江苏常熟中学2023-2024学年物理高二第一学期期末监测模拟试题含解析

江苏常熟中学2023-2024学年物理高二第一学期期末监测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、处于匀强磁场中的一个带电粒子，仅在磁场力作用下做匀速圆周运动．将该粒子的运动等效为环形电流，那么此电流值A.与粒子电荷量成正比 B.与粒子速率成正比C.与粒子质量成正比 D.与磁感应强度成正比2、如图虚线为某电场的等势面，有两个带电粒子（重力不计），以不同的速率沿不同的方向，从A点飞入电场后，沿不同的径迹1和2运动，由轨迹可以判定（）A.两粒子带电多少一定不同B.两粒子的电性可能相同C.两粒子的电势能都是先减少后增大D.经过B、C两点，两粒子的速率可能相等3、如图所示，在“研究影响通电导体棒所受磁场力的因素”实验中，要使导体棒摆动幅度增大，以下操作中可行的是A.减少磁铁的数量B.更换成磁性较弱的磁铁C.改变导体棒中的电流方向D.增大导体棒中的电流强度4、有关磁场的物理概念，下列说法中错误的是（）A.磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，是矢量B.磁感应强度的方向跟产生磁场的电流方向有关C.磁感线的切线方向表示磁场的方向，其疏密表示磁感应强度的大小D.磁感应强度的方向跟放入磁场中的受磁场力作用的电流方向有关5、如图所示，边长为L的正方形单匝线圈abcd，电阻为r，外电路的电阻为R，ab的中点和cd的中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度为B，若线圈从图示位置开始，以角速度ω绕OO′轴匀速转动，则以下判断正确的是()A.图示位置线圈中的感应电动势最大为Em＝BL2ωB.闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为e＝BL2ωcosωtC.线圈从图示位置转过180°的过程中，流过电阻R的电荷量为q＝D.线圈转动一周的过程中，电阻R上产生的热量为Q＝6、如图所示，一轻弹簧的下端挂上重为10N的物体P时，静止后的长度为50cm，当下端挂上重为15N的物体Q时，静止后的长度为70cm，弹簧始终处于弹性限度范围内，则该弹簧的劲度系数为（）A.25N/m B.50N/mC.75N/m D.100N/m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、霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器,已发展成一个品种多样的磁传感器产品族,得到广泛应用．如图为某霍尔元件的工作原理示意图,该元件中电流I由正电荷定向运动形成,下列说法正确的是()A.M点电势比N点电势高B.用霍尔元件可以测量地磁场的磁感应强度C.用霍尔元件能够把磁学量转换为电学量D.若保持电流I恒定则霍尔电压UH与B成正比例8、如图所示，电源电动势E＝3V，小灯泡L标有“2V，0.4W”，开关S接1，当变阻器调到R＝4Ω时，小灯泡L正常发光；现将开关S接2，小灯泡L和电动机M均正常工作．则()A.电源内阻为1ΩB.电动机的内阻为4ΩC.电动机的正常工作电压为1VD.电源效率约为93.3%9、两块平行金属板间的电压是U，板间是一个匀强电场，场强是E，板间距离为d。一个带正电q的粒子质量为m，粒子从正极板处由静止开始向负极板运动，到达负极板时的动能是A.qU B.C.qEd D.10、如图所示，一阴极射线管，左侧不断有电子射出，若在管的正下方放一通电直导线AB时，发现射线的径迹向下弯曲，则（）A.导线中的电流从B到AB.导线中的电流从A到BC.若要使电子束的径迹向上弯曲，可以改变AB中的电流方向来实现D.电子束的径迹与AB中的电流无关三、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）图甲是小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的实物连接图。（1）根据图甲画出实验电路图______。（2）调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图乙中的①②③④所示，电流表量程为0.6A，电压表量程为3V。所示读数为：①__________②__________③__________④__________。两组数据得到的电阻分别为__________和__________。12．（12分）某正弦式交流电流的方向在1S内改变100次，则其频率f=___周期T=_________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）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

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】带电粒子以速率v垂直射入磁感强度为B的匀强磁场中，由洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律求出带电粒子圆周运动的周期，由电流的定义式得出电流的表达式，再进行分析解：设带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期为T，半径为r，则由qvB=m，得r=，T=环形电流：I==，可见，I与q的平方成正比，与v无关，与B成正比，与m成反比故选D【点评】本题是洛伦兹力、向心力和电流等知识的综合应用，抓住周期与B、I的联系是关键2、D【解析】试题分析：由图无法判定两电荷在同一位置时所受电场力的大小，故无法判定两粒子带电量的大小关系，故A错误．由图可知电荷1如果不受电场力的话将沿直线向中心电荷运动，而本题中电荷1却逐渐远离了中心电荷，故电荷1受到中心电荷的斥力，而电荷2受到中心电荷的引力，故两粒子的电性一定不同．故B错误．由B选项分析可知2粒子在从A向C运动过程中电场力先做正功后做负功，电势能先减小后增大，而粒子1在从A向B运动过程中电场力先做负功后做正功，电势能小增大后减小，故C错误；从A到B和从A到C电场力做功不同，而两粒子的初速度不同，所以经过B、C两点，两粒子的速率可能相等，D正确；故选D考点：带电粒子在电场中的运动点评：根据轨迹判定“电荷1受到中心电荷的斥力，而电荷2受到中心电荷的引力”是解决本题的突破口3、D【解析】A：减少磁铁的数量，磁感应强度减小，安培力减小，导体棒摆动幅度减小．故A项不可行B：更换成磁性较弱的磁铁，磁感应强度减小，安培力减小，导体棒摆动幅度减小．故B项不可行C：改变导体棒中的电流方向，安培力大小不变，导体棒摆动幅度不变．故C项不可行D：增大导体棒中的电流强度，安培力增大，导体棒摆动幅度增大．故D项可行4、D【解析】A．磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，是矢量，选项A正确，不符合题意；B．磁感应强度的方向跟产生磁场的电流方向有关，选项B正确，不符合题意；C．磁感线的切线方向表示磁场的方向，其疏密表示磁感应强度的大小，选项C正确，不符合题意；D．磁感应强度的方向是由磁场本身决定的，跟放入磁场中的受磁场力作用的电流方向无关，选项D错误，符合题意；故选D.5、D【解析】线框在匀强磁场中匀速转动，产生正弦式交变电流，根据规律可列出感应电动势的瞬时表达式，最大值与有效值的倍，每当线框通过中性面时，电流方向改变；当磁通量为零时，线框切割速度最大，产生的电动势也最大【详解】A项：图示位置线圈中没有任何一边切割磁感线，感应电动势为零，故A错误；B项：当线圈与磁场平行时感应电动势最大，最大值为Em=BSω=，瞬时值表达式为e=Emsinωt=，故B错误；C项：线圈从图示位置转过180°的过程中，穿过线圈磁通量的变化量大小为△Φ=2BS=，流过电阻R的电荷量为q=，故C错误；D项：感应电动势的有效值为，感应电流有效值为，R产生的热量为Q=I2RT，联立解得：，故D正确故选D【点睛】线框在匀强磁场中匀速转动，产生正弦式交变电流．而对于电表读数、求产生的热量均由交变电的有效值来确定，而涉及到耐压值时，则由最大值来确定．而通过某一电量时，则用平均值来求．同时注意磁场只有一半6、A【解析】设劲度系数为k，50cm=0.5m，70cm=0.7m；由F=kx得：10=（0.5-l0）k15=（0.7-l0）k联立解得：k=25N/m．故A正确，BCD错误.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、BCD【解析】电流I的形成是由于正电荷的定向移动，由此可知正电荷定向移动垂直向里，所受洛伦兹力向右，A错；当电荷所受洛伦兹力等于电场力时不再偏转，电压恒定如果已知电荷定向移动速度可求出磁感强度，B对；同样，强磁场对应大电压，C对；电流恒定，电荷定向移动速度恒定，D对；8、AD【解析】小灯泡的额定电流为电阻为A．当接1时E=I(RL+R+r)代入数据解得电源的内阻r=1Ω故A正确；BC．当接2时灯泡正常发光，流过的电流为I=0.2A电源内阻分的电压为U=Ir=0.2×1V=0.2V故电动机分电压为U动=E-UL-U=(3-2-0.2)V=0.8V则电动机的内阻为故B、C均错误；D．电源的效率为故D项正确．9、AC【解析】粒子从正极板处由静止开始向负极板运动，电场力作正功，转化为粒子的动能，电场力所做的功为到达负极板时的动能是qU或qEdA.qU与分析相符，故A正确。B.与分析不符，故B错误。C.qEd与分析相符，故C正确。D.与分析不符，故D错误。10、AC【解析】AB．电流的方向与负电荷运动的方向相反，所以阴极射线管内电流的方向向左；由图可知，电子受到的洛伦兹力的方向向下，所以阴极射线管处的磁场的方向垂直于纸面向里，由安培定则可知，AB中电流的方向向左．故A正确，B错误；CD．若要使电子束的径迹向上弯曲，则阴极射线管处的磁场的方向需向外，根据安培定则，可以改变AB中的电流方向来实现，故C正确,D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、①.②.0.10A③.0.24A④.2.00V⑤.0.27V⑥.⑦.【解析】（1）[1]从实物图中可知电压表测量灯泡两端电压，电流表采用外接法，滑动变阻器采用分压接法，故电路图如图所示（2）[2][3]电流表的量程为0.6A，所以每小格表示的分度值为0.02A，故①的读数为0.10A，②的读数为0.24A。[4][5]电压表的量程为3V，则每一小格表示0.1V，所以③的示数为2.00V，④的示数为0.27V。[6]通过灯泡的电流小，则灯泡两端的电压小，故①④为同一组数据，故得到的电阻为[7]②③为另外一组数据，故得到的电阻为12、①.50Hz②.0.02s【解析】交变电流在一个周期内电流的方向改变两次，周期与频率互为倒数【详解】交变电流在一个周期内方向改变两次，1s内电流的方向改变100次，知经历了50个周期，则，频率四、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：