北京市丰台区第十二中学2023年高二物理第一学期期末学业质量监测模拟试题含解析.doc

北京市丰台区第十二中学2023年高二物理第一学期期末学业质量监测模拟试题
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3．考试结束后，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、如图所示，电源电动势大小为E，内阻大小为r，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向左的过程中（　　）

A电流表读数变小，电压表读数不变
B.小电珠L变亮
C.固定在电容器C两板间某点的一个负点电荷所具有的电势能变小
D.电源的总功率变大
2、两根相互平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场中，在导轨上接触良好的导体棒AB和CD可以自由滑动．当AB在外力F作用下向右运动时，下列说法中正确的是

A.导体棒AB内有电流通过，且A点的电势高于B点的电势
B.导体棒CD内有电流通过，方向是C→D
C.磁场对导体棒CD的作用力向左
D.磁场对导体棒AB的作用力向右
3、如图所示，直线OAC的某一直线电源的总功率随总电流变化的曲线，抛物线OBC为同一电源内部消耗的功率随总电流的变化曲线，若A、B对应的横坐标为1.5，则下面判断正确的是（　　）

A.线段AB表示的功率为2.25 W
B.电源的电动势为3 V，内阻为1.5 Ω
C.电流为2 A时，电源的输出功率最大
D.电流为1 A时，路端电压为1 V
4、真空中有两个静止的点电荷q1、q2 ，若保持它们之间的距离不变，而把它们的电荷量都变为原来的2倍，则两电荷间的静电力将变为原来的 （ ）
A.2倍 B.4倍
C.8倍 D.16倍
5、1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖．若速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列相关说法中正确的是　　)

A.该束带电粒子带负电
B.速度选择器的P1极板带负电
C.在B2磁场中运动半径越大的粒子，质量越大
D.在B2磁场中运动半径越大的粒子，比荷越小
6、如图所示，水平虚线ab为螺线管轴线，在螺线管正上方水平地固定一个与ab平行的光滑绝缘杄，杄上挂着一个套在螺线管外面的金属环，金属环的平面与ab垂直，金属环圆心在ab的正下方，金属环距螺线管左端较近，开关S原来是闭合的．关于开关S断开后的瞬间，下列说法正确的是（ ）

A.金属环在向右运动的同时，具有扩张趋势，而且对杆的压力大于其重力
B.金属环在向右运动的同时，具有收缩趋势，而且对杆的压力大于其重力
C.金属环在向右运动的同时，具有收缩趋势，而且对杆的压力小于其重力
D.金属环在向左运动的同时，具有扩张趋势，而且对杄的压力小于其重力
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、今有某小型发电机和一理想变压器连接后给一个灯泡供电，电路如图（电压表和电流表均为理想电表）.已知该发电机线圈匝数为N，电阻为r，当线圈以转速n匀速转动时，电压表示数为U，灯泡（额定电压为U0，电阻恒为R）恰能正常发光，则（）

A.变压器的匝数比为U:U0
B.电流表的示数为
C.在图示位置时发电机线圈磁通量为
D.从图示位置开始计时，变压器输入电压的瞬时值表达式为
8、用伏安法测电阻的实验，可以采用图示a、b两种方法把伏特表和安培表连入电路，这样测量出来的电阻值与被测电阻的真实阻值比较，下列正确的是

A.两种接法的测量值都小于真实值
B采用a图接法，测量值小于真实值
C.采用b图接法，测量值大于真实值
D.两种接法的测量值都大于真实值
9、如图所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面的、电阻均匀的正方形导体框abcd，现将导体框分别朝两个方向以v、3v速度匀速拉出磁场，则导体框从两个方向移出磁场的两个过程中（）

A.导体框中产生的感应电流方向相同
B.导体框中产生的焦耳热相同
C.通过导体框截面的电荷量相同
D.导体框ad边两端电势差相同
10、如图所示，小明将圆柱形强力钕磁体（可导电）吸附在干电池的负极上，铜导线折成的线框上端放在干电池的正极上，下端与钕磁铁接触，组成了简易的电动机。松手后，线框开始顺时针转动（从上向下看），下列说法正确的是（ ）

A.电动机的工作原理为电磁感应现象 B.电动机的工作原理为通电导线在磁场中受安培力的作用
C.钕磁体的上端为N极 D.钕磁体的上端为S极
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）用一主尺最小分度为1mm游标上有50个分度的游标卡尺测量一工件的长度，结果如图甲所示，可以读出此工件的长度为_________mm；图乙是用螺旋测微器测量某一圆柱的直径时的示数，此读数为____mm.

12．（12分）对于“研究平抛运动”的实验，请完成下面两问

(1)研究平抛运动的实验中，下列说法正确的是______．（请将正确选项前的字母填在横线上）
A．应使小球每次从斜槽上同一位置由静止释放
B．斜槽轨道必须光滑
C．斜槽轨道末端必须保持水平
(2)如图是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O为抛出点．在轨迹上任取两点A、B，分别测得A点的竖直坐标y1=4.90cm、B点的竖直坐标：y244.10cm，A、B两点水平坐标间的距离△x=40.00cm．g取9.80m/s2，则平抛小球的初速度v0为______m/s
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）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
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、C
【解析】AB：当滑片向左滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的有效电阻变大，电路的总电阻变大，流过电路的电流变小，电源内电压变小，路端电压变大．则电流表读数变小，小灯泡变暗(流过小灯泡的电流变小)，电压表读数变大．故AB两项均错误
C：流过电路的电流变小，灯泡两端电压减小，滑动变阻器两端电压增大，电容器两端电压变大，电容器两板间场强变大，固定在电容器C两板间某点与左极板间电势差变大，由于左极板接地，左极板电势为零，则固定在电容器C两板间某点电势为正且变大，负点电荷在该点所具有的电势能变小．故C项正确
D：流过电路的电流变小，电源的总功率变小．故D项错误
点睛：本题是电路动态变化分析问题，首先确定变阻器有效电阻的变化，再分析总电阻、总电流的变化，再分析局部电压的变化
2、A
【解析】AB．AB切割磁感线产生感应电流，根据右手定则判断可知，AB中感应电流的方向为B→A，A端相当电源的正极，电势高于B端，导体棒CD内有电流通过，方向是D→C．故A正确，B错误。
C．感应电流通过CD，CD棒受到安培力作用，由左手定则判断可知磁场对导体棒CD的安培力向右。故C错误。
D．AB中感应电流的方向为B→A，根据左手定则，安培力向左。故D错误。
故选A。
3、A
【解析】根据电源的总功率P=EI，由C点的坐标求出电源的电动势和内阻；AB段表示外电路的功率，再求解AB段表示的功率
【详解】B项：电源的总功率P=EI，C点表示I=3A，P=9W，则电源的电动势：,由图看出，C点表示外电路短路，电源内部热功率等于电源的总功率，则有：P=I2r，
代入解得：r=1Ω，故B错误；
A项：AB段表示的功率为：PAB=EI′-I′2r=3×1.5-1.52×1（W）=2.25W，故A正确；
C项：电源的输出功率：P=EI-I2r=2I-I2=-（I-1）2+1，故当I=1A时输出功率最大，为1W，故C错误；
D项：根据U=E-Ir=3-I，当I=1A时，U最大，为2V，故D错误
故应选：A
【点睛】解决本题的关键在于：（1）理解电源的总功率P总随电流I变化的图象与电源内部热功率Pr随电流I变化的图象的涵义；（2）分清三种功率及其关系：电源的总功率P总=EI，电源内部发热功率P热=I2r，外电路消耗功率P外=UI=I2R，且根据能量关系得P总=P外+P热
4、B
【解析】由库仑定律可得：
变化前
；
而变化后，

A．2倍，与结论不相符，选项A错误；
B．4倍，与结论相符，选项B正确；
C．8倍，与结论不相符，选项C错误；
D．16倍，与结论不相符，选项D错误；
5、D
【解析】A、带电粒子在磁场中向下偏转，磁场的方向垂直纸面向外，根据左手定则知，该粒子带正电，故A错误；
B、在平行金属板间，根据左手定则知，带电粒子所受的洛伦兹力方向竖直向上，则电场力的方向竖直向下，知电场强度的方向竖直向下，所以速度选择器的极板带正电，故B错误；
C、进入磁场中的粒子速度是一定的，根据得，，知r越大，荷质比越小，而质量m不一定大，故C错误，D正确
6、B
【解析】当开关闭合时，流过螺线管的电流从a到b，根据安培定则，可知螺线管的磁场方向向右，当开关S断开后的瞬间，螺线管产生的磁场在减少，而通过金属环的磁场有两个方向，即螺线管内部的磁场是向右的，外部的磁场是向左的，因向右的磁场大于向左的磁场，所以通过金属环的磁场向右减少，根据楞次定律可知，金属环将向右运动，此时金属环具有收缩的趋势，才能起到阻碍磁通量向右减少；金属环与螺线管之间产生的力是相互吸引，故金属环受到螺线管向下的安培力，所以金属环向下的力有重力和安培力，而上只有支持力，根据平衡条件可知，金属环所受的支持力大于重力，故金属环对杆的压力大于其重力，B正确，ACD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、AB
【解析】A．电压与匝数成正比，所以变压器的原副线圈的匝数比是U1：U2=U：U0，故A正确；
灯泡电流是，理想变压器的输入功率和输出功率相等，灯泡正常发光时电功率为P，所B．以输入功率为P，即电流表读数
I=
故B正确；
C．手摇发电机的线圈中产生的电动势最大值是

所以解得最大磁通量

故C错误；
D．线圈以较大的转速n匀速转动时，所以，所以变压器输入电压的瞬时值

故D错误。
8、BC
【解析】两种接法都有误差：a图为电流表外接法，误差来源于电流表的示数不只是通过R的电流，还包括了电压表的电流；b图是电流表内接法，误差来源于电压表的示数不只是电阻R 的电压，还包括了电流表的分压，要根据测量值的计算式去分析偏大还是偏小
【详解】a图接法：电流表的示数为通过电阻的电流和电压表的电流之和，即 I=IR+IV  电压表的示数U是R两端电压的真实值，则，故B正确；b图接法：电压表的示数为R两端的电压和安培表两端的电压之和，即U=UR+UA   电流表的示数I是通过R的真实值，则，故C正确，AD错误，故选BC.
【点睛】待测电阻远大于电流表内阻时，电流表的分压小，可忽略不计，用电流表内接法．测量值偏大．待测电阻远小于电压表内阻时，电压表的分流小，可忽略不计，用电流表外接法，测量值偏小
9、AC
【解析】由题意可知考查电磁感应中电流方向、能量转化、电路问题，根据电磁感应规律分析计算可得
【详解】A．由楞次定律分析可知导体框中产生感应电流方向都为逆时针方向，故A正确；
B．导体框拉出过程中产生焦耳热等于克服安培力做的功，设导体框边长为L，总电阻为R

联立可得因两次拉出时的速度不同，产生的焦耳热不同，故B错误；
C．两次拉出时磁通量变化量相同，线圈电阻相同，通过导体框截面电荷量相同

故C正确；
D．向右拉出时

向上拉出时

导体框ad边两端电势差不相同，故D错误
【点睛】导体棒切割磁感线部分是电源，电源两端电压指的是外电压．向右切割时ad是电源，ad两端电压指的是ab、bc、bd三段电阻电压之和，向上拉出时，bc是电源，ad两端电压是ad段电阻电压．产生焦耳热等于克服安培力做功，由可比较产生热量关系
Ⅱ卷（非选择题
10、BC
【解析】AB．电动机的工作原理是线圈先通电在磁场中受安培力而转动，而发电机是动力装置先带动线圈转动切割磁感线从而产生感应电流，故A错误，B正确；
CD．对线框的下端平台侧面分析，若钕磁体上端为S极，下端为N极，周围磁感线由上往下斜穿入线框内部，在垂直于纸面向外的径向上，磁感应线有垂直于纸面向里的分量，在此径向上的负电荷由下往上运动，由左手定则知：此负电荷受到垂直于径向沿纸面向右的洛伦兹力，即在径向的左垂线方向；同理，其他任一径向上的电荷均受到左垂线方向的洛伦兹力（中心原点除外），所以由上往下看（俯视），线框沿逆时针转动，同理若钕磁体上端为N极，下端为S极，则转动方向由上往下看（俯视），线框沿顺时针转动，故C正确，D错误。
故选BC。

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、 ①.10.52 ②.5.826~5.829
【解析】[1]工件的长度为：
；
[2]圆柱的直径为：
。
12、 ①.AC; ②.2;
【解析】（1）在实验中要画出平抛运动轨迹，必须确保小球做的是平抛运动所以斜槽轨道末端一定要水平，同时斜槽轨道要在竖直面内要画出轨迹，必须让小球在同一位置多次释放，才能在坐标纸上找到一些点然后将这些点平滑连接起来，就能描绘出平抛运动轨迹
（2）根据位移时间公式分别求出抛出点到A、B两点的时间，结合水平位移和时间求出初速度
【详解】（1）因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，故A正确；小球与斜槽之间的摩擦不影响平抛运动的初速度，不影响实验，所以斜槽轨道可以不光滑，故B错误；通过调节使斜槽末端保持水平，是为了保证小球做平抛运动，故C正确．故选AC
（2）；，，
根据得：，
根据得：，
则小球平抛运动的初速度为：；
【点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式，抓住等时性进行求解

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) (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
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