河北省保定市博野中学2023-2024学年物理高二上期末质量跟踪监视模拟试题含解析

河北省保定市博野中学2023-2024学年物理高二上期末质量跟踪监视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、如图，“L”型导线abc固定并垂直放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，，ab长为l，bc长为，导线通入恒定电流I，设导线受到的安培力大小为F，方向与bc夹角为θ，则A.， B.，C， D.，2、如图所示，质量为m的木块从半径为R的半球形碗口下滑到碗的最低点的过程中，如果由于摩擦力的作用使木块的速率不变，那么（）A.加速度为零B.加速度恒定C.加速度大小不变，方向时刻改变，但不一定指向圆心D.加速度大小不变，方向时刻指向圆心3、美国物理学家劳伦斯于1932年发明的回旋加速器，应用带电粒子在磁场中做圆周运动的特点，能使粒子在较小的空间范围内经过电场的多次加速获得较大的能量，使人类在获得较高能量带电粒子方面前进了一大步．图为一种改进后的回旋加速器示意图，其中盒缝间的加速电场场强恒定，且被限制在A、C板间，带电粒子从P0处以速度v0沿电场线方向射入加速电场，经加速后再进入D型盒中的匀强磁场做匀速圆周运动．对于这种改进后的回旋加速器，下列说法正确的是()A.带电粒子每运动一周被加速两次B.带电粒子每运动一周P1P2＝P2P3C.加速粒子最大速度与D形盒的尺寸有关D.加速电场方向需要做周期性的变化4、2015年12月29日0时04分，我国在西昌卫星发射中心成功发射高分四号卫星．至此我国航天发射“十二五”任务圆满收官．高分四号卫星是我国首颗地球同步轨道高分辨率光学成像卫星，也是目前世界上空间分辨率最高、幅宽最大的地球同步轨道卫星，它的发射和应用将显著提升我国对地遥感观测能力，该卫星在轨道正常运行时，下列说法正确的是()A.卫星的轨道半径可以近似等于地球半径B.卫星的向心加速度一定小于地球表面的重力加速度C.卫星的线速度一定大于第一宇宙速度D.卫星的运行周期一定大于月球绕地球运动的周期5、以下关于电场和电场线的说法中错误的是（）A.电场和电场线都是真实存在的B.电场是真实存在的，电场线是不存在的C.电场线可以描述电场的强弱和方向D.电场线在电场中不能相交6、如图所示，两根平行长直导线M、N中通有等大、反向的电流．长直导线M、N与纸面垂直放置，O为MN连接的中点，在纸面内以O点为圆心做圆，与MN连线交于a、b两点，与MN中垂线交于c、d两点，则下列说法正确的是（）A.圆心O处磁感应强度的大小为零B.c、d两点磁感应强度方向相同C.a、b两点磁感应强度方向相反D.a、c两点磁感应强度方向互相垂直二、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、如图所示，一个内壁光滑的绝缘细直管竖直放置．在管子的底部固定一电荷量为Q的正点电荷．在距离底部点电荷为h2的管口A处，有一电荷量为q、质量为m的点电荷由静止释放，在距离底部点电荷为h1的B处速度恰好为零．现让一个电荷量为q、质量为3m的点电荷仍在A处由静止释放，已知静电力常量为k，重力加速度为g，则该点电荷运动过程中（）A.速度最大处与底部点电荷的距离是B.速度最大处与底部点电荷的距离是C.运动到B处的速度是D.运动到B处的速度是8、(多选)氦原子被电离出一个核外电子，形成类氢结构的氦离子．已知基态的氦离子能量为E1＝－54.4eV，氦离子能级的示意图如图所示．在具有下列能量的粒子中，能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是()A.54.4eV(光子) B.50.4eV(光子)C.48.4eV(电子) D.42.8eV(光子)9、如图所示，分别是直流电动机、摇绳发电、磁电式仪表和电磁轨道炮示意图，其中不属于“因电而动”（即在安培力作用下运动）的是（）A.B.C.D.10、两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直．边长为0.2m、总电阻为0.005Ω的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图所示．已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于t=0时刻进入磁场．线框中感应电动势随时间变化的图线如图所示（感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正）．下列说法正确的是（）A.磁感应强度的大小为0.05TB.导线框运动速度的大小为0.04m/sC.磁感应强度的方向垂直于纸面向外D.在t=0.4s至t=0.6s这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.01N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）有一游标卡尺，主尺的最小分度是1mm，游标上有20个小的等分刻度．用它测量一小球的直径，如图甲所示的读数是______mm．用螺旋测微器测量一根金属丝的直径，如图乙所示的读数是______mm12．（12分）高二物理研究性学习小组在学习了恒定电流的相关知识后，设计了一个电路，该电路既能测量出电源电动势E和内阻r，同时又能描绘一定范围内灯泡的伏安特性曲线。所用器材及已经连接的部分电路如图甲。实验时，当调节滑动变阻器的阻值时，同时记录电流表A、电压表V1和电压表V2的示数。经过多次测量，最后描绘出两条U-I图线，如图乙所示，电压表内阻很大，电流表内阻不计，请回答下列问题。（1）请你将图甲的实物连线补充完整；（）（2）图乙中的___________（“①”或“②”）图线是表示电压表V的读数和电流表A的读数之间的关系；（3）电源电动势E=___________V，内阻r=___________Ω（保留两位有效数字）；（4）在坐标系中两条图线相交于P点，此时滑动变阻器连入电路的阻值为___________Ω。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、D【解析】连接ac，根据几何关系得导线在磁场中受安培力的有效长度：根据，得：F与bc夹角θ：ABC.与计算不符，ABC错误；D.与计算结果相符，D正确。2、D【解析】A．木块做匀速圆周运动，速度方向时刻在变化，速度在改变，加速度一定不为零，A错误；BCD．木块做匀速圆周运动，加速度方向始终指向圆心，大小不变，方向时刻改变，故BC错误，D正确故选D。3、C【解析】由题图可以看出，带电粒子每运动一周被加速一次，A错误，由R＝和Uq＝mv－mv可知，带电粒子每运动一周，电场力做功都相同，动能增量都相同，但速度的增量不相同，故粒子做圆周运动的半径增加量不相同，B错误．由v＝可知，加速粒子的最大速度与D形盒的半径R有关，C正确；由T＝可知，粒子运动的周期不随v而变，故D错误4、B【解析】同步卫星轨道半径大于地球的半径，故A错误．根据知，卫星的加速度，地球表面的重力加速度，由于r＞R，则卫星的向心加速度一定小于地球表面的重力加速度．故B正确．根据知，由于卫星的轨道半径大于地球的半径，则卫星的线速度一定小于第一宇宙速度，故C错误．同步卫星的轨道半径小于月球的轨道半径，根据知，同步卫星的周期小于月球的周期，故D错误．故选B【点睛】解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一重要理论，知道线速度、周期、加速度与轨道半径的关系5、A【解析】电场是实际存在的物质，电场线不存在，是为了形象描述电场而假想的线，故A错误，B正确．电场线可以描述电场的强弱和方向，电场线的疏密表示强弱，电场线上某点的切线方向表示电场的方向，故C正确．电场线不能相交，故D正确．本题选错误的，故选A6、B【解析】根据右手螺旋定则确定两根导线在a、b、c、d四点磁场的方向，根据平行四边形定则进行合成【详解】根据右手螺旋定则，M处导线在O产生的磁场方向竖直向下，N处导线在O点产生的磁场方向竖直向下，合成后磁感应强度不等于0，故A错误；M在c处产生的磁场方向垂直于cM偏下，在d处产生的磁场方向垂直dM偏下，N在c处产生的磁场方向垂直于cN偏下，在d处产生的磁场方向垂直于dN偏下，根据平行四边形定则，知c处的磁场方向竖直向下，d处的磁场方向竖直向下，且合场强大小相等，故B正确；M在a处产生的磁场方向竖直向下，在b处产生的磁场方向竖直向下，N在a处产生的磁场方向竖直向下，b处产生的磁场方向竖直向下，根据场强的叠加知，a、b两点处磁感应强度大小相等，方向相同，故C错误；由上分析可知，a、c两点的磁场方向都是竖直向下，故D错误．所以B正确，ACD错误【点睛】解决本题的关键掌握右手螺旋定则判断电流与其周围磁场方向的关系，会根据平行四边形定则进行合成二、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】当点电荷的质量为m时，则在下落过程中受重力和电库仑力，下落到B点时速度为零，由动能定理可得：，即，当点电荷的质量变为3m时，下落到B点时库仑力不变，故库仑力做功不变，由动能定理得，解得；当重力等于库仑力时，合力为零，此时速度最大，，解得，故BC正确，AD错误，故选BC.【点睛】由题意可知，电荷在下落过程中受重力、库仑力，由动能定理可得出两力做功的关系；同理可应用动能定理求出当质量变化时B点的速度；通过对过程的分析可得出速度最大处的位置；并通过电场力做功的正负，来判定电势能增加还是降低8、AC【解析】根据玻尔理论，能级间发生跃迁吸收或辐射的光子能量等于两能级间的能级差【详解】由玻尔理论知，基态的氦离子要实现跃迁，入射光子的能量（光子能量不可分）应该等于氦离子在某激发态与基态的能量差，因此只有能量恰好等于两能级差的光子才能被氦离子吸收；而实物粒子（如电子）只要能量不小于两能级差，均可能被吸收．氦离子在图示的各激发态与基态的能量差为：△E1=E∞-E1=0-（-54.4eV）=54.4eV△E2=E4-E1=-3.4eV-（54.4eV）=51.0eV△E3=E3-E1=-6.0eV-（-54.4eV）=48.4eV△E4=E2-E1=-13.6eV-（54.4eV）=40.8eV可见，50.4eV和42.8eV的光子不能被基态氦离子吸收而发生跃迁．故AC正确，BD错误；故选AC9、ACD【解析】本题考查的是电磁感应定律的问题，直流电动机、磁电式仪表和电磁轨道炮利用的都是通电导线受磁场力的作用而运动，即在安培力作用下运动，ACD错误；摇绳发电是导线切割磁感线而产生电流，是电磁感应现象，B正确10、AC【解析】根据线框匀速运动的位移和时间求出速度，结合E=BLv求出磁感应强度，根据感应电流的方向，结合楞次定律得出磁场的方向．根据安培力公式得出导线框所受的安培力【详解】由图象可以看出，0.2-0.4s没有感应电动势，所以从开始到ab进入用时0.2s，导线框匀速运动的速度为：，根据E=BLv知磁感应强度为：，故A正确，B错误．由b图可知，线框进磁场时，感应电流的方向为顺时针，根据楞次定律得，磁感应强度的方向垂直纸面向外，故C正确．在0.4-0.6s内，导线框所受的安培力，故D错误．故选AC【点睛】本题考查了导线切割磁感线运动，掌握切割产生的感应电动势公式以及楞次定律，本题能够从图象中获取感应电动势的大小、方向、运动时间等三、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、①.10.50mm②.1.732mm（1.729—1.733都可）【解析】游标卡尺的主尺读数为10mm，游标读数为0.05×10mm=0.50mm，所以最终读数为10.50mm；螺旋测微器的固定刻度读数为1.5mm，可动刻度读数为0.01×23.2mm=0.232mm，所以最终读数为1.732mm（1.729到1.733均可）考点：游标卡尺、螺旋测微器【名师点睛】螺旋测微器的读数等于固定刻度读数加上可动刻度读数，需估读；游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数，不需估读12、①.②.①③.4.5V④.1.0Ω⑤.0Ω【解析】（1）[1]要同时测量出电源电动势E和内阻r，和描绘灯泡的伏安特性曲线，所以一个电压表测路端电压，一个电压表测灯泡的电压，电流表测量干路电流。实物连接如图所示：（2）[2]电压表V1测量的是路端电压，由U=E−Ir可知，路端电压随电流的增大而减小，成线性关系，所以图中曲线①表示电压表V1的读数和电流表A的读数之间的关系；（3）[3]根据U=E−Ir可知，曲线①在U轴的截距等于电源电动势，所以E=4.5V；[4]曲线①的斜率