河北省石家庄市鹿泉一中等名校2023年高二上物理期末学业质量监测模拟试题含解析.doc

河北省石家庄市鹿泉一中等名校2023年高二上物理期末学业质量监测模拟试题
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3．考试结束后，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、下列说法正确的是
A.电势有正负，所以是矢量
B.电流的方向规定为正电荷移动的方向，所以电流强度是矢量
C.比较磁通量时，需要考虑磁感线从面的哪一侧穿过，因为磁通量是矢量
D.某处磁感应强度的方向规定为该处小磁针静止时N极所指的方向，所以磁感应强度是矢量
2、如图甲所示，线圈总电阻r =0.5Ω，匝数n =10，其端点a、b与R =1.5Ω的电阻相连，线圈内磁通量变化规律如图乙所示。关于a、b两点电势、及两点电势差，正确的是（）

A. B.
C. D.
3、如图所示，直线MN上方有垂直纸面向里的匀强磁场，电子1从磁场边界上的a点垂直MN且垂直磁场方向射入磁场，经t1时间从b点离开磁场．之后电子2也由a点沿图示方向以相同速率垂直磁场方向射入磁场，经t2时间从a、b连线的中点c离开磁场，则为( )

A. B.2
C. D.3
4、如图所示，将一带正电的点电荷沿电场线方向从A点移动到B点，下列说法正确的是( 　　)

A.静电力做正功，电势能增加
B.静电力做负功，电势能增加
C.静电力做正功，电势能减少
D.静电力做负功，电势能减少
5、实验得到金属钙的光电子的最大初动能与入射光频率的关系如图所示．下表中列出了几种金属的截止频率和逸出功,参照下表可以确定的是(　　)
金属
钨
钙
钠
截止频率
10.95
7.73
5.53
逸出功
4.54
3.20
2.29

A.如用金属钨做实验得到的图线也是一条直线,其斜率比图中直线的斜率大
B.如用金属钠做实验得到的图线也是一条直线,其斜率比图中直线的斜率大
C.如用金属钠做实验得到的图线也是一条直线,设其延长线与纵轴交点的坐标为,则
D.如用金属钨做实验,当入射光的频率时,可能会有光电子逸出
6、穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系如图所示，在下列几段时间内，线圈中感应电动势最小的是

A.0~2s B.2s~3s
C.3s~4s D.4s~6s
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、如图所示为两平行金属极板P、Q，在P、Q两极板上加直流电压U0，极板Q的右侧有一个边长为L的正方形匀强磁场区域abcd，匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里．P极板上中心O处有一粒子源，可发射出初速度为零、比荷为k的带电粒子，Q极板中心有一小孔，可使粒子射出后垂直磁场方向从a点沿对角线ac方向进入匀强磁场区域，则下列说法正确的是(　　)

A.如果带电粒子恰好从d点射出，则满足U0＝kB2L2
B.如果带电粒子恰好从b点射出，则粒子源发射的粒子可能带负电
C.带电粒子在匀强磁场中运动的速度为
D.带电粒子在匀强磁场中运动的轨迹半径为
8、如图所示，竖直面内的虚线上方是一匀强磁场 B，从虚线下方竖直上抛一正方形线圈，线圈越过虚线进入磁场，最后又落回原处，运动过程中线圈平面保持在竖直面内，不计空气阻力，则（）

A.上升过程克服磁场力做的功大于下降过程克服磁场力做的功
B.上升过程克服磁场力做的功等于下降过程克服磁场力做的功
C.上升过程克服重力做功的平均功率大于下降过程克服重力做功的平均功率
D.上升过程克服重力做功的平均功率等于下降过程克服重力做功的平均功率
9、如图所示，直线MN上方有磁感应强度为B的匀强磁场.正、负电子同时从同一点O以与MN成30°角的同样速度v射入磁场，设电子质量为m、电荷量为e，则( )

A.正、负电子在磁场中运动的半径和周期是相同的
B.正、负电子从磁场中射出点到O点的距离相等
C.正、负电子在磁场中运动的时间差是
D.正、负电子在磁场中运动的时间差是
10、如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n=100，线圈面积S=200cm2，线圈的电阻r=1Ω，线圈外接一个阻值R=4Ω的阻值，把线圈放入一方向垂直线圈平面的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示．下列说法中正确的是（　　）

A.线圈中感应电流方向为顺时针方向
B.电阻R两端的电压随时间均匀增大
C.线圈电阻r消耗的功率为4×10-4W
D.前4s内通过R的电荷量为8×10-2C
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）图中的A、B、C为黑箱（即看不见内部电路结构的一个盒子）上的三个接点，两个接点间最多只能接一个电学元件。为探明内部结构，某同学用多用电表进行了四步测量：

（1）用直流电压挡测量：A、B、C三点间均无电压；
（2）用欧姆挡测量：A、C间正反向电阻完全相同；
（3）用欧姆挡测量：黑表笔接A点、红表笔接B点，有电阻；反接后阻值很大；
（4）用欧姆挡测量：黑表笔接C点、红表笔接B点，有电阻，阻值比第（2）步测得的大；反接后阻值很大。
下列黑箱内部结构图正确的是___________
A. B. C. D.
12．（12分）利用电流表和电压表测定电源的电动势和内电阻．要求尽量减小实验误差

(1)应该选择的实验电路是图中的________(选填“甲”或“乙”)
(2)如图是根据本次实验记录数据画出的U－I图像，则电动势E=________V，内阻r=________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，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）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

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】A、电势是标量，电势有正负之分，电势的正负是相对的，它相对于你所取的零电势面，故A错误；
B、电流的方向表示正电荷定向移动的方向，由于电流运算时不遵守平行四边形定则，所以电流不是矢量，故B错误；
C、磁通量是通过闭合线圈的磁感线的条数，它是标量，但是磁通量也有正负，磁通量的正负并不表示磁通量的方向，故C错误；
D、磁感应强度是矢量，某处磁感应强度的方向规定为该处小磁针静止时N极所指的方向，故D正确；
故选D
2、A
【解析】从图中发现：线圈磁通量是增大的，根据楞次定律，感应电流产生的磁场跟原磁场方向相反，即感应电流产生的磁场方向为垂直纸面向外，根据右手定则，我们可以判断出线圈中感应电流的方向为：逆时针方向，在回路中，线圈相当于电源，由于电流是逆时针方向，所以a相当于电源的正极，b相当于电源的负极，所以a点的电势大于b点的电势，根据法拉第电磁感应定律得

总电流为

a、b两点电势差就相当于电路中的路端电压，所以

故选A
3、D
【解析】考查带电粒子在匀强磁场中的运动。
【详解】电子2以相同速率垂直磁场方向射入磁场，由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式可知，两电子运动半径相同，由周期公式可知，周期也相同，由几何关系可知，电子1运动的圆心角为，电子2运动的圆心角为，由时间 可得：

D正确。
故选D。
4、C
【解析】带正电点电荷所受的电场力方向从A到B，该点电荷沿电场从A点移动到B点，电场力方向与位移方向相同，则电场力做正功，电势能减少．故选C.
5、C
【解析】光电效应的特点：①金属的逸出功是由金属自身决定的，与入射光频率无关；②光电子的最大初动能Ekm与入射光的强度无关；③光电子的最大初动能满足光电效应方程
【详解】由光电效应方程：EKm=hγ-W0=hγ-hγ0可知，EKm-γ图线的斜率表示普朗克常量，横轴截距表示最大初动能为零时的入射光频率，此时的频率等于金属的极限频率，也可以知道极限波长，根据W0=hγ0可求出逸出功．普朗克常量与金属的性质、与光电子的最大初动能、入射光的频率无关，如用金属钨做实验或者用金属钠做实验得到的Ekm-ν图线都是一条直线，其斜率与图中直线的斜率相等，故AB错误；如用金属钠做实验得到的Ekm-ν图线也是一条直线，设其延长线与纵轴交点的坐标为（0，-Ek2），由于钠的逸出功小于钨的逸出功，则Ek2＜Ek1，故C正确；如用金属钨做实验，当入射光的频率ν＜ν1时，不可能会有光电子逸出，故D错误；故选C
【点睛】只要记住并理解了光电效应的特点，只要掌握了光电效应方程就能顺利解决此题，所以可以通过多看课本加强对基础知识的理解．解决本题的关键掌握光电效应方程EKm=hγ-W0=hγ-hγ0，知道逸出功与极限频率的关系
6、A
【解析】根据得，感应电动势与磁通量的变化率成正比。Φ-t图线的斜率表示磁通量的变化率，0s～2s内磁通量的变化率最小，则产生的感应电动势最小，故A正确。
故选A。

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】当带电粒子恰好从d点射出时，根据图中几何关系可知，轨道半径r＝L.

设带电粒子射入磁场时速度为v，由qvB＝m，解得v＝；由qU0＝mv2，解得U0＝kB2L2，选项A正确；由左手定则可知，如果带电粒子恰好从b点射出，则粒子源发射的粒子一定带正电，选项B错误；由qU0＝mv2，解得，选项C正确；由qvB＝m，解得，选项D正确；故选ACD
8、AC
【解析】由分析上升和下落受力情况可知，上升过程与下落过程经历的路程相等，但上升过程平均速度较大，安培力较大，所以克服磁场力做的功较多；上升和下落克服重力做功和重力做功相等，但上升过程时间较短，所以平均功率较大
9、ABC
【解析】A．正、负电子在磁场中的回旋轨迹如图所示

由解得：

粒子运动的周期：

所以正、负电子在磁场中运动的半径和周期相同，故A正确；
B．由图根据几何关系可知，正、负电子从磁场中射出点到O点的距离相等，都等于：

故B正确；
CD．正电子受力的方向向下，偏转角是60°，在磁场中运动的时间为：

负电子受力的方向向上，偏转角是300°，在磁场中运动的时间为：

射出的时间差为：

故C正确，D错误；
故选ABC。
【点睛】本题考查带电粒子在有界磁场中的运动，解题关键在于由几何关系找出圆心和半径，再由洛仑兹力充当向心力及圆的性质可得出几何关系及转动时间。
10、CD
【解析】A．根据楞次定律可知，穿过线圈的磁通量增大，则线圈中的感应电流方向为逆时针方向，故A错误；
B．由法拉第电磁感应定律：可得：
感应电动势：

平均电流：

电阻R两端的电压
U=0.02×4=0.08V
即电阻R两端的电压不变，故B错误；
C．线圈电阻消耗的功率：
P=I2r=0.022×1=4×10-4W
故C正确；
D．前4s内通过的电荷量为：
q=It=0.02×4=0.08C
故D正确；
故选CD。

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、A
【解析】（1）使用直流电压档进行测量，目的是看内部是否有电源，由于A、B、C三点间均无电压，因此黑箱内不存在电源；
（2）使用欧姆档进行测量时注意黑表笔是和内部电源的正级相连的，可知：在测量AC之间的电阻时，对两个接线柱进行正反测量，其阻值相同，说明AC之间接有一个定值电阻；
（3）在测量AB之间电阻时，黑表笔接A时电阻很小，接B时电阻很大，说明AB之间有二极管，而且A应该接二极管的正极；
（4）用欧姆挡测量，黑表笔接C点，红表笔接B点，有阻值，阻值比第二步测得的大，说明了BAC之间串联了二极管、电阻两个元件，反接阻值很大，则BC间断路。
故黑箱内元件的连接为A图，故A正确，BCD错误。
故答案为A。
12、 ①.甲 ②.3.0 ③.1.0
【解析】（1）[1]甲图中路端电压测量准确，由于电压表分流导致实验误差；乙图中干路电流测量准确，电流表分压导致实验误差；电压表的内阻较大，分流不明显，电流表的内阻和电源内阻较为接近，分压明显，所以选择甲电路图合理；
（2）[2]根据闭合电路欧姆定律：

可知与纵轴的截距为电动势：
[3]斜率内阻：

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、 (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
15、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