2023年上海市静安区风华中学物理高二上期末质量检测模拟试题含解析.doc

2023年上海市静安区风华中学物理高二上期末质量检测模拟试题
注意事项:
1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2．答题时请按要求用笔。
3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。
4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

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、水平放置金属框架cdef处于如图所示的匀强磁场中，金属棒ab处于粗糙的框架上且接触良）好，从某时刻开始，磁感应强度均匀增大，金属棒ab始终保持静止，则（　　）

A.ab中电流增大，ab棒所受摩擦力增大
B.ab中电流不变，ab棒所受摩擦力增大
C.ab中电流不变，ab棒所受摩擦力不变
D.ab中电流增大，ab棒所受摩擦力不变
2、如图所示电路，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中（　　）

A.电压表与电流表的示数都减小
B.电压表与电流表的示数都增大
C.电压表的示数增大，电流表的示数减小
D.电压表的示数减小，电流表的示数增大
3、已知阿伏伽德罗常数为NA，水的摩尔质量为M，水的密度为ρ．则一个水分子的质量可以表示为
A. B.
C. D.
4、2017年10月24日，在地球观测组织（GEO）全会期间举办的“中国日”活动上，我国正式向国际社会免费开放共享我国新一代地球同步静止轨道气象卫星“风云四号”（如图所示）和全球第一颗二氧化碳监测科学实验卫星（简称“碳卫星”）的数据．“碳卫星”是绕地球极地运行的卫星，在离地球表面700公里的圆轨道对地球进行扫描，汇集约140天的数据可制作一张无缝隙全球覆盖的二氧化碳监测图，有关这两颗卫星的说法正确的是（　　）

A.“风云四号”卫星的向心加速度大于“碳卫星”的向心加速度
B.“风云四号”卫星的线速度小于“碳卫星”的线速度
C.“碳卫星”的运行轨道理论上可以和地球某一条经线重合
D.“风云四号”卫星的线速度大于第一宇宙速度
5、电阻为4R的正方形均匀导线框ABCD从图示位置沿水平向右方向以速度v匀速穿过磁场区域，在下图中线框A、B两端电压UAB与线框移动距离x的关系图象正确的是（）

A. B.
C. D.
6、如图所示，质量为m物块（视为质点）带正电Q，开始时让它静止在倾角=600的固定光滑绝缘斜面顶端，整个装置放在水平方向、大小为的匀强电场（设斜面顶端处电势为零），斜面高为H．释放后，物块落地时的电势能为，物块落地时的速度大小，则（ ）

A. B.
C. 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、在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用．下列叙述符合史实的是
A.奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应解释了电和磁之间存在联系
B.安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说
C.法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流
D.楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
8、南极考察队队员在地球南极附近用弹簧秤竖直悬挂一还未通电的螺线管，如图所示，下列说法正确的是（　　）

A.若将a端接电源正极，b端接电源负极，则弹簧秤示数将减小
B.若将a端接电源正极，b端接电源负极，则弹簧秤示数将增大
C.若将b端接电源正极，a端接电源负极，则弹簧秤示数将增大
D.若将b端接电源正极，a端接电源负极，则弹簧秤示数将减小
9、全球性“超导热”的兴起，使超导电磁船的制造成为可能，如图是超导电磁船的简化原理图，MN和CD是与电源相连的两个电极，MN与CD之间部分区域有垂直纸面向内的匀强磁场（磁场由超导线圈产生，其独立电路部分未画出），两电极间的海水会受到安培力的作用，船体就在海水的反作用力推动下向前驶动．下列说法正确的是（　　）

A.该超导电磁船应用的是电磁感应原理
B.要使船前进，图中MN应接直流电源的正极
C.改变电极的正负或磁场方向，可控制船前进或倒退
D.增大电极间的电流或磁感应强度，可增大船航行的速度
10、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W/eV
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，其斜率与图中直线的斜率相等
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(0，)，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
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）欲测量G表的内阻和一个电源的电动势E内阻要求：测量尽量准确、能测多组数据且滑动变阻器调节方便，电表最大读数不得小于量程的待测元件及提供的其他实验器材有：
A、待测电源E：电动势约，内阻在间
B、待测G表：量程，内阻在间
C、电流表A：量程2A，内阻约
D、电压表V：量程300mV，内阻约
E、定值电阻：；
F、滑动变阻器：最大阻值，额定电流1A
G、电阻箱：
H、开关S一个，导线若干

（1）小亮先利用伏安法测量G表内阻
①图甲是小亮设计的实验电路图，其中虚线框中的元件是______；填元件序号字母
②说明实验所要测量的物理量______；
③写出G表内阻的计算表达式______
（2）测出后，小聪把G表和电阻箱串联、并将接入电路的阻值调到，使其等效为一只电压表，接着利用伏安法测量电源的电动势E及内阻r
①请你在图乙中用笔画线，将各元件连接成测量电路图，
（ ）
②若利用测量的数据，作出的G表示与通过滑动变阻器的电流I的关系图象如图丙所示，则可得到电源的电动势______V，内阻______
12．（12分）要测绘额定电压为2 V的日常用小电珠的伏安特性曲线，所供选择的器材除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择：
A．电源E（电动势3.0 V，内阻可不计）
B．电压表V1(量程为0~3.0 V，内阻约2 kΩ)
C．电压表V2(0~15.0 V，内阻约6 kΩ
D．电流表A1(0~0.6 A，内阻约1 Ω)
E．电流表A2(0~100 mA，内阻约2 Ω)
F．滑动变阻器R1（最大值10 Ω）
G．滑动变阻器R2（最大值2 kΩ）
（1）为减少实验误差，实验中电压表应选择________，电流表应选择_______，滑动变阻器应选择______.（填各器材的序号）
（2）为提高实验精度，请你设计实验电路图，并画在下面的虚线框中.
（ ）

（3）实验中测得一组数据如下表所示，根据表格中的数据在方格纸上作出该电珠的伏安特性曲线。
（ ）
I/A
0
0.12
0.21
0.29
0.34
038
0.42
0.45
0.47
0.49
0.50
U/V
0
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
1.60
1.80
2.00

（4）该小电珠的额定功率是____________________。
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、B
【解析】磁感应强度均匀增大，穿过回路的磁通量均匀增大，根据法拉第电磁感应定律得知，回路中产生恒定的电动势，感应电流也恒定不变，ab棒所受的安培力F=BIL，可知安培力F均匀增大，金属棒ab始终保持静止，则摩擦力也均匀增大．故B正确，ACD均错误
2、A
【解析】当滑片下移时，滑动变阻器接入电阻减小，则外电路总电阻减小，电路中总电流增大，电源的内电压增大，则由闭合电路欧姆定律可知，电路的路端电压减小，故电压表示数减小；
由欧姆定律可知，R1上的分压增大，而路端电压减小，故并联部分的电压减小，则通过R2的电流减小。
故选A。
3、A
【解析】一个水分子的质量，故选项A正确，B、C、D错误
4、B
【解析】“风云四号”卫星是地球的同步卫星，其运行的轨道半径大于“碳卫星”的轨道半径，根据，则其向心加速度小于“碳卫星”的向心加速度，选项A错误；根据可知，“风云四号”卫星的线速度小于“碳卫星”的线速度，选项B正确；“碳卫星”的运行轨道是过地心及地球两极的固定平面，而地球的经线是随地球不断转动的，则“碳卫星”的运行轨道不可能和地球某一条经线重合，选项C错误；“风云四号”卫星的运行半径大于地球的半径，则其线速度小于第一宇宙速度，选项D错误；故选B.
5、A
【解析】由楞次定律判断感应电流方向，确定出A、B两端电势的高低．由E=BLv求出感应电动势，由欧姆定律求出电势差
【详解】由楞次定律判断可知，在线框穿过磁场的过程中，A点的电势始终高于B的电势，则UAB始终为正值．AB、DC两边切割磁感线时产生的感应电动势为E=Bav．在0-a内，AB切割磁感线，AB两端的电压是路端电压，则UAB=E＝Bav；在a-2a内，线框完全在磁场中运动，穿过线框的磁通量没有变化，不产生感应电流，则UAB=E=Bav；在2a-3a内，A、B两端的电压等于路端电压的，则UAB=E=Bav．故A正确．故选A
【点睛】本题由楞次定律判断电势的高低，确定电势差的正负．分析UAB与感应电动势关系是关键，要区分外电压和内电压
6、C
【解析】正电荷所受电场力的方向水平向左，电场力做正功，电势能减小了mgH，电势能的变化，而电势能，由此可知，电势为零的地方，电荷的电势能也为零，故，AB选项错误；由动能定理，解得，选项C正确，选项D错误.
考点：动能定理
【名师点睛】①电场力做功和电势能的关系为,电场力做了多少功，电势能就减少多少，克服电场力做了多少功，电势能就增加多少
②电势能的变化，而电势能，由此可知，电势为零的地方，电荷的电势能也为零

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、ABD
【解析】奥斯特在实验中观察到电流的磁效应,该效应揭示了电和磁之间存在联系，选项A正确；安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性,提出了分子电流假说，选项B正确；法拉第在实验中观察到,在通有变化电流的静止导线附近的固定导线圈中会出现感应电流，选项C错误；楞次在分析了许多实验事实后提出,感应电流应具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，选项D正确；故选ABD.
8、AC
【解析】根据安培定则，结合电流的方向判断出通电螺线管的磁场的方向，然后根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引即可判定
【详解】AB、若将a 端接电源正极，b端接电源负极，则根据安培定则可知，螺线管的下端是磁场的N极，磁场的方向向下；又南极附近的磁场的方向向上，所以螺旋管将受到排斥力，弹簧测力计示数将减小．故A正确，B错误；
C、若将b端接电源正极，a端接电源负极，则根据安培定则可知，螺线管的上端是磁场的N极，磁场的方向向上；又南极附近的磁场的方向向上，所以螺旋管将受到吸引力，弹簧测力计示数将增大．故C正确；
D、由上分析可知，故D错误
【点睛】该题结合地球的磁场的特点考查安培定则，情景的设置新颖，与实际生活的结合比较好，是一道理论结合实际的好题目
9、CD
【解析】利用左手定则判断出海水受到的安培力，根据牛顿第三定律即可判断出船体的受力，即可判断运动方向，当改变超导线圈的电流时，会改变磁场的方向，受力都会发生改变，根据作用力反作用力可知推力发生变化，使得速度变化
【详解】A、该超导电磁船应用的是安培力和作用力反作用力的原理，故A错误；
B、当MN接直流电源的负极时，海水中电流方向由CD指向MN，是海水受到的安培力向左，根据牛顿第三定律可知，船体受到向右的作用力，故使船体向前运动，故B错误；
C、改变超导线圈中中电流的方向，会改变磁场的方向，从而改变海水的受力方向，从而改变船体的受力方向，故能控制船体的前进或后退，故C正确；
D、控制超导线圈中的电流大小和电极间的电流大小，根据安培力的计算公式F＝BIL可知安培力就会发生变化，这样使得对船的推力发生变化，就可以控制船只航行的速度大小，故D正确
【点睛】本题的解题关键是掌握左手定则和牛顿第三定律，并能正确运用，注意与右手定则的区别
10、AC
【解析】A．由光电效应方程

可知，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，也可能知道极限波长，根据

可求出逸出功，因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，如用金属钨做实验得到的图线也是一条直线，其斜率与图中直线的斜率相等，A正确；
B C．同理如用金属钠做实验得到的图线也是一条直线，其斜率与图中直线的斜率相等，设其延长线与纵轴交点的坐标为（0，），由于钠的逸出功小于钨的逸出功，则，B错误, C正确；
D．金属钨的截止频率高于钙的截止频率如用金属钨做实验，当入射光的频率时，不可能会有光电子逸出，D错误；
故选AC。
【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

知道逸出功与极限频率的关系。

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.E ②.G表示数I， V表示数U ③. ④.电路图见解析 ⑤. ⑥.
【解析】（1）[1]．G表本身可以测量通过的电流，但由题意可知，G表内阻较小，无法直接用电压表进行测量，故应与E：定值电阻R0串联后再与电压表并联；
[2][3]．同时由于两表量程偏低，且滑动变阻器阻值偏小，为了安全，采用滑动变阻器分压接法；故原理图如甲图所示；为了更好地保护电路，也可以与电阻箱串联后给G供电；故电路图可以是甲图中的任一个；
由欧姆定律可知

解得：

则要测量的量是： G表示数I，V表示数U；
（2）①[4]．将G表与电阻箱串联后，可以充当电压表使用，则其应并联在电源两端，滑动变阻器与电流表串联后即可进行测电源电动势和内电阻的实验，实物电路图如图所示：

②[5][6]．电源的路端电压
U=IG（200+2800）=3000IG
故图象与纵坐标的交点为500μA，则电源的电动势为：
E=500μA×3000=1.5V；
内阻

12、 ①.B ②.D ③.F ④. ⑤. ⑥.1.00W
【解析】考查实验“描绘小灯泡的伏安特性曲线”。
【详解】（1）[1][2][3]．由题意，小灯泡额定电压为2V，额定电流为0.5A，故电压表应选B，电流表应选D，描绘小灯泡伏安特性曲线，要求电流从0开始调，所以应采用滑动变阻器分压式接法，选总阻值小的滑动变阻器F。
（2）[4] ．由于小电珠电阻较小，满足 ，属于小电阻，应采用电流表外接法，电路图如图所示：

（3）[5] ．小电珠的伏安特性曲线如图所示：

（4）[6] ．由图可知，当电压为2V时，电流为0.5A，功率为：

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