2023-2024学年北京市第四十三中学高二物理第一学期期末综合测试模拟试题含解析

2023-2024学年北京市第四十三中学高二物理第一学期期末综合测试模拟试题请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。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、两竖直放置的平行金属板P和Q接入如图所示电路中，在两板间用长为L绝缘轻绳悬挂一带电小球可视为质点，闭合开关，待电路稳定后小球静止时，轻绳与竖直方向夹角为，下列判断正确的是A.剪断轻绳后小球将作类平抛运动B.保持P板不动，将Q板缓慢向右移动一小段距离，夹角随之减小C.保持P板不动，将Q板缓慢向上移动一小段距离，夹角随之增大D.断开开关，小球会一直保持静止2、如图所示，虚线表示某电场的等势面.一带电粒子仅在电场力作用下由A点运动到B点的径迹如图中实线所示.粒子在A点的速度为vA、电势能为EPA；在B点的速度为vB、电势能为EPB．则下列结论正确的是（）A.粒子带负电，vA>vB，EPA<EPB B.粒子带正电，vA>vB，EPA>EPBC.粒子带正电，vA<vB，EPA<EPB D.粒子带负电，vA<vB，EPA>EPB3、如图所示，某空间存在正交的匀强磁场和匀强电场，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里，一个带电小球从a点进入场区并刚好能沿ab直线斜向上做匀速运动，下面说法正确的是（）A.小球一定带正电B.a点的电势高于b点的电势C.运动过程中小球电势能增加D.运动过程中小球机械能增加4、长直导线与环形导线固定在同一平面内，长直导线中通有图示方向的电流。当电流逐渐增大时（）A.环形导线中可能没有感应电流B.环形导线中有感应电流，但方向不确定C.环形导线中有收缩的趋势D.环形导线有靠近长直导线的趋势5、有一平行于纸面的匀强电场，电场中三点边长为的等边三角形的三个顶点。一带正电的粒子以的速度通过点，到达点时，粒子动能为点时动能的两倍；若改变通过点时的速度方向，使之能运动到点，到达点时，粒子动能为通过点时动能的三倍。该带电粒子带电量为、质量为，不计粒子重力。则A.两点间的电势差 B.两点间的电势差C.匀强电场的场强为 D.匀强电场的场强为6、下面说法正确的是（）A.根据磁感应强度定义式，磁场中某点的磁感应强度B与F成正比，与IL乘积成反比B.磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向相同C.一小段通电直导线在某处不受磁场力作用，则该处的磁感应强度一定为零D.磁感线总是从磁铁的N极出发，到S极终止二、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、两根相距为足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面。质量均为的金属细杆、与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为，每根杆的电阻均为，导轨电阻不计。整个装置处于磁感应强度大小为，方向竖直向上的匀强磁场中。当杆在平行于水平导轨的拉力作用下以速度沿水平方向的导轨向右匀速运动时，杆正以速度沿竖直方向的导轨向下匀速运动，重力加速度为。则以下说法正确的是（）A.杆所受拉力的大小为B.杆所受拉力的大小为C.杆下落高度为的过程中，整个回路中电流产生的焦耳热为D.杆水平运动位移为的过程中，整个回路中产生的总热量为8、如图所示，矩形线框abcd的ad和bc的中点M、N之间连接一电压表，整个装置处于足够大的匀强磁场中，磁场的方向与线框平面垂直，当线框向右匀速平动时，以下说法正确的是（）AMN这段导体做切割磁力线运动，MN间有电势差B.穿过线框的磁通量不变化，MN间无感应电动势C.MN间无电势差，所以电压表无示数D.因为无电流通过电压表，所以电压表无示数9、霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器,已发展成一个品种多样的磁传感器产品族,得到广泛应用．如图为某霍尔元件的工作原理示意图,该元件中电流I由正电荷定向运动形成,下列说法正确的是()A.M点电势比N点电势高B.用霍尔元件可以测量地磁场的磁感应强度C.用霍尔元件能够把磁学量转换为电学量D.若保持电流I恒定则霍尔电压UH与B成正比例10、如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2，L1中的电流方向向左，L2中的电流方向向上；L1的正上方有a、b两点，它们相对于L2对称．L1、L2所在区域处于磁感应强度大小为B0，方向垂直于纸面向外的匀强磁场中．已知a、b两点的磁感应强度大小分别为和，方向也垂直于纸面向外，()A.流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为B.流经L1电流在a点产生的磁感应强度大小为C.流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为D.流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为三、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）用游标卡尺可以测量某些工件的外径．如图所示，则读数为__________mm12．（12分）某实验小组同学发现给定的电压表（0～3V）量程偏小，因此决定改装电压表，将量程扩大为原来的两倍（1）同学们先用多用电表的欧姆档粗略测量电压表的内阻，如图甲所示．将选择开关旋至倍率“×100”档，红、黑表笔短接调零后进行测量，红表笔应接电压表的______接线柱（选填“＋”或“－”），测量结果如图乙所示，电压表的内阻为_____Ω（2）该实验小组为了能够精确测定该电压表的内阻，除待测电压表V外，实验室还提供了一些可选用的器材：电流表A1(量程200μA)、电流表A2(量程1.0mA)、电流表A3(量程0.6A)、滑动变阻器R(最大阻值200Ω)、电源E(电动势4V)、开关S．所提供的电流表中，应选用_______接入电路；为了尽量减小误差，要求测量多组数据，该实验小组设计了下列两种实验电路图，你认为正确的是______（选择“丙”或“丁”）（3）若测得电压表的内阻为4200Ω，现将其改装成0~6V量程的电压表，需要_____（填“串联”或“并联”）阻值为_______Ω的电阻四、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。13．（10分）如图，两根间距为L＝0.5m的平行光滑金属导轨间接有电动势E＝3V、内阻r＝1Ω的电源，导轨平面与水平面间的夹角θ＝37°．金属杆ab垂直导轨放置，质量m＝0.2kg．导轨与金属杆接触良好且金属杆与导轨电阻均不计，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中．当R0＝1Ω时，金属杆ab刚好处于静止状态，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8（1）求磁感应强度B的大小；（2）若保持B的大小不变而将方向改为垂直于斜面向上，求金属杆的加速度14．（16分）如图所示，水平放置的两块长直平行金属板a、b相距d=0.10m，a、b间的电场强度为E=5.0×105N/C，b板下方整个空间存在着磁感应强度大小为B=6.0T、方向垂直纸面向里的匀强磁场.今有一质量为m=4.8×10-25kg、电荷量为q=1.6×10-18C的带正电的粒子(不计重力)，从贴近a板的左端以v0=1.0×106m/s的初速度水平射入匀强电场，刚好从狭缝P处穿过b板而垂直进入匀强磁场，最后粒子回到b板的Q处（图中未画出）．求P、Q之间的距离L15．（12分）ABC表示竖直放在电场强度为E=104V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，其中轨道的BC部分是半径为R的圆环，轨道的水平部分与半圆环相切．A为水平轨道上的一点，而且AB=R=0.2m，把一质量m=0.1kg，带电量为q=+C的小球，放在A点由静止释放后，求：（g=10m/s2）(1)小球到达C点的速度大小(2)小球在C点时，轨道受到的压力大小

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、B【解析】A、剪断轻绳前，小球受到重力，水平向右的电场力，及绳子的拉力，当剪断轻绳后，小球将沿着绳子拉力反方向，作匀加速直线运动，不是类平抛运动，故A错误；BC、当保持P板不动，将Q板缓慢向右移动一小段距离，即增大两极板间距，因极板电压U不变，依据可知，电场强度减小，那么电场力减小，夹角随之减小，故B正确，C错误；D、断开开关，因电容器要放电，其电量Q变小，电压也减小，由可知，电场力减小，小球会向下摆，故D错误；故选B2、A【解析】由于等势面是同心圆,且外大里小，图中场源位于等势面圆心位置，是负电荷，由曲线的弯曲可知是静电斥力，所以粒子带负电，由于B位置等差等势面较密，场强大，加速度大，即，从A到B，电势降低，由公式，B点电势能大，，电场力做负功，粒子的动能减小，速度减小，即，故A正确3、D【解析】对带电粒子进行受力分析，受到竖直向下的重力，水平向左的电场力和垂直于虚线向右上的洛伦兹力，由于带电粒子做直线运动，可判断粒子合外力为零，再根据各力的做功情况，即可解题【详解】根据做直线运动的条件可知受到竖直向下的重力，水平向左的电场力和垂直于虚线向右上的洛伦兹力，如图所示：由于带电粒子做直线运动，可判断粒子合外力为零，所以小球一定带负电，且做匀速直线运动，故A错误；沿场强方向电势逐渐降低，所以b点的电势高于a点的电势，故B错误；由于电场力向左，对小球做正功，电势能减小，故C错误；由能量守恒可知，电势能减小，机械能一定增加，故D正确．所以D正确，ABC错误【点睛】带电粒子在重力场、电场、磁场的复合场中，只要是做直线运动，一定是匀速直线运动（v与B不平行）．若速度是变的，洛伦兹力会变，合力就是变的，合力与速度不在一条直线上，带电体就会做曲线运动4、C【解析】AB．当直导线中电流逐渐增大时，穿过环形导线的磁通量向里增加，则环形线圈中一定有感应电流，根据楞次定律可知，电流方向为逆时针方向，选项AB错误；C．在环形电流上取小段电流元，由左手定则可知电流元所受的磁场力指向圆心，可知环形导线中有收缩的趋势，选项C正确；D．因靠近直导线部分的电流元所受的向下的磁场力较大，则环形导线有远离长直导线的趋势，选项D错误；故选C.5、C【解析】AB．由题意知解得同理可得故AB错误；CD．令点电势为零，则，故中点电势为，为等势面，为电场的方向选项C正确，D错误；故选C。6、B【解析】A．磁场中某点的磁感应强度是由磁场本身决定的物理量与通电导线所受的安培力F以及IL乘积无关，选项A错误；B．磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向相同，选项B正确；C．一小段通电直导线在某处不受磁场力作用，可能是导线与磁场方向平行，该处的磁感应强度不一定为零，选项C错误；D．磁感线在磁体的外部从N极到S极，在磁体内部是从S极到N极，组成闭合的曲线，故D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、BD【解析】AB．ab杆切割磁感线时产生沿abdc方向的感应电流，大小为①cd杆中的感应电流方向为d→c，cd杆受到的安培力方向水平向右，大小为F安=BIL②cd杆向下匀速运动，有mg=μF安③解①②③式得，ab杆匀速运动的速度为④导体ab受到水平向左的安培力，由受力平衡得F=F安+μmg⑤由③⑤解得选项A错误，B正确C．设cd杆以v2速度向下运动h过程中，ab杆匀速运动了s距离，则整个回路中产生的焦耳热等于克服安培力所做的功Q=F安s得选项C错误；D．ab杆水平运动位移为s的过程中，整个回路中产生的焦耳热为ab杆摩擦生热cd杆摩擦生热则总热量选项D正确；故选BD.8、AD【解析】MN切割磁感线，所以MN产生感应电动势，MN间有电势差，故A正确、B错误；穿过线框的磁通量不变化，所以无感应电流，因此电压表无读数，故C错误，D正确9、BCD【解析】电流I的形成是由于正电荷的定向移动，由此可知正电荷定向移动垂直向里，所受洛伦兹力向右，A错；当电荷所受洛伦兹力等于电场力时不再偏转，电压恒定如果已知电荷定向移动速度可求出磁感强度，B对；同样，强磁场对应大电压，C对；电流恒定，电荷定向移动速度恒定，D对；10、BD【解析】根据右手螺旋定则来判定两直导线在a、b两处的磁场方向，再结合矢量的叠加法则，即可求解【详解】整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为B0，方向垂直于纸面向外，且a、b两点的磁感应强度大小分别为和，方向也垂于纸面向外，根据右手螺旋定则，L1直导线电流，在a、b两点磁场方向垂直纸面向里，大小相等，同理，L2直导线的电流，在a点磁场方向垂直纸面向里，在b点磁场方向垂直纸面向外，但两点的磁场大小相等，依据矢量叠加法则，则有：B0-B2-B1=B0+B2-B1=联立上式，可解得：，故选BD【点睛】考查右手螺旋定则的应用，掌握矢量的合成法则，注意对称位置的磁场大小是相等的三、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、7【解析】游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标尺读数，不需估读.【详解】游标卡尺的主尺读数为30mm，游标尺上第7个刻度和主尺上的某一刻度对齐，因此游标尺读数为0.1×7mm=0.7mm，所以最终读数为：30mm+0.7mm=30.7mm.【点睛】解决本题的关键掌握游标卡尺的读数方法，游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标尺读数，不需估读.12、①.－②.4000③.A2④.丙⑤.串联⑥.4200【解析】（1）[1][2]红表笔内部接电源的负极，则测量时红表笔应接电压表的“－”接线柱，测量结果电压表的内阻为40×100Ω=4000Ω（2）[3][4]电源电动势4V，则电路中可能出现的最大电流为则电流表选择A2；为了尽量减小误差，要求测量多组数据，则正确的电路是选择丙。（3）[5][6]改装成