山西省太原市山西大学附中2023年物理高二上期末调研模拟试题含解析

山西省太原市山西大学附中2023年物理高二上期末调研模拟试题注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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，在倾角为α的光滑斜面上，垂直斜面放置一根长为L、质量为m的直导线．当通以电流I时，欲使导体静止在斜面上，外加匀强磁场B的大小和方向应是（）A.,方向垂直斜面向上B.,方向垂直斜面向下C.,方向垂直向下D.,方向水平向右2、在一绝缘、粗糙且足够长的水平管道中有一带电量为、质量为的带电球体，管道半径略大于球体半径。整个管道处于磁感应强度为的水平匀强磁场中，磁感应强度方向与管道垂直。现给带电球体一个水平速度，则在整个运动过程中，带电球体克服摩擦力所做的功不可能为A. B.C.[] D.[]3、一根长为0.1m、电流为1A的通电导线，在磁场中某处受到的磁场力大小为0.4N，则该处的磁感应强度（）A.等于4T B.大于或等于4TC.小于或等于4T D.可能为零4、如图是一名登山运动员攀登陡峭雪壁的情形，如果认为峭壁的平面是竖直的平面，冰面是光滑的，腿与峭壁面是垂直的，轻绳与壁面的夹角为30°，运动员重72kg。则轻绳给运动员的张力大小T为(g＝10m/s2)()A.360N B.360NC.1440N D.480N5、如图所示，物块P、Q叠放在水平地面上，保持静止，则地面受到的弹力等于()A.Q的重力B.P对Q的压力C.P、Q的重力之和D.P的重力加上Q对地面的压力6、一金属容器置于绝缘板上，带电小球用绝缘细线悬挂于容器中，容器内的电场线分布如图所示．容器内表面为等势面，A、B为容器内表面上的两点，下列说法正确的是()A.小球带负电B.小球表面的电势比容器内表面的低C.A点的电场强度比B点的小D.将同一试探电荷从A点沿不同路径移到B点，电场力所做的功不同二、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、霍尔传感器测量转速的原理图如图所示，传感器固定在圆盘附近，圆盘上固定4个小磁体．在a、b间输入方向由a到b的恒定电流，圆盘转动时，每当磁体经过霍尔元件，传感器c、d端输出一个脉冲电压，检测单位时间内的脉冲数可得到圆盘的转速．关于该测速传感器，下列说法中正确的有A.图示位置时刻c点电势高于d点电势 B.圆盘转动越快，输出脉动电压峰值越高C.c、d端输出脉冲电压的频率是圆盘转速的4倍 D.增加小磁体个数，传感器转速测量更准确8、在竖直平面内有水平向右的匀强电场。在电场中有一根长为2m的绝缘细线，一端固定在O点，另一端系质量为0.04kg、带电荷量为3×10-5C的带电小球（视为质点），它静止时细线与竖直方向成37°角，如图所示。给小球一个初速度，让小球恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动，取小球在静止时的位置为电势能和重力势能的零点，下列说法正确的是（取cos37°=0.8，g=10m/s2）()A.匀强电场的电场强度大小为1×104N/CB.小球的动能最小值为0.96JC.小球的机械能最小值为1.54JD.小球运动过程中的最大电势能为0.96J9、关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是()A.当分子之间的作用力表现为斥力时，分子势能随分子距离的减小而增大B.没有摩擦的理想热机可以把吸收的能量全部转化为机械能C.在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强不为零D.对于一定量的气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热E.若气体分子总数不变，而气体温度升高，气体分子的平均动能增大，因此压强必然增大10、两根相距为足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面。质量均为的金属细杆、与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为，每根杆的电阻均为，导轨电阻不计。整个装置处于磁感应强度大小为，方向竖直向上的匀强磁场中。当杆在平行于水平导轨的拉力作用下以速度沿水平方向的导轨向右匀速运动时，杆正以速度沿竖直方向的导轨向下匀速运动，重力加速度为。则以下说法正确的是（）A.杆所受拉力的大小为B.杆所受拉力的大小为C.杆下落高度为的过程中，整个回路中电流产生的焦耳热为D.杆水平运动位移为的过程中，整个回路中产生的总热量为三、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“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准(1)用螺旋测微器测量待测金属丝的直径，从图中的示数可读出该次测量金属丝的直径D为_______mm(2)用伏安法测量待测金属丝接入电路部分的电阻Rx(约为5)，现有电池组(3V，内阻1)、电压表(0—3V，内阻约3k)，开关和导线若干，以及下列仪器可供选择：A．电流表(0—3A，内阻约0.025)B．电流表(0—0.6A，内阻约0.125)C．滑动变阻器(0—20，额定电流2A)D．滑动变阻器(0—200，额定电流1.5A)为了减小误差及操作方便，在实验中电流表应选用_______，滑动变阻器应选用_______(选填字母代号)(3)根据第(2)问中选择的实验仪器，应选择图中_______电路进行实验(选填“甲”或“乙”)(4)若待测金属丝接入电路部分的长度为l，直径为D，电阻为Rx，计算金属丝电阻率的表达式为ρ=____________(用已知字母表示)12．（12分）电磁波谱的排列是：无线电波、微波、_______________、可见光、紫外线、X射线、γ射线；可用来灭菌消毒的电磁波是____________；在探月工程中，从地球向“月兔号”月球车发指令，电磁波信号经过__________s到达月球车。（已知地月表面距离约为3.84×108m）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、B【解析】通电导线在磁场中的受到安培力作用，由左手定则来确定安培力的方向，由平衡条件求出安培力大小，最后由安培力公式计算B的大小【详解】A、外加匀强磁场的磁感应强度B的方向垂直斜面向上，则沿斜面向下的安培力、支持力与重力，无论B多大三个力的合力不可能为零，直导线不可能处于平衡状态，故A错误；B、外加匀强磁场磁感应强度B的方向垂直斜面向下，则沿斜面向上的安培力、支持力与重力，处于平衡状态，根据平衡条件：mgsinθ=BIL，则，故B正确；C、外加匀强磁场的磁感应强度B的方向竖直向上，则水平向右的安培力、支持力与重力，无论B多大三个力的合力不可能为零，直导线不可能处于平衡状态，故C错误；D、外加匀强磁场的磁感应强度B的方向水平向右，则受竖直向下的安培力三力作用下导线不会处于平衡，故D错误；故选B.【点睛】学会区分左手定则与右手定则，前者是判定安培力的方向，而后者是判定感应电流的方向2、D【解析】考查洛伦兹力，动能定理。【详解】如图，受力分析：当速度较小时，洛伦兹力小于重力，受力分析如图：由于摩擦力的作用，小球减速，洛伦兹力继续减小，由：支持力增大，摩擦力增大，减速运动加速度增大，直到速度减为0，由动能定理：即带电球体克服摩擦力所做的功为，B选项可能；当速度达到某个值，使洛伦兹力等于重力，受力分析如图：即当：解得时，摩擦力为零，小球做匀速直线运动，带电球体克服摩擦力所做的功为零，A选项可能；当速度较大时，洛伦兹力大于重力，受力分析如图：由于摩擦力的作用，小球减速，洛伦兹力继续减小，由：可知，压力减小，当速度减小到时，摩擦力为0，不再减速，由动能定理：即带电球体克服摩擦力所做的功：，C选项可能；所以四个选项中，不可能的是D选项。故选D。3、B【解析】当通电导线与磁场垂直时，磁感应强度是最小的，由F=BIL=B×1A×0.1m=0.4N，解得B=4T，故该处的磁感应强度一定大于或等于4T.A.等于4T，与结论不相符，选项A错误；B.大于或等于4T，与结论相符，选项B正确；C.小于或等于4T，与结论不相符，选项C错误；D.可能为零，与结论不相符，选项D错误；4、D【解析】对运动员受力分析如图所示：根据平衡条件，水平方向：N=Tsin30°竖直方向：Tcos30°=mg故细绳给人的张力为：故选D。5、C【解析】把PQ视为一整体，受重力、支持力，二力平衡，所以物体对地面的压力等于P、Q的重力之和。故选C。6、C【解析】据电场线的疏密可判定电场强度的强弱；依据沿着电场线方向电势是降低的小球表面和容器表面的电势高低；在同一等势线上移送电荷时电场力做功为零【详解】根据电场线分布可知，小球带正电，选项A正确；据沿着电场线方向电势是降低的，可知，小球表面的电势比容器内表面的高，故B错误；依据电场线越疏，电场强度越弱，而电场线越密的，则电场强度越强，由图可知，则A点的电场强度比B点的小，故C正确；因A、B在同一等势面上，将检验电荷从A点沿不同路径到B点，电场力所做的功相同，均为零，故D错误；故选C【点睛】本题考查电场线的疏密与电场强度的强弱的关系，掌握电场线的方向与电势的高低的关系，理解电场线总垂直等势面，注意同一等势面上移送电荷时，电场力不做功二、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【解析】A．霍尔元件中移动的是自由电子，根据左手定则，电子向上表面偏转，即c点，所以d点电势高于c点，故A错误；B．最终电子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡，设霍尔元件的长宽厚分别为a、b、c，有所以输出脉动电压峰与圆盘转动快慢无关，故B错误；C．当小磁体靠近霍尔元件时，就是会产生一个脉冲电压，因此c、d端输出脉冲电压的频率是圆盘转动频率的4倍，即为转速的4倍，故C正确；D．当增加小磁体个数，传感器c、d端输出一个脉冲电压频率变高，那么传感器转速测量更准确，故D正确。故选CD。8、ACD【解析】A．小球静止时有解得，故A正确；B．将重力和电场力合成后的合力为，小球能在竖直平面内做圆周运动，其等效最高点为将绳反向延长与圆的交点，如图所示，在等效最高点时动能最小，由F提供向心力可得故动能最小值为故B错误；C．电场力做负功最多时，机械能最小，故机械能最小的点为圆轨道最左边的点，如图中C点，从A到C，电场力做功为在A点时，小球的机械能为从A到B，由动能定理可得故小球在C位置的机械能为故C正确；D．小球在C位置时电势能最大，故小球的最大电势能为故D正确；故选ACD。9、ACD【解析】A．当分子之间的作用力表现为斥力时，分子势能随分子距离的减小而增大，符合客观事实，故A正确；B．没有摩擦的理想热机，工作时尾气会带走一部分内能，因此不会把吸收的能量全部转化为机械能，故B错误；C．气体压强是因为气体分子频繁的撞击器壁产生的，在完全失重的情况下，气体分子仍在运动撞击器壁，气体对容器壁的压强不为零，故C正确；D．对于一定量的气体，如果压强不变，体积增大，由理想气态方程可知气体温度一定升高，温度升高，，体积增大，对外做功，，由热力学第一定律可知那么它一定从外界吸热，故D正确；E．气体温度升高，气体分子的平均动能增大，气体分子总数不变，但是单位体积内分子个数可能减少，压强减小，故E错误。故选择ACD选项。10、BD【解析】AB．ab杆切割磁感线时产生沿abdc方向的感应电流，大小为①cd杆中的感应电流方向为d→c，cd杆受到的安培力方向水平向右，大小为F安=BIL②cd杆向下匀速运动，有mg=μF安③解①②③式得，ab杆匀速运动的速度为④导体ab受到水平向左的安培力，由受力平衡得F=F安+μmg⑤由③⑤解得选项A错误，B正确C．设cd杆以v2速度向下运动h过程中，ab杆匀速运动了s距离，则整个回路中产生的焦耳热等于克服安培力所做的功Q=F安s得选项C错误；D．ab杆水平运动位移为s的过程中，整个回路中产生的焦耳热为ab杆摩擦生热cd杆摩擦生热则总热量选项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、①.0.396-0.399；②.B；③.C；④.甲；⑤.；【解析】(1)螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数；(2)根据最大电流选择电流表，根据额定电流及金属丝电阻选择更接近的最大电阻；(3)根据金属丝电阻较小选择外接法；(4)根据直径求得横截面积，然后根据反解出电阻率【详解】(1)由图所示螺旋测微器可知，其示数为：0mm+39.8×0.01mm=0.398mm（0.396～0.399均正确）；(2)根据待测金属丝接入电路部分的电阻Rx（约为5Ω），现有电池组3V，电路中电流约0.6A左右；为了减小误差，在实验中电流表应选用B；为了实验时，滑动变阻器控制更灵敏，滑动变阻器的最大电阻应与金属丝电阻接近，且变阻器额定电流比电路最大电流大，滑动变阻器应选用C；(3)由于待测的电阻阻值较小，故采用外接法，即应选择图2中甲电路进行实验；(4)待测金属丝接入电路部分的长度为l，直径为D，故横截面积，电阻为Rx，根据电阻定律可得：金属丝电阻率的表达式为ρ＝【点睛】待测的电阻阻值较小时，电流表的分压效果较明显，故应选用外接法；待测的电阻阻值较大时，电压表的分流效果较明显，故应选用内接法12、①.红外线②.紫外线③.1.28【解析】考查电磁波谱