河北省衡水市安平中学2024届物理高二上期中教学质量检测模拟试题含解析

河北省衡水市安平中学2024届物理高二上期中教学质量检测模
拟试题
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。

2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。

回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。

3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

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，实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹．粒子先经过M点，再经过N点．下列判断正确的是
A．该粒子带负电
B．粒子在M点的速度大于N点的速度
C．粒子在M点的加速度大于N点的加速度
D．粒子在M点的电势能大于N点的电势能
2、一根长为L，横截面积为S的金属棒，棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量为e。

在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流I，则自由电子定向运动的平均速率为
A．neSLm B．
IL
neS
C．
I
neS
D．
m
nel
3、如图所示,虚线为静电场中的等势面1、2、3、4,相邻的等势面之间的电势差相等,其中等势面3的电势为0.—带正电的点电荷在静电力的作用下运动,经过a、b点时的动能分别为26eV和2eV.当这一点电荷运动到某一位置,其电势能变为-8eV,它的动能应为( )
A ．8eV
B ．18eV
C ．24eV
D ．20eV
4、图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T 的原、副线圈匝数分别为n 1、n 2 ．在T 的原线圈两端接入一电压sin m u U t ω=的交流电源，若输送电功率为P ，输电线的总电阻为2r ，不考虑其它因素的影响，则输电线上损失的电功率为( )
A ．212()4m
U n n r
B ．221()4m
U n n r
C ．22
124(
)()m
n P r n U D ．22
214(
)()m
n P r n U 5、我国神州系列飞船顺利飞天，极大地振奋了民族精神。

飞船在轨道上正常运行时，若宇航员出舱且相对飞船静止，则 A ．航员处于平衡状态 B ．宇航员不受任何力的作用 C ．飞船的加速度不为零
D ．飞船飞行的高度将降低
6、如图为某示波管内的聚焦电场，实线和虚线分别表示电场线和等势线则( )
A ．场强E a >E b ，E b <E c
B ．电势φa >φb ，φc >φb
C ．沿cba 路径移动质子与电子，电荷的电势能改变是一样的
D ．沿bc 方向直线射入的电子一定做直线运动
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、关于多用电表及其使用，下列说法中正确的是
A ．拿到多用电表时指针未指在刻度最左端，应先用欧姆调零旋钮调零
B．测直流电压时，其红表笔接高电势处
C．测电路中某个电阻的阻值时，要将该电阻与其它元件断开
D．换测另一个电阻时都必须重新调零
8、如图所示，用一端拴有钢球的细绳做“感受向心力”的实验．抡动细绳使钢球在光滑水平台面上做圆周运动，则（）
A．绳对钢球的拉力提供向心力
B．桌面对钢球的支持力提供向心力
C．只减小钢球的绕行速度，绳的拉力将减小
D．松手后钢球仍能维持圆周运动
9、如图，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r．将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表
V、、
1V2V3
示数变化量的绝对值分别为
∆∆∆
、、
V1V2V3
，理想电流表A示数变化量的绝对值I∆，则
A．A的示数增大
B．
2
V的示数增大
∆与I∆的比值大于r C．V3
D．
∆大于
V
1
∆
V
2
10、用一束绿光照射某金属，能产生光电效应，现在把入射光的条件改变，再照射这种金属，下列说法正确的是
A．把这束绿光遮住一半，则可能不产生光电效应
B．把这束绿光遮住一半，则逸出的光电子数将减少
C．若改用一束红光照射，则可能不产生光电效应
D．若改用一束蓝光照射，则逸出光电子的最大初动能将增大
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）如图所示是“探究影响通电导线受力的因素”的装置图。

实验时，先保持导线通电部分的长度不变，改变电流的大小；然后保持电流不变，改变导线通电部分的长度。

每次导体棒在场内同一位置平衡时，悬线与竖直方向的夹角为θ。

对该实验：
（1）下列说法正确的是___________
A．该实验探究了电流大小以及磁感应强度大小对安培力的影响
B．该实验探究了磁感应强度大小以及通电导体棒对安培力的影响
C．若想增大θ，可以把磁铁的N级和S级对调
D．若想减小θ，可以把接入电路的导体棒从1、4换成2、3两端
（2）若把电流为I，且接通2、3时，导体棒受到的安培力记为F1，当电流减半且接通1、4时，导体棒受到的安培力为__________________。

12．（12分）用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关。

(1)本实验采用的科学方法是________。

A．控制变量法B．累积法
C．微元法D．放大法
(2)通过本实验可以得到的结果是________。

A．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比
B．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与线速度的大小成正比
C．在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比
D．在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比
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）如图所示导热汽缸固定在水平地面上，用质量为M 的光滑的活塞Q 封闭了一定质量热力学温度为T 1的理想气体。

一不可伸长的细绳绕过定滑轮，一端拴住活塞，另一端栓着质量为m 的重物。

已知大气压强为P 0，活塞的位置离底部距离为H ,活塞的截面积为S 。

最初整个系统处于静止状态，(滑轮质量、滑轮轴上的摩擦和空气阻力均不计)求：
(1)剪断细绳当系统再次稳定时,活塞的位置离底部的距离h ；
(2)再次稳定后，对汽缸加热，使活塞再次回到最初的位置，此时气体的温度T 2。

14．（16分）如图，在某装置中有一匀强磁场，磁感应强度为B ，方向垂直于Oxy 所在的纸面向外。

某时刻在0x l =、0y =处，一质子沿y 轴的负方向进入磁场；同一时刻，在0x l =-、0y =处，一个α粒子进入磁场，速度方向与磁场垂直。

不考虑质子与α粒子的相互作用。

质子的质量为m ，电荷量为e 。

α粒子的质量是质子质量4倍，电荷量是质子电荷量的2倍。

求：
(1)质子从0x l =处出发恰好经过坐标原点O ，它的速度为多大？ (2)质子从0x l =处第一次到达坐标原点O 处的时间为多少？
(3)如果α粒子与质子经最短时间在坐标原点相遇，
α粒子的速度应为何值？方向如何？
15．（12分）利用电动机通过如图所示的电路提升重物，已知电源电动势6E V =，电源内阻1r =Ω，电阻3R =Ω，重物质量0.10m kg =，当将重物固定时，理想电压表的示数为5V ，当重物不固定，且电动机最后以稳定的速度匀速提升重物时，电压表的示数为5.5V ，(不计摩擦，g 取2
10/).m s 求：
()1串联入电路的电动机内阻为多大？ ()2重物匀速上升时的速度大小．
()3匀速提升重物3m 需要消耗电源多少能量？
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】
A 、带电粒子的轨迹向下弯曲,则带电粒子所受的电场力沿电场线切线向下,则知带电粒子带正电,故A 错误.
B 、从M 到N ，电场力做正功,动能增大,速度也增大,故带电粒子在M 点的速度小于在N 点的速度.故B 错误.
C 、电场线的疏密表示场强大小,由图知粒子在M 点的场强小于N 点的场强,在M 点的加速度小于N 点的加速度.故C 错误.
D 、电场力做正功,电势能减小.所以D 选项是正确的. 故选D 【题目点拨】
带电粒子的轨迹向下弯曲,则带电粒子所受的电场力沿电场线切线向下,则知带电粒子带正电,由电场线的疏密可判断场强的大小,再判断电场力的大小.由带电粒子的轨迹可判
定电场力的方向,确定电场力做功情况,分析电势能和动能的变化,再分析速度的变化.带电粒子的动能和电势能总和守恒. 2、C 【解题分析】
由电流的微观表达式I nevS =可得，自由电子定向运动的平均速率为
I v neS
=
故C 正确。

3、B 【解题分析】
由题，电荷经过a 、b 点时的动能分别为26eV 和2eV ，动能减小为24eV ，而相邻的等势面之间的电势差相等，电荷在相邻等势面间运动时电场力做功相等，电势能变化量相等，则电荷从3等势面到4等势面时，动能减小8eV ，电势能增大，等势面3的电势为0，电荷经过b 时电势能为8eV ，又由题，电荷经b 点时的动能为2eV ，所以电荷的总能量为：
p k E E E =+=8eV+2eV=10eV
其电势能变为-8eV 时，根据能量守恒定律得到，动能应为18eV ，故选B 。

4、C 【解题分析】
加在原线圈上的电压1U =
1122 U n U n ＝
，所以：
2U 根据P
I U
=
，输电线上的电流2P I U =，输电线上消耗的功率
222
1224
m
n P P I r r n U 耗（）（）=⋅=．故C 正确，ABD 错误．故选C ． 5、C 【解题分析】
A.宇航员出舱后相对于飞船静止不动，与飞船一起绕地球做圆周运动，处于非平衡状态。

故A 错误；
B.宇航员出舱后仍受到地球的万有引力。

故B 错误；
C.宇航员出舱后与飞船一起绕地球做圆周运动，加速度不是零。

故C 正确；
D.宇航员出舱后与飞船一起绕地球做圆周运动，飞船飞行的高度不变。

故D 错误； 6、D
【解题分析】根据电场线的疏密表示电场强度的相对大小，可知E a ＞E b ＞E c ，故A 错误；沿着电场线方向电势是降低的，同一等势面上各点的电势相等，则知c b a ϕϕϕ=＞，故B 错误；沿cba 路径移动质子与电子，根据公式W =qU ，知由于电子与质子的电性相反，电场力对质子做正功，质子的电势能减小，对电子做负功，电子的电势能增大，故C 错误；沿bc 方向直线射入的电子，所受的电场力沿cb 方向，电子做直线运动，故D 正确。

所以D 正确，ABC 错误。

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、BC 【解题分析】
A. 任何电表使用前都要机械调零而不是欧姆调零，故A 误；
B. 测电压时，其红表笔接高电势处，因为电流要从红表笔流入，故B 正确；
C. 测电路中某个电阻的阻值时，一定要将该电阻与其它元件断开，避免测量出现较大误差，故C 正确；
D. 当测量电阻时，没有换挡位时，不需要进行欧姆调零，故D 错误。

8、AC 【解题分析】
钢球在光滑水平台面上做圆周运动时，钢球受绳子的拉力、重力和桌面的支持力，其中绳对钢球的拉力提供向心力，桌面对钢球的支持力与重力平衡；选项A 正确，B 错误；只减小钢球的绕行速度，需要的向心力减小，则绳的拉力将减小，选项C 正确；松手后钢球所受的向心力消失，则球不能维持圆周运动而将做直线运动，选项D 错误；故选AC. 9、ACD 【解题分析】
A ．滑动变阻器的滑片向下滑动，导致滑动变阻器阻值变小，由于电压表断路，定值电阻和滑动变阻器为串联，滑动变阻器阻值变小，总电阻变小，电源电动势不变，总电流变大，即电流表示数变大，选项A 对；
B ．电压表1V 测量定值电阻R 的电压，电阻不变，总电流变大，所以电压变大即1V 示
数增大．电压表2V 测量定值电阻和滑动变阻器总电压即路端电压，示数变小，选项B 错；
D ．电压表3V 测量滑动变阻器电压，设电流增加量为I ∆，则根据1V I R ∆=∆⨯，
2V I r ∆=∆⨯，所以12V V ∆>∆，选项D 对；
C ．电压表3V 的变化量3()V I r R ∆=∆⨯+，所以3
()V r R r I
∆=+>∆，选项C 对． 10、BCD 【解题分析】
能否发生光电效应与入射光的强度无关，只由入射光的频率决定，A 错；将光遮住一半则光强减弱，逸出的光电子的数目减少，B 正确；改用红光照射则光的频率降低，有可能低于截至频率，不发生光电效应，C 正确；光电子的最大初动能，蓝光
的频率更大；可知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、D
13
2
F 【解题分析】
（1）[1]．AB ．该实验探究了导体棒通长度和电流大小对安培力的影响，故AB 错误； C ．把磁铁的N 极和S 极对调，不改变B 的大小，故F 不变，故C 错误；
D ．把接入电路的导体棒从1、4两端换成2、3两端，L 减小，故安培力F 减小，则θ减小，故D 正确； 故选D 。

（2）[2]．若把电流为I 且接通2、3时，导体棒受到的安培力记为F 1；则当电流减半且接通1、4时，导体棒的安培力为
133
3222
I F B L BIL F '=⨯⨯==
12、A C 【解题分析】
(1)[1]探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关，控制其他量不变，只改变其中的一个变量，看向心力与该变量的关系，故采用的是控制变量法，故A 正确BCD 错误。

故选A 。

(2)[2]AB ． 在质量和半径一定的情况下
2
2v F m mr r
ω==
向心力的大小与角速度的平方成正比，与线速度的平方成正比，故AB 错误； C ． 在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比，故C 正确； D ． 在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成正比，故D 错误。

故选C 。

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) 00()p S Mg mg H h p S Mg +-=
+ (2) 01
20()()p S Mg T T p S M m g
+=+-
【解题分析】
(1)初态稳定时活塞处于平衡状态 由受力平衡得:
10mg p S p S Mg +=+
解得:
10()M m g p p S -=+
剪断再次稳定后活塞处于平衡状态 由受力平衡得:
20Mg
p p S
=+
从第一个稳定状态到第二个稳定状态经历了等温过程 由玻意耳定律: 1122pV p V =
可得:
00()()()M m g Mg P HS P hS S S -⎡⎤⎛⎫+⋅=+⋅ ⎪⎢⎥⎣⎦⎝
⎭ 计算得:
()00p S Mg mg H
h p S Mg
+-=
+
(2)从第一个稳定状态到第三个稳定状态经历了等容过程 由查理定律:
31
13
P P T T = 23P P =
可得:
0012
()M m g Mg P P S S T T -++= 计算得:
()01
20()P S Mg T T P S M m g +=+-
14、 (1)02eBl v m =；(2)πm t eB =；
(3)'04v m
=，方向与x 轴的正方向成45︒角 【解题分析】
(1)质子从x =l 0处出发恰好经过坐标原点O ，知质子的轨道半径
012
l r = 根据
2
v evB m r
= 解得
012eBl eBr v m m
== (2)质子在磁场中运动的周期2π=
m T qB ，则质子到达坐标原点O 处的时间 π2T m t eB
== (3)α粒子的周期 '2π44π2m m T eB eB ⋅=
= 周期是质子周期的2倍，如果α粒子与质子经最短时间在坐标原点相遇，可知α粒子运动的时间为四分之一个周期，即圆弧对应的圆心角为90度，根据几何关系知，α粒子的速度方向与x 轴正方向成45︒，根据几何关系知，α粒子的轨道半径
202
r =
根据 2
v evB m r
= 可得
'
242mv r eB
= 解得
'024Bel v m
=
15、（1）2Ω；（2）1.5/m s （3）6J
【解题分析】
根据闭合电路欧姆定律求出电路中的电流和电动机输入电压.电动机消耗的电功率等于输出的机械功率和发热功率之和，根据能量转化和守恒定律列方程求解重物匀速上升时的速度大小，根据W EIt =求解匀速提升重物3m 需要消耗电源的能量．
【题目详解】
()1由题，电源电动势6E V =，电源内阻1r =Ω，当将重物固定时，电压表的示数为5V ，则根据闭合电路欧姆定律得
电路中电流为6511
E U I A r --=
== 电动机的电阻51321M U IR R I --⨯==Ω=Ω ()2当重物匀速上升时，电压表的示数为 5.5U V =，电路中电流为''0.5E U I A r -== 电动机两端的电压为()()'60.5314M U E I R r V V =-+=-⨯+=
故电动机的输入功率'40.52M P U I W ==⨯=
根据能量转化和守恒定律得
2''M U I mgv I R =+
代入解得， 1.5/v m s =
()3匀速提升重物3m 所需要的时间321.5
h t s v
===， 则消耗的电能'60.526W EI t J ==⨯⨯=
【题目点拨】
.对于电动机电路，不转动时，是纯本题是欧姆定律与能量转化与守恒定律的综合应用
电阻电路，欧姆定律成立；当电动机正常工作时，其电路是非纯电阻电路，欧姆定律不
成立．。