上海市师大二附中2023年物理高二上期末学业质量监测模拟试题含解析.doc

上海市师大二附中2023年物理高二上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、一个带正电荷的小球从a点出发水平进入正交垂直的匀强电场和匀强磁场区域，电场方向竖直向上，某时刻小球运动到了b点，则下列说法正确的是

A.从a到b，小球可能做匀速直线运动
B.从a到b，小球可能做匀加速直线运动
C.从a到b，小球动能可能不变
D.从a到b，小球机械能可能不变
2、如图所示，右端开口的矩形导体轨道QPMN固定在水平面内，轨道的电阻忽略不计．电阻为R的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上．空间中存在与轨道所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B．导体棒ab以恒定的速度向右运动，与导轨MN始终垂直并接触良好．当其运动到导轨MN和PQ的中点处开始计时，运动到NQ位置时将导体棒迅速锁定（过程Ⅰ）；再使磁感应强度的大小从B增加到B'（过程Ⅱ）．在过程Ⅰ、Ⅱ中，流过导体棒ab的电荷量相等，则等于

A. B.
C.2 D.
3、如图所示，条形磁铁静止放在桌面上，当在其左上方放一电流方向垂直纸面向里的通电直导线后，则磁铁受到的摩擦力和弹力

A.摩擦力为零
B.摩擦力方向向左
C.弹力保持不变
D.摩擦力方向向右
4、有两个点电荷，所带电荷量分别为q1和q2，相距为r，相互作用力为F．为了使它们之间的作用力增大为原来的2倍，下列做法可行的是（ ）
A.仅使增大为原来的2倍
B.仅使减小为原来的一半
C.使和都增大为原来的2倍
D.仅使r减小为原来的一半
5、关于物质的内能，下列说法正确的是
A.质量和温度都相同的同种物质，内能一定相同
B.保持铁块温度不变，运动速度越大，其内能越大
C.理想气体的内能只与温度有关
D.物体温度越高，内部分子平均动能越大
6、如图所示，两平行光滑金属导轨MN、PQ间距为l，与电动势为E、内阻不计电源相连，质量为m、电阻为R的金属棒ab垂直于导轨放置构成闭合回路，回路平面与水平面的夹角为θ，回路其余电阻不计。为使ab棒静止，需在空间施加一匀强磁场，其磁感应强度的最小值及方向分别为（　　）

A.，水平向右 B.，垂直于回路平面向上
C.，竖直向下 D.，垂直于回路平面向下
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、某个电子以某一速度射入一电场或磁场，电子重力不计,下列说法正确的是( )
A.若射入电场中，电子可能做匀速直线运动
B.若射入电场中，电子可能做匀速圆周运动
C.若射入匀强磁场中，电子可能做匀速直线运动
D.若射入匀强磁场中，电子可能做匀速圆周运动
8、如图所示，电源电动势为E，内阻为r．电路中的R2、R3分别为总阻值一定的滑动变阻器，R0为定值电阻，R1为光敏电阻（其电阻随光照强度增大而减小）．当电键S闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态．有关下列说法中正确的是（ ）

A.只逐渐增大R1光照强度，电阻R0消耗的电功率变大，电阻R3中有向上的电流
B.只调节电阻R3的滑动端P2向上端移动时，电源消耗的功率变大，电阻R3中有向上的电流
C.只调节电阻R2的滑动端P1向下端移动时，电压表示数变大，带电微粒向下运动
D.若断开电键S，带电微粒向下运动
9、单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量φ随时间t的变化图象如图所示，则

A.在t = 0时，线圈中磁通量最大，感应电动势也最大
B.在0〜2×10-2 s时间内，线圈中感应电动势的平均值为零
C.在t= 2×10-2 s时，线圈中磁通量最大，感应电动势最小
D.在t= 1× 10-2 s时，线圈中磁通量最小，感应电动势最大
10、如图所示，在0<x<a的区域内，存在方向垂直坐标平面、磁感应强度B=kx的磁场，一边长为a的正方形闭合金属线框各边分别与两坐标轴平行或垂直，以恒定速度v沿x方向运动．则线框中的感应电流i，维持线框运动的外力F随线框右边的位置坐标变化的图像可能是

A. B.
C. D.
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）某物理兴趣小组要测量电源的电动势E和内阻r（E约为4.5V，r约为1Ω）
实验室可提供的实验器材有：
A．电压表V1（量程0﹣3V，内阻R1约为3kΩ）
B．电压表V2（量程0﹣15V，内阻R1约为15kΩ）
C．电流表A（量程0﹣0.6A，内阻RA为9Ω）
D．滑动变阻器R（0﹣10Ω，额定电流为2A）
E．开关S以及导线若干
在尽可能减小测量误差的情况下，请回答下列问题：
(1)在虚线方框中画出实验电路原理图，图中各元件需用题目中给出的符号或字母标注__
(2)在所完成实验电路中，电压表选择正确，按正确实验操作，当电流表的示数为I1时，电压表的示数为U1；当电流表的示数为I2时，电压表的示数为U2，则E＝_____，r＝_____

12．（12分）指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器

（1）如图所示为某同学设计的多用电表的原理示意图．虚线框中S为一个单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱B可以分别与触点1、2、3接通，从而实现使用多用电表测量不同物理量的功能．关于此多用电表，下列说法中正确的是________．(选填选项前面的字母)
A．当S接触点1时，多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔
B．当S接触点2时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔
C．当S接触点2时，多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔
D．当S接触点3时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是红表笔
（2）用实验室的多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图所示

A．若所选挡位为直流50 mA挡，则示数为________mA.
B．若所选挡位为电阻×10 Ω挡，则示数为________Ω.
（3）用表盘为图所示的多用电表正确测量了一个约15 Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值约2 kΩ的电阻．在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，请选择以下必须的步骤，并按操作顺序逐一写出步骤的序号：________.
A．将红表笔和黑表笔接触 B．把选择开关旋转到“×100”位置
C．把选择开关旋转到“×1 k”位置 D．调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点
（4）某小组同学们发现欧姆表的表盘刻度线不均匀，分析在同一个挡位下通过待测电阻的电流I和它的阻值Rx关系，他们分别画出了如图所示的几种图象，其中可能正确的是__(选填选项下面的字母)
A. B. C. D.
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】AB．带电小球从a点运动到b点的过程中小球在竖直方向上发生位移，所以小球受力不为零，即小球不可能做匀速直线运动，小球受到磁场给的竖直向上的洛伦兹力，要改变速度方向，所以小球不可能做直线运动，故AB不符合题意；
C．当小球的重力和电场力平衡时，小球受到的洛伦兹力只改变小球的速度方向，小球的动能不变，C符合题意
D．从a到b电场力对小球做正功，洛伦兹力不做功，小球机械能增加，D不符合题意
2、B
【解析】根据电荷量的定义分别表示出两个过程中电荷量的表达式，再根据电荷量相等可以求出磁场之比
【详解】第一个过程通过导体棒的电荷量为；
第二个过程导体棒不动，磁场从B增加到B'通过导体棒的电荷量为

两次电荷量相等，即可解得：，故B对；ACD错；
故选B
【点睛】电荷量，如果是磁场变化引起的，可以直接用此式定性分析电荷量
3、B
【解析】磁铁的磁感线从N到S，故通电导线所处位置的磁场方向为斜向左下，根据左手定则可知导线受到斜向左上的安培力，根据牛顿第三定律可得磁铁受到导线给的斜向右下的作用力，该作用力可分解为水平向右和竖直向下，故磁铁受到的摩擦力水平向左，弹力增大，B正确
4、A
【解析】真空中有两个点电荷，它们之间相互作用力为F，即为；当它们之间的相互作用力为2F，则有：保持距离不变，仅使q1增大为原来的2倍，或使两电荷量都变为原来的2倍，则库仑力分别变为2倍和4倍，故A正确，C错误；仅使q2减小为原来的一半，根据库仑定律可知，它们之间的作用力减小为原来的一半，故B错误；保持两点电荷的电量不变，使r减小为原来的一半，则库仑力变为4倍，故D错误；故选A
考点：库仑定律
5、D
【解析】A.内能是分子动能和分子势能的总和，质量和温度都相同的同种物质分子总动能相同，但是体积不一定相同，分子势能不一定相同，故A错误；
B.物体的内能与物体宏观运动无关，故B错误；
C.理想气体不考虑分子势能，故理想气体的内能和温度、质量有关，C错误；
D.温度是物体分子平均动能的标志，温度越高分子平均动能越大，D正确；
故选D。
6、D
【解析】以导体棒为研究对象，受力分析如图所示

由金属棒ab受力分析可知，为使ab棒静止，ab受到沿斜面向上的安培力作用时，安培力最小，此时对应的磁感应强度也就最小，由左手定则可知此时磁场方向垂直于回路平面向下，再由平衡关系可知
IlB＝mgsin θ
其中

可得磁感应强度

故选D。

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、BCD
【解析】电子射入电场，一定受到电场力作用，合力不为零，不可能做匀速直线运动，故A错误．电子射入点电荷产生的电场，可能电场力等于向心力，做匀速圆周运动，故B正确．电子的速度方向与磁场方向平行，不受洛伦兹力，做匀速直线运动，故C正确．电子垂直射入匀强磁场，洛伦兹力提供向心力，做匀速圆周运动，故D正确．故选BCD
点睛：解决本题的关键知道匀速运动和圆周运动的条件，知道电荷在电场中一定受电场力，在磁场中可能受洛伦兹力，可能不受洛伦兹力
8、AD
【解析】A、只逐渐增大的光照强度，的阻值减小，外电路总电阻减小，总电流增大，电阻消耗的电功率变大，滑动变阻器的电压变大，电容器两端的电压增大，电容下极板带的电荷量变大，所以电阻中有向上的电流，故选项A正确；
B、电路稳定时，电容相当于开关断开，只调节电阻的滑动端向上端移动时，对电路没有影响，故选项B错误；
C、只调节电阻的滑动端向下端移动时，电容器并联部分的电阻变大，所以电容器两端的电压变大，由可知电场力变大，带电微粒向上运动，故选项C错误；
D、若断开电键S，电容器处于放电状态，电荷量变小，板间场强减小，带电微粒所受的电场力减小，将向下运动，故选项D正确
9、CD
【解析】A．t=0时刻，线圈中磁通量最大，线圈与磁场垂直，磁通量的变化率最小，感应电动势最小，故A错误。 
B．在0～2×10-2s时间内，磁通量的变化量不为零，则线圈中感应电动势的平均值不为零，故B错误。 
C．在t=2×10-2s时刻，线圈中磁通量最大，线圈与磁场垂直，磁通量的变化率最小，感应电动势最小，故C正确。 
D．在t=1×10-2s时，线圈中磁通量为零，最小，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，故D正确。
故选CD。
10、BD
【解析】分阶段分析讨论线圈经过磁场时的情况：x由0-a过程中，根据E=Blv求解电动势，根据I=E/R求解电流；根据F=F安=BIL求解外力的表达式.
【详解】线圈的最右边从进入磁场时到出离磁场时，即x由0-a过程中：电动势E=Bav=kxav；感应电流：，方向逆时针方向；安培力；线圈匀速运动，则外力，方向向右；同理线圈的最左边在磁场中运动时，即x由a-2a过程中情况与前者相同，只不过电流方向是顺时针方向，但是外力F仍沿向右的方向；故选BD.

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. ③.
【解析】(1)[1]由于电源电动势约为4.5V，故电压表选择A，误差较小，同时电流表的内阻已知，采用相对电源的电流表内接法，从而减小实验误差，若滑动变阻器接入电路的阻值为零，闭合开关S时，电压表被短路，则电路中电流为：I= =4.51+9A=0.45A＜0.6A，即电流表不会被烧坏．电路设计如图所示，

(2)[2][3]根据闭合电路欧姆定律，则有：
U1＝E﹣I1(r+RA)
U2＝E﹣I2(r+RA)
联立可以得到：

12、 ①.AC ②.21.0 ③.190 ④.BAD ⑤.AC
【解析】(1)[1] A．由图示电路图可知，当S接触点1时，表头与分流电阻并联，此时多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔．故A正确
BC．由图示电路图可知，当S接触点2时，表头与电源相连，此时多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔．故B错误，C正确
D．由图示电路图可知，当S接触点3时，表头与分压电阻串联，此时多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔．故D错误
(2)[2][3]若所选挡位为直流10A挡，由图所示可知，其分度值为0.2A，则示数为21.0mA．若所选挡位为电阻×10Ω挡，由图所示可知，示数为：19Ω×10=190Ω
(3)[4]用多用电表正确测量了一个约15Ω的电阻后，要继续测量一个阻值约2kΩ的电阻，首先要把选择开关置于×100挡位位置，然后进行欧姆调零，把红黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指针欧姆零刻度线位置，最后再测电阻，故合理的步骤是：BAD；
(4)[5] CD．设欧姆表内电池电动势为E，内阻为r，电流表内阻与调零电阻的和为Rg，则有：，则I-Rx图象是双曲线的一条，随着Rx的增大，I减小．故C正确，D错误
AB．根据，取倒数：，可知是线性函数，Rx=0时，有最小值，随着Rx的增大而增大．故A正确，B错误

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