2023年山西省西安市长安区第一中学高二上物理期末经典模拟试题含解析.doc

2023年山西省西安市长安区第一中学高二上物理期末经典模拟试题
注意事项:
1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2．答题时请按要求用笔。
3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。
4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

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、如图所示为电流天平，可用来测量匀强磁场的磁感应强度。天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，线圈匝数为N，水平边长为L，线圈的下部处在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面。当线圈中通有电流I (方向如图)时，在天平左、右两边加上质量分别为m1、m2的砝码，天平平衡。当电流反向（大小不变）时，左边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡。由此可知（）

A.磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为
B.磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为
C.磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为
D.磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为
2、当气体温度升高时，气体（）
A.每个分子的动能增大 B.每个分子的动能减小
C.分子平均动能增大 D.分子平均动能减小
3、如图所示，在通有恒定电流螺线管内有一点P，过P点的磁感线方向一定是　　

A.从螺线管的N极指向S极 B.放在P点的小磁针S极受力的方向
C.静止在P点的小磁针N极指的方向 D.与螺线管垂直
4、下列关于静电场的说法不正确的是 （ ）
A.在匀强电场中，电场线一定和等势面垂直
B.电场强度大的地方电势可能低，电场强度小的地方电势可能高
C.将正点电荷从电场强度为零的点移动到电场强度为零的另一点，电场力做功一定为零
D.在正电荷产生的静电场中，电场强度方向指向电势降低最快的方向
5、如图所示，在直线l上A、B两点各固定电荷量均为Q的正电荷，O为AB的中点C、D两点关于A点对称，C、D两点的场强大小分别为EC、ED，电势分别为φC、φD.则下列说法正确的是(　　)

A.EC>ED，φC>φD
B.ECφD
C.在直线l上与D点电势相同的点除D点外可能还有2个
D.将一负电荷从C点移到D点其电势能减小
6、如图所示，虚线框中存在垂直纸面向外的匀强磁场B和平行纸面斜向下与竖直方向夹角为45°的匀强电场E．质量为m、电荷量为q的带负电的小球在高为h处的P点从静止开始自由下落，在虚线框中刚好做直线运动，则

A.电场强度
B.磁感应强度
C.小球在虚线框中可能做匀加速直线运动
D.不同比荷的小球从不同高度下落，在虚线框中仍可能做直线运动
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，相互正交的匀强电场方向竖直向下，匀强磁场垂直纸面向里．带有等量同种电荷的三个液滴在此空间中，液滴静止不动，液滴沿水平线向右做直线运动，液滴沿水平线向左做直线运动，则下列说法中正确的是

A.三个液滴都带负电
B.液滴的速率一定大于液滴的速率
C.三个液滴中液滴质量最大
D.液滴和液滴一定做的是匀速直线运动
8、电梯的顶部挂一个弹簧测力计,测力计下端挂了一个质量为1 kg的重物,电梯在匀速直线运动时,弹簧测力计的示数为10 N,在某时刻电梯中的人观察到弹簧测力计的示数变为12 N。关于电梯的运动,以下说法正确的是(g取10 m/s2)(　　)
A.电梯可能向上加速运动,加速度大小为2 m/s2，处于超重状态
B.电梯可能向下加速运动,加速度大小为4 m/s2，处于失重状态
C.电梯可能向上减速运动,加速度大小为4 m/s2，处于失重状态
D.电梯可能向下减速运动,加速度大小为2 m/s2，处于超重状态
9、如图，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，三个完全相同的带电粒子，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场，abc是三个粒子射出磁场的位置．若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是（ ）

A.从a处射出的粒子动能最大
B.从c处射出粒子速率最大
C.从c处射出的粒子在磁场中运动时间最短
D.从三个位置射出的粒子做圆周运动的周期Ta＜Tb＜Tc
10、如图所示，以直角三角形AOC为边界的有界匀强磁场区域，磁感应强度为B，∠A=60°，AO=L，在O点放置一个粒子源，可以向各个方向发射某种带负电粒子．已知粒子的比荷为，发射速度大小都为，设粒子发射方向与OC边的夹角为θ，不计粒子重力及它们之间的相互作用．对于粒子进入磁场后的运动，下列判断正确的是

A.粒子在磁场中运动的半径R = L
B.当θ=0°时，粒子射出磁场速度方向与AC边垂直
C.当θ=0°时，粒子在磁场中运动时间
D.当θ=60°时，粒子在磁场中运动时间
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）某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ，步骤如下：
(1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图甲，由图可知其长度为______mm；用螺旋测微器测量其直径如图乙，由图可知其直径为______mm；用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图丙，则该电阻的阻值约为______Ω。

(2)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：
A．待测圆柱体电阻R
B．电流表A1，（量程0～4 mA，内阻约为50Ω）
C．电流表A2，（量程0～10mA，内阻约为30Ω）
D．电压表V1，（量程0～3V，内阻约为10 kΩ）
E.电压表V2，（量程0～15V，内阻约为25 kΩ）
F．滑动变阻器R1（阻值范围0～15Ω，允许通过的最大电流2.0A）
G．滑动变阻器R2（阻值范围0～2kΩ，允许通过的最大电流0.5A）
H．直流电源E（电动势4V，内阻不计）
I．开关S、导线若干
为使实验误差较小，要求便于调节且测得多组数据进行分析，所选电流表_____，电压表______，滑动变阻器_____（填所选器材的符号），并在虚线框中画出测量的电路图，并标明所用器材的代号。____

(3)若该同学用伏安法跟用多用电表测量得到R测量值几乎相等，由此可估算此圆柱体材料的电阻率约为ρ=________Ω·m。(保留2位有效数字)
12．（12分）下图中20分度游标卡尺和螺旋测微器的读数分_______cm和_______mm

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、D
【解析】若磁感应强度的方向垂直纸面向里，开始线圈所受安培力的方向向向下，电流方向相反，则安培力方向反向，变为竖直向上，相当于右边少了两倍的安培力大小，所以右边应加砝码；若磁感应强度的方向垂直纸面向外，开始线圈所受安培力的方向向向上，电流方向相反，则安培力方向反向，变为竖直向下，相当于右边多了两倍的安培力大小，需要在左边加砝码；有

解得

故选D。
2、C
【解析】温度是分子平均动能的标志，当气体温度升高时，气体分子平均动能增大，但并非每个分子的动能都增加或者减小；
A．每个分子的动能增大，与结论不相符，选项A错误；
B．每个分子的动能减小，与结论不相符，选项B错误；
C．分子平均动能增大，与结论相符，选项C正确；
D．分子平均动能减小，与结论不相符，选项D错误；
故选C.
3、C
【解析】由右手螺旋定则知P点磁感线方向向右，右侧为螺线管的N极，故A错误；某点磁感线的方向为放在P点的小磁针N极受力的方向，故B错误；磁感线方向是静止在P点的小磁针N极指的方向，故C正确，P点磁感线的方向与螺线管平行，故D错误．所以C正确，ABD错误
4、C
【解析】沿着等势面移动，电场力不做功，故电场力一定与等势面垂直，故A说法正确；电场强度与电势无关所以电场强度大的地方电势可能低，电场强度小的地方电势可能高，故B说法正确；电场强度与电势无关，场强为零，电势不一定为零，电场中肯定存在场强都为零、电势又不相等的两个点，在这样的两个点之间移动电荷，电场力将做功，故C说法错误；沿电场方向电势降低，而且速度最快，故D说法正确．所以选C.
5、B
【解析】AB．A在C点产生的场强方向水平向右，B在C点产生的场强方向水平向左，并且小于A在C点的电场强度大小，故C点的电场强度大小为两电荷在C点产生电场强度之差，同理在D点产生的电场强度为两点电场强度之和，故，根据公式可得，C到A点的距离等于D到A点的距离，但是AD间的电场强度大于CA间的电场强度大小所以AD间的电势差大于AC间的电势差，可知D点的电势小于C点的电势，即；A错误，B正确。
C．根据电场强度的叠加可知在直线l上，与D点电势相等的点可能有3个，分别处于CO间、OB间和B的右侧；C错误。
D．因为AD间的电势差大于AC间的电势差，可知C点的电势高于D点，根据知，负电荷在C点的电势能小于D点的电势能，即将一负电荷从C点移到D点其电势能增大；D错误。
故选B。
6、A
【解析】小球进入复合场受重力、电场力和洛伦兹力作用，因为洛伦兹力的大小与速度大小有关，由题意可知该直线运动为匀速直线运动，通过共点力平衡求出磁感应强度和电场强度的大小．通过小球的受力判断若小球带正电能否做直线运动
【详解】小球在复合场中受到竖直向下的重力、与电场强度方向相反的电场力和水平向右的洛伦兹力的作用，如图所示

其中电场力和重力是恒力，而洛伦兹力的大小与小球的速度大小成正比，若小球做的是变速运动，那么洛伦兹力也是变力，小球的合外力方向也要改变，这与题意不符，所以小球在复合场中一定做匀速直线运动．故C错误．根据小球的平衡条件可得，qvB=mg，qE=mg，又v2=2gh，联立各式解得磁感应强度，电场强度E=．故A正确，B错误．若要使小球沿直线通过复合场，小球的合力一定为零，所以一定要满足和E=，若同时改变小球的比荷与初始下落的高度h，以上两个式子不能同时满足，故D错误．故选A
【点睛】题主要是考查了带电粒子在复合场中运动情况分析；对于此类问题，要掌握粒子的受力特点，如果粒子在电场、磁场和重力场中做匀速圆周运动，则一定是电场力和重力平衡；如果粒子受三种力做的是直线运动，则一定是匀速直线运动

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、AD
【解析】三个带电油滴都受力平衡，根据共点力平衡条件列式求解确定电性与质量大小，再依据洛伦兹力、电场力与重力关系，来判定速率的大小，最后根据洛伦兹力受到速率的影响，从而确定运动性质；
【详解】AC、a球受力平衡，有：，重力和电场力等值、反向、共线，故电场力向上，由于电场强度向下，故球带负电；b球受力平衡，有：，c球受力平衡,有：，解得：，故A正确，C错误；
B、由上分析可知，无法确定b与c洛伦兹力大小，因此无法确定液滴速率大小，故B错误；
D、根据可知，液滴的洛伦兹力受到速率的约束，若不是做匀速直线运动时，则洛伦兹力变化，导致受力不平衡，那么就不可能做直线运动，故D正确；
故选AD
8、AD
【解析】考查超重失重的判断。
【详解】质量为1 kg的重物，匀速直线运动时,弹簧测力计的示数为10 N，即重力为10N，某时刻电梯中的人观察到弹簧测力计的示数变为12 N，属于超重现象，超重现象时，加速度向上，向上加速和向下减速的加速度都是向上的，由牛顿第二定律可得

解得
AD正确。
故选AD。
9、BC
【解析】粒子在磁场中做匀速圆周运动时，由洛伦兹力提供向心力，根据，可得：，粒子的动能Ek＝mv2，则可知三个带电粒子的质量、电荷量相同，在同一个磁场中，当速度越大时、轨道半径越大，则由图知，a粒子速率最小，c粒子速率最大．c粒子动能最大．故A错误，B正确．由于粒子运动的周期及可知，三粒子运动的周期相同，a在磁场中运动的偏转角最大，运动的时间最长，故C正确、D错误．故选BC
10、ABD
【解析】带电粒子以相同的速率，不同的速度方向，进入磁场，运动轨迹的曲率半径相同从而根据夹角为θ不同情况，即可求解；
【详解】A、粒子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：，解得粒子的运动半径；故A正确；
BC、当θ=0°时，粒子恰好从AC中点飞出，粒子射出磁场速度方向与AC边垂直，圆心角60°，粒子在磁场中运动时间为，故B正确，C错误；
D、当θ=60°入射时，粒子恰好从A点飞出，圆心角为60°，粒子在磁场中运动时间为，故D正确；
故选ABD
【点睛】关键是粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据，解得粒子的运动半径，由图找出圆心角，由求粒子在磁场中运动时间

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、 ①.50.15 ②.4.700 ③.220 ④.C ⑤.D ⑥.F ⑦. ⑧.
【解析】（1）[1]由图甲，游标卡尺读数为
50mm+3×0.05mm=50.15mm
[2]由图乙，螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读，螺旋测微器的读数为
4mm+0.5mm+20.0×0.01mm=4.700mm
[3]由图丙，用欧姆表测电阻的读数为指针示数乘以倍率，当指针指在中央附近时测量值较准确，欧姆表表盘的示数为
0×10Ω=220Ω
（2）[4][5][6]电源电动势为4V，故电压表应选V1，即选D；待测电阻中最大电流约为

则电流表应选A2，即选C；滑动变阻器选择小量程的，便于调节，故选R1，即选F；
[7]因待测电阻值远小于电压表内阻，电流表应选外接法；又滑动变阻器最大阻值远小于待测电阻值，故变阻器应用分压式接法，电路图如图所示

（3）[8]根据电阻定律

且

代入数据解得
12、 ①.10.405cm ②.9.202~9.204mm
【解析】游标卡尺的读数：10.4cm+0.05mm×1=10.405cm；
螺旋测微器的读数：9mm+0.01mm×20.3=9.203mm

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