2023-2024学年北京市西城区第三十九中学物理高二上期末调研模拟试题含解析

2023-2024学年北京市西城区第三十九中学物理高二上期末调研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、未来的星际航行中，宇航员长期处于完全失重状态，为缓解这种状态带来的不适，有人设想在未来的航天器上加装一段圆柱形“旋转舱”，如图所示．当旋转舱绕其轴线匀速旋转时，宇航员站在旋转舱内圆柱形侧壁上，可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力．为达到上述目的，下列说法正确的是A.旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越大B.旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越小C.宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越大D.宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越小2、如图所示，大小为E、方向水平向右的匀强电场中有一与电场平行的圆，圆心为O，半径为R，AB为圆的一直径，AB与电场线夹角为，则O、A两点间的电势差等于()A. B.C. D.3、如图所示，人从滑梯上加速滑下，人和滑梯间有摩擦力，对于其机械能的变化情况，下列判断正确的是（）A.重力势能减小，动能不变，机械能减小B.重力势能减小，动能增加，机械能减小C.重力势能减小，动能增加，机械能增加D.重力势能减小，动能增加，机械能不变4、图为示波管中电子枪的原理示意图，示波管内被抽成真空，A为发射热电子的阴极，K为接在高电势点的加速阳极，A、K间电压为U．电子离开阴极时的速度可以忽略。电子经加速后从K的小孔中射出的速度大小为v.下列说法正确的是（）A.如果A、K间距离减半而电压仍为U，则电子离开K时的速度变为2vB.如果A、K间距离减半而电压仍为U，则电子离开K时的速度变为C.如果A、K间距离保持不变而电压减半，则电子离开K时的速度变为D.如果A、K间距离保持不变面电压减半，则电子离开K时的速度变为5、如图所示，在xOy坐标系内，三根相互平行的通电直导线P、Q、R分别位于正三角形的三个顶点，都通有方向垂直xOy坐标平面向里、大小相等的电流，则导线R受到的安培力的方向是A.沿y正方向B.沿y负方向C.沿x正方向D.沿x负方向6、如图所示，在虚线所围的圆形区域内有方向垂直圆面向里的匀强磁场，从边缘A点处有一束速率各不相同的质子沿半径方向射入磁场区域，这些质子在磁场中运动的过程中，下面的说法中正确的是()A.运动时间越长的，其轨迹也越长B.运动时间越长的，其轨迹所对的圆心角也越小C.运动时间越长的，射出磁场时的速率也越大D.运动时间越长的，射出磁场时速度方向偏转也越大二、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，两个横截面分别为圆形和正方形的区域内有磁感应强度相同的匀强磁场，圆的直径和正方形的边长相等，两个电子以相同的速度分别飞入两个磁场区域，速度方向均与磁场方向垂直，进入圆形磁场的电子初速度方向对准圆心；进入正方形磁场的电子初速度方向垂直于边界，从中点进入。则下面判断正确的是（）A.两电子在两磁场中运动时，其半径一定相同B.两电子在磁场中运动的时间一定不相同C.进入圆形磁场区域的电子一定先飞离磁场D.进入圆形磁场区域的电子一定不会后飞离磁场8、如图所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为，方向相反且垂直纸面，、为其边界，为其对称轴，一导线折成边长为的正方形闭合回路，回路在纸面内以恒定速度向右运动，当运动到关于对称的位置时（）A.穿过回路的磁通量为零B.回路中感应电动势大小为C.回路中感应电流的方向为逆时针方向D.回路中边与边所受安培力方向相同9、如图所示，甲、乙两个带等量异种电荷而质量不同的带电粒子，以相同的速率经小孔P垂直磁场边界MN，进入方向垂直纸面向外的匀强磁场，在磁场中做匀速圆周运动，并垂直磁场边界MN射出磁场，运动轨迹如图中虚线所示。不计粒子所受重力、空气阻力和粒子间的相互作用，下列说法正确的是（）A.甲带正电荷，乙带负电荷B.甲的质量大于乙的质量C.洛伦兹力对甲做正功D.甲在磁场中运动的时间等于乙在磁场中运动的时间10、如图所示，虚线表示电场的一族等势面且相邻等势面电势差相等，一个带正电的粒子以一定的初速度进入电场后，只在电场力作用下沿实线轨迹运动，粒子先后通过M点和N点．在这一过程中，电场力做负功，由此可判断出()A.N点的电势高于M点的电势B.粒子在N点的电势能比在M点的电势能大C.粒子在M点的速率小于在N点的速率D.粒子在M点受到的电场力比在N点受到的电场力大三、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）物理兴趣小组同学在测两节干电池串联时的电动势和内阻时所用器材如下：A.两节干电池串联：电动势约为3V，内阻约为1Ω；B.电压表V：量程0~3V，内阻为几千欧；C.电流表A：量程0~100mA，内阻为4.5Ω；D.标准电阻R0：0.5Ω；E.滑动变阻器R：0~20Ω；F.开关、导线若干。(1)该小组同学设计如下图甲所示的电路图，请依据电路图用笔画线在图乙中将实物图连接完整____________。(2)实验中，该小组闭合开关，调节滑动变阻器，多次测量得出多组电压表示数U和电流表示数I，通过描点画出电源的U-I图象如图丙所示，则该电源的电动势E=_____________V、内阻r=_____________Ω。(结果均保留两位小数)

（3）由于电表内阻的影响，所以该电源的电动势测量值__________真实值，内电阻的测量值___________真实值。（以上两空选填“大于”、“等于”、“小于”）12．（12分）右图电路中，滑动变阻器的滑片向上移动过程中，A、B两个小灯泡的亮度变化情况是A灯___________，B灯___________。（填“变亮”、“变暗”、“不变”）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）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14．（16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15．（12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L

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】在外太空，宇航员处于完全失重状态，所以在旋转仓中我们不需要考虑地球引力作用；宇航员在旋转仓中做圆周运动所需要的向心力由侧壁支持力提供，根据题意有，故可知，旋转半径越大，转运角速度就越小，且与宇航员质量无关，故B正确、ACD错误2、C【解析】匀强电场中OA线段沿电场线方向的距离，根据匀强电场中的场强与电势差的关系可得；故选C.【点睛】掌握电场强度的三个公式适用范围和符号的意义：定义式，点电荷场源的决定式，匀强电场中的计算式.3、B【解析】人从滑梯上加速滑下，速度变大动能增加，高度降低重力势能减小，由于人和滑梯间有摩擦力，机械能不守恒有损失，所以机械能减小。故选B。4、D【解析】AB.由动能定理得，解得，由此可知v与成正比，与A、K间距离无关，如果A、K间距离减半而电压仍为U，则电子离开K时的速度不变，仍为v，故A错误，B错误；CD.如果A、K间距离保持不变而电压减半，根据，则电子离开K时的速度变为，故C错误，D正确。故选：D5、B【解析】R所在处的磁场是由P与Q中的电流产生的，由安培定则判断出R处磁场的方向，然后由左手定则判断出R中电流所示安培力的方向【详解】由安培定则可知，通电指导线P、Q在R处产生的磁场方向水平向右，即沿x轴正方向则R处的磁场方向沿x轴正方向；由左手定则可知，通电直导线R所受安培力垂直于R指向y轴负方向．选项ACD错误，B正确．故选B【点睛】要注意解题步骤，先由安培定则判断出R处磁场方向，然后由左手定则判断出安培力的方向6、D【解析】设磁场区域半径为R，轨迹的圆心角为α，则粒子在磁场中运动时间为t=，圆心角α越大，时间越长．根据几何知识得到轨迹半径r与R的关系，就能得到轨迹长度与时间的关系．带电粒子在磁场中偏转角等于轨迹的圆心角【详解】BCD、设磁场区域半径为R，轨迹圆心角为α粒子在磁场中运动的时间为t=，而轨迹半径r=Rcot，而r=，粒子速度v越大的，r越大，偏转角α越小，则t越短，故B错误，C错误，D正确；A.由以上分析可知，速度越大，轨迹半径越大，在磁场中的运动轨迹所对的圆心角就越小，轨迹越长，故A错误故选D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、AD【解析】A．两个电子以相同的速度分别飞入两个磁感应强度相同的磁场区域，两电子在两磁场中运动时，其半径一定相同，选项A正确；BCD．电子在磁场中的可能运动情况如图所示电子从O点水平进入由于它们进入圆形磁场和正方形磁场的轨道半径、速度是相同的，把圆形磁场和矩形磁场的边界放到同一位置如图所示，由图可以看出进入磁场区域的电子的轨迹1，先出圆形磁场，再出正方形磁场；进入磁场区域的电子的轨迹2，同时从圆形与正方形边界处磁场；进入磁场区域的电子的轨迹3，先出圆形磁场，再出正方形磁场；所以电子不会先出正方形的磁场，即进入圆形区域的电子一定不会后飞离磁场。如图轨迹2所示，粒子转过的圆心角是相等的，则运动时间相等。故BC错误D正确。故选AD。8、ACD【解析】A：两个磁场区域磁感应强度大小相等，方向相反，因此线框运动到对称位置时回路的总磁通量为零，故A项正确B：、边切割磁感线，利用右手定则确定动生电动势方向分别为到、到，两边产生的电动势相叠加，大小为，故B项错误C：由B项分析，路中感应电流的方向为逆时针方向．故C项正确；D：电流方向为逆时针，利用左手定则可知边和边所受安培力方向都是向左，故D项正确9、AB【解析】A．在P点，速度向下，磁场向外，甲受向左的洛伦兹力，根据左手定则，甲带正电荷；同理，在P点，乙受向右的洛伦兹力，速度向下，磁场向外，根据左手定则，乙带负电荷，故A正确；B．粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律，有所以由于q、v、B均相同，甲的轨道半径大，说明甲的质量大，故B正确C．根据左手定则，洛伦兹力与速度垂直，故洛伦兹力永不做功，故C错误；D．周期由于所以由于q、B均相同，m不同，故时间不相等，故D错误故选AB。10、AB【解析】粒子带正电，由运动轨迹可知，电场力的方向指向右下方即电场线的方向指向右下方，根据电场的性质“顺着电场线的方向电势降落”可知N点的电势高于M点的电势，A选项正确；电场力做负功，电势能增加，B选项正确；电场力做负功，动能减小，C选项错误；根据电场线或等势面的疏密表电场强弱可知，D选项错误三、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).(2).2.95（2.93~2.97）(3).0.95（0.93~0.97）(4).小于(5).小于【解析】（1）[1]根据电路图，实物连接如图所示：（2）[2]根据闭合电路欧姆定律：整理得：电源的U-I图象在U轴上的截距为电动势，由图可得：E=2.95V；[3]电源的U-I图象的斜率为：解得：；（3）[4]如果考虑电表内阻的影响，根据闭合电路欧姆定律：整理得：设电源的U-I图象在U轴上的截距为a，真实的电动势：所以电源的电动势测量值小于真实值；[5]设电源的U-I图象在U轴上的斜率为k，内阻的测量值为真实的内阻：所以电源的内阻测量值小于真实值；12、①.变暗②.变亮【解析】[1][2]．滑动变阻器的滑片向上移动过程中，电阻变大，则总电阻变大，总电流减小，即A灯电流减小，即A灯变暗；A灯两端电压值减小，则由UB=U