2023-2024学年山西省晋城市高二物理第一学期期末联考模拟试题含解析

2023-2024学年山西省晋城市高二物理第一学期期末联考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、如图所示,50匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小的水平匀强磁场中,线框面积S=0.5,线框电阻不计,线框平面与磁感线垂直,以此时刻为计时起点,线框绕垂直于磁场的轴OO'以角速度ω=200rad/s匀速转动,并与理想变压器原线圈相连,副线圈接入一只“220V60W”灯泡,且灯泡正常发光,熔断器允许通过的最大电流为10A,下列说法正确的是()A.图示位置穿过线框的磁通量变化率不为零B.线框中交流电压的表达式为e=500sin200tVC.变压器原、副线圈匝数之比为50∶11D.允许变压器输出的最大功率为5000W2、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．则下列说法中正确的是（）A.随着所加电压的增大，小灯泡的电阻不变B.随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小C.对应P点，小灯泡的电阻为D.对应P点，小灯泡的电阻为3、如图为同种电荷在同一有界磁场中运动的四条轨迹，那么可以判断（）A.运动速率v1>v2>v3>v4 B.运动速率v1<v2<v3<v4C.运动时间t1>t2>t3>t4 D.运动时间t1<t2<t3<t44、一个圆形闭合线圈固定在垂直纸面的匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，如图甲所示．设垂直于纸面向内的磁感应强度方向为正，线圈中顺时针方向的感应电流为正．已知圆形线圈中感应电流I随时间变化的图象如图乙所示，则线圈所在处的磁场的磁感应强度随时间变化的图象可能是图中的A.B.C.D.5、物理学中的自由落体规律、万有引力定律、静止点电荷之间的相互作用规律和电流磁效应分别由不同的物理学家探究发现，他们依次是()A.伽利略、牛顿、库仑和奥斯特B.牛顿、安培、洛伦兹和奥斯特C.伽利略、卡文迪许、库仑和安培D.开普勒、伽利略、库仑和洛伦兹6、质量为m的木箱放置在粗糙的水平地面上，在与水平方向成θ角的恒定拉力F作用下由静止开始在地面上运动，经过时间t速度变为v，则在这段时间内()A.重力对物体的冲量为零B.拉力F对物体的冲量大小为FtC.拉力F对物体的冲量大小为FtcosθD.由已知条件不可能得出合外力对物体的冲量二、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、带电量相同，质量不同的粒子从容器A下方的小孔S1飘入电势差为U的加速电场，其初速度几乎为零．然后经过S3沿着磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打在照相底片D上，如图所示．运动过程中粒子之间的相互作用忽略不计，下列说法正确的是（）A.这些粒子经过S3时的动能相同B.这些粒子经过S3时的速率相同C.这些粒子在磁场中运动轨迹圆半径与质量成正比D.这些粒子在磁场中运动的时间与质量成正比8、如图所示，竖直放置的两平行金属板，长为L，板间距离为d，接在电压为U的直流电源上。在两板间加一磁感应强度为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场。一个质量为m，电荷量为q的带正电油滴，从距金属板上端高为h处由静止开始自由下落，并经两板上端连线中点P进入板间。油滴在P点所受的电场力与磁场力大小恰好相等，且最后恰好从金属板的下边缘离开电磁场区域。空气阻力不计，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A.油滴刚进入电磁场时的加速度为gB.油滴开始下落的高度C.油滴从左侧金属板的下边缘离开D.油滴离开电磁场时的速度大小为9、如图所示，A板发出的电子经加速后，水平射入水平放置的两平行金属板间，金属板间所加的电压为U，电子最终打在荧光屏P上，关于电子的运动，下列说法中正确的是A.滑动触头向右移动时，电子打在荧光屏上的位置上升B.滑动触头向左移动时，电子打在荧光屏上的位置上升C.电压U增大时，电子打在荧光屏上的速度大小不变D.电压U增大时，电子从发出到打在荧光屏上的时间不变10、如图（a）所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同的线圈Q，P和Q共轴，Q中通有变化的电流，电流变化的规律如图（b）所示，则下列说法正确的是A.t1、t5时刻P线圈对桌面的压力小于P自身的重力B.t3、t5时刻线圈P中产生的感应电流方向相同C.t3时刻线圈P有扩张的趋势D.t4、t6时刻P线圈的发热功率为0三、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）为了测定干电池的电动势和内阻，现有下列器材：A．6.3V蓄电池；B．干电池一节；C．电压表V(0～3V～15V，内阻约为3kΩ，15kΩ)；D．电流表A(0～0.6A～3A，内阻约为10Ω，2Ω)；E．电流表G(满偏电流3mA，内阻Rg＝10Ω)；F．变压器G．滑动变阻器(0～20Ω)；H．滑动变阻器(0～1000Ω)；I．电阻箱(0～9999Ω)；J．开关、导线（1）用电流表和电压表测量干电池的电动势和内阻时，应选用的变阻器是________(用代号回答)（2）根据实验要求，用笔画线代替导线在图上连线__________（3）某次实验记录如下：实验次数12345电流表示数/A0.240.500.701.101.50电压表示数/V1.301.100.950.600.30根据表中数据在坐标图上画出U－I图线_______，由图可求得E＝________V，r＝________Ω.（4）用你设计的电路做实验，测得的电动势与电池电动势的真实值相比________(填偏大、偏小或相等)；测得的内阻与电池内阻的真实值相比________(填偏大、偏小或相等)（5）如果实验中电压表坏了，选用其他器材进行实验，请画出相应的电路图_________12．（12分）如图甲所示为实验室的一款直流电流表接线柱间的标识，其使用说明书上附的电流表内部线路如图乙所示.（1）某次用0~0.6A量程测量时，示数如图丙所示，其读数为__________A.（2）该款电流表0~0.6A量程对应内阻为_________（用图中的阻值号Rg、R1、R2、R3表示）.（3）若电阻R1断路，则电流表允许通过最大电流约为__________mA（结果保留两位有效数字）.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、D【解析】根据电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，变压器输入功率和输出功率相等，逐项分析即可得出结论【详解】由图可知，此时线圈和磁场垂直，此时线框的磁通量最大，磁通量变化率为零，感应电动势为0，故A错误．矩形闭合导线框ABCD在磁场中转动，产生的交流电的最大值为：Em=nBSω=50××0.5×200V=500V，线框中交流电压的表达式为e=500sin200tV，选项B错误；由于最大值为有效值的倍，所以交流电的有效值为500V；由于电压与匝数成正比，所以变压器原、副线圈匝数之比为，故C错误．由于熔断器允许通过的最大电流为10A，所以允许变压器输出的最大功率为P=UI=500×10A=5000W，故D正确．故选D【点睛】该题结合变压器的原理考查交流电的产生，掌握住理想变压器的电压、电流及功率之间的关系，本题即可得到解决2、D【解析】A、图线上点与原点连线的斜率逐渐减小，说明随着所加电压的增大，电阻逐渐增大，故AB错误；C、对应P点，根据欧姆定律可知小灯泡的电阻为，故C错误，D正确3、B【解析】AB．粒子受到洛伦兹力的作用，洛伦兹力提供向心力，则：可得：由图可知粒子做圆周运动的轨道半径关系：又由于粒子是同种电荷，比荷相同，则有：故A错误，B正确；CD．粒子受到洛伦兹力的作用做圆周运动，粒子在磁场中运动的时间为：由图可知粒子做圆周运动的圆心角关系为：所以粒子在磁场中运动的时间关系为：故C、D错误；故选B。4、C【解析】设垂直纸面向里的磁感应强度方向为正，线圈中顺时针方向的感应电流为正，则由乙可知：线圈中在前0.5s内产生了逆时针方向的感应电流，由楞次定律可得：当磁通量增加时，感应磁场方向与原磁场方向相反；当磁通量减小时，感应磁场方向与原磁场方向相同A图：在前0.5s内由乙图根据楞次定律可知，若磁场方向垂直向里（正方向）时，必须是磁场增强的；若磁场方向垂直向外（负方向）时，必须是磁场减弱的．而在0.5s-1.5s，若磁场方向垂直向里（正方向）时，必须是磁场减弱的；若磁场方向垂直向外（负方向）时，必须是磁场增加的．所以A选项错误；B图：在前0.5s内，若磁场方向垂直向里（正方向）时，必须是磁场增强的；若磁场方向垂直向外（负方向）时，必须是磁场减弱的．而在0.5s-1.5s，由感应电流方向，结合楞次定律可得：若磁场方向垂直向里（正方向）时，必须是磁场减弱的；若磁场方向垂直向外（负方向）时，必须是磁场增加的．故B错误；C图：在前0.5s内由乙图根据楞次定律可知，若磁场方向垂直向里（正方向）时，必须是磁场增强的；若磁场方向垂直向外（负方向）时，必须是磁场减弱的．而在0.5s-1.5s，若磁场方向垂直向里（正方向）时，必须是磁场减弱的；若磁场方向垂直向外（负方向）时，必须是磁场增加的．所以C正确；D图中磁场的变化引起的感应电流与A中完全相同，故可知D错误；故选C．【点睛】本题考查法拉第电磁感应定律的图象应用，要注意正确掌握楞次定律的应用，同时要注意正确分析图象的性质，能正确应用排除法进行分析．5、A【解析】物理学中的自由落体规律、万有引力定律、静止点电荷之间的相互作用规律和电流磁效应分别由不同的物理学家探究发现，他们依次是：伽利略、牛顿、库仑和奥斯特，故A正确，BCD错误。故选A.6、B【解析】本题考查根据力与时间的乘积求重力和拉力对物体的冲量大小，根据动量定理求解合力对物体的冲量大小。【详解】A.重力对物体的冲量大小为mgt，故A错误；BC.拉力F对物体的冲量大小I=Ft，故B正确，C错误；D.由动量定理可知，合外力对物体的冲量为故D错误。故选B。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、根据动能定理得：动能相同，解得：，电量相同，所以质量相同的粒子具有相同速率，故A正确、B错误；CD、粒子在磁场中运动的轨道半径为：，半径与成正比；运动时间，与质量成正比，故C错误，D正确8、ABD【解析】A．油滴刚进入电磁场时（在P点），受重力、电场力和洛伦兹力，其中电场力与磁场力大小恰好相等，故合力等于重力G，根据牛顿第二定律，加速度为g，故A正确；B．在P点由题意可知qE=qvB自由下落过程有v2=2gh

U=Ed

由以上三式解得故B正确；C．根据左手定则，在P位置时受洛伦兹力向右，竖直方向在加速，故洛伦兹力在变大，故油滴从右侧金属板的下边缘离开，故C错误；D．由左手定则可知油滴经过P点后向右侧金属板偏转，则油滴克服电场力做功，整个过程由动能定理有得故D正确；故选ABD9、BD【解析】设加速电压为U′，由题意知，电子在加速电场中加速运动，根据动能定理得：eU′=mv2电子获得的速度为：电子进入偏转电场后做类平抛运动，也就是平行电场方向做初速度为0的匀加速直线运动，加速度为：电子在电场方向偏转的位移为：垂直电场方向做匀速直线运动，粒子在电场中运动时间为：联立解得：又因为偏转电场方向向下，所以电子在偏转电场里向上偏转。A.滑动触头向右移动时，加速电压变大，故电子偏转位移y变小，因为电子向上偏转，故在屏上的位置下降，故A错误；B.滑动触头向左移动时，加速电压变小，故电子偏转位移y变大，因为电子向上偏转，故在屏上的位置上升，故B正确；D.偏转电压U增大时，电子在电场中受到电场力增大，即电子偏转的加速度a增大；因为加速电压不变，电子进入电场的速度没有变化，电子在电场中运动的时间t没有发生变化，故D正确；C.偏转电压U增大时，电子在电场中受到的电场力增大，即电子偏转的加速度a增大；因为电子水平方向的速度v不变，电子在电场中运动的时间不变，电子打在屏上的速度为则电子打在屏上的速度增大，故C错误。10、BC【解析】由图可知，Q中电流呈周期性变化，则P中会发生电磁感应现象，由楞次定律可得出线圈P的运动趋势，并依据电流的变化率来确定P中的感应电流大小，即可一一求解【详解】t1、t5时刻电流增大，其磁场增大，则穿过P的磁通量变大，由楞次定律可知P将阻碍磁通量的变大，则P有向下运动的趋势，即它们有相互排斥的作用，则P线圈对桌面的压力大于P自身的重力，故A错误；t3、t5时刻，通过Q线圈的电流前者减小，后者增大，但它们的电流方向相反，根据楞次定律，则t3、t5时刻线圈P中产生的感应电流方向相同，故B正确；t3时刻电流减小，线圈P产生感应电流，要阻碍磁通量减小，则P有扩张的趋势，故C正确；在t4时刻的Q的电流为零，但电流变化率最大，则P中感应电流最大，那么P线圈发热的功率不为0；在t6时刻的Q的电流最大，但电流变化率为零，则P中没有感应电流，那么P线圈发热的功率也为0，故D错误；故选BC【点睛】本题要注意灵活应用楞次定律，本题可以先判断P中电流方向，再根据电流间相互作用判受力方向，但过程复杂；而直接根据楞次定律的“增缩减扩”可能直观地得出结论三、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.G②.如图所示：③.如图所示：④.1.50⑤.0.80⑥.偏小⑦.偏小⑧.如图所示：或【解析】实验中应选用的较小阻值的滑线变阻器，有利于电流的变化和表的读数；在实物图中先连接其中一个支路，再并联另一支路，注意实物图的连接注意事项；在U-I图象中纵坐标的截距代表的是电源的电动势，直线的斜率代表的是电源的内阻的大小；【详解】（1）滑动变阻器作限流用，电路中的电流应较大，故滑动变阻器用阻值小的即可满足实验要求，故变阻器选G正确；（2）滑动变阻器采用限流式接法，电源的内阻是比较小的，为了减小误差，相对电源，安培表采用外接法，如图所示：（3）描点作图如图所示：图线与纵轴的交点即为电源的电动势电池内阻；（4）因该接法中由于电压表的分流而导致电流表示数偏小，但电压表是准确的，故图象比真实图象要向上偏，同时，当电路短路时，电压表的分流是可以忽略的，故短路电流是准确的，故图象与横轴的交点不变，故所测电动势小于真实值，内阻也小于真实值，即测得的电动势和内阻都偏小；（5）如果实验中电压表坏了，将电流表G和电阻箱串联改装成电压表，运用伏安法原理进行实验，也可以直接将电阻箱和安培表串联运用安阻法进行实验，如图所示：或【点睛】本题考查测定电动势和内电阻的数据处理，要求能根据公式得出图象中斜率及截距的含义，在计算电源的内阻的时候，一定要注意纵坐标的数值是不是从0开始的，本接法虽然电动势和内电阻均偏小，但由于误差均较小，故实验中我们一般采取本方法12、①.（1）0.460A；②.（2）；③.（3）4.4mA【解析】（1）根据电流表量程确定其分度值，然后根据指针位置读出其示数（2）根据图丙所示电路图，应用串并联电路特点求出电流表内阻（3）根据电路图，应用串并联电路特点与欧姆定律求出电流最大值【详解】（1）电流表量程为0～0.6A，由