2023-2024学年天津市南开中学物理高二上期末调研模拟试题含解析

2023-2024学年天津市南开中学物理高二上期末调研模拟试题注意事项：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、在如图所示的电路中，为两个完全相同的灯泡，为自感系数很大的线圈、为定值电阻，假设电源的内阻和线圈的直流电阻可忽略不计．下列说法正确的是A.闭合开关的瞬间，灯泡同时亮B.闭合开关，待稳定后，灯泡比灯泡亮C.闭合开关，待电路稳定后再断开开关瞬间，灯泡中的电流大小不同D.闭合开关，待电路稳定后再断开开关瞬间，灯泡中的电流方向为从右向左2、如图所示，通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，电流方向如图所示，ad边与MN平行．关于MN的磁场对线框的作用，下列叙述中正确的是（）A.ad边和bc边受到的安培力大小相同 B.ab边和cd边受到的安培力大小相同C.线框所受安培力的合力向右 D.线框所受安培力的合力为零3、下列说法中，正确的是：（）A.由可知电场中某点的电场强度E与q成反比B.公式，其中电容器的电容与电容器两极板间电势差无关C.由可知，匀强电场中的任意两点、间的距离越大，则两点间的电势差也一定越大D.由公式可知电场中某点的电势与q成反比4、一个电流表的满偏电流Ig=1mA,内阻Rg=500Ω．要把它改装成一个量程为10V的电压表，则应在电流表上A.串联一个9.5Ω的电阻 B.并联一个10kΩ的电阻C.串联一个9.5kΩ的电阻 D.并联一个9.5Ω的电阻5、如图所示为“跳环实验”的实验装置，将一个带较长铁芯的线圈L、开关S和直流电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环，闭合开关S的瞬间，套环立刻沿铁芯竖直跳起一定高度，待电路稳定又落下来．某同学由此实验受到启发，设想在此实验的基础上进行改进，使套环跳起后不落下来，悬在线圈正上方，成为一个“磁悬浮环”，下列哪种方案可能实现他的设想（）A.增大直流电源的电压 B.选用匝数更多的线圈C.把直流电源换成交流电源 D.选用质量较小的金属套环6、小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，则下列说法中错误的是（）A.随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大B.对应P点，小灯泡的电阻为C.对应P点，小灯泡的电阻为D.对应P点，小灯泡功率为图中矩形PQOM所围的面积二、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、如图是质谱仪示意图，离子源S产生的各种不同的正离子束(初速度可看作零)，经电场加速后垂直进入有界匀强磁场，最后到达照相底片P上。设离子在P上的位置与入口处S1的距离为x，可以判断（）A.若离子束是同位素，则x越大，离子质量越大B.若离子束是同位素，则x越大，离子质量越小C.若x相同，则离子质量一定相同D.若x相同，则离子的比荷一定相同8、烟雾探测器使用了一种半衰期为432年的放射性元素镅来探测烟雾．当正常空气分子穿过探测器时，镅会释放出射线将它们电离，从而产生电流．烟尘一旦进入探测腔内，烟尘中的微粒会吸附部分射线，导致电流减小，从而触发警报．则下列说法不正确的是A.镅发出的是α射线B.镅发出的是β射线C.镅发出的是γ射线D.0.2mg的镅经864年将衰变掉0.15mg9、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L10、如图所示的电路中，电源内阻不能忽略，电表均为理想电表，开关S1，S2均处于闭合状态。则断开S2且电路稳定后，与S2断开前比较（）A.A表示数变小 B.V表示数变大C.电容器所带电荷量增加 D.电源内部消耗的热功率不变三、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）（1）如图所示用多用电表测量小灯泡的电压时，红表笔应接在_____（填“a”或“b”）（2）将多用电表选择开关旋至欧姆档对黑箱中的三个接线柱间电阻进行测量，如图所示得到如下表格中数据，那么黑箱中的线路应该是如图所示电路中的哪一个______黑笔触点112红笔触点231表头读数00.5kΩ2kΩ12．（12分）在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径，用米尺测出金属丝的长度L，用伏安法测出金属丝的电阻Rx，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。(1)测量金属丝直径时螺旋测微器刻度如图所示，读数D=_________mm。(2)按照下图实物连接好电路，闭合开关，调节滑动变阻器，读出多组电压表与电流表示数U、I，处理数据得到金属丝的电阻Rx。请依据实物图在方框内画出电路原理图_________。(3)用图中的电路测量金属丝的电阻比真实值_________（填“偏大”或“偏小”）。(4)该金属丝电阻率的表达式为ρ=_________（用题中所给物理量的字母表示）。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）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、D【解析】根据题图可知，考查了自感现象；当电键K闭合时，通过线圈L的电流实然增大，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律判断感应电动势的方向和作用，分析哪个灯先亮【详解】A、灯B与电阻R串联，当电键K闭合时，灯B立即发光．通过线圈L的电流增大时，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律线圈产生的感应电动势与原来电流方向相反，阻碍电流的增大，电路的电流只能逐渐增大，A逐渐亮起来．所以B比A先亮，A错误；B、由于线圈直流电阻忽略不计，当电流逐渐稳定时，感应电动势减小，A灯电流逐渐增大，A灯逐渐变亮，比B灯亮，故B错误；CD、稳定后，断开开关S，由于自感现象，两个灯串联，电流大小一样，B中电流方向与原方向相反，故C错误，D正确2、B【解析】AB．离MN越远的位置，磁感应强度越小，故根据安培力公式：ad边受到的安培力大于bc边，ab边受到的安培力大小等于cd受到受到的安培力，所以A错误，B正确;CD．直导线中的电流方向由M到N，根据安培定则导线右侧区域磁感应强度方向向内，根据左手定则ad边受向左的安培力，bc边受到向右的安培力；ab边受到向上的安培力，cd受到向下的安培力；由B选项分析可知ad边受到的安培力大于bc边，ab边受到的安培力等于cd受到受到的安培力;故合力向左，故C错误，D错误.3、B【解析】A．由可知，本公式采用的是比值定义，E与F及q均无关，故A错误；B．公式采用比值定义法，其中电容器的电容与电容器两极板间电势差无关，选项B正确；C．由可知，匀强电场中的沿电场线方向上的两点a、b间的距离越大，则两点间的电势差也一定越大，选项C错误；D．公式采用的是比值定义法，电势是由电场本身的性质的决定，与电势能无关；故D错误；故选B。4、C【解析】本题考查电表的改装及串联电路的特点【详解】要改装成一个电压表，则必须要有分压电阻，所以应该将电流表和一个电阻串联，排除BD选项，串联后总电压量程为10V，根据欧姆定律有，，解得R=9500Ω，即C选项正确．综上所述，本题选C5、C【解析】增大直流电源的电压，在套环中产生的感应电流更大，跳起更高，但还会掉下来，故A错误．选用匝数更多的线圈，在套环中产生的感应电流更大，跳起更高，但还会掉下来，故B错误．把直流电源换成交流电源，则在线圈中始终有感应电流产生，则套环总受安培力作用，这样可以使套环跳起后不落下来，悬在线圈正上方，成为一个“磁悬浮环”，选项C正确；选用质量较小的金属套环，同样在套环中产生的感应电流，只是跳起更高，但还会掉下来，故D错误．故选C.点睛：此题要理解套环跳起的原因以及悬浮的原因，即产生感应电流的效果阻碍引起感应电流磁通量的变化6、C【解析】A．图线上的点与原点O连线的斜率的倒数表示电阻值，由图可知随着所加电压的增大，图线斜率减小，故小灯泡的电阻增大，A正确，不符合题意；BC．由欧姆定律可得，对应P点，小灯泡的电阻为B正确，不符合题意，C错误，符合题意；D．对应P点，小灯泡的功率为P=U1I2与题图中PQOM所围的面积相等，D正确，不符合题意。故选C。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】AB．离子在电场加速过程，根据动能定理得：解得：在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有：可得：则有：若离子束是同位素，相同，则越大，对应的离子质量一定越大，故A正确，B错误；CD．由知，只要相同，对应的离子的比荷一定相等，故C错误，D正确；故选AD。分卷II8、BC【解析】据三种射线可知，电离能力大小，即可判定镅会释放出什么射线；再结合半衰期的概念，即可求解【详解】镅会释放出射线将它们电离，从而产生电流，而三种射线中，α射线能使空气电离，故A正确，BC错误；半衰期为432年，当经864年，发生两次衰变，0.2

mg的镅将衰变掉0.15

mg，还剩下0.05

mg没有衰变，故D正确；此题选择不正确的选项，故选BC.9、8cm【解析】粒子a板左端运动到P处，由动能定理得代入有关数据，解得，代入数据得θ=30°粒子在磁场中做匀速圆周运动，圆心为O，半径为r，如图由几何关系得联立求得代入数据解得10、AC【解析】AB．分析电路结构，当断开且电路稳定后，电阻、串联，电容器测量电阻两端的电压，电压表测量电阻两端电压，电流表测量干路电流。断开且电路稳定后，总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律：可知，干路电流减小，表示数变小，根据欧姆定律：可知表示数变小，A正确，B错误；C．路端电压增大，电阻两端的电压变大，根据电容的定义式：可知，电容器电荷量增加，C正确；D．根据电功率：可知，干路电流减小，电源内部消耗的功率减小，D错误。故选AC。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.b②.C【解析】（1）[1]．用多用电表测量小灯泡的电压时，因红表笔为“+”极，则红表笔应接在b点；（2）[2]．由题意可知，黑笔触点接1，红笔触点接2，表头读数为0，则说明之间没有电阻，若有二极管，则也处于导通状态；由于多用电表测量电阻时，电流从红表笔流入，黑表笔流出，因此1接二极管的正极；又由于黑笔触点接1，红笔触点接3时，表头读数为0.5kΩ，而每个电阻的阻值为1kΩ，因此可能是两电阻并联；加之当黑笔触点接2，红笔触点接1时，表头读数为2kΩ，而每个电阻的阻值为1kΩ，因此可能是两电阻串联；综上所述，则C正确；12、(1).0.680(2).(3).偏小(4).或者【解析】(1)[1]．由图示螺旋测微器可知，其示数为：0.5mm+18.0×0.01mm=0.680mm；(2)[2]．电流表采用外接法，滑动变阻器为分压接法，如图。(3)[3]．由于电压表的分流，测得的电流比流过Rx的电流大，根据知电阻测量值偏小。