南省洛阳市2023年物理高二上期末学业水平测试试题含解析.doc

南省洛阳市2023年物理高二上期末学业水平测试试题
考生须知：
1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。
2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。
3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。

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1，AB是某电场中的一条电场线，若将正点电荷从A点由静止自由释放，沿电场线从A到B运动过程中的速度图线如图所2示，则A、B两点场强大小和电势高低关系是（ ）

A.EA＜EB；φA＜φB B.EA＜EB；φA＞φB
C.EA＞EB；φA＜φB D.EA＞EB；φA＞φB
2、在研究下列问题时，可以把汽车看作质点的是（　　）
A.研究汽车轮子转动时
B.研究人在汽车上的位置
C.计算汽车从柳州开往南宁的时间
D.研究汽车在上坡时有无翻倒危险
3、电阻不变的三个电灯、、连接在如图所示的电路中，闭合开关后三灯电功率相同，此后向上移动滑动变阻器的滑片．则可判断（）

A.三灯的电阻大小是
B.三灯的电阻大小是
C.、两灯变亮，灯变暗
D.、两灯变亮，灯变暗
4、如图所示，由三个铝制薄板互成120°角均匀分开的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个匀强磁场区域，其磁感应强度分别用表示．现有带电粒子自a点垂直Oa板沿逆时针方向射入磁场中，带电粒子完成一周运动，在三个磁场区域中的运动时间之比为1∶2∶3，轨迹恰好是一个以O为圆心的圆，则其在b、c处穿越铝板所损失的动能之比为

A.1∶1 B.5∶3
C.3∶2 D.27∶5
5、如图所示，已知长直通电导线在周围某点产生磁场的磁感应强度大小与电流成正比、与该点到导线的距离成反比.4根电流大小相同的长直通电导线a、b、c、d平行放置，它们的横截面的连线构成一个正方形，O为正方形中心，a、b、c中电流方向垂直纸面向里，d中电流方向垂直纸面向外，则a、b、c、d长直通电导线在O点产生的合磁场的磁感应强度 (　　)

A.大小为零
B.大小不为零，方向由O指向d
C.大小不为零，方向由O指向c
D.大小不为零，方向由O指向a
6、如图中分别标明了通电直导线中电流I、匀强磁场的磁感应强度B和电流所受安培力F的方向，其中正确的是（ ）
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、质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的导轨上，导轨的宽度为d，杆ab与导轨间的摩擦因数为μ，有电流时，ab恰好在导轨上静止，如图所示，图中的四个侧视图中，标出了四种可能的匀强磁场方向，其中杆ab与导轨之间的摩擦力可能为零的图是（　　）

A.
B.
C.
D.
8、关于安培力和洛伦兹力，如下说法中正确的是（ ）
A.带电粒子在磁场中运动时，一定受到洛伦兹力作用
B.放置在磁场中的通电导线，一定受到安培力作用
C.洛伦兹力对运动电荷一定不做功
D.电荷在磁场中有可能做匀速直线运动
9、忽略温度对电阻的影响，下列说法中错误的是（ ）
A.根据R=U/I知，虽然加在电阻两端的电压为原来的两倍，但导体的电阻不变
B.根据R=U/I知，加在电阻两端的电压为原来的两倍时，导体的电阻也变为原来的两倍
C.根据I=U/R知,通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比
D.导体中的电流越大，电阻就越小
10、如图所示，氕核、氘核、氚核三种粒子从同一位置无初速度地飘入电场线水平向右的加速电场，之后进入电场线竖直向下的匀强电场发生偏转，最后打在屏上，整个装置处于真空中，不计粒子重力及其相互作用，那么（　　）

A.偏转电场对三种粒子做功一样多
B.三种粒子打到屏上时速度一样大
C.三种粒子运动到屏上所用时间相同
D.三种粒子一定打到屏上的同一位置，
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）（1）如图所示用多用电表测量小灯泡的电压时，红表笔应接在_____（填“a”或“b”）

（2）将多用电表选择开关旋至欧姆档对黑箱中的三个接线柱间电阻进行测量，如图所示得到如下表格中数据，那么黑箱中的线路应该是如图所示电路中的哪一个______
黑笔触点
1
1
2
红笔触点
2
3
1
表头读数
0
0.5kΩ
2kΩ

12．（12分）在“用油膜法估测分子的大小”实验中，有下列实验步骤：
①用注射器将事先配制好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定
②往边长约40cm的浅盘里倒入约2cm深的水，水面稳定后将适量痱子粉均匀撒在水面上
③用注射器将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积
④将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸体积和面积计算出油酸分子直径的大小
⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上
(1)上述步骤中，正确的顺序是_________________.（填写步骤前面的数字）
(2)某同学在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，取用的油酸酒精溶液的浓度为每mL溶液中有纯油酸6mL．用注射器测得1mL上述溶液有液滴50滴．把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，坐标纸中正方形小方格的边长为20mm，数出油膜所占格数为60个．由此可得，每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为_____mL；按以上实验数据估测出油酸分子的直径是_______m.(此空结果保留一位有效数字)
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

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，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、D
【解析】从速度时间图线得到正点电荷做加速运动，加速度逐渐变小，根据牛顿第二定律得到电场力的变化情况
解：从速度时间图线得到正点电荷做加速运动，加速度逐渐变小，故电场力向右，且不断变小，
故A点的电场强度较大，故EA＞EB；
正电荷受到的电场力与场强方向相同，故场强向右，沿场强方向，电势变小，故A点电势较大，即φA＞φB；
故选D
【点评】本题关键通过速度时间图象得到物体的速度变化情况和加速度变化情况，然后判断场强方向和电势大小
2、C
【解析】A、研究汽车在行驶时轮子的转动情况，车轮的大小不能忽略，所以不能把汽车看作质点．故A错误；
B、研究人在汽车上的位置，人的大小和形状影响较大，不能看作质点．故B错误；
C、计算汽车从柳州开往南宁的时间时，汽车的长度相比于汽车路程很小，对计算汽车从柳州开往南宁的时间影响可以忽略不计，可以把汽车看作质点．故C正确；
D、研究汽车在上坡时有无翻倒的危险，汽车的大小和形状不能忽略，故不能看作质点，故D错误
故选C
3、C
【解析】A灯两端的电压大于C灯、B灯两端的电压，而三灯的实际功率相等，由可知，；通过C灯的电流大于通过B灯的电流，两灯的实际功率相等，由可得，则知，故AB错误．当滑动变阻器的滑片向上滑动时，变阻器接入电路中的电阻增大，外电阻增大，总电流减小，电源的内电压减小，路端电压增大，通过A灯的电流增大，则A灯变亮；因为总电流减小，而通过A灯的电流增大，则通过C灯的电流减小，C灯变暗；C灯两端的电压减小，而路端电压增大，则B灯两端的电压增大，B灯变亮，故C正确，D错误
4、D
【解析】带电粒子在磁场运动的时间为，在各个区域的角度都为，对应的周期为，则有，故，则三个区域的磁感应强度之比为，三个区域的磁场半径相同为，又动能，联立得，故三个区域的动能之比为：，故在b处穿越铝板所损失的动能为，故在c处穿越铝板所损失的动能为，故损失动能之比为，D正确，选D.
5、D
【解析】根据安培定则判断磁场方向，再根据矢量叠加可以求出O点的合磁场方向
【详解】由安培定则可知，a、c中电流方向相同，两导线在O处产生磁场的磁感应强度大小相等、方向相反，合磁场的磁感应强度为零；b、d两导线中电流方向相反，由安培定则可知，两导线在O处产生的磁场的磁感应强度方向均由O指向a，故D选项正确．ABC错；
故选D
6、C
【解析】直接根据左手定则判断受力即可
【详解】根据左手定则，四指指向电流方向，磁场垂直手心过，拇指所指的方向即为通电导线受力的方向，故C对；ABD错；
故选C

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、AB
【解析】A．杆子受重力、水平向右的安培力和斜面的支持力，若三个力平衡，则不受摩擦力。故A正确。
B．杆子受重力，竖直向上的安培力，若重力与安培力相等，则二力平衡，不受摩擦力。故B正确。
C．杆子受重力、竖直向下的安培力、支持力，要想处于平衡，一定受摩擦力。故C错误。
D．杆子受重力、水平向左的安培力，支持力，要想处于平衡，一定受摩擦力。故D错误。
故选AB.
8、CD
【解析】带电粒子在磁场中运动时，若速度方向与磁场方向平行，则不受洛伦兹力作用，选项A错误；放置在磁场中的通电导线，若导线与磁场平行放置，则不受安培力作用，选项B错误；洛伦兹力的方向与电荷的速度方向垂直，则洛伦兹力对运动电荷一定不做功，选项C正确；电荷在磁场中运动时，若速度方向与磁场方向平行，则电荷不受磁场力作用，做匀速直线运动，选项D正确；故选CD.
9、BD
【解析】电阻是导体自身的一种特性，它由导体的材料、长度、横截面积和温度决定，与加在导体两端的电压和通过导体的电流大小无关
【详解】A、B、D项：电阻是导体本身的性质，与导体两端的电压无关，故A正确，B错误，D错误；
C项：由欧姆定律I=U/R可知，由于导体的电阻不变，所以通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比，故C正确
本题选不正确的，故应选：BD
【点睛】本题考查电阻的性质，要注意电阻是导体本身的性质，与电压及电流无关
10、AD
【解析】AB．带电粒子在加速电场中加速，由动能定理可知

解得

粒子在偏转电场中的时间

在偏转电场中的纵向速度

纵向位移

即位移与比荷无关，与速度无关；则可三种粒子的偏转位移相同，则偏转电场对三种粒子做功一样多，故A正确，B错误；
CD．因三粒子由同一点射入偏转电场，且偏转位移相同，故三个粒子打在屏幕上的位置一定相同；因粒子到屏上的时间与横向速度成反比；因加速后的速度大小不同，故三种粒子运动到屏上所用时间不相同，故C错误，D正确。
故选AD
【点睛】此题考查带电粒子在电场中的偏转，要注意偏转中的运动的合成与分解的正确应用；正确列出对应的表达式，根据表达式再去分析速度、位移及电场力的功。

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.b ②.C
【解析】（1）[1]．用多用电表测量小灯泡的电压时，因红表笔为“+”极，则红表笔应接在b点；
（2）[2]．由题意可知，黑笔触点接1，红笔触点接2，表头读数为0，则说明之间没有电阻，若有二极管，则也处于导通状态；由于多用电表测量电阻时，电流从红表笔流入，黑表笔流出，因此1接二极管的正极；又由于黑笔触点接1，红笔触点接3时，表头读数为0.5kΩ，而每个电阻的阻值为1kΩ，因此可能是两电阻并联；加之当黑笔触点接2，红笔触点接1时，表头读数为2kΩ，而每个电阻的阻值为1kΩ，因此可能是两电阻串联；综上所述，则C正确；
12、 ①.③②①⑤④ ②. ③.
【解析】（1）将配制好的油酸酒精溶液，通过量筒测出1滴此溶液的体积．然后将1滴此溶液滴在有痱子粉的浅盘里的水面上，等待形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔描绘出油酸膜的形状，将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，按不足半个舍去，多于半个的算一个，统计出油酸薄膜的面积
（2）用1滴此溶液的体积除以1滴此溶液的面积，恰好就是油酸分子的直径．明确“用油膜法估测分子的大小”的实验原理：油酸以单分子呈球型分布在水面上，且一个挨一个，从而由油酸的体积与油膜的面积相除求出油膜的厚度，即可正确解答
【详解】（1）上述步骤中，正确的顺序是：③②①⑤④；
（2）先计算一滴油酸酒精溶液中油酸的体积：，
再计算油膜面积，最后计算分子直径
【点睛】本题是以油酸分子呈球型分布在水面上，且一个靠着一个，分子之间无间隙，油膜为单层分子，从而可以由体积与面积相除求出油膜的厚度

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、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
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、（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