小，故D错误；故选AC．【题目点拨】无论虚线代表的是电场线还是等势面，粒子受到的电场力的方向都是指向运动轨迹的弯曲的内侧，由此可以判断粒子的受力的方向和运动方向之间的关系，从而可以确定电场力对粒子做的是正功还是负功．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）4.591mm.（2）ACFGH.（3）电路图见解析；【解题分析】

（1）金属丝的直径为:4.5mm+0.01mm×9.1=4.591mm.（2）电源电动势为6V，电压表应选C:量程是0-3V，内阻6kΩ；如果选D、量程是0-15V，内阻30kΩ，电源电动势不到电压表量程的一半，读数误差较大；电路最大电流约为I=E/R=6/10=0.6A，则电流表应选A:量程是0-0.6A，内阻是0.5Ω；为方便实验操作，滑动变阻器应选F：阻值为0-10Ω，额定电流为2A．故选：ACFGH.

（3）待测电阻为10Ω，滑动变阻器最大电阻为20Ω，为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法；RRA【题目点拨】本题关键要知道仪器选择的原则：安全、准确、方便；明确用小电流测电阻的原因，然后选择电表，连接电路，要注意滑动变阻器采用分压式接法．12、50.154.700220CDF【解题分析】

（1）[1]由图甲，游标卡尺的读数为50mm+3×0.05mm=50.15mm[2]由图乙，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，螺旋测微器的读数为4mm+0.5mm+20.0×0.01mm=4.700mm[3]由图丙，用欧姆表测电阻的读数为指针示数乘以倍率，当指针指在中央附近时测量值较准确，欧姆表表盘的示数为22.0×10Ω=220Ω（2）[4][5][6]电源电动势为4V，故电压表应选V1，即选D；待测电阻中最大电流约为则电流表应选A2，即选C；滑动变阻器选择小量程的，便于调节，故选R1，即选F；[7]因待测电阻值远小于电压表内阻，电流表应选外接法；又滑动变阻器最大阻值远小于待测电阻值，故变阻器应用分压式接法，电路图如图所示（3）[8]根据电阻定律且代入数据解得四、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）0.4A，方向b→a（2）t＝0.3～2.0s时间段内释放导体棒时，导体棒处于平衡状态（3）5m/s；0.2925J；3.2C【解题分析】

解：(1)设闭合回路产生的感应电动势为，则有：代入数据可得：通过导体棒的电流的大小：，电流的方向从到(2)若导体棒即将向下运动