河北省秦皇岛市青龙满族自治县木头凳中学2023-2024学年物理高二上期末学业质量监测模拟试题含解析

河北省秦皇岛市青龙满族自治县木头凳中学2023-2024学年物理高二上期末学业质量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、无限长通电直导线PQ与通电矩形导线框abcd固定在同一平面内，导线和线框的电流方向如图所示，线框ab边与直导线PQ平行。关于通电直导线PQ对通电线框abcd的作用，下列判断正确的是（）A.线框ad、bc边不受安培力作用B.线框cd边所受安培力的方向垂直PQ向左C.线框所受安培力的合力方向垂直PQ向左D.线框有两个边所受安培力的方向相同2、如图所示，间距为L的竖直平行金属导轨MN、PQ上端接有电阻R，质量为m、电阻为r的金属杆ab，跨在平行导轨上，垂直导轨平面的水平匀强磁场的磁感应强度为B，不计导轨电阻及一切摩擦，且ab与导轨接触良好．若金属棒ab在竖直向上的外力F作用下以速度V匀速上升，则以下说法正确的是（）A.a、b两点间的电压为BLVB.b端电势高于a端电势C.作用在金属棒ab上的各个力的合力做功等于零D.拉力F所做的功等于电路中产生的热量3、图中水平虚线表示某电场的一组互相平行的等势面，各等势面的电势值如图所示，则（）A.在B处场强方向是竖直向下的B.A、B两处场强EA和EB相比是EB＞EAC.1C的正电荷从B到A，电场力做正功2JD.负电荷从A移到B时电场力做负功4、飞行器在太空飞行，主要靠太阳能电池提供能量．若一太阳能电池板，测得它的开路电压为800mV，短路电流为40mA．若将该电池板与一阻值为20Ω的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是()A.0.10VB.0.20VC.0.30VD.0.40V5、下列说法中正确的是（）A.奥斯特首先引入电场线和磁感线，极大地促进了他对电磁现象的研究B.法拉第在对理论基础和实验资料进行严格分析后，提出了电磁感应定律C.楞次认为，在原子、分子等物质微粒的内部存在着一种环形电流，从而使每个物质微粒都成为微小的磁体D.安培发现了磁场对电流的作用规律，洛仑兹发现了磁场对运动电荷的作用规律6、下图中表示磁场B、正电荷运动速度v和磁场对电荷作用力F的方向相互关系图，且B、F、v垂直，这四个图中画得正确的是（）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、在如图所示的电路中，灯泡L的电阻大于电源的内阻r，闭合电键S，将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后，（电压表和电流表均视为理想）下列结论正确的是（）A.灯泡L变亮 B.电源的输出功率变小C电流表读数变小 D.电容器C上电荷量减小8、如图所示，电源的电动势E=12V，内阻r=2Ω，直流电动机额定功率为6W，额定电压为3V，内阻R0=0.5Ω，调节滑动变阻器R，使电动机刚好正常工作，则此时滑动变阻器通以电流部分的阻值R和电动机的输出功率P分别为（）A.R=2.5ΩB.R=3.5ΩC.P=2WD.P=4W9、一有界区域内，存在着磁感应强度大小均为，方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场，磁场宽度均为。边长为的正方形导线框的边紧靠磁场边缘置于桌面上，建立水平向右的轴，且坐标原点在磁场的左边界上。时刻使线框从静止开始沿轴正方向匀加速通过磁场区域，规定逆时针方向为电流的正方向，线框在时刻所对应的位移分别是。下列关于感应电流或导线框的电功率随时间或位移的变化规律正确的是（）A. B.C. D.10、如图所示，台秤上放一光滑平板，其左边固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时台秤读数为F1，现在磁铁上方中心偏左位置固定一通电导线，电流方向如图所示，在加上电流后的一小段时间内，台秤读数为F2，则以下说法正确的是()A.F1>F2B.F1<F2C.弹簧长度将变长D.弹簧长度将变短三、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）超导是当今材料科学研究的重点，某大学超导实验室研制成功了钇钡铜氧（YBCO）超导线材，该线材在94K时，将呈现超导特征，但常温下，仍然为一般导体．实验小组为了测量常温下YBCO线材的电阻率；①如图1，用多用电表×1Ω挡粗测其电阻为6Ω，用螺旋测微器测其直径为__mm，游标卡尺测其长度是__mm②实验室还备有实验器材如下：A．电压表V1（量程3V，内阻约为15kΩ）B．电压表V2（量程l5V，内阻约为75kΩ）C．电流表A1（量程3A，内阻约为0.2Ω）D．电流表A2（量程600mA，内阻约为1Ω）E．滑动变阻器R1（0～5Ω，0.6A）F．滑动变阻器R2（0～2000Ω，0.1A）G．输出电压为3V的直流稳压电源EH．电阻箱I．开关S，导线若干如图2，为了减小实验误差，需进一步测其电阻而采用伏安法，则上述器材中应选用的实验器材有（填代号）__．请在图3方框内设计最合理的电路图并实物连线（）（）用该电路电阻的测量值__真实值（选填大于、等于或小于）．如果YBCO超导线材直径为D，长度为L，所测电压为U，电流为I，电阻率大小为（用字母表示）__12．（12分）某实验小组欲测定一电源的电动势和内电阻，已知待测电源的电动势约为4V。实验室提供了下列器材：A．定值电阻R0=2ΩB．直流电流表（量程0～1A，内阻不能忽略）C．电压表（量程0～5V内阻较大）D．滑动变阻器（阻值范围0～10Ω、额定电流2A）E．滑动变阻器（阻值范围0～200Ω、额定电流1A）F．电键及导线若干(1)实验时滑动变阻器应选用__________；（填“D”或“E”）(2)某同学将选定的器材进行了部分实物图连接，请你以笔画线做导线完成剩余部分的电路连接；（）(3)按正确操作完成实验，根据实验记录，将测量数据描点做出拟合图线如图所示，由图象可得该电源的电动势是_______V，内电阻是_____Ω；（计算结果保留二位有效数字）(4)本次实验产生系统误差的原因是_________________________。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L14．（16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15．（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】ABD．根据右手螺旋定则可知，直导线PQ在导线右边产生的磁场方向为垂直纸面向里，则根据左手定则可知：ab边受到的安培力方向向左，bc边受到的安培力方向向下，cd边受到的安培力方向向右（垂直PQ向右），da边受到的安培力向上，ABD错误；C．离PQ越远的位置，磁感应强度越小，故根据安培力公式，ab边受到的安培力大于cd边，bc边受到的安培力大小等于da受到受到的安培力大小，但方向相反，线框所受安培力的合力向左，C正确。故选C。2、C【解析】A．ab棒切割磁感线产生的电动势为，ab棒相当于电源，由于电源有内阻，所以ab棒两端电压小于，故A错误；B．由于ab棒匀速上升，由右手定则可知，a端电势更高，故B错误；C．由于ab棒匀速上升，由动能定理可知，作用在金属棒ab上的各个力的合力做功等于零，故C正确；D．根据功能关系可知，拉力F做的功等于重力势能的增加量和电路中产生的热量之和，故D错误。故选C。3、C【解析】根据电场线与等势面垂直，且由电势高处指向电势低处，可知电场线方向应竖直向上，则B处的场强方向是竖直向上，故A错误．图中等差等势面疏密均匀，则电场线疏密也均匀，说明此电场是匀强电场，场强处处相同，故B错误．根据电场力做功公式W=qU得：1C的正电荷从B到A，电场力做功为WBA=qUBA=1C×（3V-1V）=2J，故C正确；1C的负电荷从A移到B时电场力做功为WAB=qUAB=（-1C）×（1V-3V）=2J，即电场力做功2J，选项D错误；故选C考点：等势面；电场力的功【名师点睛】对于电场线和等势面之间的关系要掌握牢固，本题也可以作出电场线，再进行判断；同时记住求解电场力做功的公式，理解各个物理量的意义4、D【解析】设电池板的内阻为r，其开路电压等于它的电动势，依题意有：E=800mV；I短=E/r，解得电源内阻：，电池板连上20Ω阻值后，流过电阻的电流大小为：；此时的路端电压为：U=IR=20×20mV=400mV=0.4V；故D正确，ABC错误5、D【解析】A.法拉第首先引入电场线和磁感线，极大地促进了他对电磁现象研究，选项A错误；B.电磁感应定律是纽曼和韦伯在对理论基础和实验资料进行严格分析后提出，法拉第只是发现了电磁感应现象，选项B错误；C.安培认为，在原子、分子等物质微粒的内部存在着一种环形电流，从而使每个物质微粒都成为微小的磁体，选项C错误；D.安培发现了磁场对电流的作用规律，洛仑兹发现了磁场对运动电荷的作用规律，选项D正确。故选D。6、D【解析】根据左手定则，正电荷向右运动时，受到的洛伦兹力的方向向下，故A错误；根据左手定则，正电荷在向外的磁场中向上运动时，受到的洛伦兹力的方向向右，故B错误；根据左手定则，正电荷在向上的磁场中向里运动时，受到的洛伦兹力的方向向右，故C错误；根据左手定则，正电荷在向右的磁场中向下运动时，受到的洛伦兹力的方向向外，故D正确．【点睛】根据左手定则知，大拇指所指的方向为洛伦兹力的方向，与四指方向（即粒子的速度方向）垂直，与磁场方向垂直．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、BC【解析】A．当滑动变阻器滑片P向左移动时，其接入电路的电阻增大，电路的总电阻增大，总电流I减小，灯泡的功率，不变，则P减小，灯泡L变暗，故A错误；B．当内、外电阻相等时，电源的输出功率最大，由于灯泡L的电阻大于电源的内阻，当R增大时，电源的内、外电阻的差值增大，则电源的输出功率减小，故B正确；C．电路中电流减小，电流表读数变小，故C正确；D．变阻器两端电压增大，电容器与变阻器并联，电容器上电压也增大，则其电荷量增大，故D错误。故选BC。8、AD【解析】AB．根据可知电动机中的电流为：，滑动变阻器两端的电压为：，故滑动变阻器连入电路的电阻为：，A正确B错误；CD．电动机的输出功率为：，C错误D正确。故选AD。9、BD【解析】AB．过程①为边切割向里的磁场，电流逆时针，时间内，线框做匀加速直线运动，则切割磁场的速度电动势电流过程②为边和边同向切割反向的磁场，而双电源串联，电流方向为顺时针，时间内，电动势（）电流（）过程③为边切割向外的磁场，电流为逆时针，时间内，电动势（）电流（）故A错误B正确；C．在内，由匀加速直线运动的速度位移关系可知则则电流关于位移不是线性函数，故C错误；D．在内，线框的电功率在内，线框的电功率（）在内，线框的电功率（）故D正确。故选BD。10、AD【解析】通电导体在磁场中受到力的作用，力的方向可以用左手定则判断；长直导线是固定不动的，根据物体间力的作用是相互的，得出导线给磁铁的反作用力方向【详解】磁铁的磁感线在它的外部是从N极到S极，因为长直导线在磁铁的中心偏左位置，所以此处的磁感线是斜向右上的，电流的方向垂直与纸面向里，根据左手定则，导线受磁铁给的安培力方向是斜向右下，长直导线是固定不动的，根据物体间力的作用是相互的，导线给磁铁的反作用力方向就是斜向左上的；导线给磁铁的反作用力方向就是斜向左上的，将这个力在水平和竖直分解，因此光滑平板对磁铁支持力减小，由于在水平向左产生分力，所以弹簧产生压缩，弹簧长度将变短故AD正确，BC错误故选AD【点睛】本题的关键是知道磁场对电流的作用的方向可以通过左手定则判断，然后根据作用力和反作用力的知识进行推理分析三、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、①.2.095±0.001②.36.2③.A、D、E、G、I④.⑤.⑥.小于⑦.【解析】①[1][2]．用螺旋测微器测其直径为2mm+0.01mm×9.5=2.095mm；游标卡尺测其长度是：36mm+0.2mm×2=36.2mm②[3]．电源电压为3V，则电压表选择A；电路中可能出现的最大电流为，则电流表选择D；滑动变阻器用分压电路，则选择阻值较小的E；另外还有电源G以及开关、导线I；故选的器材有：A、D、E、G、I；[4][5]．电压表内阻远大于待测电阻，则采用电流表外接；滑动变阻器用分压电路，则电路图以及实物连线如图：[6][7]．用该电路测量由于电压表的分流作用，使得电阻的测量值小于真实值．如果YBCO超导线材直径为D，长度为L，所测电压为U，电流为I，则解得电阻率大小为12、①.D②.③.3.9④.2.1⑤.电压表分流【解析】(1)[1]为了测量方便，要求电流不能太小，所以滑动变阻器选用阻值较小、额定电流较大的的，故选D(2)[2]由原理图可知滑动变阻器为限流接法，伏安法测电源电动势与内阻，电压表测路端电压，电流表测电路电流，实物电路图如图所