上海市复旦附中2027届物理高二上期末学业水平测试模拟试题含解析

上海市复旦附中2027届物理高二上期末学业水平测试模拟试题注意事项: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，在探究影响通电导线受力的因素的实验中，三块相同的蹄形磁铁并列放在桌上，可以认为磁极间的磁场是均匀的．将一根直导线水平悬挂在磁铁的两极间，导线的方向与磁感应强度的方向（由下向上）垂直．若导线质量为m，导线中的电流为I，处于磁场中通电部分的长度为L，导线静止时悬线与竖直方向的夹角为θ，则导线所处空间磁场的磁感应强度大小为（）A. B.C. D.2、如图所示为质谱仪测定带电粒子质量的装置的示意图．速度选择器(也称滤速器)中场强E的方向竖直向下，磁感应强度B1的方向垂直纸面向里，分离器中磁感应强度B2的方向垂直纸面向外．在S处有甲、乙、丙、丁四个一价正离子垂直于E和B1入射到速度选择器中，若m甲＝m乙<m丙＝m丁，v甲>v乙＝v丙>v丁，在不计重力的情况下，则分别打在P1、P2、P3、P4四点的离子分别是A.甲、丁、乙、丙 B.丁、甲、乙、丙C.甲、丁、丙、乙 D.丁、甲、丙、乙3、如图所示A、B分别表示某一个门电路两个输入端的信号，Z表示该门电路输出端的信号，则根据它们的波形可以判断该门电路是（）A.“与”门 B.“或”门C.“非”门 D.“与非”门4、如图所示，过山车轨道可视为竖直平面内半径为R的圆轨道．质量为m的游客随过山车一起运动，当游客以速度v经过圆轨道的最高点时（）A.处于超重状态B.速度v的大小一定为C.向心加速度方向竖直向下D.座位对游客的作用力为5、下列物理量中属于标量的是（）A.周期 B.向心加速度C.线速度 D.磁感应强度6、下面四幅图表示了磁感应强度B、电荷速度v和洛伦兹力F三者方向之间的关系，其中正确的是（）A. B.C. 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、英国物理学家阿斯顿首次制成质谱仪，并用此对同位素进行了研究，若速度相同的三个带电粒子（不计重力）由左端射入质谱仪的运动轨迹如图所示，则下列相关说法中正确的是（）A.三个带电粒子都带负电B.速度选择器的极板带负电C.三个粒子通过狭缝时速率等于D.在磁场中运动半径越大的粒子，比荷越小8、如图所示的电路中，输入电压U恒为12V，灯泡L上标有“6V，12W”字样，电动机线圈的电阻。若灯泡恰能正常发光，以下说法中正确的是()A.电路的电流为2AB.电动机的输出功率为12WC.电动机的热功率为2.0WD.整个电路消耗的电功率为22W9、调压变压器是一种自耦变压器，它构造如图所示．线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上．AB间加上正弦交流电压U，移动滑动触头P的位置，就可以调节输出电压．在输出端连接了滑动变阻器R和理想交流电流表，变阻器的滑动触头为Q．则（）A.保持P的位置不动，将Q向下移动时，电流表的读数变大B.保持P的位置不动，将Q向下移动时，电流表的读数变小C.保持Q的位置不动，将P沿逆时针方向移动时，电流表的读数变大D.保持Q的位置不动，将P沿逆时针方向移动时，电流表的读数变小10、将一电荷量为+Q的小球放在不带电的金属球附近，所形成的电场线分布如图所示，金属球表面的电势处处相等．a、b为电场中的两点，则A.a点的电场强度比b点的大B.a点的电势比b点的高C.检验电荷-q在a点的电势能比在b点的大D.将检验电荷-q从a点移到b点过程中，电场力做负功三、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）测定电源的电动势和内电阻的实验电路和U—I图象如图所示现备有以下器材：A.干电池1个B.滑动变阻器（0〜50Ω）C.电压表（0〜3V）D.电压表（0〜15V）E.电流表（0〜0.6A）F.电流表（0〜3A）(1)其中电压表____和电流表应选_____（填字母代号）(2)如图乙是根据实验数据画出的U—I图象.由此可知这个干电池的电动势E=___V，内电阻r=___（保留两位有效数字）12．（12分）霍尔效应是电磁基本现象之一，近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展．如图1所示，在一矩形半导体薄片的P，Q间通入电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，在M，N间出现电压UH，这个现象称为霍尔效应，UH称为霍尔电压，且满足UH＝k，式中d为薄片的厚度，k为霍尔系数．某同学通过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数(1)若该半导体材料是空穴(可视为带正电粒子)导电，电流与磁场方向如图1所示，该同学用电压表测量UH时，应将电压表的“＋”接线柱与______(填“M”或“N”)端通过导线相连(2)已知薄片厚度d＝0.40mm，该同学保持磁感应强度B＝0.10T不变，改变电流I的大小，测量相应的UH值，记录数据如下表所示．根据表中数据在图2中画出UH—I图线，利用图线求出该材料的霍尔系数为______×10－3V·m·A－1·T－1(保留2位有效数字).(3)该同学查阅资料发现，使半导体薄片中的电流反向再次测量，取两个方向测量的平均值，可以减小霍尔系数的测量误差，为此该同学设计了如图3所示的测量电路，S1，S2均为单刀双掷开关，虚线框内为半导体薄片(未画出)．为使电流从Q端流入，P端流出，应将S1掷向________(填“a”或“b”)，S2掷向________(填“c”或“d”)．为了保证测量安全，该同学改进了测量电路，将一合适的定值电阻串联在电路中．在保持其它连接不变的情况下，该定值电阻应串联在相邻器件________和________(填器件代号)之间四、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、B【解析】导线静止处于平衡状态，根据导线受力情况，应用平衡条件求出磁感应强度大小【详解】通电导线静止处于平衡状态，由平衡条件得：BIL=mgtanθ，解得：，故B正确，ACD错误；故选B【点睛】本题考查了求磁感应强度问题，通电导线静止处于平衡状态，应用安培力公式与平衡条件可以解题2、B【解析】粒子通过速度选择器，只有满足qvB=qE，即速度满足v=E/B，才能沿直线通过．当粒子的速度大于E/B，洛伦兹力大于电场力，粒子向上偏转，当粒子的速度小于E/B，洛伦兹力小于电场力，粒子向下偏转【详解】四种粒子，只有两个粒子通过速度选择器，只有速度满足v=E/B，才能通过速度选择器．所以通过速度选择器进入磁场的粒子是乙和丙．由牛顿第二定律得：qvB=m，解得：，乙的质量小于丙的质量，所以乙的半径小于丙的半径，则乙打在P3点，丙打在P4点．甲的速度大于乙的速度，即大于E/B，洛伦兹力大于电场力，粒子向上偏转，打在P2点．丁的速度小于乙的速度，即小于E/B，洛伦兹力小于电场力，粒子向下偏转，打在P1点．故选B【点睛】解决本题的关键知道速度选择器的原理，即所受洛伦兹力和电场力等大反向的粒子才能沿直线通过速度选择器3、A【解析】将A、B、C、D四个门电路注意代入，与门输入端全为“1”，输出端才为“1”，或门输入端只要有“1”，输出端就为“1”．发现A正确，B、C、D错误故选A考点：考查了对逻辑电路的理解点评：解决本题的关键掌握门电路的特点，与门的特点：事件的所有条件满足，事件才能发生．或门的特点：只要有一个条件满足，事件就能发生．非门的特点：输入状态和输出状态完全相反4、C【解析】游客做圆周运动，在最高点，受重力和轨道的压力，合外力提供向心力，合外力向下，加速度竖直向下，游客处于失重状态，故A错误，C正确；在最高点，根据向心力公式得：mg+N=m；只有当N=0时，v=，故B错误；在最高点，根据向心力公式得：mg+N=m；解得：N=m-mg，故D错误．故选C点睛：本题主要考查了向心力公式的直接应用，要求同学们能正确对物体进行受力分析，知道当加速度方向向上时，处于超重状态，当加速度方向向下时，处于失重状态，难度不大，属于基础题5、A【解析】向心加速度、线速度和磁感应强度都是既有大小又有方向的物理量，是矢量；而周期只有大小无方向，是标量；故选A.6、B【解析】伸开左手，让大拇指与四指方向垂直，并且在同一个平面内，磁感线通过掌心，四指方向与正电荷运动方向相同，大拇指所指的方向为洛伦兹力方向【详解】A图中，根据左手定则，洛伦兹力方向竖直向下．故A错误．B图中，根据左手定则，洛伦兹力方向竖直向上．故B正确．C图中，根据左手定则，洛伦兹力方向垂直纸面向外．故C错误．D图中，电荷的运动方向与磁场方向平行，电荷不受洛伦兹力．故D错误．故选B【点睛】解决本题的关键掌握左手定则，注意四指方向与正电荷运动方向相同，与负电荷运动方向相反二、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、CD【解析】A．由图可知，带电粒子进入匀强磁场B2时向下偏转，所以粒子所受的洛伦兹力方向向下，根据左手定则判断得知该束粒子带正电，故A错误；B．在平行金属板中受到电场力和洛伦兹力两个作用而做匀速直线运动，由左手定则可知，洛伦兹力方向竖直向上，则电场力方向向下，粒子带正电，电场强度方向向下，所以速度选择器的P1极板带正电，故B错误；C．粒子能通过狭缝，电场力与洛伦兹力平衡，则有：qvB1=qE解得故C正确；D.粒子进入匀强磁场B2中受到洛伦兹力而做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得解得：可见，由于v是一定的，B2不变，半径r越大，则越小，故D正确。故选：CD。8、AC【解析】A．因灯泡正常发光，则电路的电流为故A正确；BC．电动机的热功率则电动机的输出功率故B错误，C正确；D．整个电路消耗的功率故D错误。故选AC。9、BC【解析】保持P的位置不动，U2不变，将Q向下移动时，R变大，故电流表的读数变小；保持Q的位置不动，R不变，将P沿逆时针方向移动时，n2变大，U2变大，故电流表的读数变大思路分析：保持P的位置不动，U2不变，将Q向下移动时，R变大，根据欧姆定律可得电流表的读数变化，保持Q的位置不动，R不变，将P沿逆时针方向移动时，n2变大，根据公式可得电压的变化，试题点评：本题综合考查了带有变压器的电路的动态分析，10、ABD【解析】A项：电场线越密集的地方电场强度就越大，从上图中可以看出a处的电场线比b处的电场线密集，所以a点的场强大于b点的场强，故A项正确；B项：a点所在的电场线从Q出发到不带电的金属球终止,所以a点的电势高于金属球的电势,而b点所在处的电场线从金属球发出到无穷远,所以金属球的电势高于b点的电势,即a点的电势比b点的高.故B正确;

C项：电势越高的地方,负电荷具有的电势能越小,即负电荷在a点的电势能较b点小,故C错误;

D项：由上知,-q在a点的电势能较b点小,则把-q电荷从电势能小的a点移动到电势能大的b点,电势能增大,电场力做负功.所以D选项是正确的.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.C②.E③.1.5④.0.75【解析】(1)[1]电源电动势大约1.5V，因此电压表选择量程为3V的比较合适，故电压表选择C[2]电路中的电流较小，因此电流表选择0.6A量程的E(2)[3]在U-I图象中图象与纵坐标的交点等于电源的电动势，所以由图可以读出电源的电动势为1.5V[4]图象中的斜率表示电源的内阻，所以电源的内阻为12、①.（1）M②.（2）③.1.5(1.4～1.6)④.（3）bc，⑤.S1(或S2)，⑥.E【解析】（1）根据左手定则得，正电荷向M端偏转，所以应将电压表的“+”接线柱与M端通过导线相连（2）UH-I图线如图所示根据知，图线的斜率为，解得霍尔系数为：k=1.5×10-3V•m•A-1•T-1（3）为使电流从Q端