上海市六十中学2027届物理高二上期末学业水平测试模拟试题含解析

上海市六十中学2027届物理高二上期末学业水平测试模拟试题注意事项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、现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图所示，其中加速电压恒定．质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场．若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的10倍．此离子和质子的质量比约为（）A.10 B.9C.100 D.812、关于电场线和磁感线，下列说法正确的是A.电场线和磁感线都是在空间实际存在的线B.电场线和磁感线都是闭合的曲线C.磁感线从磁体的N极发出，终止于S极D.电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷3、如图，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a绕O点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环aA.顺时针加速旋转 B.顺时针减速旋转C.逆时针加速旋转 D.逆时针减速旋转4、如图所示，两平行直导线和竖直放置，通以方向相反大小相等的电流，a、b两点位于两导线所在的平面内，则（）A.b点的磁感应强度为零B.导线在a点产生的磁场方向垂直纸面向里C.导线受到的安培力方向向右D.同时改变了导线的电流方向，导线受到的安培力方向不变5、如图，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向（垂直于纸面向里）垂直．线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠abc=∠bcd=135º．流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示．导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力A.方向沿纸面向上，大小为(+1)ILBB.方向沿纸面向上，大小为(-1)ILBC.方向沿纸面向下，大小为(+1)ILBD.方向沿纸面向下，大小为(-1)ILB6、如图的电路中，理想变压器匝数比n1：n2=1:2，R是规格为“220V、1100W”的用电器，电表均为理想电表．当用电器正常工作时，电压表和电流表的示数分别为（）A110V、10AB.110V、2.5AC.440V、2.5AD.440V、10A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，纸面为竖直面，MN为竖直线段，MN之间的距离为h，空间存在平行于纸面的足够宽广的匀强电场，其大小和方向未知，图中未画出，一带正电的小球从M点在纸面内以v0=的速度水平向左开始运动，以后恰好以大小v=v0的速度通过N点。已知重力加速度g，不计空气阻力。则下列正确的是（）A.小球从M到N的过程经历的时间t= B.从M到N的运动过程中速度大小一直增大C.从M点到N点的过程中小球的机械能先减小后增大 D.可以求出电场强度的大小8、如图所示，质谱仪由两部分区域组成，左侧M、N是对水平放置的平行金属板，分别接到直流电源两极上，板间在较大范围内存在着电场强度为E的匀强电场和磁感应强度大小为的匀强磁场，右侧是磁感应强度大小为的另匀强磁场．一束带电粒子不计重力由左端射入质谱仪后沿水平直线运动，从点垂直进入右侧磁场后分成甲、乙两束，其运动轨迹如图所示，两束粒子最后分别打在乳胶片的、两个位置，、、三点在同一条整直线上，且则下列说法正确的是A.两束粒子的速度都是B.甲束粒子的比荷小于乙束粒子的比荷C.若甲、乙两束粒子的电荷量相等，则甲、乙两束粒子的质量比为4：3D.若甲、乙两束粒子的质量相等，则甲、乙两束粒子的电荷量比为4：39、在如图所示的匀强电场和匀强磁场共存的区域内(不计重力)，电子可能沿水平方向向右做直线运动的是()A B.C. D.10、在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献．下列说法正确的是（）A.奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象B.麦克斯韦预言了电磁波；楞次用实验证实了电磁波的存在C.库仑发现了点电荷的相互作用规律；密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值D.安培发现了磁场对运动电荷的作用规律；洛仑兹发现了磁场对电流的作用规律三、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）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，可供选择的器材有：A．小灯泡：规格为“3.8V、0.3A”B．电流表：量程0～0.6A，内阻约为0.5ΩC．电流表：量程0～3A，内阻约为0.1ΩD．电压表：量程0～5V，内阻约为5kΩE.电压表:量程0～15V，内阻约为50kΩF.滑动变阻器：阻值范围0～10Ω，额定电流2AG.滑动变阻器:阻值范围0～100Ω，额定电流50mAH．电池组：电动势6V，内阻约为1ΩI．开关一只，导线若干（1）为了使测量尽可能地准确，电流表应选______，电压表应选_____,滑动变阻器应选_______．(填器材代号)需要使小灯泡两端电压从0逐渐增大到3.8V且能方便地进行调节，滑动变阻器应采用_________的连接方式（2）请在虚线框内设计一个电路图______12．（12分）下图是等离子体发电机示意图，平行金属板间匀强磁场的磁感应强度B=0.5T，两板间距离为0.2m，要使输出电压为220V，则等离子体垂直射入磁场的速度v0=________m/s，a是发电机的________极.(发电机内阻不计)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）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14．（16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、C【解析】本题先电场加速后磁偏转问题，先根据动能定理得到加速得到的速度表达式，再结合带电粒子在匀强磁场中运动的半径公式求出离子质量的表达式【详解】根据动能定理得：qU＝mv2，得：v＝；离子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律，有：qvB＝m得：R＝；两式联立得：m＝；一价正离子电荷量与质子电荷量相等，同一加速电场U相同，同一出口离开磁场则R相同，所以m∝B2，磁感应强度增加到原来的10倍，离子质量是质子质量的100倍，故C正确ABD错误，故选C【点睛】本题综合考查了动能定理和牛顿第二定律，关键要能通过洛伦兹力提供向心力求出质量的表达式2、D【解析】电场线与磁感线是人为假想的曲线，实际不存在，A错误；电场线是不闭合的，磁感线是闭合曲线，B错误；磁感线在磁体的外部从N极出发，终止于S极，在磁体的内部从S极出发，终止于N极，C错误；电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷，D正确考点：本题考查电场线与磁感线的特点3、B【解析】本题中是由于a的转动而形成了感应电流，而只有a中的感应电流的变化可以在b中产生磁通量的变化，才使b中产生了感应电流；因此本题应采用逆向思维法分析判断当带正电绝缘圆环a顺时针加速旋转时，相当于顺时针方向电流，并且在增大，根据右手螺旋定则，其内（金属圆环a内）有垂直纸面向里的磁场，其外（金属圆环b处）有垂直纸面向外的磁场，并且磁场的磁感应强度在增大，金属圆环b包围的面积内的磁场的总磁感应强度是垂直纸面向里（因为向里的比向外的磁通量多，向里的是全部，向外的是部分）而且增大，根据楞次定律，b中产生的感应电流的磁场垂直纸面向外，磁场对电流的作用力向外，所以b中产生逆时针方向的感应电流，所以当带正电的绝缘圆环a顺时针减速旋转，b中产生顺时针方向的感应电流A错误B正确；当带正电的绝缘圆环a逆时针加速旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，但具有扩张趋势；当逆时针减速旋转时，b中产生逆时针方向的感应电流，但具有收缩趋势，CD错误【点睛】本题的每一选项都有两个判断，有的同学习惯用否定之否定法，如A错误，就理所当然的认为B和C都正确，因为二者相反：顺时针减速旋转和逆时针加速旋转，但本题是单选题4、D【解析】由右手螺旋定则可知.cd导线和ef导线在b处产生的磁场方向都垂直纸面向外.所以由矢量合成知b处的磁感应强度垂直纸面向外.故A错误:由右手螺旋定则知ef导线在左侧产生的磁感应强度垂直纸面向外，故B错误:由左手定则知.cd导线受到的安培力方向向左.故C错误:由题意可知，cd导线所处的位置磁场方向发生改变，但同时自身电流方向也发生改变，由左手定则知cd导线所受安培力方向不变.故D正确5、A【解析】导线段abcd在磁场中的等效长度为ad两点连线的长度，则；等效电流方向由a→d，据左手定则，安培力方向沿纸面向上，A正确【点睛】本题也可求出ab、bc和cd所受安培力的大小和方向，然后合成6、A【解析】用电器正常工作时，副线圈两端的电压，输出功率，根据电压与匝数成正比，有代入数据得解得根据输入功率等于输出功率，有：得故A正确，BCD错误。故选A。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】A.小球运动的过程中重力与电场力做功，设电场力做的功为W，则有：解得：说明MN为电场的等势面，可知电场的方向水平向右；小球在竖直方向做自由落体运动，可知小球从M到N的过程经历的时间为：联立解得：故A正确；BC.水平方向小球受向右的电场力，所以小球先向左减速后向右加速，电场力先负功后正功，机械能先减小后增加，故C正确B错误；D.因为MN为电场的等势面，所以小球到N点时水平方向的速度大小为v0，在水平方向上由动量定理得：，可求得电场力大小，但不知道小球的带电量为多少，所以电场强度无法求解，故D错误。故选AC。8、ABC【解析】A．粒子在平行金属板间沿直线运动，说明洛伦兹力和电场力平衡，则，得，故A正确；B．由题意，得比荷，比荷与半径成反比，因为故甲束粒子的比荷小于乙束粒子的比荷，故B正确；C．若甲、乙两束粒子电荷量相等，，故C正确；D．若甲、乙两束粒子的质量相等，，故D错误9、BC【解析】如电子水平向右运动，在A图中电场力水平向左，洛伦兹力竖直向下，故不可能；在B图中，电场力水平向左，洛伦兹力为零，故电子可能水平向右做匀减速直线运动；在C图中电场力竖直向上，洛伦兹力竖直向下，电子向右可能做匀速直线运动；在D图中电场力竖直向上，洛伦兹力竖直向上，故电子不可能做水平向右的直线运动，因此BC正确10、AC【解析】A、奥斯特发现了电流磁效应，法拉第发现了电磁感应现象，故A正确；B、麦克斯韦预言了电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故B错误；C、库仑发现了点电荷的相互作用规律，密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值，故C正确；D、洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用规律，安培发现了磁场对电流的作用规律，故D错误三、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.B②.D③.E④.分压式⑤.【解析】（1）[1][2][3][4]．小灯泡的额定电压为3.8V，则电压表应选择D；灯泡的额定电流为0.3A，为了减小测量的误差，使得测量更精确，电流表量程选择0～0.6A的B．需要使小灯泡两端电压从0逐渐增大到3.8V且能方便地进行调节，滑动变阻器要采用分压电路，故选用阻值较小的E；（2）[5][6]．小灯泡电阻约为13Ω，则有故灯泡电阻属于小电阻，电流表采用外接法．电压和电流需从0开始测起，所以滑动变阻器需采用分压式接法．电路图如右图点睛：本题考查灯泡伏安特性曲线的实验；解决本题的关键掌握器材选取的原则，以及知道滑动变阻器分压式接法和限流式接法的区别，知道什么情况下选用电流表外接法，什么情况下选择电流表内接法12、①.2200②.正【解析】根据左手定则，正电荷向上偏，负电荷向下偏，所以上板带正电，即a是电源的正极．两板上有电荷，在两极板间会产生电场，电荷最终在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡，有：qvB=q，所以：【点睛】解决本题的关键掌握等离子体进入磁场受到洛伦兹力发生