河北省石家庄二中2023年物理高二上期末学业质量监测模拟试题含解析.doc

河北省石家庄二中2023年物理高二上期末学业质量监测模拟试题
注意事项：
1． 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在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、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，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、两块大小、形状完全相同的金属板正对水平放置，构成一个平行板电容器，将两金属板分别与电源两极相连接，如图所示．闭合开关S达到稳定后，在两板间有一带电液滴p恰好处于静止状态．下列判断正确的是（　　）

A.液滴带正电
B.保持开关S闭合，减小两板间的距离，液滴向下运动
C.断开开关S，减小两板间的距离，液滴向上运动
D.断开开关S，增大两板间的距离，液滴仍处于静止
2、一个固定的光滑斜面，倾角为θ，其空间存在水平向右的匀强电场，如图所示，一个质量为m的带电滑块沿光滑斜面匀速下滑，下列说法正确的是（ ）

A.物块一定带负电
B.物块受到的支持力是mgcosθ
C.物块受到的电场力大小是mgtanθ
D.物块向下运动过程中其电势能减小
3、如图所示，AB是点电荷电场中的一根电场线，在线上O点放一个自由的负电荷后，它将沿电场线向B运动，则下列判断中正确的是（ ）

A.电场线方向由B指向A，该电荷受到的电场力越来越小
B.电场线方向由B指向A，该电荷受到的电场力大小变化无法确定
C.电场线方向由A指向B，该电荷受到的电场力大小不变
D.电场线方向由B指向A，该电荷受到的电场力越来越大
4、如图，电源电动势为3V，电路接通后发现灯L不亮，用一个电压表分别测得各处的电压值为Uab=0，Ubc=3V，Ucd=0，Uad=3V，又知电路中只有一处出现故障，由此可知（ ）

A.灯L发生断路或短路
B.电阻R1一定发生断路
C.电阻R2一定发生短路
D.电池组中两电池间发生断路
5、关于分子动理论，下列说法正确是（　　）
A.分子直径的数量级约为
B.压缩气体时，要用力是由于气体分子间存在斥力的缘故
C.已知某种气体的密度为，摩尔质量为M阿伏加德罗常数为，则单位体积的分子数为
D.水结为冰时，部分水分子已经停止了热运动
6、历经十年对“磁生电”的探索，最终发现电磁感应现象的科学家是
A.法拉第 B.安培
C.奥斯特 D.麦克斯韦
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、如图所示，空间存在一水平向左的匀强电场和一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，电场强度大小为E=，电场方向和磁场方向相互垂直．在此电磁场正交的空间中有一足够长的固定粗糙绝缘杆，与电场正方向成60°夹角且处于竖直平面内．一质量为m，带电量为+q的小球套在绝缘杆上．若给小球一沿杆向下的初速度v0，小球恰好做匀速运动，且小球电量保持不变，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　）

A.小球的初速度为v0=
B.若小球的初速度为，小球将做加速度不断减小的减速运动，最后匀速
C.若小球的初速度为，小球将做加速度不断增大的加速运动，最后匀速
D.若小球的初速度为，则运动中克服摩擦力做功为
8、下列说法中正确的是( )
A.布朗运动是指在显微镜下观察到的液体分子的无规则运动
B.一滴液态金属在完全失重条件下呈球状，是由液体的表面张力所致
C.当分子力表现为引力时，其大小随分子间距离的增大而减小
D.一定质量气体在等容变化中压强增大，单位时间内分子对器壁单位面积上撞击次数增多
9、中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图。结合上述材料，下列说法正确的是（　　）

A.地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近
B.地磁场的磁感线是“有头有尾”的，由地磁北极射出，终止于地磁南极
C.地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
D.地磁场对射向地球赤道的带负电宇宙射线有向西的作用力
10、如图所示，M、N为两块带等量异种电荷的平行金属板，两板间电压可取从零到某一最大值之间的各种数值．静止的带电粒子带电荷量为＋q，质量为m（不计重力），从点P经电场加速后，从小孔Q进入N板右侧的匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，CD为磁场边界上的一绝缘板，它与N板的夹角为θ=30°，孔Q到板的下端C的距离为L，当M、N两板间电压取最大值时，粒子恰垂直打在CD板上，则( )

A.两板间电压的最大值 B.CD板上可能被粒子打中区域的长度
C.粒子在磁场中运动的最长时间 D.能打到N板上的粒子的最大动能为
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）某同学设计用伏安法测量一节干电池的电动势和内电阻．除待测干电池外，实验室可供选择的主要器材有：电压表V（量程，内阻未知）；电流表A（量程，内电阻）；电阻箱（）；滑动变阻器（）；开关；导线若干
(1)用图甲的电路测定电压表V的内阻．将调到，滑动变阻器的滑动触头移到_________（选填“左端”“右端”或“任意”）位置．然后闭合开关；

(2)反复调节滑动变阻器的滑动触头，让电压表满偏；
(3)保持滑动触头位置不变，反复调节．当电压表的示数为时，的值为，则电压表的内阻为_______；
(4)为满足用伏安法测量电源电动势和内电阻对器材的要求，并保证实验的精确度，应将电压表的量程扩大为原量程的倍，则电阻箱的阻值应调为_______；
(5)设计测量电源电动势和内电阻的电路并将它画在指定的方框内_________（图中标明器材符号）；

(6)多次改变滑动变阻器接入电路的值，记录多组电压表V的示数与电流表A的示数，经描点、连接得到图像如图乙所示．根据图像可求得该干电池的电势______；内电阻___________．（结果均保留位小数）
12．（12分）某实验小组设计了如图所示欧姆表电路，通过调控电键和调节电阻箱，可使欧姆表具有“”和“”两种倍率。已知：电源电动势，内阻；毫安表满偏电流，内阻，回答以下问题：

①图的电路中：插孔应该接_______表笔（选填红、黑）；应该选用阻值为_________的电阻（小数点后保留一位小数）；
②经检查，各器材均连接无误，则：当电键断开时，欧姆表对应的倍率为___________（选填“”、“”）；
③为了测量电阻时便于读出待测电阻的阻值，需将毫安表不同刻度标出欧姆表的刻度值，其中，中央刻度处应标的数值是________________；
④该小组选择闭合的档位，欧姆调零操作无误，测量电阻时，毫安表指针处于图位置，由此可知被测电阻_______。

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、D
【解析】A．液滴受向下的重力和向上的电场力而平衡，因上极板带正电，可知液滴带负电，选项A错误；
B．当保持开关S闭合，则两极板间的电压不变。若减小两板间的距离，则根据

因此两板间的电场强度增加，所以电场力大于重力，出现液滴向上运动。故B错误；
CD．当断开开关S，则两极板间的电量不变。若改变两板间的距离，则根据
，
以及

可得

所以两板间场强与两板间距无关，即无论增大还是减小两板距离，两板间的电场强度都不变，因此电场力仍等于重力，则液滴仍处于静止状态。故C错误，D正确；
故选D。
2、C
【解析】对滑块进行正确的受力分析，根据所处状态列出方程即可判断电荷的正负，各力的大小．根据电场力做功判断电势能的变化
【详解】A.物体匀速下滑，所以物体受力如图所示，所受电场力水平向右，因此带正电，故A正确；

B.物体匀速下滑因此有，沿斜面：mgsinθ=Eqcosθ，垂直斜面：FN=mgcosθ+Eqsinθ，所以有：Eq=mgtanθ，FN＝，故B错误，C正确；
D.下滑过程中电场力做负功，电势能增大，故D错误
故选：C
3、B
【解析】根据题意，负电荷由静止开始从O运动到B，负电荷所受电场力方向从O到B，而场强方向与负电荷所受的电场力方向相反，则知场强方向由B指向A，由于电场线的分布情况未知，场强如何变化无法确定，电场力大小如何变化也无法确定，故B正确，ACD错误。
故选B
4、B
【解析】由题意知，Uab=0，灯L不发生断路，如断路，其电压Uab=3V．若发生短路，由串联分压关系可知Ubc＜3V．故A错误；电阻R1一定发生断路．因为断路时，R1两端的电势分别与电源两极的电势相等，其电压等于电源的电动势．故B正确；若电阻R2发生短路，Uab＞0，3V＞Ubc＞0，与题意不符．故C错误；
若电池组中两电池间发生断路，所测量的外电路各部分电压应都为零，故D错误．所以B正确，ACD
错误
考点：故障电路分析
【名师点睛】此题考查了故障电路分析．电路接通后发现电灯L不工作，说明电路中存在断路或L短路．当元件完好时，电阻是一定的，没有电流时，根据欧姆定律，其电压为零；当元件断路时，其两端电压等于电源的电压．根据测量得到的信息，即可得出正确解
5、C
【解析】A．分子直径数量级为10-10m，故A错误；
B．气体压缩可以忽略分子间作用力，压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体压强的原因，与分子力无关，故B错误；
C．气体体积

则单位体积的分子数为

故C正确；
D．分子在永不停息的做无规则运动，故D错误。
故选C。
6、A
【解析】英国物理学家法拉第最早发现了电磁感应现象．故BCD错误，A正确

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】小球受重力、摩擦力（可能有）、弹力（可能有）、向右上方的洛伦兹力、向左的电场力，当受到的合外力等于0时，小球做匀速直线运动．当小球受到的合外力不为0时，要判断出支持力的方向，明确支持力的大小随洛伦兹力的变化关系，然后做出判定
【详解】对小球进行受力分析如图，

电场力的大小：F=qE=，由于重力的方向竖直向下．电场力的方向水平向右，二者垂直，合力：FG+F==2mg，由几何关系可知，重力与电场力的合力与杆的方向垂直，所以重力与电场力的合力不会对小球做功，而洛伦兹力的方向与速度的方向垂直，所以也不会对小球做功．所以，当小球做匀速直线运动时，不可能存在摩擦力，没有摩擦力，说明小球与杆之间就没有支持力的作用，则洛伦兹力大小与重力、电场力的合力相等，方向相反．所以qv0B=2mg．所以．故A正确；若小球的初速度为，则洛伦兹力：f=qv0B=3mg＞FG+F，则在垂直于杆的方向上，小球还受到杆的垂直于杆向下的支持力，则摩擦力：f=μFN．小球将做减速运动；随速度的减小，洛伦兹力减小，则支持力逐渐减小，摩擦力减小，小球做加速度不断减小的减速运动，最后当速度减小到时，小球开始做匀速直线运动．故B正确．若小球的初速度为，则洛伦兹力：f=qv0B=mg＜FG+F，则在垂直于杆的方向上，小球还受到杆的垂直于杆向上的支持力，而摩擦力：f=μFN．小球将做减速运动；随速度的减小，洛伦兹力减小，则支持力逐渐增大，摩擦力逐渐增大，小球的加速度增大，所以小球将做加速度不断增大的减速运动，最后停止．故C错误；若小球的初速度为，球将做加速度不断增大的减速运动，最后停止，运动中克服摩擦力做功等于小球的动能，所以．故D正确．故选ABD
【点睛】本题考查小球在混合场中的运动，解答的关键明确小球的受力情况，并能够结合受力的情况分析小球的运动情况，要知道小球何时做加速度减小的减速运动，何时做加速度增大的减速运动，当加速度减为零时，做匀速运动
8、BD
【解析】A.液体分子无法用普通光学显微镜观察，实际观察到的是固体小颗粒在液体分子中无规则碰撞造成的无规则运动，故A错误；
B.一滴液态金属在完全失重条件下呈球状，是由液体的表面张力所致，故B正确；
C.当分子力表现为引力时，其大小随分子间距离的增大而减小，故C错误；
D.一定质量气体在等容变化中压强增大，则温度升高，分子的平均速率增大，单位时间内分子对器壁单位面积上撞击次数增多，故D正确。
故选BD。
9、AD
【解析】A．地球好比条形磁铁，外部和内部均存在磁场，地磁南极在地理北极的附近，故A正确；
B．磁感线是闭合的曲线，地磁场的磁感线从地磁北极射出地面，从地磁南极射入地面，组成闭合曲线，故B错误；
C．由图可知，地球北半球的磁场有向下分量，不是地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行，故C错误；
D．地球赤道平面处地磁场的方向向北，射向地球赤道的带负电的宇宙射线受到洛伦兹力作用，由左手定则可知，其所受洛伦兹力方向向西，故D正确。
故选AD。
10、ACD
【解析】画出粒子运动轨迹的示意图，如图所示，

A.当M、N两板间电压取最大值时，粒子恰垂直打CD板上，可知粒子半径r=L，在加速电场中，根据动能定理

在偏转磁场中，根据洛伦兹力提供向心力可得

可得两板间电压的最大值，故A正确；
B.设粒子轨迹与CD相切于H点，此时粒子半径为，粒子轨迹垂直打在CD边上的G点，则GH间距离即为粒子打中区域的长度s，根据几何关系

解得，则可得粒子打中区域的长度

故B错误；
C.粒子在磁场中运动的周期，粒子在磁场中运动的最大圆心角，所以粒子在磁场中运动的最长时间为，故C正确；
D.当粒子在磁场的轨迹与CD边相切时，即粒子半径时，打到N板上的粒子的动能最大，最大动能为，根据洛伦兹力提供向心力可得
qvB=m
解得能打到N板上的粒子的最大动能为，故D正确

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.左端 ②.996.3 ③.996.3 ④. ⑤.1.66 ⑥.0.92
【解析】(1)滑动变阻器的滑动触头移到左端，防止闭合开关时电压表超量程
(3)电压表满偏即指向，保持不变，由于接入电路的值远小于电压表内阻，所以调节时支路的电压可认为保持不变，与串联分压，，故
(4)量程扩大为倍，串联电阻应与电压表内阻相等，电阻箱R0的阻值应调为后与电压表串联测路端电压
(5)设计测量电源电动势和内电阻的电路

(6)，故该干电池的电动势，内电阻
12、 (1).黑 (2).2.2 (3).×10 (4).30 (5).45
【解析】①[1]欧姆档内部电源的正极接黑表笔；
[2]根据欧姆档倍率关系，可知闭合开关可以将电流表量程变为原来的倍，根据分流特点：

解得：；
②[3]当电键断开时，电流表的量程较小，在相同的电压下，根据闭合欧姆定律：

可知电流越小，能够接入的电阻越大，所以当电键断开时，对应档；
③[4]假设欧姆档内部电阻为，根据闭合欧姆定律：

则处对应的阻值：；
④[5]根据闭合电路欧姆定律：

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