辽宁省凌源市第二高级中学2023年物理高二上期末调研模拟试题含解析.doc

辽宁省凌源市第二高级中学2023年物理高二上期末调研模拟试题
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、如图所示，固定在水平地面上的倾角为θ的粗糙斜面上，有一根水平放在斜面上的导体棒，通有垂直纸面向外的电流，导体棒保持静止．现在空间中加上竖直向下的匀强磁场，导体棒仍静止不动，则

A.导体棒受到的合力一定增大 B.导体棒一定受4个力的作用
C.导体棒对斜面的压力一定增大 D.导体棒所受的摩擦力一定增大
2、下列关于物理学史，说法错误的是（）
A.1820年，丹麦物理学家奥斯特——电流可以使周围的磁针偏转的效应，称为电流的磁效应
B.1832年，美国物理学亨利——发现自感现象
C.1834年，俄国物理学家楞次——确定感应电流方向的定律——楞次定律
D.1831年，法国物理学家法拉第——发现了由磁场产生电流的条件和规律——电磁感应现象
3、两个分别带有电荷量﹣Q和+3Q的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F．若将两小球相互接触后分开一定的距离，两球间库仑力的大小变为F，则两小球间的距离变为（　　）
A. B.r
C. D.2r
4、如图所示，当导线ab在外力作用下沿导轨向右运动时，流过R的电流方向是（　　）

A.由d→e B.由e→d
C.无感应电流 D.无法确定
5、1930年劳伦斯提出回旋加速器理论并于1932年制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示。两个靠得很近的D形金属盒处在与盒面垂直的匀强磁场中，一氘核（）从加速器的某处由静止开始加速。已知D型盒的半径为R，匀强磁场的最大磁感应强度为B，高频交变电源的电压为U、最大工作频率为f，氘核的质量为m、电荷量为q。不计粒子的重力，忽略粒子在电场中的加速时间，不考虑相对论效应。下列说法正确的是

A.氘核从D形金属盒的边缘飞入，在电场中获得能量，氘核的最大动能由高频交变电源的电压U决定，并且随电压U增大而增加
B.高频交变电源的频率为f应该等于，该装置才能正常工作。若将氘核换成氦核（），必须相应的改变交流电源的频率，否则该装置无法正常工作
C.氘核第1次加速和第2次加速后在磁场中运动的轨道半径之比为1:2
D.当时，氘核的最大动能为
6、如图所示是一多匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动所产生的感应电动势的图象，根据图象可知

A.此感应电动势的瞬时表达式为e=200sin(0.02t)V
B.此感应电动势的解时表达式为e=200sin(50πt)V
C.t=0.01s时，穿过线圈的磁通量为零
D.t=0.02s时，穿过线圈的磁通量的变化率为零
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、两个半径相同的金属小球（视为点电荷），带电荷量之比为1：7，相距为r，两者相互接触后再放回原来的位置上，则相互作用力可能为原来的（　　）
A. B.
C.倍 D.倍
8、如图所示，竖直正对的平行板电容器带等量异种电荷，带正电的右板与静电计相连，左板接地．假设两极板所带的电荷量不变，电场中P点固定一带正电的点电荷，下列说法正确的是

A.若仅将左板上移少许，则静电计指针偏角变小
B.若仅将左板右移少许，则静电计指针偏角变小
C.若仅将左板上移少许，则P点电势升高
D.若仅将左板右移少许，则P的点电荷电势能增大
9、如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。将一磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态。下列说法正确的是（　　）

A.开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动
B.开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向
C.开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向
D.开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动
10、如图所示，以直角三角形AOC为边界的有界匀强磁场区域，磁感应强度为B，∠A=60°，AO=L，在O点放置一个粒子源，可以向各个方向发射某种带负电粒子．已知粒子的比荷为，发射速度大小都为，设粒子发射方向与OC边的夹角为θ，不计粒子重力及它们之间的相互作用．对于粒子进入磁场后的运动，下列判断正确的是

A.粒子在磁场中运动的半径R = L
B.当θ=0°时，粒子射出磁场速度方向与AC边垂直
C.当θ=0°时，粒子在磁场中运动时间
D.当θ=60°时，粒子在磁场中运动时间
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）图甲中游标卡尺的读数是________cm，图乙中螺旋测微器的读数是_______mm

12．（12分）某同学利用打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验。气垫导轨装置如图（a）所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成。

（1）下面是实验的主要步骤：
①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；
②向气垫导轨通入压缩空气；
③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器与弹射架并固定在滑块1的左端，滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；
④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；把滑块2放在气垫导轨的中间；
⑤先________，再放开________，让其带动纸带一起运动；中间与滑块2相撞并粘在一起运动；
⑥取下纸带，重复步骤④⑤，选出理想的纸带如图（b）所示；
⑦测得滑块1的质量310 g，滑块2（包括橡皮泥）的质量205g
（2）已知打点计时器每隔0.02s打一个点，计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为________ kg·m/s；两滑块相互作用以后系统的总动量为________ kg·m/s（保留三位有效数字）
（3）试说明（2）中两结果不完全相等的主要原因是________
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、C
【解析】A．导体棒静止，合力为零，故合力不变，故A错误；
B．当加上磁场后，如果mgsinθ=BILcosθ，则导体棒不受摩擦力，此时受3个力，故B错误；
C．不加磁场时F′=mgcosθ，加上磁场后对斜面的压力为FN=mgcosθ+BILsinθ，故压力增大，故C正确；
D．没加磁场时受摩擦力向上；由于加磁场后安培力有沿斜面向上的分量，则导体棒受到的摩擦力可能变大，也可能减小，故D错误；

故选C。
2、D
【解析】A．丹麦物理学家奥斯特发现了通电导体可以使周围的磁针偏转，即电流的磁效应，A正确，不符合题意；
B．美国物理学亨利发现自感现象，即因电流变化而在电路本身引起感应电动势的现象，B正确，不符合题意；
C．俄国物理学家楞次提出了感应电流方向判断的方法，即楞次定律，C正确，不符合题意；
D．英国物理学家法拉第发现了磁场产生感应电流的条件，纽曼和韦伯总结出了电磁感应的规律，D错误，符合题意。
3、C
【解析】接触前两个点电荷之间的库仑力大小为，两个相同的金属球各自带电，接触后再分开，其所带电量先中和后均分，所以两球分开后各自带点为+Q，两球间库仑力的大小变为，联立解得，故C正确，ABD错误
4、A
【解析】由右手定则可知，ab向右运动时产生的感应电流由b→a，故流过R的电流方向是由d→e，A正确。
故选A。
5、D
【解析】A．粒子在磁场中做圆周运动，由洛伦兹力提供向心力有

得

当时，粒子的速度最大，即为

最大动能为

所以粒子的最大动能与电压无关，故A错误；
B．当粒子做圆周运动的频率与交流电的频率相等时，装置正常工作，即

故B错误；
C．由动能定理可得

粒子加速第1次的速度为

粒子加速第2次的速度为

由公式可知，半径之比等于速度之比即为，故C错误；
D．当时，由公式可知，粒子做圆周运动的频率小于最大工作频率，即装置能正常工作，所以粒子的最大动能为

故D正确。
故选D。
6、D
【解析】AB、由图象知周期T=0.02s，所以频率f=50Hz，由图象知电动势最大值为200V，角速度为，所以感应电动势的瞬时表达式为e=200sin100πt，故AB错误；
C、t=0.01 s时，感应电动势为零，则穿过线圈的磁通量最大，故C错误；
D、t=0.02 s时，感应电动为零，则穿过线圈的磁通量的变化率也为零，故D正确；
故选D
【点睛】从图象得出电动势最大值、周期，从而算出频率、角速度，进而得出感应电动势的瞬时表达式；当磁通量最大时电动势为零，磁通量为零时电动势最大

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】根据库仑定律得

如果两金属球带同种电荷，根据库仑定律得

解得

D正确；
如果两金属球带异种电荷，根据库仑定律

解得

C正确。
故选CD。
8、BC
【解析】A.两极板所带的电荷量不变，若仅将左板上移少许，根据可知，电容C减小，由可知，U增大，所以静电计指针偏角θ增大，故A错误；
B.若仅将左板右移少许，d减小，可知，电容C增大，由可知，U减小，由则静电计指针偏角θ变小，故B正确；
C.若仅将左板上移少许，根据可知，电容C减小，由可知，U增大，由可知，E增大；左极板接地，由沿电场线的方向电势降低可知P点的电势为正，根据可得，P点电势升高，故C正确；
D.若仅将左板右移少许，两极板所带的电荷量不变，则E不变，根据可得，P点电势减小，则由可得P的点电荷电势能减小，故D错误；
9、AD
【解析】A．由电路可知，开关闭合瞬间，右侧线圈正面环绕部分的电流向下，由安培定则可知，直导线在铁芯中产生向右的磁场，由楞次定律可知，左侧线圈正面环绕部分产生向上的电流，则直导线中的电流方向由南向北，由安培定则可知，直导线在小磁针所在位置产生垂直纸面向里的磁场，则小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动，A正确；
BC．开关闭合并保持一段时间后，穿过左侧线圈的磁通量不变，则左侧线圈中的感应电流为零，直导线不产生磁场，则小磁针静止不动，BC错误；
D．开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，穿过左侧线圈向右的磁通量减少，则由楞次定律可知，左侧线圈正面环绕部分产生向下的感应电流，则流过直导线的电流方向由北向南，直导线在小磁针所在处产生垂直纸面向外的磁场，则小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动，D正确。
故选AD。
10、ABD
【解析】带电粒子以相同的速率，不同的速度方向，进入磁场，运动轨迹的曲率半径相同，从而根据夹角为θ不同情况，即可求解；
【详解】A、粒子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：，解得粒子的运动半径；故A正确；
BC、当θ=0°时，粒子恰好从AC中点飞出，粒子射出磁场速度方向与AC边垂直，圆心角60°，粒子在磁场中运动时间为，故B正确，C错误；
D、当θ=60°入射时，粒子恰好从A点飞出，圆心角为60°，粒子在磁场中运动时间为，故D正确；
故选ABD
【点睛】关键是粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据，解得粒子的运动半径，由图找出圆心角，由求粒子在磁场中运动时间

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、 ①.2.98 ②.5.680
【解析】[1]．如图所示游标卡尺主尺上整毫米数为29mm，游标尺上读数为8×0.1=0.8mm，故游标卡尺的读数为29.8mm=2.98cm；
[2]．乙图主轴上读数为5.5mm，螺旋上读数为18.0×0.01=0.180mm，故乙图的读数为5.680mm.
12、 ①.接通打点计时器的电源 ②.放开滑块 ③.0.620 ④.0.618 ⑤.纸带与打点计时器限位孔有摩擦
【解析】（1）[1][2]根据打点计时器使用可知，接通打点计时器的电源，后放开滑块；
（2）[3]放开滑块1后，滑块1做匀速运动，跟滑块2发生碰撞后跟2一起做匀速运动，根据纸带的数据得，碰撞前滑块1的动量为

滑块2的动量为零，所以碰撞前的总动量为0.620kg•m/s；
[3]碰撞后滑块1、2速度相等，所以碰撞后总动量为

（3）[4]结果不完全相等是因为纸带与打点计时器限位孔有摩擦力的作用。

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