静海一中2023-2024第一学期高二物理（12月）
学生学业能力调研试卷
本试卷分第Ⅰ卷基础题（75分）和第Ⅱ卷提高题（22分）两部分，共97分。3分卷面分。
第Ⅰ卷 基础题（共75分）
一、单项选择题: 每小题5分，共25分。
1. 一太阳能电池板，测得它开路电压800mV，短路电流40mA。若将该电池板与一阻值为60Ω电阻连成一闭合电路，它路端电压（ ）
A. 0.20V B. 0.40V C. 0.60V D. 0.75V
2. 若在2s内共有个2价正离子和个1价负离子同时向相反方向定向移动通过某截面，那么通过这个截面的电流是（取）（ ）
A. 1.5A B. 6.4A C. 4.8A D. 3A
3. 如图所示，水平桌面上放条形磁铁，磁铁N极上方吊着导线与磁铁垂直，导线中通入向纸内的电流，则产生的情况是（ ）
A. 弹簧的弹力变小
B. 弹簧可能被压缩
C. 条形磁铁对桌面压力变大
D. 条形磁铁对桌面的摩擦力向左
4. 平行金属板中带电质点P原来处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路影响，当滑变R4滑片向b端移动时，则（ ）
A. 电压表和电流表的读数都增大
B. 电源的效率逐渐增大
C. 质点P将向下运动
D. R3上消耗的功率逐渐增大
5. 某同学在研究微型直流电动机性能时，采用如图所示的实验电路。闭合开关，并调节滑动变阻器R的阻值，使电动机不转动，此时电流表和电压表的示数分别为I1和U1；重新调节R的阻值，使电动机正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为I2和U2。则下列说法不正确的是（电表均可视为理想电表）（ ）
A. 电源的内阻为
B. 这台电动机的线圈电阻为
C. 这台电动机正常运转时线圈的发热功率为
D. 这台电动机正常运转时的输出功率为
二、多项选择题：每小题5分，共15分。
6. 在两平行金属板间，有如图所示的互相正交的匀强电场和匀强磁场。α粒子以速度从两板的正中央向右垂直于电场方向和磁场方向射入时，恰好能沿直线匀速通过。则下列说法正确的是（ ）
A. 若质子以速度从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向向右射入时，质子可能向下偏
B. 若电子以速度从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向向右射入时，电子将不偏转
C. 若质子以大于的速度，沿垂直于电场方向和磁场方向从两板正中央向右射入时，质子将向下偏转
D. 若增大匀强磁场的磁感应强度，其他条件不变，电子以速度沿垂直于电场和磁场的方向，从两板正中央向右射入时，电子将向下偏转
7. 如图所示，在Oxy平面的第一象限内存在方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B的匀强磁场。一带电粒子从y轴上的M点射入磁场，速度方向与y轴正方向的夹角。粒子经过磁场偏转后在N点（图中未画出）垂直穿过x轴。已知，粒子电荷量为q，质量为m，重力不计。则（ ）
A 粒子带负电荷
B. 粒子速度大小为
C. 粒子在磁场中运动的轨道半径为
D. N与O点相距
8. 如图，一位于P点左侧的固定正电荷产生的电场中，同一个正电荷q两次以大小相同、方向不同的初速度从P点出发，分别抵达M点，N点，且q在M，N点时速度大小也一样，则下列说法正确的有（ ）
A P点电势大于M B. M点电势大于N
C. q从P到M一直做减速运动 D. M、N两点处电场强度大小相同
三、填空题：每空2分，共20分。
9. 某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻。
（1）用螺旋测微器测量其直径如图1，由图可知其直径为________；
（2）（规律总结）某同学采用多用电表测量电阻时，总结并采用了如下方法：
①用多用电表粗测：用如图2所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关和两个部件S、T请根据下列步骤完成电阻测量：（把部件符号填入空中）
A．旋动部件________，使指针对准电流表的“”刻线。
B．该同学选择倍率，将旋转到电阻挡“”的位置。
C．将插入“+”“-”插孔的红黑表笔短接，旋动部件________，使指针对准表盘右端电阻的“刻线”。
D．测量时，发现指针偏转角度太大，为了较准确地进行测量，应该选择________倍率（选填“”、“”、“”），并重新欧姆调零，正确操作测量并读数，若这时刻度盘上的指针位置如图2中实线所示，测量结果是________。
10. 实验小组测量某型号电池的电动势和内阻。用电流表、电压表、滑动变阻器、待测电池等器材组成如图1所示实验电路，由测得的实验数据绘制成的图像如图2所示。
（1）图1的电路图为下图中的__________。（选填“A”或“B”）
（2）如果实验中所用电表均视为理想电表，根据图2得到该电池电动势__________V，内阻__________。
（3）实验后进行反思，发现上述实验方案存在系统误差。若考虑到电表内阻的影响，对测得的实验数据进行修正，在图2中重新绘制图线，与原图线比较，新绘制的图线与横坐标轴交点的数值将__________，与纵坐标轴交点的数值将__________。（两空均选填“变大”“变小”或“不变”）
四、辨析题（每小题2分，共6分）
11. 关于多用电表的原理和使用，判断是否正确，对的表明√，不对的表明×，不对的改正。
（1）测量电阻时，如果红、黑表笔分别插负、正插孔，测量结果将偏大。______
（2）欧姆表的工作原理是闭合电路的欧姆定律。_______
（3）使用欧姆表测电阻时，每换一次电阻都必须重新进行欧姆调零。_______
五、解答题：(本大题共1小题，共9分)
12. 如图所示，水平放置的两导轨P、Q间的距离L=0.5 m，垂直于导轨平面的竖直向上的匀强磁场的磁感应强度B=2T，垂直于导轨放置的ab棒的质量m=1kg，系在ab棒中点的水平绳跨过定滑轮与重力G=3 N的物块相连。已知ab棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.2，电源的电动势E=10V、内阻r=0.1Ω，导轨的电阻及ab棒的电阻均不计。要想ab棒处于静止状态，求：
（1）R应在哪个范围内取值？（g取10 m/s2）
（2）关键环节：ab恰好静止的条件是什么？
第Ⅱ卷 提高题（共22分）
13. 示波管的示意图如下，竖直偏转电极的极板长L=4.0cm，两板间距离d=1.0cm，两板间电压U=144V。极板右端与荧光屏的距离S=18cm。由阴极发出的电子经电压U0=2880V的电场加速后，以速度v0沿中心线进入竖直偏转电场。（已知电子电荷量e=1.6×10-19C，质量m=9×10-31kg且电子所受重力及电子之间的相互作用力均可忽略不计。）求：
(1)电子飞入偏转电场时的速度v0；
(2)电子打在荧光屏上距中心点的距离Y。
14. 工业上常用磁偏转电子蒸发源实现镀膜工艺，是利用高能电子束轰击膜材使其熔化蒸发实现蒸镀，因电子束的运行轨迹呈“e”形，又被称作“e”形枪。其工作原理可简化为如图所示：灯丝在电源加热后逸出电子（初速度不计），进入高压加速电场区域，之后从M点沿水平向右方向进入匀强磁场区域，经磁场向上偏转后轰击坩埚（图中凹形区域）中的膜材使其熔化蒸发。已知电子的质量为m、电量为，图中，坩埚深度可忽略不计。
（1）当加速电压为U时，电子在磁场中恰好偏转后垂直击中坩埚右边缘A点，求磁场的磁感应强度B的大小；
（2）保持（1）问中的磁感应强度不变，改变加速电压，电子束轰击坩埚中的B点，求此时加速电压。
静海一中2023-2024第一学期高二物理（12月）
学生学业能力调研试卷
本试卷分第Ⅰ卷基础题（75分）和第Ⅱ卷提高题（22分）两部分，共97分。3分卷面分。
第Ⅰ卷 基础题（共75分）
一、单项选择题: 每小题5分，共25分。
1. 一太阳能电池板，测得它开路电压800mV，短路电流40mA。若将该电池板与一阻值为60Ω电阻连成一闭合电路，它路端电压（ ）
A. 0.20V B. 0.40V C. 0.60V D. 0.75V
【答案】C
【解析】
【详解】依题意，有
由闭合电路欧姆定律，可得
又
联立，解得
故选C。
2. 若在2s内共有个2价正离子和个1价负离子同时向相反方向定向移动通过某截面，那么通过这个截面的电流是（取）（ ）
A. 1.5A B. 6.4A C. 4.8A D. 3A
【答案】B
【解析】
【详解】根据电流定义式
B正确。
故选B。
3. 如图所示，水平桌面上放条形磁铁，磁铁N极上方吊着导线与磁铁垂直，导线中通入向纸内的电流，则产生的情况是（ ）
A. 弹簧的弹力变小
B. 弹簧可能被压缩
C. 条形磁铁对桌面压力变大
D. 条形磁铁对桌面的摩擦力向左
【答案】D
【解析】
【详解】AB．以导线为研究对象，导线所在位置的磁场方向斜上右上方，导线中电流方向向里，由左手定则可知，导线所受安培力的方向斜向右下，弹簧拉力变大，AB错误；
CD．由牛顿第三定律可得，条形磁铁受到左上方的作用力，所以条形磁铁对桌面压力减小，条形磁铁对桌面的摩擦力向左，C错误，D正确。
故选D。
4. 平行金属板中带电质点P原来处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路影响，当滑变R4滑片向b端移动时，则（ ）
A. 电压表和电流表的读数都增大
B. 电源的效率逐渐增大
C. 质点P将向下运动
D. R3上消耗的功率逐渐增大
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图可知，与滑动变阻器串联后，与并联后，再与串连接在电源两端，电容器与并联，当滑片向b移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知电流增大，路端电压减小，两端的电压增大，故并联部分的电压减小，由欧姆定律，可知流过的电流减小，则流过并联右边支路的电流增大，故电流表示数变大；因并联部分电压减小，而中电压增大，故电压表示数减小，故A错误；
B．电源的效率为
因外电路的总电阻减小，则电源的效率变小，故B错误；
C．因电容器两端电压减小，故电荷受到的向上电场力减小，则重力大于电场力，电荷向下运动，故C正确；
D．因并联部分电压减小，根据可知，R3上消耗的功率逐渐减小，故D错误。
故选C。
5. 某同学在研究微型直流电动机的性能时，采用如图所示的实验电路。闭合开关，并调节滑动变阻器R的阻值，使电动机不转动，此时电流表和电压表的示数分别为I1和U1；重新调节R的阻值，使电动机正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为I2和U2。则下列说法不正确的是（电表均可视为理想电表）（ ）
A. 电源的内阻为
B. 这台电动机的线圈电阻为
C. 这台电动机正常运转时线圈的发热功率为
D. 这台电动机正常运转时输出功率为
【答案】A
【解析】
【详解】A．若滑动变阻器的阻值R恒定不变，则根据闭合电路欧姆定律可知
解得
由于滑动变阻器的阻值变化，所以电源内阻不等于，故A错误；
B．电动机不转动时满足欧姆定律，电动机的线圈电阻为
故B正确；
C．电动机正常转动时的发热功率为
故C正确；
D．这台电动机正常运转时输入功率为
所以输出功率为
故D正确。
本题选择错误选项，故选A。
二、多项选择题：每小题5分，共15分。
6. 在两平行金属板间，有如图所示的互相正交的匀强电场和匀强磁场。α粒子以速度从两板的正中央向右垂直于电场方向和磁场方向射入时，恰好能沿直线匀速通过。则下列说法正确的是（ ）
A. 若质子以速度从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向向右射入时，质子可能向下偏
B. 若电子以速度从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向向右射入时，电子将不偏转
C. 若质子以大于的速度，沿垂直于电场方向和磁场方向从两板正中央向右射入时，质子将向下偏转
D. 若增大匀强磁场的磁感应强度，其他条件不变，电子以速度沿垂直于电场和磁场的方向，从两板正中央向右射入时，电子将向下偏转
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．设带电粒子的质量为m，电荷量为q，匀强电场的电场强度为E，匀强磁场的磁感应强度为B，带电粒子以速度垂直射入互相正交的匀强电场和匀强磁场中时，若粒子带正电荷，则所受静电力方向向下，大小为，所受洛伦兹力方向向上，大小为。沿直线匀速通过时，显然有
可得
即带电粒子沿直线匀速通过互相正交的匀强电场和匀强磁场时，带电粒子的速度与其质量、电荷量无关。若粒子带负电荷，则所受静电力方向向上，洛伦兹力方向向下，上述结论仍然成立。故质子、电子以速度从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向向右射入时，质子、电子均不偏转，故A错误，B正确；
C．若质子以大于的速度，沿垂直于电场方向和磁场方向从两板正中央向右射入时，质子受到的洛伦兹力大于静电力，质子带正电荷，将向上偏转，故C错误；
D．若增大匀强磁场的磁感应强度，其他条件不变，电子以速度沿垂直于电场和磁场的方向，从两板正中央向右射入时，电子所受洛伦兹力增大，电子带负电荷，所受洛伦兹力方向向下，将向下偏转，故D正确。
故选BD。
7. 如图所示，在Oxy平面第一象限内存在方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B的匀强磁场。一带电粒子从y轴上的M点射入磁场，速度方向与y轴正方向的夹角。粒子经过磁场偏转后在N点（图中未画出）垂直穿过x轴。已知，粒子电荷量为q，质量为m，重力不计。则（ ）
A. 粒子带负电荷
B. 粒子速度大小为
C. 粒子在磁场中运动的轨道半径为
D N与O点相距
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．粒子向下偏转，根据左手定则判断可知粒子带负电，故A正确；
BC．粒子运动的轨迹如图
由于速度方向与轴正方向的夹角，根据几何关系可知
则粒子运动的轨道半径为
带电粒子在磁场中做圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力，有
解得
故B错误，C正确；
D．与点的距离为
故D正确。
故选ACD。
8. 如图，一位于P点左侧的固定正电荷产生的电场中，同一个正电荷q两次以大小相同、方向不同的初速度从P点出发，分别抵达M点，N点，且q在M，N点时速度大小也一样，则下列说法正确的有（ ）
A. P点电势大于M B. M点电势大于N
C. q从P到M一直做减速运动 D. M、N两点处电场强度大小相同
【答案】AD
【解析】
【详解】ABC．由题意知，同一个正电荷q两次以大小相同、方向不同的初速度从P点出发，分别抵达M点与N点，且q在M，N点时速度大小也一样，由动能定理可知M、N两点的电势相同， M、N 两点位于以场源电荷为圆心的同一圆周上，由于场源点荷在P点左侧，所以P点电势高于M点电势，q从P到M做加速运动，故BC错误，A正确；
D．根据以上分析可知，M、N两点在同一等势面上，且该电场是固定正电荷产生的电场，则说明M、N到固定正电荷的距离相等，由点电荷的场强公式可知M、N两点处电场强度大小相同，故D正确。
故选AD。
三、填空题：每空2分，共20分。
9. 某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻。
（1）用螺旋测微器测量其直径如图1，由图可知其直径为________；
（2）（规律总结）某同学采用多用电表测量电阻时，总结并采用了如下方法：
①用多用电表粗测：用如图2所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关和两个部件S、T请根据下列步骤完成电阻测量：（把部件符号填入空中）
A．旋动部件________，使指针对准电流表的“”刻线。
B．该同学选择倍率，将旋转到电阻挡“”的位置。
C．将插入“+”“-”插孔的红黑表笔短接，旋动部件________，使指针对准表盘右端电阻的“刻线”。
D．测量时，发现指针偏转角度太大，为了较准确地进行测量，应该选择________倍率（选填“”、“”、“”），并重新欧姆调零，正确操作测量并读数，若这时刻度盘上的指针位置如图2中实线所示，测量结果是________。
【答案】 ①. 2.148##2.149##2.150##2.151##2.152 ②. S ③. T ④. ⑤. 6
【解析】
【详解】（1）[1]用螺旋测微器测量其直径为2mm+0.01mm×15.0=2.150mm；
（2）①[2]A．旋动部件S，使指针对准电流表的“”刻线。
B．该同学选择倍率，将旋转到电阻挡“”的位置。
[3]C．将插入“+”“-”插孔的红黑表笔短接，旋动欧姆调零旋钮，即部件T，使指针对准表盘右端电阻的“刻线”。
[4][5]D．测量时，发现指针偏转角度太大，说明倍率档选择过高，则为了较准确地进行测量，应该选择“”倍率，并重新欧姆调零，正确操作测量并读数，若这时刻度盘上的指针位置如图2中实线所示，测量结果是6Ω。
10. 实验小组测量某型号电池的电动势和内阻。用电流表、电压表、滑动变阻器、待测电池等器材组成如图1所示实验电路，由测得的实验数据绘制成的图像如图2所示。
（1）图1的电路图为下图中的__________。（选填“A”或“B”）
（2）如果实验中所用电表均视为理想电表，根据图2得到该电池的电动势__________V，内阻__________。
（3）实验后进行反思，发现上述实验方案存在系统误差。若考虑到电表内阻的影响，对测得的实验数据进行修正，在图2中重新绘制图线，与原图线比较，新绘制的图线与横坐标轴交点的数值将__________，与纵坐标轴交点的数值将__________。（两空均选填“变大”“变小”或“不变”）
【答案】 ①. B ②. 4.5 ③. 1.8 ④. 不变 ⑤. 变大
【解析】
【详解】（1）[1]通过观察实物图可知电压表接在电源两端，故电路图为B；
（2）[2][3]根据闭合电路欧姆定律
有
则图线在纵轴上的截距表示电池的电动势E，斜率是电池的内阻r，根据图像可知，纵轴截距为4.5，横轴截距为2.5，结合上述分析可知电池电动势；内阻
（3）[4][5]分析测量电路可知系统误差的来源是电压表的分流作用，使得电流表的示数小于流过电池的电流，考虑电压表内阻的影响，流过电压表的电流为
可知流过电池的电流为
，
因电压表内阻不变，随着电压值减小，电压表电流减小，当电压值趋于0时，I趋于，在图2中重新绘制的图线如图所示
故新绘制的图线与横坐标轴交点的数值将不变，与纵坐标轴交点的数值将变大。
四、辨析题（每小题2分，共6分）
11. 关于多用电表的原理和使用，判断是否正确，对的表明√，不对的表明×，不对的改正。
（1）测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，测量结果将偏大。______
（2）欧姆表工作原理是闭合电路的欧姆定律。_______
（3）使用欧姆表测电阻时，每换一次电阻都必须重新进行欧姆调零。_______
【答案】 ①. × ②. √ ③. ×
【解析】
【详解】（1）测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，对测量结果无影响，故错误；
（2）欧姆表的工作原理是闭合电路的欧姆定律，故正确；
（3）使用欧姆表测电阻时，每换一次倍率才需要重新进行欧姆调零，每换一次电阻不需要重新欧姆调零，故错误。
五、解答题：(本大题共1小题，共9分)
12. 如图所示，水平放置的两导轨P、Q间的距离L=0.5 m，垂直于导轨平面的竖直向上的匀强磁场的磁感应强度B=2T，垂直于导轨放置的ab棒的质量m=1kg，系在ab棒中点的水平绳跨过定滑轮与重力G=3 N的物块相连。已知ab棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.2，电源的电动势E=10V、内阻r=0.1Ω，导轨的电阻及ab棒的电阻均不计。要想ab棒处于静止状态，求：
（1）R应在哪个范围内取值？（g取10 m/s2）
（2）关键环节：ab恰好静止的条件是什么？
【答案】（1）1.9Ω≤R≤9.9Ω；（2）ab棒所受合力为零，摩擦力恰等于等于最大静摩擦力
【解析】
【详解】（1）依据物块的平衡条件可得，ab棒恰不右滑时
ab棒恰不左滑时
依据闭合电路欧姆定律可得
由以上各式代入数据可解得
，
所以R的取值范围为
（2）ab恰好静止的条件是合外力为0，摩擦力恰等于等于最大静摩擦力。
第Ⅱ卷 提高题（共22分）
13. 示波管的示意图如下，竖直偏转电极的极板长L=4.0cm，两板间距离d=1.0cm，两板间电压U=144V。极板右端与荧光屏的距离S=18cm。由阴极发出的电子经电压U0=2880V的电场加速后，以速度v0沿中心线进入竖直偏转电场。（已知电子电荷量e=1.6×10-19C，质量m=9×10-31kg且电子所受重力及电子之间的相互作用力均可忽略不计。）求：
(1)电子飞入偏转电场时的速度v0；
(2)电子打在荧光屏上距中心点的距离Y。
【答案】(1)v0=3.2×107m/s；(2)2cm
【解析】
【详解】(1)电子在加速电场中，由动能定理得
解得
v0=3.2×107m/s
(2)电子进入偏转电场，做类平抛运动，在水平方向上
在电场方向上
设速度偏转角为，有
电子出电场后，做匀速直线运动，侧移
解得
14. 工业上常用磁偏转电子蒸发源实现镀膜工艺，是利用高能电子束轰击膜材使其熔化蒸发实现蒸镀，因电子束的运行轨迹呈“e”形，又被称作“e”形枪。其工作原理可简化为如图所示：灯丝在电源加热后逸出电子（初速度不计），进入高压加速电场区域，之后从M点沿水平向右方向进入匀强磁场区域，经磁场向上偏转后轰击坩埚（图中凹形区域）中的膜材使其熔化蒸发。已知电子的质量为m、电量为，图中，坩埚深度可忽略不计。
（1）当加速电压为U时，电子在磁场中恰好偏转后垂直击中坩埚右边缘A点，求磁场的磁感应强度B的大小；
（2）保持（1）问中的磁感应强度不变，改变加速电压，电子束轰击坩埚中的B点，求此时加速电压。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）电子磁场中偏转，由几何关系可知
电场中加速，由动能定理
磁场中圆周运动，洛伦兹力提供向心力
联立可得
（2）电子束轰击坩埚中的B点，由几何关系可知
在电场中，由动能定理
磁场中
联立可得
