河北省衡水市中学·2023年高二上物理期末学业质量监测试题含解析.doc

河北省衡水市中学·2023年高二上物理期末学业质量监测试题
注意事项
1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．
2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．
3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．
4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．
5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．

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、一质量为2.0×103kg的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的径向最大静摩擦力为1.4×104N，当汽车经过半径为80m的弯道时，下列判断正确的是（ ）

A.汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力
B.汽车转弯的速度为20m/s时所需的向心力为1.4×104N
C.汽车转弯的速度为20m/s时汽车会发生侧滑
D.汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0m/s2
2、在电场中A点，先后放入q1、q2两个点电荷（q1＞q2），点电荷所受到的电场力分别为F1、F2，两次测得该点的电场强度分别为E1、E2，则（ ）
A.F1=F2，E1=E2 B.F1>F2，E1=E2
C.F1>F2，E1>E2 D.F1<F2，E1<E2
3、电源和一个水平放置的平行板电容器、三个电阻组成如图所示的电路。当开关S闭合后，电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态。现将开关S断开，则以下判断正确的是（　　）。

A.液滴仍保持静止状态
B液滴将向下运动
C.电容器上的带电量将减为零
D.电容器上的带电量将增大
4、如图所示，两颗“近地”卫星1和2都绕地球做匀速圆周运动，卫星2的轨道半径更大些，两颗卫星相比较，下列说法中正确的是（　　）

A.卫星2的向心加速度较大 B.卫星2的线速度较大
C.卫星2的周期较大 D.卫星2的角速度较大
5、使两个完全相同的金属小球(均可视为点电荷)分别带上－3Q和＋5Q的电荷后，将它们固定在相距为a的两点，它们之间库仑力的大小为F1.现用绝缘工具使两小球相互接触后，再将它们固定在相距为2a的两点，它们之间库仑力的大小为F2.则F1与F2之比为
A.2∶1 B.4∶1 C.16∶1 D.60∶1
6、物理学对人类文明进步做出了积极的贡献，成为当代人类文化的一个重要组成部分．关于物理学发展过程，下列说法中正确的是（）
A.法拉第发现电荷间的相互作用力的关系，并测得静电力常量
B.荷兰物理学家洛仑兹提出运动电荷产生了磁场和磁场对运动电荷有作用力（洛仑兹力）的观点
C.安培发现电流可以使周围的磁针偏转的效应，称为电流的磁效应
D.奥斯特发现了电流的周围存在磁场并最早提出了场的概念
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，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2，L1中的电流方向向左，L2中的电流方向向上；L1的正上方有a、b两点，它们相对于L2对称．L1、L2所在区域处于磁感应强度大小为B0，方向垂直于纸面向外的匀强磁场中．已知a、b两点的磁感应强度大小分别为和，方向也垂直于纸面向外，( )

A.流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为
B.流经L1电流在a点产生的磁感应强度大小为
C.流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为
D.流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为
8、图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面b上的电势为2V。一电子经过a时的动能为10eV，从a到d的过程中克服电场力所做的功为6eV。下列说法正确的是（　　）

A.平面c上的电势为零
B.该电子可能到达不了平面f
C.该电子经过平面d时，其电势能为4 eV
D.该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍
9、真空中有一正四面体ABCD，在A、B两顶点分别固定一个等量负点电荷．现将一质子沿CD连线从C点移到D点，下列说法正确的是（　 ）

A.质子在C点的电势能与在D点的电势能相同
B.C点与D点的电场强度大小相等，方向相同
C.质子沿CD连线从C点移动到D点过程中，电场力先做正功后做负功
D.质子沿CD连线从C点移动到D点过程中，电场力一直不做功
10、如图所示，将某一电源E的路端电压随干路电流的变化关系和某一电阻R的电压与通过该电阻的电流关系画在同一个U - I图象中，若将该电源与这个电阻R构成闭合回路，则下列分析正确的是（ ）

A.甲图反映电源的U - I关系，其内阻为2.0 Ω
B.乙图反映电源的U - I关系，其电动势为3.0 V
C.通过电阻R的电流大小为1.0 A
D.电源内阻r消耗的热功率为2.0 W
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）在测金属丝电阻率的实验中，回答下列问题。
(1)测得某金属丝的有效长度为L，直径为d，两端的电压为U，通过它的电流为I，可以得到该金属丝的电阻率______（用题中所给的物理量符号表示）。
(2)若金属丝的电阻约为5Ω，电流表内阻约为1Ω，电压表内阻约为1kΩ，则实验中应该将电流表______（填“内接”或“外接”）。
(3)若实验中采取电流表内接法，则金属丝电阻率实际测量值______（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
12．（12分）某同学找到一条遵循胡克定律的橡皮筋并利用如下实验器材验证平行四边形定则：刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子、质量不同的小重物若干、木板
实验方案如下：
①将橡皮筋的两端分别与两条细绳相连，测出橡皮筋的原长；
②将橡皮筋一端细线用钉子固定在竖直板上的M点，在橡皮筋的中点O再用细线系重物，自然下垂，如图甲所示

③将橡皮筋的另一端细线固定在竖直板上的N点，如图乙所示
(1)为完成本实验，下列还必须测量的物理量为______．（填选项前字母）
A、小重物的质量
B、细绳的长度
C、图甲中OM段橡皮筋的长度
D、图乙中OM和ON段橡皮筋的长度
(2)在完成本实验的过程中，必须注意的事项是______（填选项前字母）
A、橡皮筋两端连接的细绳长度必须相同
B、图乙中M、N两点必须等高
C、图乙中连接小重物的细绳必须在OM、ON夹角的平分线上
D、记录图甲中O点的位置和OM的方向
E、记录图乙中O点的位置和OM、ON的方向
(3)钉子位置固定，若利用现有器材，改变条件，可采用的方法是__________________
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，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L

15．（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、D
【解析】汽车转弯时做圆周运动，重力与路面的支持力平衡，侧向静摩擦力提供向心力，根据牛顿第二定律分析解题
【详解】汽车转弯时受到重力，地面的支持力，以及地面给的摩擦力，其中摩擦力充当向心力，A错误；当最大静摩擦力充当向心力时，速度为临界速度，大于这个速度则发生侧滑，根据牛顿第二定律可得，解得，所以汽车转弯的速度为20m/s时，所需的向心力小于1.4×104N，汽车不会发生侧滑，BC错误；汽车能安全转弯的向心加速度，即汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0m/s2，D正确
【点睛】本题也可以求解出以20m/s的速度转弯时所需的向心力，与将侧向最大静摩擦力与所需向心力比较，若静摩擦力不足提供向心力，则车会做离心运动
2、B
【解析】在电场中的同一点，电场强度相同，与所放的电荷无关，所以E1=E2，根据F=qE知，q1＞q2，则F1＞F2，故B正确，ACD错误．故选B
3、D
【解析】AB．开关闭合时，电容器两板间的电压等于电阻R2两端的电压，小于电源的电动势。当开关断开时，电路稳定时，电路中没有电流，电容器板间电压等于电源的电动势，则知电容器板间电压增大，根据

可知场强变大，电场力变大，粒子会向上加速，故AB错误；
CD．由于电容器的电压增大，由公式
Q=CU
可知，电容器上的带电量将增大，故C错误，D正确。
故选D。
4、C
【解析】A．卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，则

可得

卫星2的轨道半径较大，因此卫星2的向心加速度较小，故A错误；
B．根据

可得

卫星2的轨道半径较大，因此卫星2的线速度较小，故B错误；
C．根据

可得

卫星2的轨道半径较大，因此卫星2的周期较大，故C正确；
D．根据

可得

卫星2的轨道半径较大，因此卫星2的角速度较小，故D错误；
故选C。
5、D
【解析】开始时由库仑定律得：；现用绝缘工具使两小球相互接触后，各自带电Q，因此此时：；联立得：F2=F1，则F1与F2之比为 60：1，故选D.
6、B
【解析】根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可
【详解】A项：库仑发现发现电荷间的相互作用力的关系，并测得静电力常量，故A错误；
B项：荷兰物理学家洛仑兹提出运动电荷产生了磁场和磁场对运动电荷有作用力（洛仑兹力）的观点，故B正确；
C项：奥斯特发现电流可以使周围的磁针偏转的效应，称为电流的磁效应，故C错误；
D项：奥斯特发现了电流的周围存在磁场，法拉第最早提出了场的概念，故D错误
故选B
【点睛】本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一

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
【解析】根据右手螺旋定则来判定两直导线在a、b两处的磁场方向，再结合矢量的叠加法则，即可求解
【详解】整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为B0，方向垂直于纸面向外，且a、b两点的磁感应强度大小分别为和，方向也垂于纸面向外，
根据右手螺旋定则，L1直导线电流，在a、b两点磁场方向垂直纸面向里，大小相等，
同理，L2直导线的电流，在a点磁场方向垂直纸面向里，在b点磁场方向垂直纸面向外，但两点的磁场大小相等，
依据矢量叠加法则，则有：B0-B2-B1=
B0+B2-B1=
联立上式，可解得： ，
故选BD
【点睛】考查右手螺旋定则的应用，掌握矢量的合成法则，注意对称位置的磁场大小是相等的
8、AB
【解析】A．虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，一电子经过a时的动能为10eV，从a到d的过程中克服电场力所做的功为6eV，动能减小了6eV，电势能增加了6eV，因此a、b、c、d、f相邻两个等势面间的电势差为2V，因平面b上的电势为2V，由于电子的电势能增加，等势面电势由a到f是降低的，因此平面c上的电势为零，故A正确；
B．由上分析可知，当电子由a向f方向运动，则电子到达平面f的动能为2eV，由于题目中没有说明电子如何运动，因此也可能电子在匀强电场中做抛体运动，则可能不会到达平面f，故B正确；
C．在平面b上电势为2V，则电子的电势能为-2eV，动能为8eV，电势能与动能之和为6eV，当电子经过平面d时，动能为4eV，其电势能为2eV，故C错误；
D、电子经过平面b时的动能是平面d的动能2倍，电子经过平面b时的速率是经过d时的倍，故D错误。
故选AB。
【点睛】考查电场力做功与电势能变化的关系，掌握电势能与动能之和不变，理解电势为零处的电势能为零是解题的关键。
9、AC
【解析】在A、B两点分别固定一个等量负点电荷，根据点电荷的场强的公式和平行四边形定则计算出C与D点的电场强度，根据电场力做功来判定C与D点的电势能高低，从而即可求解
【详解】A、AB的中点电场强度为零，此点到C与D点间距相等，移动质子，电场力做功相等，则质子在C与D点电势能相同；故A正确.
B、据题，A、B是两个等量同种点电荷，根据点电荷电场强度公式，则C与D点的电场强度大小相等，方向不同;故B错误.
C、D、质子沿CD连线从C点移到D点过程中，电势先降低后升高，则质子的电势能先减小后增加，那么电场力先做正功后做负功;故C正确，D错误.
故选AC.
【点睛】本题关键要掌握等量同种电荷电场线和等势线分布情况，掌握点电荷电场强度公式，及矢量合成法则，抓住ABCD是正四面体的四个顶点这一题眼，注意本题不是等量异种电荷，且通过AB的中垂面不是一等势面
10、BC
【解析】由电源的路端电压与电流的关系图象与纵轴的交点读出电源的电动势，其斜率大小等于电源的内阻．电阻R的伏安特性曲线的斜率等于电阻．两图线的交点读出电流与电压，求出电源内阻的的热功率
【详解】根据闭合电路欧姆定律得U=E-Ir，当I=0时，U=E，由读出电源的电动势E=3V，内阻等于图线的斜率大小，则，故B正确，A错误．两图线的交点表示该电源直接与电阻R相连组成闭合电路时工作状态，由图读出电压U=2V，电流I=1.0A，则通过电阻R的电流大小为1.0 A，电源内阻r消耗的热功率为I2r=1W．故C正确，D错误；故选BC
【点睛】对于图线关键要根据物理规律，从数学角度来理解其物理意义．本题要抓住图线的斜率、交点的意义来理解图象的意义

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.外接 ③.偏大
【解析】(1)[1]根据电阻定律有

所以可得

(2)[2]由题中数据可知

故应采用电流表外接法；
(3)[3]若采用内接法，因为金属丝的电阻较小，由于电流表的分压作用，电阻的测量值偏大，根据电阻定律可知金属丝电阻率实际测量值也偏大。
12、 ①.CD ②.E ③.更换小重物
【解析】(1)[1]
A．设橡皮筋原长为，挂上小重物时OM长度为L1，根据胡克定律

可以计算出重物的重力，所以没有必要测出小重物的质量，故A不符合题意；
B．力的大小与细绳的长度无关，没有必要测出绳长，故B不符合题意；
C．需要测图甲中OM段橡皮筋长度，从而表示出重物的重力，故C符合题意；
D．测出图乙中OM和ON段橡皮筋的长度，才能根据胡克定律表示出两个分力的大小，故D符合题意。
故选择CD选项。
(2)[2]
A．橡皮筋两端连接的细绳长度不会影响力的大小，没有必要相同，故A不符合题意；
B．图乙中M、N两点不等高，也可验证力的平行四边形定则，故B不符合题意；
C．图乙中连接小重物的细绳不在OM、ON夹角的平分线上，也可验证力的平行四边形定则，故C不符合题意；
D．只要测出OM的长度即可，没有必要记录图甲中O点的位置和OM的方向，故D不符合题意；
E．记录图乙中O点的位置和OM、ON的方向，才能确定两个分力的大小和方向，故E符合题意。
故选择E选项。
(3)[3]
钉子位置固定，若利用现有器材，改变条件，可采用的方法是更换小重物，重复步骤(2)、(3)。

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、（1）2T；（2）1.5m/s2，方向沿斜面向上
【解析】（1）当R0=1Ω时，根据闭合电路的欧姆定律求解电流强度，由平衡条件求解磁感应强度；
（2）若保持B的大小不变而将方向改为垂直于斜面向上，此时安培力的方向沿斜面向上，根据牛顿第二定律求解加速度大小
【详解】（1）当R0＝1Ω时，根据闭合电路的欧姆定律可得
根据左手定则可知安培力方向水平向右；
由平衡条件有：BILcosθ＝mgsinθ
解得B＝2T；
（2）若保持B的大小不变而将方向改为垂直于斜面向上，此时安培力的方向沿斜面向上，大小不变；
根据牛顿第二定律可得：BIL﹣mgsinθ＝ma
解得：a＝1.5m/s2，方向沿斜面向上
【点睛】本题主要是考查安培力作用下的导体棒的平衡问题，解答此类问题要明确导体棒的受力情况，结合平衡条件列方程解答
14、8cm
【解析】粒子a板左端运动到P处，由动能定理得

代入有关数据，解得
，代入数据得θ=30°
粒子在磁场中做匀速圆周运动，圆心为O，半径为r，如图
由几何关系得

联立求得
代入数据解得
15、 (1) (2)3N
【解析】(1)设小球在C点的速度大小是vC，则对于小球由A→C的过程中，由动能定理得：

解得：

(2)小球在C点时受力分析如图

由牛顿第二定律得：

解得：

由牛顿第三定律可知，小球对轨道压力：
NC′=NC=3N