2024届湖南省长沙市第二十一中学高二物理第一学期期中经典模拟试题含解析

2024届湖南省长沙市第二十一中学高二物理第一学期期中经典
模拟试题
注意事项：
1． 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B 铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在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、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，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、如图所示为不带电的空腔球形导体，若将一个带负电的小金属球放入腔内，静电平衡后，图中A 、B 、C 三点的电场强度E 和电势ϕ的关系是（ ）
A ．A
B
C E E E >>，A B C ϕϕϕ>>
B ．A B
C E E E =>，=A B C ϕϕϕ> C ．A B C E E E ==，=A B C ϕϕϕ>
D ．A B C
E E E >>，B C A ϕϕϕ>>
2、某实验小组在使用多用电表的过程中，下列说法中正确的是 。

A ．在测量电压时，要将红表笔接在低电势点
B ．测量阻值不同的电阻时，都必须重新调节欧姆调零旋钮
C ．在测量未知电阻时，必须先选择倍率最大的欧姆挡进行试测
D ．在测量未知电流时，必须先选择量程最大的电流挡进行试测
3、在真空中同一直线上的AB 处分别固定电量分别为+2Q 、-Q 的两电荷。

如图所示，若在A 、B 所在直线上放入第三个电荷C ，只在电场力的作用下，三个电荷都处于平衡状态，则C 的电性及位置是
A ．正电，在A 、
B 之间
B ．正电，在B 点右侧
C ．负电，在B 点右侧
D ．负电，在A 点左侧
4、如图所示为伏安法测电阻的一种常用电路。

以下分析正确的是（ ）
A ．此接法的测量值大于真实值
B ．此接法的测量值小于真实值
C ．此接法要求待测电阻值小于电流表内阻
D ．开始实验时滑动变阻器滑动头P 应处在最左端
5、下列关于点电荷和元电荷的说法正确的是（ ）
A ．只有体积小的带电体才可以看成点电荷
B ．元电荷是一个电子或一个质子所带的电荷量
C ．物体带电量有可能为194010C -⨯．
D ．两个相距很近的带电球体，可以看成是电荷集中在球心的点电荷
6、如图两等量正电荷P 、Q 连线中点为O ，A 、B 为中垂线上的两点，且OA=AB ，则
A ．A 点的电场强度一定大于
B 点的电场强度
B ．A 点的电势一定高于B 点的电势
C ．O 、A 两点间的电势差一定等于A 、B 两点间的电势差
D ．A 点电场强度方向平行于PQ 向右
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，一金属直杆MN 两端接有导线，悬挂于线圈上方，MN 与线圈轴线均处于竖直平面内，为使MN 垂直纸面向外运动，可以( )
A ．将a 、c 端接在电源正极，b 、d 端接在电源负极
B．将b、d端接在电源正极，a、c端接在电源负极
C．将a、d端接在电源正极，b、c端接在电源负极
D．将b、c端接在电源正极，a、d端接在电源负极
8、标有”20V 6W”字样的直流电动机，线圈电阻为20Ω，不计机械摩擦阻力，则电动机正常工作时，电能转化为机械能的功率P机和发热功率P热分别是（）
A．P机=4.2W B．P机=1.8W C．P热=4.2W D．P热=1.8W
9、如图所示，电路中电源电动势为E，内阻r＝2Ω，一个可变电阻R与一个固定电阻R0＝2Ω组成一个电路，对于这个电路下列说法中正确的是（）
A．R＝4Ω时，电源的输出功率最大，而R0＝0时，R上的功率最大
B．R＝4Ω时，电源的输出功率最大，R上的功率也最大
C．R＝0时，电源输出功率最大，而R＝4Ω时，R上的功率最大
D．当R＝0时，r上的功率最大，R0上的功率也最大
10、如图所示，速度为v0、电荷量为q的正离子恰能沿直线飞出离子速度选择器，选择器中磁感应强度为B，电场强度为E，则（）
A．若改为电荷量﹣q的离子，将往上偏（其它条件不变）
B．若速度变为2v0将往上偏（其它条件不变）
C．若改为电荷量+2q的离子，将往下偏（其它条件不变）
D．若速度变为v0将往下偏（其它条件不变）
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）如图所示的是“探究电磁感应现象”的实验装置．
（1）将图中所缺两条导线补接完整____________．
（2）如果在闭合开关时发现灵敏电流计指针将向右偏了一下，那么合上开关后线圈A 迅速插入线圈B 中时，电流计指针将__________．（选填“向右偏”、“向左偏”或“不偏转”）
12．（12分）如图甲是测量一节新干电池的电动势和内阻的实验电路，所用器材是： 量程3V 的电压表V ；
量程0.6A 的电流表A ；
滑动变阻器1(0~10)R Ω；
开关S ，导线。

实验时会发现，当滑动变阻器在阻值较大的范围内调节时，电压表读数变化很小，从而影响测量的准确性。

为了较准确地测量一节新干电池的内阻，某同学对该实验进行改进，他只在实验中多用了一个定值电阻00( 1.50)R R =Ω就解决了这一问题。

()1在方框中画出改进后的电路图______
()2改进后，测出几组电流、电压的数值，并画出如图乙所示的图象，则可知这个电池的电动势为E=______V ，内阻r=_______Ω。

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）如图所示,ABCD 竖直放置的光滑绝缘细管道,其中AB 部分是半径为R 的1/4圆弧形管道,BCD 部分是固定的水平管道,两部分管道恰好相切于B ．水平面内的M 、N 、B 三点连线构成边长为L 等边三角形,MN 连线过C 点且垂直于BCD ．两个带等量异种电荷的点电荷分别固定在M 、N 两点,电荷量分别为+Q 和-Q.现把质量为m 、电荷量为+q 的小球(小球直径略小于管道内径,小球可视为点电荷),由管道的A 处静止释放,已知静电力常量为k,重力加速度为g.求:
(1)小球运动到B处时受到电场力的大小;
(2)小球运动到C处时的速度大小;
(3)小球运动到圆弧最低点B处时,小球对管道压力的大小.
14．（16分）如图所示的真空管中，电子从灯丝K发出(初速度不计)，经过电压为U1的加速电场加速后沿中心线进入两平行金属板M、N间的匀强电场中，通过电场后打到荧光屏上的P点．设M、N板间电压为U2，两板距离为d，板长为L1，板右端到荧光屏的距离为L2，已知U1＝576 V，U2＝168 V，L1＝6 cm，d＝3 cm，L2＝21 cm，求：
(1)电子离开偏转电场时的偏转角θ的正切值；
(2)电子打到荧光屏上的位置P偏离屏中心O的距离．
15．（12分）如图所示，在一个范围足够大、垂直纸面向里的匀强磁场中，用绝缘细线将金属棒吊起，使其呈水平状态．已知金属棒长L=0.1m，质量m=0.05kg，棒中通有
I=10A的向右的电流，取g=10m/s1．
（1）若磁场的磁感应强度B=0.1T，求此时金属棒受到的安培力F的大小；
（1）若细线拉力恰好为零，求磁场的磁感应强度B的大小．
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
【解题分析】
当静电平衡时，金属球壳内壁感应出正电荷，外表面感应出负电荷，电场线分布如图所示
在A处电场线较密，在B处电场线较疏，C处场强为零，所以场强关系为
E A＞E B＞E C
根据顺着电场线方向电势降低，整个金属球壳C是一个等势体，表面是一个等势面，可知电势关系是
φB＞φC＞φA
故选D。

2、D
【解题分析】
A．在测量电压时，要将红表笔接在高电势点，保证电流从红接线柱流入多用电表，故A错误；
B．测量阻值不同的电阻时，只有改变了倍率，才需要重新调节欧姆调零旋钮，若测量阻值不同的电阻时，没有改变倍率，不需要重新调节欧姆调零旋钮，故B错误；C．在测量未知电阻时，估计阻值大小，选择一个合适的倍率即可，试测不合适可以改变倍率，没必要选择倍率最大的欧姆挡进行试测，故C错误；
D．在测量未知电流时，为保证电路安全，必须先选择量程最大的电流挡进行试测，故D正确。

故选D。

3、B
【解题分析】
三个电荷要平衡，三个电荷必须在同一条直线，外侧二个电荷相互排斥，中间电荷吸引外侧两个电荷，由于外侧两个电荷距离大，要平衡中间电荷的拉力，必须外侧电荷电量
大，中间电荷电量小，所以第三个电荷必须为正电，在B 的右侧。

A. 正电，在A 、B 之间。

与结论不符，故A 错误；
B. 正电，在B 点右侧。

与结论相符，故B 正确；
C. 负电，在B 点右侧。

与结论不符，故C 错误；
D. 负电，在A 点左侧。

与结论不符，故D 错误。

4、A
【解题分析】
AB ．上图是电流表的内接法测电阻，图中电压表示数大于x R 的两端电压，所以测量值 x A x A U U U R R R I I
+==>+真 A 正确，B 错误；
C ．内接法的误差是由于电流表的分压造成的，如果待测电阻值比电流表内阻越大，电流表分压作用越小，误差越小，C 错误；
D ．为了安全期间，以防超过电表量程，滑动变阻器开始要处于最右端，让分压最小，D 错误。

故选A 。

5、B
【解题分析】
A ．带电体看作点电荷的条件是当带电体的形状及大小对它们间相互作用力的影响可忽略时，这个带电体可看作点电荷，带电体能否看作点电荷是由研究问题的性质决定，故A 错误；
B ．元电荷为最小的电荷量，大小为：e =1.60×10-19
C ，一个电子或一个质子所带的电荷量为元电荷，选项B 正确；
C ．物体的带电量是元电荷的整数倍，4.0×10-19 C 不是1.60×10-19C 的整数倍，故C 错误；
D ．两个相距很近的带电球体，不一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理，故D 错误。

故选B 。

6、B
【解题分析】由于A 、B 两处电场线的疏密情况不能确定，所以不能判断A 、B 两点的场强大小，故A 错误．顺着电场线电势降低，则A 点的电势一定高于B 点的电势，选项B 正确；因OA 间的场强大小与AB 间的场强大小不能确定，虽然OA=AB 也不能判
断OA 与AB 间的电势差关系，选项C 错误；A 点电场强度方向沿OB 方向，垂直PQ 向上，选项D 错误；故选B.
点睛：常见电场的电场线分布及等势面的分布要求我们能熟练掌握，同时注意等量同号电荷形成电场的对称性．加强基础知识的学习，掌握住电场线的特点，即可解决本题．
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、AB
【解题分析】
运用安培定则判断电流产生的磁场方向，根据左手定则判断安培力方向.将选项逐一代入检验，选择符合题意的.
【题目详解】
A 、将a 、c 端接在电源正极，b 、d 端接在电源负极，根据安培定则可知，线圈产生的磁场方向向上，再根据左手定则可知MN 受到的安培力向外，则MN 垂直纸面向外运动，符合题意;故A 正确.
B 、将b 、d 端接在电源正极，a 、c 端接在电源负极，根据安培定则可知，线圈产生的磁场方向向下，再根据左手定则可知MN 受到的安培力向外，则MN 垂直纸面向外运动，符合题意;故B 正确.
C 、将a 、d 端接在电源正极，b 、c 端接在电源负极，根据安培定则可知，线圈产生的磁场方向向下，再根据左手定则可知MN 受到的安培力向里，则MN 垂直纸面向里运动，不符合题意;故C 错误.
D 、将b 、c 端接在电源正极，a 、d 端接在电源负极，根据安培定则可知，线圈产生的磁场方向向上，再根据左手定则可知MN 受到的安培力向里，则MN 垂直纸面向里运动，不符合题意;故D 错误.
故选AB.
【题目点拨】
本题考查了右手螺旋定则和左手定则的应用，要判断准电流方向和磁场方向. 8、AD
【解题分析】
由P =UI 可得电流为
6A 0.3A 20
P I U ===
线圈电阻发热功率为
22
==⨯=
P I r
0.320W 1.8W
热
机械功率为
=-=-=
6W 1.8W 4.2W
P P P
热
机
故选AD。

9、CD
【解题分析】当电源的输出功率最大时，外电路电阻等于内阻，即当R＝0时，电源输出功率最大；将R0等效为电源的内阻，则当R=R0+r，即当R＝4Ω时，R上的功率最大，选项C正确，AB错误；当R＝0时，电路中的总电流最大，根据P=I2R可知，此时r上的功率最大，R0上的功率也最大，选项D正确；故选CD.
点睛：此题关键是知道，但外电路电阻变化时，当内外电阻相等时，外电路的功率最大；当电流最大时内阻上的功率最大.
10、BD
【解题分析】
因为恰能沿直线飞出离子速度选择器，所以受力平衡，即．若改为电荷量－q的离子，依然沿直线飞出（因为电场力跟洛伦兹力均反向依然平衡），A错
若速度变为则2v0洛伦兹力大于电场力将往上偏，B对
平衡与电荷量以及电性无关，故C错
若速度变为v0将往下偏（因为洛伦兹力小于电场力），D对
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、向右偏
【解题分析】
（1）[1]电路图如图所示：
（2）[2]闭合开关时，穿过线圈的电流增大，则磁通量增大此时指针向右偏，那么当合
上开关后线圈A 迅速插入线圈B 中时，穿过线圈的磁通量也是增大的，所以也应该向右偏．
12、 1.46 0.8
【解题分析】
()1 当滑动变阻器在阻值较大的范围内调节时，电压表读数变化很小，由此可知外电路电阻较大，即电源内阻太小，可以用定值电阻与电源串联组成等效电源，电压表测路端电压，电流表测电路电流，实验电路图如图所示：
()2由闭合电路欧姆定律可知，()0E U I R r =++，即()0U E I R r =-+；由图示电源U I -图象可知，图象与纵轴交点坐标值为1.46，则电源电动势 1.46E V =，图像斜率0 1.46 1.0 2.32.0
U k r R I -=+==Ω=Ω，则电源内阻0 2.3 1.50.8r k R =-=Ω-Ω=Ω
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）2qQ k L （12gR （322229qQ k m g L ⎛⎫+ ⎪⎝⎭
【解题分析】
（1）设小球在圆弧形管道最低点B 处分别受到+Q 和-Q 的库仑力分别为F 1和F 1．则122
qQ F F k L ＝＝① 小球沿水平方向受到的电场力为F 1和F 1的合力F ，由平行四边形定则得F=1F 1cos60° ② 联立①②得2qQ F k
L ＝③ （1）管道所在的竖直平面是+Q 和-Q 形成的合电场的一个等势面，小球在管道中运动时，小球受到的电场力和管道对它的弹力都不做功，只有重力对小球做功，小球的机械
能守恒，有mgR ＝
12
mv C 1−0 ④
解得C v （3）设在B 点管道对小球沿竖直方向的压力的分力为N By ，在竖直方向对小球应用牛顿第二定律得2B By v N mg m R
-＝⑥ v B =v C ⑦
联立⑤⑥⑦解得N By =3mg ⑧
设在B 点管道对小球在水平方向的压力的分力为N Bx ，则2Bx qQ N F k L ＝＝⑨ 圆弧形管道最低点B
处对小球的压力大小为
B N ．⑩ 由牛顿第三定律可得小球对圆弧管道最低点B
的压力大小为B B N N '＝ 14、 (1)724
(2)7cm 【解题分析】
(1) 在加速电场中，由动能定理可得：
21012
eU mv = 解得：
0v =
又： 210
y eU L v at mdv == 电子离开偏转电场时的偏转角θ的正切值：
2212011686107tan θ2231057624
y
v U L v dU --⨯⨯====⨯⨯⨯ (2) 电子刚出偏转电场时的侧位移为：
22211124U L y at U d ==
由图示可知：
2tanθ
PM L
=
OP PM y
=+
解得：
7cm
OP=
所以电子打到荧光屏上的位置P偏离屏中心O的距离为7 cm.
15、 (1) 0.1 N；(1)0.5 T；
【解题分析】
试题分析：（1）根据F=BIL，则F=0.1×10×0.1J=0.1N
根据左手定则，导线所受安培力方向垂直于导线竖直向上（1）当细线拉力恰好为零，mg=BIL，则B=mg/BIL=0.5T
考点：本题考查安培力的计算．。