2023年山东省淄博实验中学高二物理第一学期期末学业水平测试试题含解析.doc

2023年山东省淄博实验中学高二物理第一学期期末学业水平测试试题
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。
2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。
3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
4．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、如图所示，质量为、长度为的金属棒两端由等长的轻质细线水平悬挂在、点，处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为；棒中通以某一方向的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为，重力加速度为．则（ ）

A.金属棒中的电流方向由指向
B.金属棒所受安培力的方向垂直于平面向上
C.金属棒中的电流大小为
D.每条悬线所受拉力大小为
2、如图所示电路中，L为电感线圈．实验时，断开S瞬间，灯A突然闪亮，随后逐渐变暗．下列说法正确的是（ ）

A.接通开关S后，灯A逐渐变亮
B.接通开关S后，通过灯A的电流恒定
C.灯A的电阻值大于线圈L的直流电阻值
D.断开开关S前后，通过灯A的电流方向相同
3、带电小球以一定的初速度v0竖直向上抛出，能够达到的最大高度为h1；若加上水平方向的匀强磁场，且保持初速度仍为v0，小球上升的最大高度为h2，若加上水平方向的匀强电场，且保持初速度仍为v0，小球上升的最大高度为h3，如图所示，不计空气阻力，则（　　）

A.h1＝h2＝h3 B.h1＞h2＞h3
C.h1＝h2＞h3 D.h1＝h3＞h2
4、在国际单位制中，属于基本单位的是（　　）
A.牛顿
B.米
C.特斯拉
D.焦耳
5、如图所示，在圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，ab是圆的直径．一带电粒子从a点射入磁场，速度大小为v、方向与ab成30°角时，恰好从b点飞出磁场，且粒子在磁场中运动的时间为t；若同一带电粒子从a点沿ab方向射入磁场，也经时间t飞出磁场，则其速度大小为（ ）

A. B.
C. D.
6、如图所示，直线上有o、a、b、c四点，ab间的距离与bc间的距离相等，在o点处有固定点电荷，已知b点电势低于c点电势．若一带负电粒子仅在电场力作用下先从c点运动到b点，再从b点运动到a点，则（ ）

A.o点处固定点电荷带正电
B.前一过程中电场力做的功大于后一过程中电场力做的功
C.后一过程中，粒子动能不断增大
D.带电粒子在a点的电势能大于在c点的电势能
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、一个空气平行板电容器，极板间距离为d，正对面积为S，充以电荷量Q后，两极板间电压为U，为使电容器的电容加倍，可采用的办法是(　　)
A.将电压变为U/2
B.将带电荷量变为2Q
C.将极板正对面积变2S
D.将两极间充满介电常数为2的电介质
8、如图所示，有一长方体金属桶，左右两侧开口，其长、宽、高分别为a、b、c，置于方向向下且垂直于上、下表面的磁感应强度为B的匀强磁场中．第一次实验时沿“→”方向通入电解质溶液；第二次实验时在空间内装入电解质溶液并沿“→”方向通入电流I；第三次实验时在空间内装入形状和大小与所示长方体一样的金属板并沿“→”方向通入电流I．则下列说法正确的是（　　）

A.三次实验中，装置的前、后表面都会形成电势差
B.第一次实验时，在装置前、后表面形成电势差，当电势差稳定时，测得其大小为U，则电解质溶液的流量
C.第二次实验时后表面附近电解质溶液浓度高
D.第三次实验时，其前表面电势低于后表面电势
9、如图所示，U形光滑金属导轨水平放置在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，导轨间距为L，在导轨右端连接有一个阻值为R的定值电阻．有一根长为L的导体棒ab与固定在O点的绝缘轻弹簧相连后垂直放置在导轨上，弹簧原长时导体棒ab在图中的虚线位置．现施外力将弹簧压缩一定的距离后松开，导体棒ab在导轨上往复运动最后停在虚线处．已知弹簧初始被压缩时储存的弹性势能为Ep，在运动过程中导体棒ab与导轨始终接触良好，导体棒ab的电阻r＝R，导轨电阻不计，则下列说法中正确的是(　　)

A.导体棒ab在运动过程中能产生交变电流
B.定值电阻产生的总热量为弹性势能Ep的一半
C.导体棒ab向右运动时安培力做负功，向左运动时做正功
D.导体棒ab全程克服安培力做的功等于回路中产生的焦耳热的一半
10、如图所示电源的路端电压U随输出电流I变化的图线，图线1与I轴平行，比较可知

A.三个电源的电动势相同，外电阻相同时输出电流不同
B.三个电源的电动势相同，电源内阻r3＞r2＞r1
C.三个电源的电动势相同，电源内阻r1＞r2＞r3
D.图线1所表示的电源只是一种近似，实际上不存在
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）太阳辐射中含有可见光、红外线、紫外线，同时还有X射线、射线、无线电波太阳辐射的能量主要集中在可见光、红外线和紫外线三个区域内在这三个区域内的电磁波按照频率由高到低的顺序排列应为______、可见光和______
有一种生命探测仪可以探测生命的存在我国四川汶川特大地震发生后，为了尽快营救废墟中的伤员，救援人员就广泛应用了这种仪器，该仪器主要是接收人体发出电磁波中的______选填“可见光”、“红外线”或“紫外线”
12．（12分）（1）在练习使用多用电表时，指针偏转如图所示，如果此时选择的是“×10”的欧姆挡，则读数为_________Ω；如果此时选择的是“100mA”的电流挡，则读数为________mA；如果此时选择的是“50V”的直流电压挡，则读数为________V。

（2）把一量程5 mA、内阻100 Ω的电流表改装成欧姆表，线路如图所示，现备有如下器材：
A．电源E=3V（内阻不计）；
B．变阻器0~800 Ω；
C．变阻器0~100 Ω；
①变阻器选用________，红表笔接______端。（填“M”或“N”）
②电流表2 mA刻度处换成电阻刻度，其电阻值应为________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）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
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）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】A：根据左手定则，可以知道金属棒中的电流方向由指向，故A项错误
B：金属棒所受安培力的方向垂直于和磁场方向水平向右，与平面不垂直，故B项错误
C：对金属棒受力分析如图：

则，得，故C选项是正确的
D：由受力分析可以知道，，得，故D项错误
所以选C
2、C
【解析】AB．根据图可知接通开关S后，灯A立即变亮，由于线圈L的作用，灯A的电流逐渐变小，最后恒定，灯A会变暗，最后稳定；AB错误；
C．A灯突然闪亮，可以判断出在电路稳定时，通过A灯的电流小于通过L的电流，由于灯与线圈并联，电压相同，所以A灯的电阻大于L线圈的电阻，C正确；
D．接通开关后，由图可知流过A灯的电流从左往右；断开S后，由于线圈的自感作用，线圈L与灯A构成回路，则电流从右往左流过A灯；D错误。
故选C。
3、D
【解析】小球竖直上抛的最大高度为

当小球在磁场中运动到最高点时，小球应有水平速度，设此时小球的动能为，则

又由

所以

当加上电场时，由运动的分解可知：在竖直方向上有

所以

即
h1＝h3＞h2
故选D。
4、B
【解析】国际单位制规定了七个基本物理量．分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量．它们的在国际单位制中的单位称为基本单位，故B正确
5、C
【解析】设圆形区域的半径为R．带电粒子进入磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有：

得，即r∝v①
当粒子从b点飞出磁场时，入射速度与出射速度与ab的夹角相等，所以速度的偏转角为60°，轨迹对应的圆心角为60°，如图所示：

根据几何知识得知：轨迹半径为：r1=2R②
当粒子从a点沿ab方向射入磁场时，经过磁场的时间也是t，说明轨迹对应的圆心角与第一种情况相等，也是60°，如图所示：

根据几何知识得，粒子的轨迹半径为：r2=R③
由①得：

解得，C正确，ABD错误。
故选C。
【点睛】此题是带电粒子在匀强磁场中的运动问题；要知道粒子在磁场中运动，运动的时间周期与粒子的速度的大小无关，根据粒子的运动的轨迹的情况，找出粒子运动的轨迹所对应的圆心角的大小可以求得粒子的运动的时间
6、D
【解析】由于，所以电场线为从C到O方向，由于点电荷固定于O处，所以该点电荷应为负点电荷，A错．负点电荷从C运动到a，所以电场力对其应做负功，所以动能应减少、电势能应增加，所以C错，D对．由于电场越来越大，所以，相同情况下电场力做功越来越大，所以B错
考点：根据电势高低判断电场方向、动能定理、电场力做功与电势能关系
点评：此类题型考查了对点电荷电场分布以及电场线与电势高低关系，并通过动能定理计算相关能量的变化

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、CD
【解析】AB．电容器的电容和电容器极板上的电荷量、电压无关，所以选项A、B不正确；
CD．根据公式C＝可知选项C、D正确。
故选CD。
8、BC
【解析】A．第一次实验时沿“→”方向通入电解质溶液，则电解液中的正负粒子由于受洛伦兹力作用分别向后、前表面偏转积聚，形成电势差；第二次实验时在空间内装入电解质溶液并沿“→”方向通入电流I，则电解液中的正负粒子分别向右、左方向定向移动，根据左手定则，正负粒子都向后表面偏转积聚，不会在装置的前、后表面形成电势差；第三次实验时在空间内装入形状和大小与所示长方体一样的金属板并沿“→”方向通入电流I，则金属中的负电子受洛伦兹力向后表面积聚，从而在前后表面形成电势差．选项A错误；
B．第一次实验时，在装置前、后表面形成电势差，当电势差稳定时，测得其大小为U，则：

则电解质溶液的流量

选项B正确；
C．由A的分析可知，第二次实验时在空间内装入电解质溶液并沿“→”方向通入电流I，则正负粒子都向后表面偏转积聚，后表面附近电解质溶液浓度高，选项C正确；
D．由A的分析可知，第三次实验时在空间内装入形状和大小与所示长方体一样的金属板并沿“→”方向通入电流I，则金属中的负电子受洛伦兹力向后表面积聚，前表面电势高于后表面电势，选项D错误；故选BC
9、AB
【解析】根据右手定则判断出初始时刻感应电流的方向；导体棒运动过程中，产生电能，根据功能关系分析导体棒开始运动后弹性势能与动能和电能的相互转化；根据能量守恒求解在金属棒整个运动过程中，电阻R上产生的焦耳热.
【详解】A、导体棒在弹簧的弹力和安培力的作用下向右和向左往返运动切割磁感线，根据右手定则知电流不断改变方向，则产生的电流为交流电；故A正确.
B、导轨光滑，则导体棒在往返运动到停止时一定在弹簧恢复到原长处，由于弹力做正功释放弹性势能，安培力做负功发电生热，由能量守恒定律可知，而，两电阻阻值相等且串联，则；故B正确.
C、导体棒向右运动时安培力向左，向左运动时安培力向右，故安培力一直阻碍导体棒的运动，始终所负功；故C错误.
D、由功能关系可知安培力做负功功衡量其它能转化为电能的多少，有，故D错误.
故选AB.
【点睛】弄清运动过程中能量如何转化，并应用能量转化和守恒定律分析解决问题是此题关键，当然右手定则和安培定则也熟练运用.
10、ABD
【解析】设电源电动势为E，内阻为r，则根据闭合电路欧姆定律可得：U=E-Ir；由图可得：I=0时，U=E，故三个电源的电动势相同；根据斜率可得：电源内阻r3＞r2＞r1=0，故B正确，C错误；外电阻R相同时，输出电流不同，故A正确；图线1所表示的电源，电源内阻r1=0，故该理想电源只是一种近似，实际上不存在，故D正确；故选ABD

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.紫外线 ②.红外线 ③.红外线
【解析】(1)电磁波按照频率由高到低的顺序排列应为：γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波；太阳辐射的能量主要集中在可见光、红外线和紫外线三个区域内；这三个区域内的电磁波按照频率由高到低的顺序排列应为：紫外线、可见光、红外线；
(2)黑体辐射的辐射强度与波长关系与物体的温度有关，人体会发射红外线，而人体的温度与周围环境温度不同，故通过探测红外线来寻找生命；
【点睛】本题考查了电磁波谱、黑体辐射、电磁波的运用等，知识点多，难度小，关键多看书
12、 ①.70 ②.68 ③.34.0 ④.B ⑤.N ⑥.900
【解析】（1）[1]欧姆表盘读数乘以倍率即为电阻阻值：

[2]“100mA”的量程选择表盘中“0~10”刻度读数，每小格为2mA，所以读数为68mA；
[3]“50V”的量程选择表盘中“0~50”刻度读数，每小格为1V，所以读数为34.0V；
（2）[4]电流表的满偏电流为5mA，电动势为3V，计算回路中电流满偏时的电阻：

所以滑动变阻器选择B；
[5]红表笔接欧姆挡内部电源的负极，即N端；
[6]先欧姆调零，可知：

电流为2mA时：

联立方程解得：。

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) (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
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）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