清華大學(xué)中學(xué)生標(biāo)準(zhǔn)學(xué)術(shù)能力診斷性測試2022年物理高二上期末學(xué)業(yè)水平測試試題含解析

2022-2023學(xué)年高二上物理期末模擬試卷一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、兩個完全相同的金屬球A和B帶電荷量之比為1:7,相距為r,兩者接觸一下放回原來的位置，則后來兩小球之間的庫侖力大小與原來之比是()2、如圖所示，某區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場一半在磁場內(nèi)，線圈平面與磁場方向垂直.則穿過此線圈的磁通量為Uad=3V,又知電路中只有一處出現(xiàn)故障，由此可知()C.電阻R?一定發(fā)生短路D.電池組中兩電池間發(fā)生斷路D.時間內(nèi)，圓環(huán)Q有擴(kuò)張的趨勢C靜止不動到的結(jié)論是()D.安培力與電流元的比值是反映磁場自身性質(zhì)的物理量，與電流元無關(guān)二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，有多個選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。直方向成θ角的直線MN運(yùn)動.如圖所示，由此可以判斷：()C.如果油滴帶正電，它是從N點(diǎn)運(yùn)動到M點(diǎn)D.如果油滴帶正電，它從M點(diǎn)運(yùn)動到N點(diǎn)8、如圖8所示的電路，電源內(nèi)阻不可忽略，電表為理想電表.當(dāng)滑動變阻器的滑片向下滑動時()A.電流表A的示數(shù)減小C.電壓表V的示數(shù)減小D.電壓表V的示數(shù)增大9、英國物理學(xué)家阿斯頓首次制成質(zhì)譜儀，并用此對同位素進(jìn)行了研究，若速度相同的三個帶電粒子(不計(jì)重力)由左端射入質(zhì)譜儀的運(yùn)動軌跡如圖所示，則下列相關(guān)說法中正確的是()B.速度選擇器的P極板帶負(fù)電D.在B?磁場中運(yùn)動半徑越大的粒子，比越小了如圖(b)所示的兩條U-I圖線()A.圖線甲是根據(jù)電壓表V?和電流表A的示數(shù)描繪的B.由圖線可知，電源內(nèi)阻r=3.0Ω三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11.(6分)要測繪額定電壓為2V的日常用小電珠的伏安特性曲線，所供選擇的器材除了導(dǎo)線和開關(guān)外，還有以下A.電源E(電動勢3.0V,內(nèi)阻可不計(jì))B.電壓表Vi(量程為0~3.0V,內(nèi)阻約2k2)C.電壓表V?(0~15.0V,內(nèi)阻約6k2E.電流表A?(0~100mA,內(nèi)阻約2Ω)F.滑動變阻器R?(最大值10Ω)G.滑動變阻器R?(最大值2k2)(1)為減少實(shí)驗(yàn)誤差，實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選擇,電流表應(yīng)選擇滑動變阻器應(yīng)選擇.(填各器材的序號)(2)為提高實(shí)驗(yàn)精度，請你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖，并畫在下面的虛線框中.00E.滑動變阻器(阻值為0～202)②將電阻箱R,的阻值調(diào)至最大，將滑動變阻器的滑片P移至某一位置，閉合開關(guān)S;接著調(diào)節(jié)電阻箱R,直至電流表A.滿偏，記錄此時電阻箱R,的阻值和標(biāo)準(zhǔn)電流表A。的示數(shù)；③移動滑片P至滑動變阻器的另一位置，再次調(diào)節(jié)電阻箱R,直至電流表A,滿偏，記錄此時電阻箱R,的阻值和標(biāo)準(zhǔn)電④重復(fù)步驟③3～5次；⑤該同學(xué)記錄了各組標(biāo)準(zhǔn)電流表Ao的示數(shù)和電阻箱的阻值R?的數(shù)據(jù)，并作出圖線；四、計(jì)算題：本題共3小題，共38分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算13.(10分)電流天平可以用來測量勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小.測量前天平已調(diào)至平衡，測量時，在左邊托盤中放入質(zhì)量mi=15.0g的砝碼，右邊托盤中不放砝碼，將一個質(zhì)mo=10.0g,匝數(shù)n=10,下邊長l=10.0cm的矩形線圈掛在右邊托盤的底部，再將此矩形線圈的下部分放在待測磁場中，如圖18甲所示，線圈的兩頭連在如圖乙所示的電路中，不計(jì)連接導(dǎo)線對線圈的作用力，電源電動勢E=1.5V,內(nèi)阻r=1.0Ω.開關(guān)S閉合后，調(diào)節(jié)可變電阻使理想電壓表示數(shù)(1)線圈下邊所受安培力的大小F,以及線圈中電流的方向；(2)矩形線圈的電阻R;(3)該勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小14.(16分)如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系x0y內(nèi)，第I象限存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，第IV象限以O(shè)N為直徑的半圓形區(qū)域內(nèi)，存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B;一質(zhì)量為m、電量為q的正電粒子，從y軸正半軸上y=h處的M點(diǎn)，以速度vo垂直于y軸射入電場，經(jīng)x軸上x=2√3h處的P點(diǎn)進(jìn)入磁場，射出磁場時的速度方向垂直于y軸。不計(jì)粒子重力。求：15.(12分)如圖所示，連接的是部分節(jié)日彩燈：觀察燈的結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，每個燈的燈絲如A燈R?引線上方均繞有金屬電阻絲R?,這樣做的目的是即使其中的一個燈絲斷了，其余各燈仍可以正常發(fā)光；比較R?Ri。(填“>>”或“<<”或“等于”)當(dāng)某一燈絲斷了之后，其它燈將要變(填“亮”或“暗”)一些。參考答案一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。【解析】若兩小球電性相同，兩個完全相同的金屬小球，將它們相互接觸再分開，帶電量先中和后平分，設(shè)金屬球A和B帶電量為Q,7Q,所以A、B所帶的電荷相等都為4Q,根據(jù)庫侖定律得所以量為Q,7Q,所以A、B所帶的電荷相等都為3Q,根據(jù)庫侖定律得所以故選CD?！窘馕觥烤€圈平面與磁場垂直，在磁場中的有效面積為,又磁通量與線圈的匝數(shù)無關(guān)，根據(jù)φ=B·S,則該B正確；若電阻R?發(fā)生短路，Uab>0,3V>Ubc>0,與題意不符.故C錯誤；錯誤【名師點(diǎn)睛】此題考查了故障電路分析.電路接通后發(fā)現(xiàn)電燈L不工作，說明電路中存在斷路或L短路.當(dāng)元件完好時，電阻是一定的，沒有電流時，根據(jù)歐姆定律，其電壓為零；當(dāng)元件斷路時，其兩端電壓等于電源的電壓.根據(jù)測【解析】A.時刻圓環(huán)P中的電流最大，但變化率為零，則穿過Q的磁場電磁感應(yīng)定律可知Q中無感應(yīng)電流，則P與Q間無相互作用力，故A正確；B.時刻雖然P中的電流為零，但是電流的變化率最大(i-t圖像的斜率),故在Q中產(chǎn)生了最大的感應(yīng)電流，故BC.時間內(nèi)的原電流為順時針減小，由安培定則可知Q中的磁場方向向下，由楞次定律可知Q中的感應(yīng)電流為順時針，時間內(nèi)的原電流為逆時針增大，由安培定則可知Q中的磁場方向向上，由楞次定律可知Q中的感應(yīng)電流為順時針，故C錯誤；D.時間內(nèi)原電流為逆時針減小，由安培定則可知Q中的磁場方向向上，由楞次定律可知Q中的感應(yīng)電流為逆時針，兩線圈的電流同為逆時針，兩者有相互吸引的安培力，則Q有收縮的趨勢，故D錯誤。故選A?！窘馕觥恳咕€圈c中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，必須使穿過線圈c的磁通量發(fā)生變化。當(dāng)導(dǎo)體棒ab做勻速運(yùn)動或靜止時，穿過線圈c的磁通量均不變，故線圈c中均不能產(chǎn)生感應(yīng)電流；當(dāng)導(dǎo)體棒ab做變速運(yùn)動時，切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小發(fā)生了變化，使得穿過線圈c的磁通量發(fā)生變化，因此能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流。故選B?！窘馕觥緼.對比A、B、C三點(diǎn)可知，同一電流元在磁場的不同點(diǎn)，所受安培力大小不同，所以安培力與電流元的BCD.對比在B點(diǎn)放置不同的電流元的受力情況可知，不同電流元在磁場的同一點(diǎn)，所受安培力大小不同，安培力與電流元的比值相同，說明安培力與電流元的比值(即磁感應(yīng)強(qiáng)度)是反映磁場自身性質(zhì)的物理量，與電流元無關(guān)，BC二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，有多個選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分?！窘馕觥繉щ娏Ｗ舆M(jìn)行受力分析，受到豎直向下的重力，水平方向的電場力和垂直于虛線的洛倫茲力，由于帶電粒子做直線運(yùn)動，所以洛倫茲力只能垂直于直線向上，從而可判斷粒子的電性(帶負(fù)電),同時可知電場力的方向向左，再根據(jù)各力的做功情況，即可判斷各選項(xiàng)的正誤【詳解】AB.油滴做直線運(yùn)動，受重力、電場力和洛倫茲力作用，因?yàn)橹亓碗妶隽鶠楹懔?，根?jù)物體做直線運(yùn)動條件可知，粒子所受洛倫茲力亦為恒力據(jù)F=qvB可知，粒子必定做勻速直線運(yùn)動；故A正確，B錯誤.CD.根據(jù)做直線運(yùn)動的條件和受力情況，如圖所示：可知如果油滴帶正電，由左手定則判斷可知，油滴的速度從M點(diǎn)到N點(diǎn)，故C錯誤，D正確.故選AD.器并聯(lián)的電阻上的電壓、電流、電功率和滑動變阻器電阻則電場力方向向下，粒子帶正電，電場強(qiáng)度方向向下，所以速度選擇器的P?極板帶正電，故B錯誤；解得D.粒子進(jìn)入勻強(qiáng)磁場B?中受到洛倫茲力而做勻速圓周運(yùn)動，由牛頓第二定律得可見，由于v是一定的，B?不變，半徑r越大，則越小，故D正確?！窘馕觥緼.甲圖表示路端電壓和電流中電流的關(guān)系，即電壓表V?和電流表A的示數(shù)B.其中總截距表示電源電動勢E=1.5VC.交點(diǎn)表示兩電表示數(shù)相等，即滑動變阻器阻值為零，因?yàn)樗越稽c(diǎn)表示此時電源的輸出功率最大，故C正確。在交點(diǎn)處外電阻最小，則電源效率最小，選項(xiàng)D錯誤；故選AC。三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程?！驹斀狻?1)[1][2][3].由題意，小燈泡額定電壓為2V,額定電流為0.5A,故電壓表應(yīng)選B,電流表應(yīng)選D,描繪小燈泡伏安特性曲線，要求電流從0開始調(diào)，所以應(yīng)采用滑動變阻器分壓式接法，選總阻值小的滑動變阻器F。(3)[5].小電珠的伏安特性曲線如圖所示：(4)[6].由圖可知，當(dāng)電壓為2V時，電流為0.5A,功率為：⑥根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖應(yīng)用串并聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律求出圖象的函數(shù)表達(dá)式【詳解】①為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動變阻器應(yīng)選擇E;四、計(jì)算題：本題共3小題，共38分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算13、(1)0.05N,順時針(2)R=4Ω(3)0.5T【解析】(1)天平兩側(cè)平衡，因此有mig=mog+FF的方向豎直向下，根據(jù)左手定則可判斷出線框電流方向?yàn)轫槙r針(2)線圈中電流的大小為：I=(E-U)/r=0.1A(3)矩形線圈下邊所受安培力為：