山东省平阴县第一中学2023年物理高二第一学期期末经典模拟试题含解析.doc

山东省平阴县第一中学2023年物理高二第一学期期末经典模拟试题
请考生注意：
1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。
2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。

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、关子物理学史，下列说法中正确的是（）
A.卡文迪许借助扭秤装置总结出了点电荷间相互作用的规律
B.法拉第发现了电流的磁效应
C.安培发现了磁场对运动电荷的作用规律
D.美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器
2、如图所示，A、B为平行板电容器的金属板，G为静电计．开始时开关S闭合，静电计指针张开一定角度．下列操作可使指针张开角度增大一些的是(　　)

A.保持开关S闭合，将R上的滑片向右移动
B.保持开关S闭合，将A、B两极板介开一些
C.断开开关S后，将A、B两极板靠近一些
D.断开开关S后，将A、B两极板分开一些
3、在一绝缘、粗糙且足够长的水平管道中有一带电量为、质量为的带电球体，管道半径略大于球体半径。整个管道处于磁感应强度为的水平匀强磁场中，磁感应强度方向与管道垂直。现给带电球体一个水平速度，则在整个运动过程中，带电球体克服摩擦力所做的功不可能为

A. B.
C.[] D.[]
4、下列关于摩擦起电的叙述，正确的是（　　）
A.玻璃棒与任何物体摩擦都带正电
B.摩擦起电的本质是电子发生了转移
C.摩擦起电是通过摩擦创造出了等量的异种电荷的过程
D.经过摩擦使某物体带正电是因为产生了额外的正电荷
5、真空中,在A点放置一的点电荷,则距离A点处的B点和处的C点电场强度小之比为
A.2:1 B.1:2
C.1:4 D.4:1
6、伽耳顿板可以演示统计规律．如图，让大量小球从上方漏斗形入口落下，最终小球都落在槽内．重复多次实验后发现

A.某个小球落在哪个槽是有规律的
B.大量小球在槽内的分布是无规律的
C.大量小球落入槽内后均匀分布在各槽中
D.越接近漏斗形入口处的槽内，小球聚集越多
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、关于下列器材的原理和用途，叙述正确的是（）
A.变压器既可以改变交流电压也可以改变稳恒直流电压
B.经过回旋加速器加速的带电粒子最大速度与加速电压大小无关
C.真空冶炼炉的工作原理是通过线圈发热使炉内金属熔化
D.磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用
8、如图所示，直线MN是某电场中的一条电场线（方向未画出）．虚线是一带电粒子只在电场力的作用下，由a到b的运动轨迹，轨迹为一抛物线，下列判断正确的是

A.粒子所受电场力的方向一定是由M指向N
B.带电粒子由a运动到b的过程中动能一定逐渐减小
C.带电粒子在a点电势能一定大于在b点的电势能
D.带电粒子在a点的加速度一定大于在b点的加速度
9、如图所示，图中两平行板电容器、电源都完全相同，先闭合开关S，稳定后将甲图中的开关S断开，乙图中开关S保持闭合，当将两图中的下极板向上移动少许，则（ ）

A.甲图中电容器的电容增大，乙图中电容器的电容不变
B.甲图中电容器所带电荷量不变，乙图中电容器所带电荷量增大
C.甲图中电容器两端的电势差增大，乙图中电容器两端的电势差不变
D.甲图中两板间的电场强度不变，乙图中两板间的电场强度增大
10、如图所示，由两种比荷不同的离子组成的离子束，经过由正交的匀强电场和匀强磁场组成的速度选择器后，进入另一个匀强磁场中并分裂为A、B两束，离子的重力不计，下列说法中正确的有

A.组成A束和B束的离子都带正电
B.组成A束和B束离子质量一定相同
C.A束离子的比荷大于B束离子的比荷
D.速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向里
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）如图所示，电源电动势E=40V，内阻r=1Ω，电阻R=24Ω，M为一线圈电阻RM=0.4Ω的电动机，电流表为理想电流表，求：
（1）当开关S断开时，电源输出功率P1是多少？
（2）当开关S闭合时，电流表的示数为4.0A，则通过电动机的电流及电动机输出功率P2是多少？

12．（12分）在电学实验中，有时候我们需要把量程小的表头，改装成量程大的电压表需要_________（填“串联”或“并联”）一个电阻；如果改装成量程大的电流表需要_________（填“串联”或“并联”）一个电阻.
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）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、D
【解析】A．库伦借助扭秤装置总结出了点电荷间相互作用的规律，选项A错误；
B．奥斯特发现了电流磁效应，选项B错误；
C．洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用规律，选项C错误；
D．美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器，选项D正确。
故选D。
2、D
【解析】保持开关闭合，电容器两端的电势差等于电源的电动势，故电容器两端的电势差不变，则指针张角不变，故AB均错误；断开电键，电容器带电量不变，将AB靠近一些，则d减小，根据知，电容增大，根据U=Q/C知，电势差减小，指针张角减小，故C错误；同理可知，断开电键，将A、B两极板分开一些，电势差增大，指针张角增大，故D正确；故选D
点睛：本题考查电容器的动态分析，关键抓住断开电键，电容器所带的电量不变，电键闭合，电容器两端的电势差不变
3、D
【解析】考查洛伦兹力，动能定理。
【详解】如图，受力分析：
当速度较小时，洛伦兹力小于重力，受力分析如图：

由于摩擦力的作用，小球减速，洛伦兹力继续减小，由：

支持力增大，摩擦力增大，减速运动加速度增大，直到速度减为0，由动能定理：

即带电球体克服摩擦力所做的功为，B选项可能；
当速度达到某个值，使洛伦兹力等于重力，受力分析如图：

即当：

解得时，摩擦力为零，小球做匀速直线运动，带电球体克服摩擦力所做的功为零，A选项可能；
当速度较大时，洛伦兹力大于重力，受力分析如图：

由于摩擦力的作用，小球减速，洛伦兹力继续减小，由：

可知，压力减小，当速度减小到时，摩擦力为0，不再减速，由动能定理：

即带电球体克服摩擦力所做的功：，C选项可能；
所以四个选项中，不可能的是D选项。
故选D。
4、B
【解析】A.摩擦后的物体带什么电荷要看相互摩擦的两个物体获得电子的能力的强弱，如果两个物体获得电子能力相同，则相互摩擦的后不会带电．获得电子能力强的会得到电子带负电，获得电子能力弱的失电子带正电．故A错误；
B摩擦起电的本质是电子的转移，电荷并没有被创造，故B正确；
CD.每个物体内部都有电荷，只不过内部的正、负电荷总数相等，所以对外不显电性，当物体得到电子就显负电性，失去电子就显正电性．摩擦起电是通过摩擦使电子发生转移的过程，不能创造电荷．故C错误，D错误
故选B
5、D
【解析】根据“在A点放置一的点电荷,则距离A点处的B点和处的C点电场强度小之比”可知，考查了电场强度的计算；根据点电荷电场强度的计算公式即可求出A点的点电荷在B、C两处电场强度大小之比
【详解】在B点，电场强度的大小，C点电场强度大小，则，故D正确．
6、D
【解析】根据统计规律可知，某个小球落在哪个槽是无规律的，选项A错误；大量小球在槽内的分布是有规律的，离槽口越近的地方分布小球较多，选项B错误；大量小球落入槽内后不能均匀分布在各槽中，而是越接近漏斗形入口处的槽内，小球聚集越多，选项C错误，D正确；故选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、BD
【解析】变压器只能改变交流电压，不可以改变稳恒直流电压，选项A错误；由得：，则最大动能：；可知经过回旋加速器加速的带电粒子最大速度与加速电压大小无关，选项B正确；真空冶炼炉的工作原理是炉中金属产生涡流使炉内金属熔化，不是线圈发热，故C错误；磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框中可以产生感应电流能起电磁阻尼的作用，故D正确．故选BD.
8、AC
【解析】A、由于该粒子只受电场力作用且做曲线运动，物体所受外力指向轨迹内侧，所以粒子受力分析一定是由M指向N，故A正确；B、粒子从a运动到b的过程中，电场力做正功，电势能减小，动能增加，故B错误；C、粒子从a运动到b的过程中，电场力做正功，电势能减小，带电粒子在a点的电势能一定大于在b点的电势能，故C正确．D、由a到b的运动轨迹，轨迹为一抛物线，说明粒子一定受恒力，即带电粒子在a点的加速度等于在b点的加速度，故D错误；故选AC
【点睛】依据带电粒子的运动轨迹确定其所受电场力方向是解决带电粒子在电场中运动问题的突破口，然后可进一步根据电场线、电场力做功等情况确定电势、电势能的高低变化情况
9、BD
【解析】A．当下极板向上移动少许时，根据可知两个电容器的电容增大，故A错误；
B.因为甲图中开关断开，所以甲图电容器所带电荷量不变。乙图开关闭合，所以乙图的板间电压不变，根据可知，乙图中的电容器所带电荷量增大，故B正确；
C.甲图电荷量不变，电容变大，所以甲图中电容器两端电压变小，故C错误；
D.根据可以推导出

所以甲图中板间电场强度不变；乙图中开关保持闭合，则电容器两板间电压保持不变，由知电场强度变大，D正确。
故选：BD。
10、ACD
【解析】可以根据左手定则可以判断AB束离子的电性，粒子在磁场和电场正交区域里，同时受到洛伦兹力和电场力作用，粒子没有发生偏转，说明粒子所受电场力和洛伦兹力平衡，粒子进入磁场后受洛伦兹力作用做匀速圆周运动，利用圆周运动的相关知识进行求解即可；
【详解】A、AB粒子进入磁场后都向左偏，根据左手定则可以判断AB束离子都带正电，故A正确；
BC、经过速度选择器后的粒子速度相同，粒子所受电场力和洛伦兹力平衡，满足，即不发生偏转的粒子具有共同的速度大小；
进入磁场区分开，轨道半径不等，根据公式可知，半径大的比荷小，所以A束离子的比荷大于B束离子的比荷，但不能说明质量一定相同，故B错误，C正确；
D、在速度选择器中，电场方向水平向右，AB粒子所受电场力方向向右，所以洛伦兹力方向向左，根据左手定则可知，速度选择器中的磁场方向垂直纸面向内，故D正确
【点睛】本题能根据粒子不发生偏转得出粒子所受电场力和洛伦兹力平衡，并由此推算出粒子具有相同的速度v，在单独的匀强磁场中粒子分裂成几束说明粒子的荷质比不同，并由此得出电量、质量、以及速度所需要满足的关系式，从而得出正确的结论

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)61.44W； (2)87.5W；
【解析】（1）当开关S断开时，根据闭合电路欧姆定律，电流：
电源输出功率为：P1=I2R=1.62×24=61.44W；
（2）开关S闭合时，电流表的示数为4.0A，故路端电压为：U=E-Ir=40-4×1=36V，
通过电阻R的电流：
故流过电动机的电流为：I2=I-I1=4-1.5=2.5A，
故电动机的机械功率为：P2=UI2-I22RM=36×2.5-2.52×0.4=87.5W；
12、 ①.串联 ②.并联
【解析】改装成量程大的电压表要串联电阻分压，需要串联一个大电阻；改装成量程大的电流表要并联电阻分流，需要并联一个小电阻；

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、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