2023年广东省佛山市第二中学物理高二上期末联考模拟试题含解析.doc

2023年广东省佛山市第二中学物理高二上期末联考模拟试题
注意事项
1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．
2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．
3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．
4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．
5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．

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、质谱仪又称质谱计，是分离和检测不同同位素的仪器。某质谱仪的原理图如图所示，速度选择器中匀强电场的电场强度大小为E，匀强磁场的磁感应强度大小为B1，偏转磁场（匀强磁场）的磁感应强度大小为B2。一电荷量为q的粒子在加速电场中由静止加速后进入速度选择器，恰好能从速度选择器进入偏转磁场做半径为R的匀速圆周运动。粒子重力不计，空气阻力不计。该粒子的质量为（ ）

A. B.
C. D.
2、下列说法正确的是（）
A.奥斯特发现了电流能够使磁针偏转，并提出了磁能够产生电
B.安培将磁铁放在导体线圈附近，线圈中产生了电流
C.法拉第把两个线圈绕在同一铁环上，一个线圈接电源，另一个线圈接“电流表”，在给接电源的线圈通电和断电的瞬间，可以观察到另一个线圈中有电流
D.法拉第发现了电磁感应现象，库仑发现了电流的磁效应
3、如图所示，电子枪射出的电子束进入示波管，在示波管正下方有竖直放置的通电环形导线，则示波管中的电子束将

A.向上偏转 B.向下偏转
C.向纸外偏转 D.向纸里偏转
4、如图所示，条形磁铁放在光滑斜面上，用平行于斜面轻弹簧拉住处于静止状态，a为垂直纸面放置的直导线的横截面，导线中无电流时磁铁对斜面的压力为FN1；当导线中有电流通过时，磁铁对斜面的压力为FN2，则下列关于a中电流方向、磁铁对斜面的压力和弹簧的伸长量的说法中正确的是（）

A.电流垂直纸面向外时，FN1＜FN2，弹簧的伸长量减小
B.电流垂直纸面向外时，FN1＞FN2，弹簧的伸长量增大
C.电流垂直纸面向里时，FN1＞FN2，弹簧的伸长量减小
D.电流垂直纸面向里时，FN1＜FN2，弹簧的伸长量增大
5、通过一根金属导线的电流为16mA．则10s内通过这根导线横截面的自由电子数为（）
A.1.0×1017
B.1.0×1018
C.10×1019
D.1.0×1020
6、如图所示，要使Q线圈产生图示方向的电流，可采用的方法有　　

A.闭合电键K后，把R的滑片右移
B.闭合电键K后，把P中的铁心从左边抽出
C.闭合电键K后，把Q靠近P
D.无需闭合电键K，只要把Q靠近P即可
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，水平面内两光滑的平行金属导轨，左端与电阻R相连接，匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内，质量一定的金属棒垂直于导轨并与导轨接触良好．今对金属棒施加一个水平向右的外力F，使金属棒从a位置开始向右做初速度为零的匀加速运动，依次通过位置b和c．若导轨与金属棒的电阻不计，ab与bc的距离相等，关于金属棒在运动过程中的有关说法正确的是(　　)

A.金属棒通过b、c两位置时，外力F的大小之比为1∶
B.金属棒通过b、c两位置时，电阻R的电功率之比为1∶2
C.从a到b和从b到c的两个过程中，通过金属棒横截面的电荷量之比为1∶1
D.从a到b和从b到c两个过程中，电阻R上产生的热量之比为1∶1
8、关于电场、电场强度下列说法正确的是（）
A.是电场强度的定义式，只适用于匀强电场
B.点电荷的电场强度，公式中Q是场源电荷的电荷量
C.电场是一种物质，它会对放入其中的电荷产生力的作用
D.公式中，d为任意两点间的距离，本公式使用于任何电场
9、如图所示，真空中O点有一点电荷，在它产生的电场中有a、b两点，a点的场强大小为Ea，b点的场强大小为Eb，Ea、Eb的方向如图所示；a点的电势为φa，b点的电势为φb．则下列分析正确的是（ ）

A.Ea = 3Eb
B.Ea = 2Eb
C.φa<φb
D.φa>φb
10、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
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）在“研究电磁感应现象”的实验中，首先按图1接线，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系；当闭合S时，观察到电流表指针向右偏，不通电时电流表指针停在正中央．然后按图2所示将电流表与副线圈B连成一个闭合回路，将原线圈A、电池、滑动变阻器和电键S串联成另一个闭合电路．根据电磁感应规律，填写实验现象（向左偏转、向右偏转、不偏转）

①S闭合后，将螺线管A（原线圈）插入螺线管B（副线圈）的过程中，电流表的指针___
②线圈A放在B中不动时，电流表的指针___
③线圈A放在B中不动，将滑动变阻器的滑片P向左滑动时，电流表的指针___
④线圈A放在B中不动，突然断开S．电流表的指针_____
12．（12分）如图所示，点电荷、、固定在一直线上，与的距离是与的距离的2倍，若每个电荷所受库仑力的合力均为零，则电量大小之比：：=____。

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）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
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、A
【解析】在速度选择器中做匀速直线运动的粒子能进入偏转磁场，由平衡条件得：
qvB1=qE
粒子速度：

粒子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：

解得：

A．，与结论相符，选项A正确；
B．，与结论不相符，选项B错误；
C．，与结论不相符，选项C错误；
D．，与结论不相符，选项D错误；
故选A。
2、C
【解析】AD．奥斯特发现了电流周围存在磁场，即电流的磁效应，法拉第发现了磁能产生电，即电磁感应现象，故AD错误；
B．法拉第在奥斯特的启发下，研究了磁场与电流的关系，最终通过十年的努力终于发现了电磁感应现象：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生电流，故B错误；
C．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，回路中的磁通量发生变化，能观察电流表的变化，故C正确。
故选C。
3、A
【解析】由安培定则可知，在示波管下方环形电流的磁场在环形区域内磁感线方向垂直纸面向里，根据磁感线是闭合的曲线可知，在环形电流外侧磁感线方向垂直纸面向外；电子束由左向右运动，电子束形成的电流方向水平向左，由左手定则可知，电子束受到的安培力竖直向上，则电子束向上偏转；
A．向上偏转，与结论相符，选项A正确；
B．向下偏转，与结论不相符，选项B错误；
C．向纸外偏转，与结论不相符，选项C错误；
D．向纸里偏转，与结论不相符，选项D错误；
故选A.
4、D
【解析】设斜面倾角为，导线中无电流时

如果电流垂直纸面向外时，磁体对导线的作用力方向斜向左下方，由牛顿第三定律可知，磁体受到导线的作用方向斜向右上方，此力分解为平行斜面向上和垂直斜面向上，所以有

此时弹簧弹力变小，弹簧的伸长量减小；
如果电流垂直纸面向里时，磁体对导线的作用力方向斜向右上方，由牛顿第三定律可知，磁体受到导线的作用方向斜向左下方，此力分解为平行斜面向下和垂直斜面向下，所以有

此时弹簧弹力变大，弹簧的伸长量增大；
故选D。
5、B
【解析】由电流的定义：单位时间内通过横截面的电量可得
1.0×1018个
A．1.0×1017，与结论不相符，选项A错误；
B．1.0×1018，与结论相符，选项B正确；
C．1.0×1019 ，与结论不相符，选项C错误；
D．1.0×1020，与结论不相符，选项D错误；
故选B.
6、C
【解析】A．闭合电键K后，把R的滑片右移，Q中的磁场方向从左向右，且在减小，根据楞次定律，左边导线电流方向向上，故A错误；
B．闭合电键K后，将P中的铁心从左边抽出，Q中的磁场方向从左向右，且在减小，根据楞次定律，左边导线电流方向向上，故B错误；
C．闭合电键，将Q靠近P，Q中的磁场方向从左向右，且在增强，根据楞次定律，左边导线的电流向下，故C正确；
D．若K不闭合，则P线圈中无磁场，故Q中不会有电流产生，选项D错误；
故选C。
【点睛】解决本题的关键掌握感应电流产生的条件，即当通过闭合回路中的磁通量发生变化，就会产生感应电流，以及会运用楞次定律判断感应电流的方向。

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、BC
【解析】由v2＝2ax可知，金属棒通过b、c两位置时，金属棒速度之比为1∶，产生的感应电流之比为1∶，所受安培力之比为1∶，由牛顿第二定律可知，外力F的大小之比不是1∶，选项A错误；由电功率公式P＝I2R可知，金属棒通过b、c两位置时，电阻R的电功率之比为1∶2，选项B正确；由法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律和电流定义可得，q＝ΔΦ/R，从a到b和从b到c的两个过程中，ΔΦ相等，所以通过金属棒横截面的电荷量之比为1∶1，选项C正确；由焦耳定律，Q＝I2Rt＝qIR，从a到b和从b到c的两个过程中，电阻R上产生的热量之比为1∶，选项D错误
8、BC
【解析】电场强度的定义式适用于任何电场，所以A错误；根据电场强度的定义式和库仑定律可得到点电荷电场强度的决定式，Q是指的是场源电荷的电荷量，所以B正确；场是一种并非分子、原子组成的特殊物质，电场的基本性质就是对放入其中的电荷有电场力的作用，所以C正确；在匀强电场中，故有，因只有在匀强电场中，电场力做功才等于，故些关系式只适用于匀强电场，式中d指的沿电场方向的距离，所以D错误；
9、AC
【解析】要比较两点的场强的大小，必需求出两点各自的场强E，根据可知必需知道ab两点到O的距离大小关系a点到O点的距离Ra=Labcos60°=Lab，b点到O点距离Rb=Lbcos30°=Lab．再根据沿电场线方向电势降低确定两点电势的高低
【详解】a点到O点的距离Ra=Labcos60°=Lab，b点到O点距离Rb=Lbcos30°=Lab，根据点电荷的场强公式可得，故Ea=3Eb；在点电荷的周围越靠近场源电势越低，故有φa＜φb，故AC正确，BD错误．故选AC
10、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.

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.向左偏转 ②.不偏转 ③.向左偏转 ④.向右偏转
【解析】①先判断线圈A中磁场方向，然后根据楞次定律判断线圈B中感应电流的磁场方向，最后得到线圈B中的感应电流方向；
②线圈不动，磁通量不变，无感应电流；
③滑片向左移动，电流变大，先判断线圈A中磁场方向，然后根据楞次定律判断线圈B中感应电流的磁场方向，最后得到线圈B中的感应电流方向；
④突然断开S，先判断线圈A中磁场方向，然后根据楞次定律判断线圈B中感应电流的磁场方向，最后得到线圈B中的感应电流方向；
【详解】由题意可知，当闭合S时，观察到电流表指针向右偏，则有电流从正极进入时，电流指针向右偏；电流从负极进入时，电流指针向左偏；
①[1]线圈A中磁场方向向上，插入B线圈，故线圈B中磁通量变大，阻碍变大，故感应电流的磁场方向向下，故电流从右向左流过电流表，故电流表指针向左偏转；
②[2]线圈不动，磁通量不变，无感应电流，故指针不动；
③[3]线圈A中磁场方向向上，滑片向左移动，电流变大，故线圈B中磁通量变大，阻碍变大，故感应电流的磁场方向向下，故电流从右向左流过电流表，故电流表指针向左偏转；
④[4]线圈A中磁场方向向上，突然断开S，磁通量减小，阻碍减小，故感应电流的磁场方向向上，故电流从左向右流过电流表，故电流表指针向右偏转。
【点睛】本题关键是根据先安培定则判断出A中磁场方向，然后根据楞次定律判断线圈B中感应电流的方向
12、36：4：9
【解析】根据平衡条件可知，和带同种电荷，与电性相反，假设与的距离为，则：
对：

对：

联立解得：
：：=36：4：9

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）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
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