河南省九师.商周联盟2022年物理高二第一学期期末统考试题含解析

2022-2023学年高二上物理期末模拟试卷注意事项：答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘貼在答题卡右上角'条形码粘貼处*。作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑：如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位罝上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效.考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回・一、单项选择题：本题共6小题，毎小题4分，共24分。在毎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，在匀强磁场《的区域中有一光滑斜面体，其上放了一根导线，当通以图示方向的电流/后，导线恰能保持静止*则磁感应强度B的方向是水平向左 B.垂直纸面向里C.竖直向上 D.垂直纸面向外2、 关于电源的电动势，下面叙述不正确的是（）同一电源接入不同电路，电动势不会发生变化电动势等于闭合电路中接在电源两极间的电压表测得的电压电源的电动势反映电源把其他形式的能转化为电能的本领大小在外电路接通时，电源的电动势等于内外电路上的电压之和3、 在如图所示的四个电场中，均有相互对称分布的a、b两点，其中a、h两点电势和场强都相同的是㊉？了A.B.D.㊉？了A.B.D.4、一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定转轴匀速转动，线M中产生的感应电动势r随时间<的变化规律如图所示.下列说法中正确的是AJ,时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大卜时刻通过线圈磁通量为0CJ3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大D.每当电流方向变化时，线圈平面就会与中性面垂直5、如图所示，光滑水平地面上竖直放置两根圆柱形铝管，其粗细，长短均相同，其中管甲无缝，管乙有一条平行于轴线的细缝，两枚略小于管内径的相同小磁铁《、同时从两管上端由静止释放，穿过铝管后落到地面（忽略空气阻力：L下列说法正确的是（）a、b—定同时落地a、下落过程中都是机械能守恒落地时，a比的速度小落地时，a、b的速度相等6、图表示电流磁场或磁铁磁场的磁感线分布示意图，其中正确的是O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，光滑的“n”形金属导体框竖直放置，质量为〃I的金属棒不框架接触良好.磁®应强度分别为队、&的有界匀强磁场方向相反，但均垂直于框架平面，分别处在《^/和€耐区域.现从图示位置由静止释放金属棒当金厲棒进入磁场A区域后，恰好做匀速运动.以下说法中正确的有（）若Ri=B{,金属棒进入区域后将加速下滑若金属棒进入区域后仍将保持匀速下滑若B2＞B„金属棒进入队区域后可能先减速后匀速下滑若&＞队，金属棒进入队区域后可能先加速后匀速下滑8、回旋加速器在科学研宄中得到了广泛应用，其原理如图所示.Ih和D2是两个中空的半阏形金厲盒，罝于与食面垂直的匀强磁场中，它们接在电压为r、周期为r的交流电源上.位于认圆心处的粒子源A能不断产生a粒子（初速度可以忽略），它们在两盒之间被电场加速.当《粒子被加速到最大动能仏后，再将它们引出.忽略《粒子在电场中的运动时间，则下列说法正确的是＜）Ra粒子第n次被加速前、后的轨道半径比为若是増大交变电压C,则《粒子的最大动能&会变大若改变交流电压的周期，仍可用此装S加速氘核若只増大交变电压U,则«粒子在回旋加速器中运行的时间会变短9、如图所示，2«匝矩形闭合导线框ABCD 磁感应强度大小为^y的水平匀强磁场中，线框面积S=lni\线框电阻不计.线框绕垂直于磁场的轴⑽'以角速度a=100rad/s匀速转动，井与理想变压器原线圈相连，副线圈线接入一只“220V,60W”灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为5A,下列说法正确的是（）（J MTWIto图示位置穿过线框的磁通量为零图示位罝通过线框的磁通量变化率最大变压器原、副线圈匝数之比为100:11允许变压器输出的最大功率为10kW10、如图所示的电路中，A、B是完全相同的灯泡，L是电阻不计的电感线圈，下列说法中正确的是当开关S闭合时A灯先亮.B灯后亮当开关S闭合时A、B灯同时亮.电略穂定后.B灯更亮，A灯熄灭当开关S断开时,A灯闪亮一下再嫕灭当开关S断开时,B灯过一会儿熄灭三、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.（6分）如图所示，甲图中变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中.两电压表的读数变化情况如乙图中的AC、BC两直线所示.依据甲、乙图完成填空（两表电阻对实验有少许影响）<1）电压表匕的示数随电流表示数的变化图线为乙图中的 （填AC、BC）：（2）电源的内阻 Q;若电源电动势的测量值和真实值分别用^和^表示，则、（填“>” “<”或“=”）;（3）变阻器R的最大阻值为 Q及3 R甲L5乙12.（12分〉（1）读出下图中游标卡尺和螺旋测微器及3 R甲L5乙12.（12分〉（1）读出下图中游标卡尺和螺旋测微器0读数，游标卡尺的读数为 mm.；螺旋测微器的读数为（2＞如图所示，a、b.c.d、c是滑动变阻器上间距相同的五个位罝（a、f为滑动变阻器的两个端点），某实验小组将滑动变阻器的滑片P分别置于a、b、c、d.x、（x是么f间某一位置）进行测量，把相应的电流表示数记录在下表中，经分析，发现滑动变阻器心间发生了断路，P的位置abcdXe电流表读数（A）1.200.600.400.301.20根据电路有关知识推断，滑片P位于*处的电流表示数的可能值为（）0.28AIL0.48AC.0.58AD.0.78A四、计算题：本题共3小题，共38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。（10分〉如图所示，长/=lm的轻质细绳上端固定，下端连一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角6=37;己知小球所带的电荷量a=1.0xl（TC，匀强电场的场强E=3.0xl06N/C>取重力加速度发=10ui/s2,sin37=0.6>cos37=0.8,求:⑴小球受的电场力F的大小;（2）小球的质量w。(16分)宇宙中存在一些离其他恒星较远的三星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用，三星质量也相同.现己观測到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星做囿周运动，如图甲所示：另一种是三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的囿形轨道运行，如图乙所示.设这三个星体的质量均为m,且两种系统中各星间的距离已在图甲、图乙中标出，引力常量为G，则：直线三星系统中星体做囿周运动的周期为多少？三角形三星系统中每颗星做囿周运动的角速度为多少？(12分〉如图所示，在电场强度f=lxlO2V/m的匀强电场中，将一电荷量为2x10'2C正点电荷由4点移到B点.已知4、B两点间距离L=2m,两点连线与电场方向成60角，求：U)A、B两点间的电势差<2>电荷由4移到0的过程中，电场力所做的功》1一， *—►/B /►/A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、A【解析】A.磁场方向水平向左，根据左手定则.安培力竖直向上，当安培力与重力平衡时，导线可能平衡，故A项与题意相符；磁场方向垂直纸面向里，磁场方向与电流方向平行，安培力为零.故不能平衡，故B项与题意不相符：（’.磁场方向竖直向上，根据左手定则，安培力水平向右，导体棒不可能平衡，故C’项与题意不相符：D.磁场方向垂直纸面向外，磁场方向与电流方向平行.安培力为零.故不能平衡.故D项与题意不相符2、 B【解析】电动势是电源本身的特性，与外电赂无关，故A对.电动势的值为闭合电略中内外电路上的电压之和，闭合电路中接在电源两极间的电压表测得的电压为路端电压，不是电源电动势.故B错，I）对.电源的电动势物理意义是反映电源把其他形式的能转化为电能的本领大小，故C对.故选B考点：电动势的槪念3、 C【解析】电场强度是矢董，既有大小又有方向，只有当大小均相同时，场强才相同.电势是标量.真空中点电荷电场的等势线是以点电荷为球心的球面解：A、ab两点电势相同，电场强度方向不同，场强不同.故A错误B、 a点电场强度是由匀强电场与点电荷电场场强的合成，a点场强斜向右上方，b点场强斜向右下方，则两点场强不同.故B错误C、 根据对称性，ab两点场强相同，ab在同一等势面上，电势相同.故C正确D、 a点场强方向向上，b点场强方向向下，场强不同.故D错误故选C【点评】矢量要相同，只有大小和方向都相同才相同，相反当大小或方向之一变化时，矢量就变化4、 C【解析】A.由图t时刻，感应电动势为最大值，通过线圈的磁通量为零，故A错误：h时刻感应电动势为零，线圈通过中性面时，磁通量最大，故B错误；h时刻感应电动势最大，由法拉第电磁感电动势£=«—可知.此时通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大，故C△/正确：每当电流转换方向时，线圈与磁场垂直，故D错误故选C・点晴：矩形线圈中产生正弦式电流，当线圈通过中性面时，磁通量最大，感应电动势为零，电动势方向发生改变.而当线闔与磁场平行时，磁通量为零，感应电动势最大，磁通量的变化率最大5、 C【解析】AB.管甲无缝，管乙有一条平行于轴线的细缝，所以下落过程中a受到安培阻力，而b不受安培限力，所以小磁铁6在管乙中下落的速度要大于a在甲管中的下落速度，故a、b-定不会同时落地，由于a球克風安培力做功，所以机械能不守恒，故AB错误；CD.由于小磁铁b只受重力，小磁铁a受重力还受安培阻力，由小破铁b的加速度较大，所以落地时，a比的速度小，故C正确，D错误•故选C。6、A【解析】根据安培定则判断直线电流周围的磁场，条形磁铁周围的磁场是外部从N流向S【详解】A图中电流的方向竖直向上，根据安培定则知，从上往下看，磁场方向为逆时针，故A正确.B图中电流方向竖直向下，根据安培定则知，从上往下看，磁场方向为顺时针，故B错误.C图中条形磁铁外部的磁场方向从N指向S,故C错误.D图中同名磁极周围的磁场是排斥状的，故D错误.故选A【点睛】对于通电直导线、环形电流、通电螺线管周围的磁场要熟悉，能够灵活运用右手螺旋定则，即安培定则进行判断二、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S分，选对伹不全的得3分，有选错的得0分.7、 BC【解析】当金厲棒进入磁场队区域后，恰好做匀速运动，说明金厲棒所受的安培力与重力大小相等、方向相反.若U，，根据安培力公式Fa=^得知，金属棒进入&区域后，金属棒受到的安培力大小不变，由楞次定律得知，安培力方向仍竖直向上，安培力与重力仍平衡，故金属棒进入区域后仍将保持匀速下滑.故A错误，B正确.若Bi>Bu金属棒进入队区域后安培力増大，将大于金属棒的重力，棒将先做减速运动，随着速度减小，安培力减小，当安培力再次与重力平衡后，金属棒又做匀速运动.故C正确，D错误8、 AD【解析】回旋加速器是通过电场进行加速，磁场进行偏转来加速a粒子.a粒子在磁场中运动的周期与交流电源的周期相同，根据T=^比较周期.当a粒子最后离开回旋加速器时的速度最大，求出粒子的最大速度,仲 r从而得出最大动能的大小关系niv【详解】根据洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动，则有半径公式R=%与n<iU=invS所以a粒子第n次被加速前后的轨道半径之比为>/^7: ，故A正确：根据qvB=m二，得v=^-.则a粒子最大动能Ek=|mv2=^21,r nr 厶 2m与加速电压无关，故B错误，=—可知，a粒子与氘核在磁场中运动的周期相同，若改变交流电压的周期，所以不能用此装置加速氘核，故C错误；若只増大交变电压U,则a粒子在回旋加速器中加速次数会减小，导致运行时间变短，故D正确：故选AD【点睛I解决本题的关键知道带电粒子在磁场中运动的周期与交流电源的周期相同，求出粒子的周期和最大动能，根据质量比和电量比，去比较周期和最大动能CD【解析】AB.由图可知，线圈与磁场垂直，故图示位罝穿过线框的磁通量最大，感应电动势最小为零，即图示位罝通过线框的磁通量变化率最小.故AB错误：电动势的最大值为Ellt=NBS⑺=20xV2xlxlOOV=2OOOa/2V则交流电压的有效值为E=^==2000V则原副线圈的匝数比为A:n2=2000:220=100:11故c正确：因为保险丝的最大电流为5A,则最大功率为P,=UI=2000x5W=10000W=10kW故D正确。故选CD010、 BC【解析】电感线圈L中电流变化时，会产生自感电动势I阻碍电流的变化；故电键接通瞬间通过线圈的电流缓慢増加，电键断开瞬间通过线圈的电流缓慢减少【详解】当开关S闭合时，电路中的电流増加，由于线圈的自感作用，将产生一自感电动势阻碍电流的増加，此时A、B二灯相当于串联，同时亮：电路稳定后线圈相当于一段导线，将A灯短路，A灯熄灭，B灯两端所加电压増加而变得更亮，故A错误，B正确.断开S时，B灯立即熄灭；线圈产生自感电动势，和灯泡A构成闭合电路，A灯先闪亮后逐渐变暗：故C正确，D错误：故选BC【点睛】本题考査了通电自®和断电自感.关键要明确线圈中的自感电动势总是阻碑电流的増加和减小，即总是阻碍电流的变化三、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、 ①.(1)AC②.(2)1.0 ③.= ④.(3)12【解析】(1)当变阻器的滑动片向左移动时，变阻器接入电路的电阻减小*电路中电流増大，定值电阻Ru的电压増大，路端电压减小，由图分析可得Vi对应AC、V2对应BC因为U1=E-Ir,则内阻= = 若将电流表的内阻等效为电源的内阻，则因电压表V:测量的是a/2—U.J等效电源(包括电源的电流表〉的路端电压的准确值，电流表A利量的是电源电流的准确值，则电动势的測量是准确的，即：Et=Em；当滑动变阻器取最大值时，电流最小Imln=0.5A,而Ur=U|-U2=7.5-1.5=6V所以 = =min【点睛】本题考査对物理图象的理解能力.搞清电路的结构以后可以把本题看成动态分析问题，来选择两电表示对应的图线12、 ①.11.4 ②.0.920(0.919-0.921均给分) ③.AD【解析】游标卡尺的读数为：L=1lnmi+4x—mm=11.4mm:10[2]螓旋测微器的读数为：d=0.5mrii+42.0xO.Olmin=0.920iimii(2＞【3丨若是*在断略位置的下方，则是变阻器下方部分被接入电略，且总电阻大于滑片接d観时的电阻，电流就比滑片接a点时的电流要小，所以电流表示数可能是小于0.30A