2023-2024学年新疆新师大附中高二物理第一学期期末统考模拟试题含解析

2023-2024学年新疆新师大附中高二物理第一学期期末统考模拟试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．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，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，矩形线框在匀强磁场中做的各种运动，能够产生感应电流的是（）A. B.C. D.2、关于科学家在物理学上做出的贡献，下列说法正确的是A.奥斯特发现了电磁感应现象 B.爱因斯坦发现了行星运动规律C.牛顿提出了万有引力定律 D.开普勒提出了狭义相对论3、如图所示，小灯泡通电后，其电流I随所加电压U变化的图线，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．下列说法中正确的是（）A.随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小B.对应P点，小灯泡的电阻为R＝C.对应P点，小灯泡的电阻为R＝D.对应P点，小灯泡的功率为U1I14、如图所示，MN、PQ是间距为L的平行金属导轨，置于磁感应强度为B、方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中，M、P间接有一阻值为R的电阻．一根与导轨接触良好、有效阻值为R的金属导线ab垂直导轨放置，并在水平外力F的作用下以速度v向右匀速运动，则（不计导轨电阻）（）A.通过电阻R的电流方向为P→R→MB.a、b两点间的电压为BLvC.a端电势比b端高D.a端电势比b端低5、将两个分别带有电荷量-2Q和+5Q的相同金属小球A、B分别固定在相距为r的两处(均可视为点电荷)，它们间库仑力大小为F，现将第三个与A、B两小球完全相同的不带电小球C先与A接触，再与B接触后拿走，A、B间距离保持不变，则两球间库仑力的大小为()A. B.C. D.6、如图所示，水平力F把一个物体紧压在竖直的墙壁上静止不动，下列说法正确的是()A.作用力F跟墙壁对物体的压力是一对作用力和反作用力B.物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力是一对作用力和反作用力C.作用力F与物体对墙壁的压力是一对作用力和反作用力D.物体对墙壁的压力与墙壁对物体的压力是一对作用力和反作用力二、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，M．N为两块带等量异种电荷的平行金属板，两板间电压可取从零到某一最大值之间的各种数值．静止的带电粒子带电荷量为，质量为m（不计重力）从P经电场加速后，从小孔Q进入N板右侧的匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，CD为磁场边界上的一绝缘板，它与N板的夹角为，孔Q到板的下端C的距离为L，当M、N两板间电压取最大值时，粒子恰垂直打在CD板上，则（）A.两板间电压的最大值B.CD板上可能被粒子打中区域的长度C.粒子在磁场中运动的最长时间D.能打到N板上的粒子的最大动能为8、如图1所示，光滑的平行竖直金属导轨AB、CD相距L，在A、C之间接一个阻值为R的电阻，在两导轨间abcd矩形区域内有垂直导轨平面竖直向上、宽为5d的匀强磁场，磁感应强度为B，一质量为m、电阻为r、长度也刚好为L的导体棒放在磁场下边界ab上（与ab边重合），现用一个竖直向上的力F拉导体棒，使它由静止开始运动，已知导体棒离开磁场前已开始做匀速直线运动，导体棒与导轨始终垂直且保持良好接触，导轨电阻不计，F随导体棒与初始位置的距离x变化的情况如图2所示，下列判断正确的是（）A.导体棒离开磁场时速度大小为B.导体棒经过磁场的过程中，通过电阻R的电荷量为C.离开磁场时导体棒两端电压为D.导体棒经过磁场的过程中，电阻R产生焦耳热为9、如图所示，一闭合金属圆环用绝缘细线挂于O点，将圆环拉离平衡位置并释放，圆环摆动过程中经过有界的水平匀强磁场区域，A，B为该磁场的竖直边界，若不计空气阻力，则（）A.圆环向右穿过磁场后，不能摆至原来的高度B.在进入和离开磁场时，圆环中均有感应电流C.圆环进入磁场后离平衡位置越近速度越大，感应电流也越大D.圆环最终不能静止在平衡位置10、图中箭头所示为静电场中的三条电场线，曲线为一带电粒子仅在电场力作用下从P点运动到Q点的轨迹．由此可知A.带电粒子带正电B.带电粒子通过P点时电势能较大C.带电粒子通过Q点时动能较小D.带电质点通过P点时加速度较小三、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）下图中20分度游标卡尺和螺旋测微器的读数分_______cm和_______mm12．（12分）一理想变压器原、副线圈匝数比：：原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u．如图所示，副线圈仅接入一个的电阻．则该交变电压的周期是______；副线圈输出电压的有效值为______；流过电阻的最大电流为______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）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

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项：线框在匀强磁场中运动时，穿过线框的磁感线条数不变，即磁通量不变，没有感应电流产生，故A错误；B项：线框在磁场中转动时，穿过线框的磁通量发生变化，产生感应电流，故B正确CD项：线框与磁场平行，穿过线框磁通量为零，当线框向右平动时，磁通量保持为零，没有变化，所以没有感应电流产生，故CD错误故选B2、C【解析】奥斯特发现了电流的磁效应，选项A错误；开普勒发现了行星运动规律，选项B错误；牛顿提出了万有引力定律，选项C正确；爱因斯坦提出了狭义相对论，选项D错误.3、C【解析】（1）此灯泡是非线性元件，根据电阻是指对电流的阻碍作用判断灯泡电阻与电压之间的关系；（2）找到P点对应的电压和电流，根据欧姆定律求出此时灯泡的电阻；（3）由功率公式可对应图线的“面积”【详解】由图象可知，通过灯泡的电流随两端电压的增大而增大，因△U＞△I，则随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大，故A错误；由图象可知，P点对应的电压为U1，电流为I2，则灯泡的电阻，故C正确，B错误；因P=UI，所以图象中矩形PQOM所围的面积为对应P点小灯泡的实际功率，大小为U1I2，故D错误．故选C【点睛】对于线性元件，其电阻，非线性元件，；对于U-I图与I-U图要区分清楚，电阻R=K，还是R=不能搞错4、C【解析】A：由右手定则可知，通过电阻R的电流方向为M→R→P．故A项错误B：导体棒切割磁感线产生的感应电动势，则a、b两点间的电压．故B项错误CD：由右手定则可知，通过导体棒的电流由b→a，此时导体棒是电源，则导体棒a端电势比b端高．故C项正确，D项错误【点睛】在电源内部，电流由电势低处流向电势高处；在电阻上，电流由电势高处流向电势低处5、B【解析】完全相同的带电小球接触时，若是同种电荷则将总电量平分，若是异种电荷则先中和然后将剩余电量平分，然后依据库仑定律求解即可【详解】开始时由库仑定律得：

①当小球和A接触后，A球带电为-Q，再和B球接触时，先中和后总电量为4Q，故平分后B球带电为2Q，因此此时：

②由①②得：F1＝，故ACD错误，B正确．故选B6、D【解析】ACD.墙壁对物体的压力和物体对墙壁的压力是一对作用力和反作用力，故AC错误，D正确；B.物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力，故B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、BD【解析】粒子运动轨迹如图所示A．当M、N两板间电压取最大值时，粒子恰垂直打在CD板上，由几何知识得粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得在加速电场中，由动能定理得解得故A错误；B．设粒子轨迹与CD相切于H点，此时粒子半径为，粒子轨迹垂直打在CD边上的G点，则GH间距离即为粒子打中区域的长度s，根据几何关系解得根据几何关系可得粒子打中区域的长度故B正确；C．粒子在磁场中运动的周期为粒子在磁场中运动的最大圆心角所以粒子在磁场中运动的最长时间为故C错误；D．当粒子在磁场的轨迹与CD边相切时，即粒子半径时，打到N板上的粒子的动能最大，最大动能根据洛伦兹力提供向心力可得解得故D正确。故选BD.8、ACD【解析】A.设导体棒离开磁场时速度大小为v．此时导体棒受到的安培力大小为：由平衡条件得：由图2知：联立解得：故A正确；B.导体棒经过磁场的过程中，通过电阻R的电荷量为：故B错误；C.离开磁场时，由F=BIL+mg得：导体棒两端电压为：故C正确；D.导体棒经过磁场的过程中，设回路产生的总焦耳热为Q．根据功能关系可得：而拉力做功为：电阻R产生焦耳热为：联立解得：故D正确故选ACD【点睛】本题是电磁感应与力学知识的综合应用，对于这类问题一定要正确分析安培力的大小和方向，要掌握安培力经验公式，能正确分析能量是转化的，运用能量守恒定律求焦耳热9、ABD【解析】圆环向右穿过磁场后，会产生电流，根据能量守恒求解．当圆环进入或离开磁场区域时磁通量发生变化，会产生电流．最终整个圆环在磁场区域来回摆动，不产生感应电流，机械能守恒【详解】A项：圆环向右穿过磁场后，会产生电流，圆环中将产生焦耳热，根据能量守恒知圆环的机械能将转化为电能，所以回不到原来的高度了，故A正确；B项：当圆环进入或离开磁场区域时磁通量发生变化，会产生电流，故B正确；C项：整个圆环进入磁场后，磁通量不发生变化，不产生感应电流，机械能守恒．离平衡位置越近速度越大，感应电流为零，故C错误；D项：在圆环不断经过磁场，机械能不断损耗过程中圆环越摆越低，最后整个圆环只会在磁场区域来回摆动，因为在此区域内没有磁通量的变化（一直是最大值），所以机械能守恒，即圆环最后的运动状态为在磁场区域来回摆动，而不是静止在平衡位置，故D正确故选ABD【点睛】本题为楞次定律的应用和能量守恒相合．注意楞次定律判断感应电流方向的过程，先确认原磁场方向，再判断磁通量的变化，感应电流产生的磁场总是阻碍原磁通量的变化10、CD【解析】A、由图中轨迹上可知：轨迹内侧是粒子受力的方向，即沿电场线向右，电场力与电场方向相反，所以粒子带负电，故A错；BC、由图中轨迹上可知质点由P向Q运动，由于速度方向与合外力夹角为钝角，电场力做负功，则动能减小，电势能增大，所以质点在P点动能大于在Q点的动能，在P点的电势能小于在Q点的电势能，故B错；C对D、质点只受电场力作用，加速度：a=qE/m，由于电场线越密处场强越大，所以质点在P点的加速度小于在Q点的，故D对故选CD【点睛】质点带负电，负电荷的受力方向与场强方向相反．质点做曲线运动，曲线运动的合外力方向指向轨迹的内侧．电场线的切线方向表示该点的场强方向．可以判断受力方向和场强方向．电场线越密处场强越大，由此可判断场强大小关系三、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、①.10.405cm②.9.202~9.204mm【解析】游标卡尺的读数：10.4cm+0.05mm×1=10.405cm；螺旋测微器的读数：9mm+0.01mm×20.3=9.203mm12、①.②.100V③.【解析】由图象可知，交变电流的周期，根据图象可以知电压最大值，求得输出电压的有效值，再根据电压与匝数成正比结合欧姆定律的知识即可求副线圈的有效值和电流最大值【详解】由图象可知，交变电流的周期是，原线圈中电压的最大值为，所以电压的有效值为220V，根据电压与匝数成正比可知，副线圈的电压有效值为100V，最大值为，副线圈的电阻为，所以流过电阻的电流的有效值是【点睛】掌握住理想变压器的电压、电流之