2024届山东省曲阜师范大学附属中学物理高二上期中达标测试试题含解析

2024届山东省曲阜师范大学附属中学物理高二上期中达标测试
试题
考生须知：
1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。

选择题必须用2B 铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。

2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。

3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。

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、关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是（ ） A ．安培力的方向可以不垂直于直导线
B ．安培力的方向总是垂直于磁场的方向
C ．安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关
D ．将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半
2、一带负电的粒子只在电场力作用下沿x 轴正向运动，其电势能P E 随位移x 变化的关系如图所示，其中20~x 段是关于直线1x x =对称的曲线，23~x x 段是直线，则下列说法正确的是
A ．1x 处电场强度最小，但不为零
B ．2x ~3x 段电场强度大小方向均不变，为一定值
C ．粒子在0~2x 段做匀变速运动，2x ~3x 段做匀速直线运动
D ．在0、1x 、2x 、3x 处电势0ϕ、1ϕ、2ϕ、3ϕ的关系为320ϕϕϕϕ>=>
3、用一个力代替几个力，使它们的作用效果相同，所采用的科学研究方法是（ ） A ．控制变量法 B ．比值定义法 C ．理想实验法 D ．等效替代法
4、真空中有两根长直金属导线平行放置，其中一根导线中通有恒定电流．在两导线所
确定的平面内，一电子由P 点开始运动到Q 的轨迹如图中曲线PQ 所示，则一定是（ ）
A．ab导线中通有从a到b方向的电流
B．ab导线中通有从b到a方向的电流
C．cd导线中通有从c到d方向的电流
D．cd导线中通有从d到c方向的电流
5、如图所示为汽车中用于改变车速的排挡。

保持发动机功率一定，手推变速杆到达不同挡位，可获得不同的运动速度，从1～5逐挡速度增大，R是倒车挡，若要以最大牵引力上坡，变速杆应推至哪一挡
A．1挡B．2挡
C．4挡D．5挡
6、如图所示，为某一点电荷形成电场中的一条电场线，a、b为线上的两点，则下列判断正确的是( )
A．a、b点场强大小相同B．a、b点场强方向相同
C．a、b点场强大小、方向都相同D．无法确定
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，电源电动势E和内阻r一定，R1、R2是定值电阻，R3是光敏电阻(光敏电阻阻值随光照强度的增加而变小)。

闭合开关，当照射到R3的光照强度增加时，以下判断正确的是（）
A．电流表示数一定变小B．电压表示数一定变小
C．R1的功率一定变小D．R2的功率一定变大
8、某实验小组用如图所示的实验装置来验证楞次定律，当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时
A．N极从上向下靠近线圈时，将受到线圈的排斥力
B．S极从上向下远离线圈时，将受到线圈的排斥力
C．通过电流表的感应电流方向是先a→→b，后b→→a
D．通过电流表的感应电流方向是先b→→a，后a→→b
9、如图所示，平行导轨a、b和平行导轨c、d在同一水平面内，两导轨分别和两线圈相连接，匀强磁场的方向垂直两导轨所在的平面。

金属棒L1和L2可在两光滑导轨上自由滑动，棒L2原来静止，用外力使L1运动，下列说法中正确的是：( )
A．当L1向右加速运动时，L2将向左运动
B．当L1向右加速运动时，L2将向右运动
C．当L1向左加速运动时，L2将向左运动
D．当L1向左加速运动时，L2将向右运动
10、如图所示的电路，L是小灯泡，C是极板水平放置的平行板电容器．闭合开关，有一带电油滴悬浮在两极板间静止不动．若滑动变阻器的滑片向下滑动，则( )
A．L变亮B．L变暗
C．油滴向上运动D．油滴向下运动
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）（1）测定电源的电动势和内电阻的实验电路和U﹣I图象如图1、2所示，请回答下列问题：在闭合开关之前为防止电表过载，滑动变阻器的滑动头P应放在_____处．该电池的电动势E=_____V，内电阻r=_____Ω．
（2）有一小灯泡上标有“3V ，0.3A”字样，现要描绘该小灯泡的伏安特性曲线，有下列器材供选用
A 电压表（0﹣3V ，内阻2.0kΩ）
B 电压表（0﹣5V ，内阻3.0kΩ）
C 电流表（0﹣0.3A ，内阻2.0Ω）
D 电流表（0﹣6A ，内阻1.5Ω）
E 滑动变阻器（2A ，30Ω）
F 滑动变阻器（0.5A ，1000Ω）
G 学生电源（直流4.5V ），及开关，导线等
实验中为了精度尽量高，且有足够大测量范围，则所用的电压表应选_____，电流表应_____，滑动变阻器应选_____
12．（12分）用以下器材测量电压表1V 的内阻1R (量程为1.5V ，内阻1400～1600Ω )：电源E ，电动势约为3V ，内阻可忽略；电压表2V ，量程为3V ；电阻0R ，阻值0R 1200=Ω；滑动变阻器R ，最大阻值约为20Ω；单刀单掷开关K ，导线若干．
(1)请根据电路图，连线实物图．
(2)若电压表1V 的读数用1U 表示，电压表2V 的读数用2U 表示，则由已知量和测得量表示1R 的表达式为1R =______________．
四、计算题：本题共2小题，共26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）一电子以水平速度v 0沿两平行金属板A 、B 的轴线MN 射入，两金属板间电压U AB 的变化规律如图所示．已知电子质量为m ，电荷量为e ，电压周期为T ，电压
为U0
（1）若电子从t=0时刻进入两板间，且能从板右边水平飞出，则金属板可能为多长？（2）若电子从t=0时刻进入两板间，且在半个周期内恰好能从板的上边缘飞出，则电子飞出速度为多大？
（3）若电子能从板右边N点水平飞出，电子应在哪一时刻进入两板间？两板间距离至少为多大？
14．（16分）如图所示，在杆上的下端B点固定一个电量为Q = + 4×10-5C的点电荷。

质量为m = 2×10-3kg的小球穿在绝缘细杆上，杆的倾角为α =30o，小球带正电，电量为q=10-8C （小球可看作试探电荷），将小球由距B点竖直高度为H =0.5m的A点处静止释放，小球下滑过程中电量不变。

不计小球与细杆间的摩擦，整个装置处在真空中，已知静电力常量
k=9.0×109N·m2/C2和重力加速度g=10m/s2，求：
（1）小球刚释放时的加速度大小？
（2）当小球的动能最大时，此时小球与B点的距离？
（3）若小球到达细杆上某点D点（图中未画出）时，小球速度恰好为零，测得点电荷Q形成的电场在A、D两点间的电势差U AD=－6.4×105V，则D点与B点的距离？15．（12分）下图所示的U-I图线中，I是电源的路端电压随电流的变化图线，Ⅱ是某电阻的U-I图线，当该电源向该电阻供电时，求：
(1)电源的输出功率P出是多大？
(2)电源内部损耗的功率P内是多大？
(3)电源的效率是多大？
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
【解题分析】
试题分析：本题考查了产生条件、大小与方向，当电流方向与磁场平行时不受安培力，根据左手定则可知安培力的方向与磁场垂直．引用公式F=BIL 时，注意要求磁场与电流垂直，若不垂直应当将导线沿磁场与垂直于磁场分解，因此垂直时安培力最大，最大为F=BIL ．
解：A 、B 、根据左手定则可知，安培力方向与磁场和电流组成的平面垂直，即与电流和磁场方向都垂直，故A 错误，B 正确；
C 、磁场与电流不垂直时，安培力的大小为F=BILsinθ，则安培力的大小与通电导线和磁场方向的夹角有关，故C 错误；
D 、当电流方向与磁场的方向平行，所受安培力为0，将直导线从中折成直角，让其中的一半与磁场的方向平行，安培力的大小将变为原来的一半；将直导线在垂直于磁场的
方向的平面内从中折成直角，安培力的大小一定变为原来的
2，故D 错误． 故选B ．
【点评】
解决本题的关键是知道当导线的方向与磁场的方向平行，所受安培力为0，最小．当导线的方向与磁场方向垂直时，安培力最大，为F=BIL ．
2、B
【解题分析】
试题分析：因为p E Eqx ∆=，所以p
E Eq x ∆=，即图像的斜率表示电场强度大小，所
以在1x 处电场强度最小，为零，A 错误；23x x -段为直线，斜率恒定，所以该段为匀
强电场，B 正确；图像的斜率表示电场强度大小，所以2O x -段做变加速直线运动，23x x -段做匀加速直线运动，C 错误；根据电势能与电势的关系：p E q ϕ=，粒子带负电，q ＜0，则知：电势能越大，粒子所在处的电势越低，所以有：1203ϕϕϕϕ>=>，D 错误；
考点：考查了电场力做功，电势，电势能
【名师点睛】解决本题的关键要分析图象斜率的物理意义，判断电势和场强的变化，再根据力学基本规律：牛顿第二定律进行分析电荷的运动情况
3、D
【解题分析】
物理学中“用一个力代替几个力，且效果相同”，属于等效代替法，即一个力的作用效果与几个力的作用效果是相等的。

A. 控制变量法。

故A 项错误；
B. 比值定义法。

故B 项错误；
C. 理想实验法。

故C 项错误；
D. 等效替代法。

故D 项正确。

4、C
【解题分析】
注意观察图象的细节，靠近导线cd 处，电子的偏转程度大，说明靠近cd 处运动的半径小，洛伦兹力提供电子偏转的向心力，Bqv ＝，B ＝.由于电子速率不变，偏转半径变小，说明B 变强，一定是cd 导线中通有电流，再由左手定则判出安培力的大致方向是偏向左方．最后利用安培定则判断出cd 中电流方向应由c 到d ，所以正确答案是C. 5、A
【解题分析】
由P =Fv 可知功率P 一定时，v 越小，F 越大，所以车以最大动力上坡时，应推至1挡； A ．1挡，与结论相符，选项A 正确；
B ．2挡，与结论不相符，选项B 错误；
C ．4挡，与结论不相符，选项C 错误；
D ．5挡，与结论不相符，选项D 错误；
6、B
【解题分析】
试题分析：该电场线为一点电荷形成的一条电场线，因不知是正点电荷还是负点电荷，
所以无法判断a、b两点的场强大小．
解：因不知是正点电荷还是负点电荷产生的电场线，所以无法判断a、b两点的场强大小，但场强的方向一定是相同的．
故选B．
【点评】解决本题的关键掌握电场线的特点，电场线的疏密可表示电场强度的强弱，电场线某点的切线方向表示场强的方向．
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
【解题分析】
AB. 照射到R3的光照强度增加时电阻减小，总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，电流增大；路端电压减小；故电压表示数变小，电流表示数增大，故A错误，B正确；CD. 由于路端电压减小，故R1中功率变小，因总电流变大，R1中电流减小，故流过
R2的电流增大，其功率变大，故CD正确。

8、AD
【解题分析】
当条形磁铁沿固定线圈的中轴线自上至下经过固定线圈时，穿过线圈的磁通量向下，且先增加后减小，根据楞次定律判断感应电流的磁场方向，再结合右手螺旋定则判断感应电流的方向。

【题目详解】
A项：由“来拒去留”可知，N极从上向下靠近线圈时，穿过线圈的磁通量增大，所以磁铁受到线圈的排斥力，故A正确；
B项：由“来拒去留”可知，S极从上向下远离线圈时，穿过线圈的磁通量减小，所以磁铁受到线圈的吸引力，故B错误；
C项：当条形磁铁沿固定线圈的中轴线自上至下经过固定线圈时，穿过线圈的磁通量向下，且先增加后减小，根据楞次定律，感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化，故感应电流的磁场先向上后向下，故感应电流先逆时针后顺时针（俯视），即先b→G→a，后a→G→b，故C错误，D正确。

故应选：AD。

【题目点拨】
本题是楞次定律的基本应用。

对于电磁感应现象中，导体与磁体的作用力也可以根据楞
次定律的另一种表述判断：感应电流的磁场总要阻碍导体与磁体间的相对运动。

9、BC
【解题分析】
AB．当L1向右加速运动时，L1上产生竖直向上的电流，在右侧竖直导体柱上产生竖直向上且增大的磁场，根据楞次定律，下方线圈产生竖直向下的磁场，根据安培定则，通过L2的电流竖直向下，根据左手定则，L2将向右运动，故A错误，B正确；
CD．当L1向左加速运动时，L1上产生竖直向下的电流，在右侧竖直导体柱上产生竖直向下且增大的磁场，根据楞次定律，下方线圈产生竖直向上的磁场，根据安培定则，通过L2的电流竖直向上，根据左手定则，L2将向左运动，故C正确，D错误。

故选BC．
10、BD
【解题分析】
滑动变阻器的滑片向下滑动，滑动变阻器接入回路电阻变小，外电路的总电阻变小，回路电流变大，内压降变大，路端电压变小，L变暗．电容器两端的电压变小，电场强度变小，带电油滴所受电场力变小，油滴向下运动，故选项BD正确，AC错误；故选BD．
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、a 1.5 1.0 A C E
【解题分析】
试题分析：滑动变阻器采用限流接法时，为保护电路安全，闭合开关前，滑片要置于阻值最大处．电源U-I图象与纵轴交点坐标值是电源电动势，图象斜率的绝对值是电源内阻；根据小灯泡的额定电压可以选出电压表，根据灯泡的额定功率可求出额定电流，则可确定出电流表；根据滑动变阻器的接法可选出滑动变阻器．
（1）由图1所示实验电路图可知，滑动变阻器采用限流接法，因此闭合开关前为防止电表过载滑动变阻器的滑动头P应放在a端．由图2所示电源U-I图象可知，图象与纵
轴交点坐标值为1.5，电源电动势E=1.5V，电源内阻为
1.5 1.1
1.0
0.4
r
-
=Ω=Ω．
（2）由题意可知，灯泡的额定电压为3V，为了准确性及安全性原则，电压表应选择A；灯泡的额定电流为0.3A，故电流表应选择C；测量灯泡的伏安特性曲线实验中应采用分压接法，故滑动变阻器应选用小电阻，故滑动变阻器应选择E；
12、 1021
U R U U - 【解题分析】
（1）对照电路图，按顺序连接实物图．
（2）根据电路图可知：02111
R U U U R -= 则得10121
U R R U U =- 【题目点拨】
此题中电压表V 1和定值电阻R 0串联，既可测量电压，也起到了电流表的作用，是一种等效替代的设计思想．
四、计算题：本题共2小题，共26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）l =nv 0T(n=1,2,3,…..)（2200eU v m +3）()214
n t T += (n=0,1,2,3……) 022eU T
d m
≤【解题分析】（1）粒子能水平从右边飞出,经过时间应满足:t=nT
又因水平方向匀速运动,所以板长为: l =nv 0T(n=1,2,3,…..)
（2）电子加速过程中: 220011222U e mv mv =-
计算得出200eU v v m =+ （3）要粒子从O'点水平飞出,电子进入时刻应为: 42T T t n =
+（n=0,1,2,3…..） 即： ()214n t T += (n=0,1,2,3……)
在半周期内竖直位移为 21224T y a ⎛⎫=⨯ ⎪⎝⎭
又 0U e ma d
= 电子不与板相碰,必须满足条件: 2d y ≤
由上式得两板间距离至少为: 022eU T d m ≥
14、（1）3.2m/s 2（2）0.6m （3）0.36m
【解题分析】
（1）如右图所示，小球刚释放时，受到重力，沿杆向上的库伦力和杆的支持力，由牛顿第二定律可得：
02sin 30Qq mg k
ma r -= sin 30o
H r = a =3.2m/s 2
（2）动能最大时：此时小球所受合外力为零，即：a=0
设此时小球与B 点距离为L 1，由牛顿第二定律可得：
1
2
sin 300Qq mg k L -= L 1=0.6m
（3）小球运动到D 点时，速度恰好为零，设小球下落高度为h ，由动能定理可得： 0AB mgh U q +=
小球沿杆下滑距离0sin 30h S = D 点与B 点距离sin 30
DB o H L S =- L DB =0.36m
15、 (1) P 出=4W (2)
(3)
【解题分析】
由过原点的斜线的斜率可以求出外电阻的阻值；由不过原点的斜线的斜率可以求得电源的内电阻；由P =UI 可求得电源的输出功率.
【题目详解】
(1)由图线的意义可知，不过原点的斜线是电源的路端电压U 随电流I 的变化图线，当电流为0时，表示外电阻的电阻值为无穷大，所以路端电压等于电源的电动势，所以电动势是3V ；
不过原点的斜线的斜率表示电源的内电阻，所以 由图象可知，电源的路端电压U 随电流I 的变化图线及外电阻的U -I 图线的交点表达路端电压与电路中的电流，所以由图可知路端电压是2V ；
电路中的电流是2A ，所以电源的输出功率：P 出=UI =2×
2=4W (2)
(3)电源的效率为
可得：
【题目点拨】
本题考查了学生对电学图象的认识，要理解U -I 图象中两条图线的交点、图线与坐标轴的交点和斜率的意义并能结合公式求解。