甘肃省兰州五十一中2023-2024学年物理高二第一学期期末监测模拟试题含解析

甘肃省兰州五十一中2023-2024学年物理高二第一学期期末监测模拟试题请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。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、关于同一电场的电场线，下列表述正确的是A.电场线是客观存在的 B.电场线越密，电场强度越小C.沿着电场线方向，电势越来越低 D.电荷在沿电场线方向移动时，电势能减小2、发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3，轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点（如图所示）。则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（）A.卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率B.卫星在轨道3上的角速度等于在轨道1上的角速度C.卫星在轨道1上经过Q点的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度D.卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度3、据国外某媒体报道，科学家发明了一种新型超级电容器，能让手机几分钟内充满电．某同学假日登山途中用该种电容器给手机电池充电，下列说法正确的是A.该电容器给手机电池充电时，电容器的电容变大B.该电容器给手机电池充电时，电容器存储的电能变少C.该电容器给手机电池充电时，电容器所带的电荷量可能不变D.充电结束后,电容器不带电,电容器的电容为零4、两个初速度大小相同的同种离子a和b，从O点沿垂直磁场方向进入匀强磁场，最后打到屏P上．不计重力，下列说法不正确的有A.a、b均带正电B.a在磁场中飞行的时间比b的短C.a在磁场中飞行的路程比b的长D.a在P上的落点与O点的距离比b的近5、光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图，抛物线的方程为y＝x2，其下半部分处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是y＝a的直线(如图中的虚线所示)．一个小金属块从抛物线上y＝b(b>a)处以速度v沿抛物线向上滑，假设抛物线足够长，则金属块在曲面上滑动的过程中产生的焦耳热总量是()A.mgbB.mv2＋mgbC.mg(b－a)D.mg(b－a)＋mv26、某交流发电机的矩形线圈共有50匝，在磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，通过线圈的磁通量随时间变化如图所示，则下述正确的是（）①产生的交变电动势按正弦规律变化②交变电动势的最大值为2000πV③交变电动势的频率为100Hz④在1s内，电流方向改变100次A.只有①正确 B.只有②③正确C.只有②④正确 D.只有③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、如图所示，空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的水平匀强磁场．在该区域中，有一个竖直放置的光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球．O点为圆环的圆心，a、b、c、d为圆环上的四个点，a点为最高点，c点为最低点，b、O、d三点在同一水平线上．已知小球所受电场力与重力大小相等．现将小球从环的顶端a点由静止释放，下列判断正确的是（）A.小球能越过d点并继续沿环向上运动B.当小球运动到d点时，不受洛伦兹力C.小球从a点运动到b点的过程中，重力势能减小，电势能减小D.小球从b点运动到c点的过程中，经过弧中点时速度最大8、如图所示，一个质量m＝0.1g，电荷量q＝4×10－4C带正电的小环，套在足够长的绝缘直棒上，可以沿棒上下滑动．将棒置于正交的匀强电场和匀强磁场内，E＝10N/C，B＝0.5T．小环与棒之间的动摩擦因数μ＝0.2．取g＝10m/s2，小环电荷量不变．小环从静止沿棒竖直下落，则()A.小环的加速度一直减小 B.小环的机械能一直减小C.小环的最大加速度为2m/s2 D.小环的最大速度为4m/s9、如图所示为远距离输电的电路图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，用户得到的功率为P。已知升压变压器原副线圈的匝数分别为、，电流分别为、，电压分别为、，输电线的总电阻为R，则下列关系正确的是A.B.C.D.10、某正弦式交流电的方向在1s内改变100次，则周期T和频率f分别是（）A.T=0.01s B.T=0.02sC.f=50Hz D.f=100Hz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）在研究性课题的研究中，某课题小组收集了手机的电池以及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈等电子器件。现从这些材料中选取两个待测元件来进行研究，一是电阻Rx（约为2k），二是手机中常用的锂电池（电动势E标称值为3.4V，允许最大放电电流为100mA）。在操作台上还准备了如下实验器材：A.电压表V（量程4V，内阻RV约为10k）B.电流表A1（量程100mA，内阻RA1约为5）C.电流表A2（量程2mA，内阻RA2约为50）D.滑动变阻器R（0~40，额定电流1A）E.电阻箱R0（0~9999）F.开关S一只、导线若干（1）为了测定电阻Rx阻值，小组的一位成员，设计了如图甲所示的电路原理图，电源用待测的锂电池，则电流表应该选用_______（选填“A1”或“A2”）；他用电压表的读数除以电流表的读数作为Rx的测量值，则测量值______真实值（填“大于”或“小于”）（2）小组的另一位成员，设计了如图乙的电路原理图来测量锂电池的电动势E和内阻r。在实验中，他多次改变电阻箱阻值，取得多组数据，画出—图像为一条直线，则该图像的函数表达式为：__________，由图可知该电池的电动势E=____V。12．（12分）（1）测干电池的电动势和内阻的实验，为了尽量减小实验误差．在如下图所示的四个实验电路中应选用________（2）选好电路后,由于电流表和电压表内电阻对电路的影响,所测得电动势将________．(选填“偏大”，“偏小”，“不变”）（3）根据实验测得的一系列数据，画出U-I图（如图丙所示），则被测干电池的电动势为________V，电池的内阻为________Ω．（结果均保留两位小数）（4）这种用图象法处理数据是为了减少________.(选填“系统误差”或“偶然误差”)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）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）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、C【解析】A．电场是客观存在的,而电场线是假想的,A错.B．电场线越密的地方电场越大B错.C．沿着电场线的方向电势逐渐降低C对.D．负电荷沿着电场线方向移动时电场力做负功电势能增加D错2、D【解析】AB．卫星绕地球做匀速圆周运动时，由万有引力提供向心力，则有可得，则知，卫星的轨道半径越大，角速度和线速度越小，所以卫星在轨道3上的角速度和线速度均比在轨道1上的小，故AB错误；CD．根据牛顿第二定律得得则知卫星经过同一点时加速度一定，则卫星在轨道1上经过点时的加速度等于它在轨道2上经过点时的加速度，卫星在轨道2上经过点时的加速度等于它在轨道3上经过点时的加速度，故D正确，C错误。故选D。3、B【解析】电容是描述电容器的容纳电荷的本领大小的物理量，与电容器的电压及电量无关，故AD错误；当该电容器给手机电池充电时，电容器存储的电荷量减小，则电能变少，故B正确，C错误。故选B。4、B【解析】a、b粒子的运动轨迹如图所示A．粒子a、b都向下运动，由左手定则可知，a、b均带正电，故A正确；BC．由洛伦兹力提供向心力有得可知，两粒子半径相等，根据上图中两粒子运动轨迹可知a粒子运动轨迹长度大于b粒子运动轨迹长度，运动时间a在磁场中飞行的时间比b的长，故B错误，C正确；D．根据运动轨迹可知，在P上的落点与O点的距离a比b的近，故D正确。故选B。5、D【解析】圆环最终在y=a以下来回摆动，以y=b（b＞a）处为初位置，y=a处为末位置，知末位置速度为零，在整个过程中，重力势能减小，动能减小，减小的机械能转化为内能，根据能量守恒得，Q=mg（b-a）+mv2．故D正确，ABC错误6、C【解析】交变电流产生过程中，线圈在中性面上时，穿过线圈的磁通量最大，感应电动势最小，线圈与中性面垂直时，通过的磁通量最小，电动势为大；结合Φ-t图象分析答题【详解】①t=0时刻磁通量为0，则此时线圈与B平行，则交变电流按余弦规律变化，则①错误；②Em=NBSω=NBS•=50×0.4×=2000π(V)，则②正确；③由图知周期为T=0.02，则f=1/T=50Hz，则③错误；④一个周期电流方向改变2次，则1s内改变100次，则④错误，故C正确，ABD错误；故选C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】AB、电场力与重力大小相等,则二者的合力指向左下方45∘,由于合力是恒力,故类似于新的重力,所以ad弧的中点相当于平时竖直平面圆环的“最高点”．关于圆心对称的位置(即bc弧的中点)就是“最低点”，速度最大；由于a、d两点关于新的最高点对称，若从a点静止释放，最高运动到d点，即当小球运动到d点时，速度为零，故不受洛伦兹力；故A错误，B正确；C.由于d、b等高，故小球从d点运动到b点的过程中，重力势能不变，电场力做正功，电势能减小，故C正确；D.由于等效重力指向左下方45∘，故弧bc中点是等效最低点，故小球从b点运动到c点的过程中，经过弧bc中点时速度最大，故D正确；故选BCD8、BC【解析】对小环进行受力分析，再根据各力的变化，可以找出合力及加速度的变化；即可以找出小环最大速度及最大加速度的状态【详解】小环静止时只受电场力、重力及摩擦力，电场力水平向右，摩擦力竖直向上；开始时，小环的加速度应为，小环速度将增大，产生洛仑兹力，由左手定则可知，洛仑兹力向右，故水平方向合力将逐渐变大，摩擦力变大，故加速度减小；当摩擦力等于重力时，加速度为零，此时速度最大，则mg=μ(qvB+qE)，解得v=5m/s，以后圆环将以5m/s的最大速度做匀速运动，开始时的加速度最大，最大值为2m/s2，则C正确，AD错误；小环下落过程中，摩擦力一直做功，机械能减小，选项B正确；故选BC.【点睛】本题要注意分析带电小环的运动过程，属于牛顿第二定律的动态应用与电磁场结合的题目，此类问题要求能准确找出物体的运动过程，并能分析各力的变化，对学生要求较高．同时注意因速度的变化，导致洛伦兹力变化，从而使合力发生变化，最终导致加速度发生变化9、BD【解析】A．升压变压器原线圈的电流，P1应该是发电机的输出功率，由于输电线的功率损失，所以P1＞P，故A错误；B．理想变压器的输出功率等于输入功率，即故B正确；C．U2不是输电线电阻R两端的电压，故C错误；D．根据能量守恒可知故D正确。故选BD。10、BC【解析】交变电流在一个周期内电流的方向改变两次，周期与频率互为倒数【详解】交变电流在一个周期内方向改变两次，1s内电流的方向改变100次，知经历了50个周期，则，频率，故BC正确，AD错误三、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.A2②.大于③.④.3.3【解析】（1）[1]根据所测量的未知电阻的阻值约为2千欧，电动势E标称值为3.4V，所以电阻中电流最大约为1.7mA，因此电流表选A2。[2]由于电流表的分压，可知被测电压偏大，根据欧姆定律可知，电阻的测量值大于真实值。（2）[3][4]根据闭合电路欧姆定律，结合实验电路有根据图像可知，纵截距表示电动势的倒数，所以电源电动势为。12、①.(1).丙②.(2).偏小③.(3).1.45(1.44—1.46均给分)④.0.70（0.67—0.72均给分）⑤.(4).偶然误差【解析】明确实验原理，从而确定实验电路图，并根据电路的分析可得出电动势的误差情况；根据闭合电路欧姆定律进行分析，从而确定电动势和内电阻的大小．用图象法处理数据是为了减少偶然误差【详解】（1）本实验中需要测量多组路端电压和干路电流，所以必须用到滑动变阻器；同时因电流表内阻不能忽略，为了减小内阻的测量误差，电流表应采用相对电源的外接法；故应选择丙电路图；（2）丙图中由于电压表的分流，导致电流表测量值小于真实值；而电压值的示数是准确的，故U-I图象将向下移动，故电源的电动势将小于真实值；（3）根据U=E-Ir可知，图象与纵轴的交点表示电源的电动势，故E=1.45V；图象的斜率表示内阻，故（4）这种用图象法处理数