2023年广东省汕头市金中南区学校物理高二第一学期期末质量检测模拟试题含解析.doc

2023年广东省汕头市金中南区学校物理高二第一学期期末质量检测模拟试题
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、下列关于磁感应强度的说法中正确的是( )
A.若长为L、电流为I的导线在某处受到的磁场力为F，则该处的磁感应强度必为
B.磁感应强度的方向就是小磁针北极所受磁场力的方向
C.由B＝知，B与F成正比，与IL成反比
D.由B＝知，磁场中某处的磁感应强度的大小随通电导线中电流I的减小而增大
2、下列关于电源电动势的说法中正确的是（　　）
A.电路中每通过2C的电荷量，电源提供的电能是4J，那么电源的电动势是0.5V
B.电源的路端电压增大时，其电源的电动势一定也增大
C.无论内电压和外电压如何变化，其电源的电动势一定不变
D.电源的电动势越大，电源所能提供的电能就越多
3、如图所示，在下列四种情况中，感应电流方向判断正确的是
A. B.
C. D.
4、关于电场强度和磁感应强度，下列说法中正确的是（ ）
A.由知，E与F成正比、与q成反比
B.电场中某点电场强度的方向与在该点带正电的检验电荷所受电场力的方向相同
C.由知，B与F成正比、与I成反比
D.磁场中某点磁感应强度的方向与放入磁场中的通电直导线所受安培力的方向相同
5、自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献，下列说法错误的是
A.奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系
B.欧姆发现了欧姆定律，说明了热现象和电现象之间存联系
C.法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系
D.焦耳发现了电流的热效应，定量得出了电能和热能之间的转换关系
6、下列关于摩擦力的说法中正确的是（　　）
A.有弹力必有摩擦力
B.有摩擦力必有弹力
C.滑动摩擦力的公式F=μFN中的压力FN一定等于重力
D.同一接触面上的弹力和摩擦力可能相互平行
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、利用如图所示方法可以测得金属导体中单位体积内的自由电子数n,现测得一块横截面为矩形的金属导体的宽为b,厚为d,并加有与侧面垂直的匀强磁场B,当通以图示方向电流I时,在导体上、下表面间用电压表可测得电压为U.已知自由电子的电荷量为e,则下列判断正确的是

A.下表面电势高
B.上表面电势高
C.该导体单位体积内的自由电子数为
D.该导体单位体积内的自由电子数为
8、小明把前面推理的方法称之为“倍增法”。说起科学方法，小明对"对称法"情有独钟，比如说，一个均匀带电的球壳，其球心处的电场强度不能指向任何特殊的方向，否则就格外偏袒了这个特殊的方向，因此，球心处的电场强度就只能是零。小明设想了如下图所示的一个情景，四根相同且通有同样大小同样方向电流I的平行直导线的中点分别固定在一个正方形的四个顶点上，导线与正方形所在平面垂直，图中O点为正方形的中心，并作了如下一些分析，你认为正确的有

A.O点的磁感应强度一定是零
B.O点的磁感应强度可能垂直正方形所在平面向里或向外
C.若四根导线中的电流都反向但大小I保持不变，则O点的磁感应强度也反向
D.最上面那根导线中的电流大小I不变但是方向反向，则可将该导线想象成通有原方向的大小为I的电流和反方向的大小为2I的电流的叠加，则O点处的磁感应强度等于只有最上面那根导线、且其中只通有反方向大小为2I的电流时在O点产生的磁感应强度
9、一质量为m的带电粒子，以初速度v0从a点竖直向上射入匀强电场中，场强方向水平向右．粒子通过电场中的b点时，速率为2v0，方向与电场方向一致，重力加速度为g，则

A.粒子受电场力大小为mg B.粒子受电场力大小为2mg
C.粒子从a到b机械能增加了2mv02 D.粒子从a到b机械能增加了
10、有两条垂直交叉但不接触的直导线，通以大小相等的电流，方向如图所示，则哪些区域中某些点的磁感应强度可能为零（　　）

A.象限Ⅰ B.象限Ⅱ
C.象限Ⅲ D.象限Ⅳ
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）利用图甲所示的装置探究碰撞中的不变量，在图甲中，气垫导轨上有A、B两个滑块，滑块A右侧带有一弹簧片，左侧与打点计时器(图中未画出)的纸带相连；滑块B左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间，实验测得滑块A质量m1=0.280kg，滑块B的质量m2=0.110kg，遮光片的宽度d=0.50cm；打点计时器所用的交流电的频率为f=50Hz，将光电门固定在滑块B的右侧，启动打点计时器，给滑块A一向右的初速度，使它与静止的B相碰；碰后光电计时器显示的时间为△tB=2.500ms，碰撞后打出的纸带如图乙所示

(1)在该实验方案中，下列说法正确的是____
A．调节气垫导轨，确保导轨水平
B．滑块A的初始位置应尽可能靠近滑块B
C．遮光片的宽度适当窄一些有利于减小误差
D．滑块A和滑块B的质量交换也可完成该实验
(2)两滑块碰撞前A滑块的速度大小为____m/s，两滑块碰撞后B滑块的速度大小为____m/s；(结果保留三位有效数字)
(3)碰撞后滑块A的质量和速度的乘积大小为____kg·m/s；(结果保留三位有效数字)
(4)通过实验采集到的数据可得，在误差允许的范围内，A、B两个滑块碰撞过程中的不变量是____
12．（12分）《验证机械能守恒定律》的实验采用重物自由下落的方法
（1）用公式mv2/2=mgh，对纸带上起点的要求是___________,为此目的，所选纸带第一、二两点间距应接近______________
（2）若实验中所用重锤的质量为m=1kg，打点纸带如图所示，打点时间间隔为0.02s，则记录B点时，重锤的速度vB=_______，重锤的动能EKB=_______，从开始下落起至B点时，重锤的重力势能减小量是_________

（3）根据纸带算出相关各点的速度v，量出下落距离h，则以v2/2为纵轴，以h为横轴画出的图线是图中中的_________.

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，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
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）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、B
【解析】A、公式成立的条件是：通电导线必须与磁场方向垂直；错误
B、磁感应强度的方向规定为小磁针北极所受磁场力的方向；正确
CD、公式是磁感应强的的定义式，磁感应强度由磁场本身决定，与通电导线即其受力无关；错误
故选B
考点：对磁感应强度的理解
点评：注意磁感应强度是描述磁场的物理量，由场本身的情况决定，与导线长度、电流大小等无关．方向为小磁针N极受力的方向或小磁针静止时N极所指的方向
2、C
【解析】A．电路中每通过2C电荷量，电源提供的电能是4J，由公式W=qE知：

选项A错误；
BC．电源电动势是电源本身的特性，与外电路无关，，选项B错误，C正确；
D．电源向外提供的电能等于电流做功W=EIt。可见电源向外提供的电能与电动势、电流和时间都有关，选项D错误。
故选C。
3、D
【解析】根据楞次定律，图A中感应电流应该与图示方向相反，选项A错误；图B中直导线右侧磁场向里，线圈向右运动时，产生与图示方向相反的感应电流，选项B错误；图C中磁铁向右运动时，线圈中产生的感应电流方向与图示方向相反，选项C错误；由右手定则可知，图D中感应电流方向与图中相同，D正确；故选D.
4、B
【解析】A．是电场强度的定义式，所以E与F、q无关，只取决于电身的性质，故A错误；
B．根据电场强度方向的规定：电场中某点电场强度的方向与在该点的带正电的检验电荷所受电场力的方向相同，故B正确；
C．磁感应强度公式是定义式，磁感应强度的大小与方向由磁场本身决定，与放入磁场中的通电导线所受安培力F无关，与通电导线中的电流I和导线长度L的乘积无关，故C错误；
D．根据左手定则，磁感应强度的方向与置于该处的通电导线所受的安培力方向垂直，故D错误。
故选B。
5、B
【解析】A．奥斯特最先发现了电流的磁效应，揭开了人类研究电磁相互作用的序幕，故A不符合题意；
B．欧姆定律说明了电流与电压的关系，故B符合题意；
C．法拉第经十年的努力发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系，故C不符合题意；
D．焦耳发现了电流的热效应，定量得出了电能和热能之间的转换关系，故D不符合题意。
故选B。
6、B
【解析】摩擦力的产生必须要粗糙、弹力、有相对运动趋势或相对运动，三个条件必须同时具备．因此A错B对．滑动摩擦力的公式中的压力指的是正压力，若放在斜面上，则不等于重力，C错．弹力垂直于接触面，摩擦力平行于接触面，所以不可能，D错
【点睛】本题考查了弹力与摩擦力之间的区别与联系、弹力和摩擦力产生的条件

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、AC
【解析】定向移动的电子受到洛伦兹力发生偏转，在上下表面间形成电势差，电子到达的表面带负电，电势较低．最终电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡，根据平衡求出单位体积内的自由电子数
【详解】根据左手定则，电子向上表面偏转，下表面失去电子带正电，所以下表面电势高．故A正确、B错误．再根据e=evB，I=neSv=nebdv得n=，故C正确， D错误．故选AC
【点睛】解决本题的关键掌握左手定则判断洛伦兹力的方向，以及知道最终电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡
8、AD
【解析】AB．由右手螺旋定则可知，四根通电导线在O点的产生磁感应强度方向对称分布在正方形平面内，依据矢量的合成法则，则O点的磁感应强度一定是零，故A正确，B错误；
C．若四根导线中的电流都反向但大小I保持不变，同理，四根通电导线在O点的产生磁感应强度方向仍对称分布在正方形平面内，则O点的磁感应强度仍为零，故C错误；
D．最上面那根导线中的电流大小I不变但是方向反向，依据矢量叠加法则，则可将该导线想象成通有原方向的大小为I的电流和反方向的大小为2I的电流的叠加，则O点处的磁感应强度等于只有最上面那根导线、且其中只通有反方向大小为2I的电流时在 O 点产生的磁感应强度，故D正确。
故选AD。
9、BC
【解析】本题考查带电粒子在匀强电场中的运动。
【详解】AB．从a到b水平和竖直方向的运动时间相同，且都做匀变速运动，水平方向为2v0，所以水平方向加速度是竖直方向的2倍，则电场力大小为2mg，故B正确，A错误；
CD．从a到b因电场力做正功，所以机械能增加，电场力做功为

故C正确，D错误。
故选BC。
10、AC
【解析】据右手螺旋定则分别判断两通电导线的磁感线的方向，再利用矢量运算分析求解即可
【详解】据右手螺旋定则可知，竖直导线左侧的磁场垂直纸面向外，右侧的磁场垂直纸面向内；水平导线在上侧的磁场垂直纸面向外，下侧垂直纸面向内；由于电流大小相同，据磁场的叠加可知，Ⅰ、Ⅲ区域磁感应强度为零，Ⅱ区域磁场方向垂直纸面向外，Ⅳ区域磁场方向垂直纸面向内，故AC正确，BD错误．故选AC

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.AC ②.1.90 ③.2.00 ④.0.308 ⑤.两滑块总动量
【解析】(1)[1]A．导轨水平，可以消除重力分力的影响，故A正确；
B．滑块A的初始位置越靠近B，不利于滑块A碰前的初速度计算，故B错误；
C．遮光片的宽度适当窄些，处理滑块的速度越准确，故C正确；
D．由于A的质量较大，如果交换质量，有可能使A反弹，则不能完成该实验，故D错误。
故选AC；
(2)[2]由图乙所示纸带可知，碰撞前A的速度

[3]两滑块碰撞后B滑块的速度大小
；
(3)[4]碰撞后滑块A的速度为

碰撞后滑块A的质量和速度的乘积大小为
；
(4)[5]碰撞后滑块B质量和速度的乘积大小为

碰撞前滑块A的质量和速度的乘积大小为

碰撞后滑块A、B的质量和速度的乘积之和为

所以在误差允许的范围内，A、B两个滑块碰撞过程中的不变量是两滑块与速度乘积之和即总动量。
12、 ①.从初速度为零开始下落 ②.2mm ③.0.59m/s ④.0.17J ⑤.0.17J ⑥.C
【解析】（1）用公式来验证机械能守恒定律时，对纸带上起点的要求是重锤是从初速度为零开始，
打点计时器的打点频率为50 Hz，打点周期为0.02 s，重物开始下落后，在第一个打点周期内重物下落的高度 所以所选的纸带最初两点间的距离接近2mm
（2）利用匀变速直线运动的推论，B点的瞬时速度是AC段的平均速度，故B点的瞬时速度 ；重锤的动能；
从开始下落至B点，重锤的重力势能减少量△Ep=mgh=1×9.8×0.176J=0.17J
（3）利用 图线处理数据，如果，那么图线应该是过原点的直线，斜率就等于g．故选C

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）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
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) (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