2023年江苏省淮安市清江中学等四校高二物理第一学期期末学业水平测试模拟试题含解析.doc

2023年江苏省淮安市清江中学等四校高二物理第一学期期末学业水平测试模拟试题
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、物体做平抛运动，在水平方向上通过的最大距离取决于（　　）
A.物体的下落高度
B.物体的下落高度和初速度
C.物体的初速度
D.物体受到的重力和初速度
2、如图所示，质量为m的物体从桌面边缘竖直向上抛出，桌面比地面高h，物体到达的最高点距桌面高为H，若以桌面为参考面，则物体落地时的重力势能Ep和整个过程中重力所做的功WG为（　　）

A.0 mgH B.–mgh mgh
C.-mgh mg（h+H） D.mgH mg(h+2H）
3、如图所示，直线A为电源的U-I图线，直线B为小灯泡的U-I图线，用该电源和小灯泡组成闭合电路，且小灯泡正常发光，下列说法正确的是（）

A.此电源的内阻为Ω
B.电源的总功率为10W
C.电源的输出功率为6W
D.由于小灯泡的U-I图线是一条曲线，所以欧姆定律不适用
4、2016年8月16日，我国自主研制的世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”被送入500km高的运行轨道上，现已投入使用.“墨子号”卫星在轨道上的运行速度(　 　)
A.等于11.2km/s B.等于7.9km/s
C.小于7.9km/s D.大于7.9km/s
5、如图所示，质量为m的带电小球用绝缘丝线悬挂于O点，并处在水平向左的匀强电场E中，小球静止时丝线与竖直方向夹角为，则电场强度大小为

A. B.
C. D.
6、如图所示，50匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小B＝T的水平匀强磁场中，线框面积S＝0.5m2，线框电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω＝200rad/s匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈接入一只“220V，60W”灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为10A，下列说法正确的是（　　）

A.图示位置穿过线框的磁通量变化率不为零
B.线框中产生交变电压的表达式为u＝500sin(200t)V
C.变压器原、副线圈匝数之比为50：11
D.允许变压器输出的最大功率为2200W
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、如图纸面内金属圆环通过一绝缘细线OA悬挂在足够长的水平通电细直导线上，悬点O固定，下列各种情况中环中能产生感应电流的是　　

A.使圆环在竖直平面内绕O点左右摆动
B.使圆环在垂直纸面方向绕O点前后摆动
C.使圆环以竖直线OA为轴转动
D.使通电直导线中电流均匀增大
8、如图，一带正电的小球竖直向上抛入范围足够大、方向竖直向上的匀强电场。则小球

A.可能做曲线运动 B.速率可能保持不变
C.速率可能先减小后增大 D.速率可能先增大后减小
9、利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域．如图所示是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下，当元件中通入图示方向的电流I时，C、D两侧面会形成一定的电势差U．下列说法中正确的是

A.若C侧面电势高于D侧面，则元件中形成电流的载流子带负电
B.若C侧面电势高于D侧面，则元件中形成电流的载流子带正电
C.在地球南、北极上方测地磁场强弱时，元件工作面竖直放置时U最大
D.在地球赤道上方测地磁场强弱时，元件工作面竖直放置且与地球经线垂直时，U最大
10、如图所示，速度选择器中匀强电场的电场强度为E，匀强磁场的磁感应强度为，挡板右侧质谱仪中匀强磁场的磁感应强度为，速度相同的一束带电粒子（不计重力），由左侧沿垂直于E和的方向射入速度选择器做直线运动，通过狭缝后进入质谱仪，其运动轨迹如图所示，则下列说法中正确的是（　　）

A.该束带电粒子带负电
B.能通过狭缝的带电粒子的速率等于
C.粒子打在胶片上的位置越远离狭缝S0，粒子的比荷越小
D.能通过狭缝S0的带电粒子进入质谱仪后运动半径都相同
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“测电源电动势和内电阻”的实验中，有以下器材：
待测干电池（电动势约为1.5V，内阻约为1）；
电压表（量程0～3V，内阻3k）；
电流表（量程0～0.6A，内阻1.0）；
滑动变阻器R1（最大阻值10，额定电流2A）
滑动变阻器R2（最大阻值100，额定电流0.1A）
①实验中滑动变阻器应用___________；（选填“R1”或“R2”）
②为了减小误差，应选择电路__________；（选填“甲”或“乙”）

③在实验中测得多组电压和电流值，得到如下图所示的电压与电流关系图线，根据图线求出的电源电动势E=_______V；内阻r=_______

12．（12分）测电池的电动势E和内阻r
①首先直接用多用电表测定该电池电动势，在操作无误的情况下，多用电表盘面如图a所示，其示数为__V；

②然后，用电压表V、电阻箱R、定值电阻（R0=5Ω）、开关S、若干导线和该电池连成电路，进一步测定该电池电动势和内阻
（ⅰ）在图b中，根据电路图，用笔画线代替导线，完成实物图连接________；
（ⅱ）闭合开关S，调整电阻箱阻值R，读出电压表V相应示数U，记录多组R、U数据，并计算出相应的与的值，做出-图线如图c所示，分析该图线斜率k的物理意义知k=___ ；（用E、r、R0表示）
（ⅲ）从图线中可求得待测电池电动势E=__V，内阻r=__Ω；（计算结果均保留到小数点后两位）
（ⅳ）若考虑电压表为非理想表，则电池电动势E测量值相对真实值__（填“偏大”，“偏小”或“不变”）。
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、B
【解析】物体在做平抛运动，在竖直方向有：，得，在水平方向，可知最大距离取决于物体的下落高度和初速度，B正确，ACD错误，选B
【点睛】平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移
2、B
【解析】取桌面为参考面，物体落地时的高度为-h，则物体的重力势能为-mgh；重力做功与路径无关，只与起点和终点的位置有关，则重力做功为
WG=mgh
故选B。
3、C
【解析】电源的外特性曲线与灯泡伏安特性曲线的交点就是灯泡与电源连接时的工作状态，由图可读出工作电压和电流及电源的电动势从而可算出电路的总功率和电源的输出功率
【详解】由图A读出：电源的电动势 E=4V，内阻；两图线的交点表示灯泡与电源连接时的工作状态，此时灯泡的电压 U=3V，电流 I=2A；电源的总功率：P=IE=8W；
电源的输出功率等于灯泡的电功率，故PL=P出=UI=3×2=6W．虽然小灯泡的U-I图线是一条曲线，但是由于小灯泡是纯电阻，所以欧姆定律同样适用；故ABD错误，C正确．故选C
【点睛】解决这类问题关键在于从数学角度理解图象的物理意义，抓住图象的斜率、面积、截距、交点等方面进行分析，更加全面地读出图象的物理内涵
4、C
【解析】万有引力提供向心力可知：，所以，半径越大，速度越小，即“高轨低速”，是第一宇宙速度，即近地轨道的环绕速度，轨道比近地轨道高，速度小于，故C正确
点睛：“墨子号”是地球的卫星，运行速度一定小于第二宇宙速度，即小于，卫星高的运行轨道上，根据“高轨低速大周期”速度可知小于
5、D
【解析】小球受重力、电场力和拉力处于平衡，如图所示

由平衡条件可得：
解得：
故选D
6、B
【解析】A．由图可知，此时线圈和磁场垂直，此时线框的磁通量最大，磁通量变化率为零，感应电动势为0，故A错误。
B．矩形闭合导线框ABCD在磁场中转动，产生的交流电的最大值为
Em＝nBSω＝50××0.5×200V＝500V
所以线框中产生交变电压的表达式为
u＝500sin(200t)V
故B正确；
C．有效值：
E＝＝500V
由于电压与匝数成正比，所以变压器原、副线圈匝数之比为
＝
故C错误；
D．由于熔断器允许通过的最大电流为10A，所以允许变压器输出的最大功率为
P＝UI＝500×10W＝5000W
故D错误。
故选B。

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、ACD
【解析】A、根据右手螺旋定则可知，离直导线越远磁场越弱，越近的磁场越强，当使圆环在竖直平面内绕O点左右摆动时，穿过环的磁通量会发生改变，会产生感应电流，故A正确；
B、当使圆环在垂直纸面方向绕O点前后摆动时，穿过环的磁通量不变，不会产生感应电流，故B错误；
C、当使圆环以竖直线OA为轴转动时，穿过环的磁通量会发生改变，会产生感应电流，故C正确；
D、当使通电直导线中电流均匀增大时，穿过环的磁通量增大，会产生感应电流，故D正确；
故选ACD
8、BC
【解析】小球进入电场受到重力，竖直向上的电场力，如果电场力与重力大小相等，则小球的合力为零 ，小球做匀速直线运动，如果电场力小于重力，则小球先做匀减速直线运动，后做反向的匀加速直线运动，如果电场力大于重力，则小球一直做匀加速直线运动，故BC正确。
故选BC。
9、AD
【解析】若元件的载流子是自由电子，由左手定则可知，电子受到的洛伦兹力方向向D侧面偏，则C侧面的电势高于D侧面的电势．故A正确；若元件的载流子是正电离子，由左手定则可知，正电离子受到的洛伦兹力方向向D侧面偏，则D侧面的电势高于C侧面的电势，故B错误；在测地球南、北极上方的地磁场强弱时，因磁场竖直方向，则元件的工作面保持水平时U最大，故C错误；地球赤道上方的地磁场方向水平，在测地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持竖直，当与地球经线垂直时U最大．故D正确．故选AD
点睛：解决本题的关键知道霍尔效应的原理，知道电子受到电场力和洛伦兹力平衡，注意地磁场赤道与两极的分布
第II卷非选择题
10、BC
【解析】考查粒子在速度选择器中受力平衡，粒子进入右侧磁场后，根据圆周运动基本公式分析问题。
【详解】A．进入右侧磁场B2后，粒子向下偏转，根据左手定则，可知粒子带正电荷，A错误；
B．在通过狭缝的过程中，粒子做直线运动，一定有

因此，粒子运动速度

B正确；
C．粒子在磁场中做匀速度圆周运动轨道半径

又由于粒子在磁场中运动了半周，因此

可得

因此S0越大比荷越小，C正确；
D．根据

通过狭缝的粒子速度相等，而比荷不一定相等，因此轨道半径不一定相等，D错误。
故选BC

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.R1； ②.甲； ③.1.50； ④.3.1
【解析】(1) 由题意可知，电源的内阻约为1Ω，故为了易于调节，准确测量，滑动变阻器应选小电阻R1；
(2)由等效电路可知，甲图电源内阻的测量值为电源内阻与电压表的并联值，乙图电源的测量值为电源内阻与电流表内阻的串联值，由串联、并联特点可知，甲图的测量误差较小，所以为了减小误关，应选择甲图；
(3) 由闭合电路欧姆定律可知：U=E-Ir；即电动势与电流成一次函数关系，由数学知识可知，
图象与纵坐标的交点为电源的电动势；图象的斜率表示内源内电阻；故由图可知：
电动势：E=1.5V，电源内阻为：
12、 ①.1.55 ②. ③. ④.1.59(1.54~1.67) ⑤.0.55(0.44~0.80) ⑥.偏小
【解析】①[1]多用电表量程应该是直流2.5V档，则最小刻度为0.05V，示数为1.55V；
②(ⅰ)[2]电路如图；

(ⅱ)[3]由全电路欧姆定律可知

变形可得

图线斜率k的物理意义知
k =
(ⅲ)[4][5]由图线可知

解得
E=1.54V
r=0.48Ω
(ⅳ) [6]如果考虑电压表的内阻，根据实验的原理

考虑电压表的内阻，此时图线的纵轴截距表示

所以E测小于E真，r测小于r真

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