辽宁省大连市达标名校2023年物理高二上期末达标检测模拟试题含解析.doc

辽宁省大连市达标名校2023年物理高二上期末达标检测模拟试题
考生请注意：
1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。
2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。
3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请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、三个速度大小不同的同种带电粒子，沿同一方向从图中长方形区域的匀强磁场上边缘射入，当它们从下边缘飞出时对入射方向的偏角分别为90°、60°、30°，则它们在磁场中运动的时间之比为 ( )

A.3∶2∶1
B.1∶2∶3
C.1∶1∶1
D 1∶∶
2、如图，竖直平行金属板带等量异种电荷，一带电微粒（仅受重力和电场力）沿图中直线从A向B运动，则下列说法中正确的是（ ）

A.微粒可能带正电 B.微粒机械能减小
C.微粒电势能减小 D.微粒动能不变
3、一个电流计的满偏电流为Ig，内电阻为Rg，要把它改装成量程为nIg的电流表，应在电流计上(　 )
A.串联一个(n-1)Rg的电阻 B.串联一个的电阻
C.并联一个（n-1）Rg的电阻 D.并联一个的电阻
4、如图所示，无限长、质量为m的通电细导体棒a，水平放置在倾角为45°的光滑斜面上，为使棒a能在斜面上保持静止，可将无限长、电流方向与棒a相同的通电细导体棒b，固定在以细导体棒a为中心的圆（如图虚线所示）上的（　　）

A.HGFE区域内
B.AHG区域内
C.ABCD区域内
D.EFGH区域内
5、如图所示，真空中A、B两个点电荷的电荷量分别为+Q和+q，放在光滑绝缘水平面上，A、B之间用绝缘的轻弹簧连接．当系统平衡时，弹簧的伸长量为x0．若弹簧发生的均是弹性形变，则（　　）

A.保持Q不变，将q变为2q，平衡时弹簧的伸长量等于2x0
B.保持q不变，将Q变为2Q，平衡时弹簧的伸长量大于2x0
C.保持Q不变，将q变为-q，平衡时弹簧的缩短量大于x0
D.保持q不变，将Q变为-Q，平衡时弹簧的缩短量小于x0
6、如图是质谱仪的工作原理示意图。带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1、A2。平板S下方有强度为B0的匀强磁场。下列正确的是（　　）

A.该带电粒子带负电
B.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外
C.能通过的狭缝P的带电粒子的速率等于
D.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越小
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、两个带等量正电的点电荷，固定在图中P、Q两点，MN为PQ连线的中垂线，交PQ与O点，A为MN上的一点，一带负电的试探电荷q，从A点由静止释放，只在静电力作用下运动，取无限远处的电势为零，则（　　）

A.q由A向O的运动是匀加速直线运动 B.q由A向O运动的过程电势能逐渐减小
C.q运动到O点时的动能最大 D.q运动到O点时电势能为零
8、如图所示，平行金属板中带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向a端移动时，则( )

A.电压表读数变大
B.电流表读数变大
C.上消耗的功率逐渐增大
D.质点P将向上运动
9、如图所示，竖直放置的一对平行金属板间的电势差为U1，水平放置的一对平行金属板间的电势差为U2，一电子由静止开始经U1加速后，进入水平放置的金属板间，刚好从下板边缘射出，不计电子重力，下列说法正确的是（　　）

A.增大U1，电子一定打在金属板上
B.减小U1，电子一定打在金属板上
C.减小U2，电子一定能从水平金属板间射出
D.增大U2，电子一定能从水平金属板间射出
10、某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标上,如图中的a、b、c所示,根据图线可知 ( )

A.反映Pr变化的图线是c
B.电源电动势为8 V
C.电源内阻为2
D.当电流为0.5 A时,外电路的电阻为6
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）质量为m=2kg的物体放在水平面上，在水平恒力作用下从静止开始做加速运动，经一段位移后速度达到4m/s，此时物体的动能为________J；这一过程中合力对物体做的功为________J。
12．（12分）一理想变压器原、副线圈匝数比：：原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u．如图所示，副线圈仅接入一个的电阻．则
该交变电压的周期是______；
副线圈输出电压的有效值为______；
流过电阻的最大电流为______

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．（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】由粒子在磁场中运动的周期的公式为T＝，可知带电粒子的运动周期T都相等。由此可知，粒子的运动的时间与粒子的速度的大小无关，所以粒子在磁场中的周期相同，由粒子的运动的轨迹可知，三种速度的粒子的偏转角分别为90°、60°、30°，由t＝T，可以判断它们在磁场中运动的时间之比为90°∶60°∶30°＝3∶2∶1，故A符合题意，BCD不符合题意。
2、B
【解析】A．带电微粒在电场中受到重力和电场力两个力作用，电场力在水平方向，由微粒做直线运动可知，电场力方向必定水平向左，则微粒带负电．故A错误
BC．电场力做负功，机械能减小，电势能增加．故B正确，C错误
D．微粒的合力方向与速度方向相反，对微粒做负功，则其动能减小．故D错误
故选B.
3、D
【解析】要扩大电流变量程，应该并联分流电阻，利用并联电路的规律和欧姆定律可以求出分流电阻的大小
【详解】改装后的电流表满偏时通过的电流为nIg，通过电流计的电流为Ig，故通过分流电阻的电流为（n-1）Ig，并联电压相同，为IgRg，计算得分流电阻的大小为；故D正确，ABC错误
4、C
【解析】根据题目放上导体棒b后，导体棒a处于静止状态，以导体棒a为研究对象分析受力，即可判断出所受安培力方向，再根据同向电流相互吸引便能判断出导体棒b所放的位置范围。
【详解】以棒a为研究对象，受力分析，受到重力、斜面的支持力、和棒b电流对棒a的作用力，根据同向电流相互吸引，且棒a静止，可知棒b如果在竖直线AE左边，合力不可能为0，所以棒b不可能在AE竖直线的左边，可能在ABCDE区域；要使棒a静止，棒b不可能在HD的下方，否则合力不为0，可能在HABCD区域；取交集，即棒b只可能在ABCD区域，故C正确，ABD错误；
故选C。

【点睛】本题考查安培力作用下的平衡问题。
5、C
【解析】根据库仑定律及胡克定律列式分析，电荷量变化，库仑力变化，两球的距离变化，弹力变化，根据平衡条件列方程计算即可
【详解】设弹簧的劲度系数为K,原长为x.当系统平衡时,弹簧的伸长量为x0，则有：
…①
A.保持Q不变，将q变为2q时，平衡时有：
Kx1=…②
由①②解得：x1<2x0，故A错误；
B.同理可以得到保持q不变，将Q变为2Q，平衡时弹簧的伸长量小于2x0，故B错误；
C.保持Q不变,将q变为−q，如果缩短量等于x0，则静电力大于弹力，故会进一步压缩弹簧，故平衡时弹簧的缩短量大于x0，故C正确；
D.保持q不变，将Q变为−Q，如果缩短量等于x0，则静电力大于弹力，故会进一步压缩弹簧，故平衡时弹簧的缩短量大于x0，故D错误
故选C
6、B
【解析】A．根据带电粒子在磁场中的偏转方向，根据左手定则知，该粒子带正电，故A错误；
B．根据带电粒子在磁场中的偏转方向，根据左手定则知，该粒子带正电，则在速度选择器中电场力水平向右，则洛伦兹力水平向左，根据左手定则知，磁场方向垂直纸面向外，故B正确；
C．在速度选择器中，电场力和洛伦兹力平衡，有

解得

故C错误；
D．进入偏转电场后，有

解得

知越靠近狭缝P，r越小，比荷越大，故D错误。
故选B。

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】本题要根据等量同种点电荷电场线的分布情况，抓住对称性，分析试探电荷的受力情况，分析其运动情况，根据电场力做功情况，分析其电势能的变化情况
解：A、两等量正电荷周围部分电场线如右图所示，其中P、Q连线的中垂线MN上，从无穷远到O过程中电场强度先增大后减小，且方向始终指向无穷远方向
故试探电荷所受的电场力是变化的，q由A向O的运动做非匀加速直线运动，故A错误
B、电场力方向与AO方向一致，电场力做正功，电势能逐渐减小；故B正确
C、从A到O过程，电场力做正功，动能增大，从O到N过程中，电场力做负功，动能减小，故在O点试探电荷的动能最大，速度最大，故C正确
D、取无限远处的电势为零，从无穷远到O点，电场力做正功，电势能减小，则q运动到O点时电势能为负值．故D错误
故选BC

【点评】本题考查静电场的基本概念．关键要了解等量同种点电荷电场线的分布情况，运用动能定理进行分析
8、BC
【解析】A．B．由图可知，R2与R3并联后，再与R1串联接在电源两端，电容器与R3并联，当滑动变阻器R2的滑片向a端移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可知，电路中总电流增大，路端电压减小，则R1两端的电压增大，可知并联部分的电压减小，电压表读数减小；由欧姆定律可知流过R3的电流减小，根据并联电路的特点可知:流过R2的电流增大，则电流表示数增大，故A错误，B正确；
C．因R1电流增大，由

可知，R1上消耗的功率增大，故C正确；
D．因电容器两板的电压减小，板间场强减小，质点P受到的向上电场力减小，故质点P将向下运动，故D错误。
故选BC。
9、BC
【解析】设水平金属板长为L，两板间距离为d，电子在加速度电场中，根据动能定理，有
eU1=mv2
电子在偏转电场中，水平方向有
L=vt
竖直方向

联立三式可得，电子在竖直方向的偏转距离

AB．由上式可知，减小U1，可增大偏转距离y，则电子一定打在金属板上，故B正确，A错误；
CD．减小U2，可减小偏转距离y，则电子一定能从水平金属板间射出，故C 正确，D错误。 
故选BC。
10、ACD
【解析】由电源消耗功率和电源内部消耗功率表达式PE=EI，Pr=I2r，可知，a是直线，表示的是电源消耗的电功率，c是抛物线，表示的是电源内电阻上消耗的功率，b表示外电阻的功率即为电源的输出功率PR，所以A正确；根据PE=EI，当I=2A时，PE=8w得，E=4V，B错误；根据Pr=I2r，当I=2A时，Pr=8W可得，r=2Ω，C正确；当电流为0.5A时，R+r=8Ω，R=6Ω，D正确
考点：电源的功率

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、 ①.16 ②.16
【解析】[1]物体的动能为

[2]整个过程中由动能定理可得

12、 ①. ②.100V ③.
【解析】由图象可知，交变电流的周期，根据图象可以知电压最大值，求得输出电压的有效值，再根据电压与匝数成正比结合欧姆定律的知识即可求副线圈的有效值和电流最大值
【详解】由图象可知，交变电流的周期是，原线圈中电压的最大值为，所以电压的有效值为220V，根据电压与匝数成正比可知，副线圈的电压有效值为100V，最大值为，副线圈的电阻为，所以流过电阻的电流的有效值是
【点睛】掌握住理想变压器的电压、电流之间的关系，最大值和有效值之间的关系即可解决本题

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