2023-2024学年优胜教育物理高二上期末联考模拟试题含解析

2023-2024学年优胜教育物理高二上期末联考模拟试题注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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、电流传感器A的作用相当于一个电流表，它与计算机相连接可以捕捉到瞬间电流的变化，并能在屏幕上显示电流随时间变化的图象。下列说法正确的是（）A.甲中S由断开状态到闭合的瞬间，R中的电流立即增大B.甲中S由闭合状态到断开的瞬间，L右端电势比左端的高C.甲中S由闭合状态到断开的瞬间，R中的电流逐渐减小D.乙中S由断开状态到闭合的瞬间，R中的电流逐渐增大2、如图所示，在x轴上方存在垂直于纸面向里的足够宽的匀强磁场，磁感应强度为B。在xOy平面内，从原点O处沿与x轴正方向成θ角（0＜θ＜π）以速率v发射一个带正电的粒子（重力不计）。则下列说法正确的是（）A.若v一定，θ越大，则粒子在磁场中运动的时间越短B.若v一定，θ越大，则粒子在离开磁场的位置距O点越远C.若θ一定，v越大，则粒子在磁场中运动的角速度越大D.若θ一定，v越大，则粒子在磁场中运动的时间越短3、科学实验证明，通电长直导线周围磁场的磁感应强度大小，式中常量，I为电流强度，l为到导线的距离。如图所示，三根完全相同且通有恒定电流的长直导线a、b、c，其截面位于等边三角形的三个顶点。已知b、c导线位于光滑水平面上，三根直导线均保持静止状态，则（）A.导线a、b通有方向相反的恒定电流B.导线c所受安培力方向竖直向上C.导线a、b所受安培力大小相等、方向相反D.撤去导线c的电流，导线a将做自由落体运动4、质量为M的木块静止在光滑水平面上，一颗质量为m的子弹以水平速度v0击中木块，经过时间t穿透木块，子弹穿出时的速度为v1，木块的速度为v2。已知子弹在木块中运动时受到的阻力大小为F，木块的长度为d，则下列关系式正确的是（）A. B.C. D.5、三个速度大小不同的同种带电粒子，沿同一方向从图中长方形区域的匀强磁场上边缘射入，当它们从下边缘飞出时对入射方向的偏角分别为90°、60°、30°，则它们在磁场中运动的时间之比为()A.3∶2∶1B.1∶2∶3C.1∶1∶1D1∶∶6、如图所示，小球从竖直放置的轻弹簧正上方自由下落。在小球接触弹簧到弹簧被压缩到最短的过程中，小球的速度（）A.变大 B.不变C.变小 D.先变大后变小二、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、铅蓄电池的电动势为2V，这表示()A.电路中每通过1C的电荷量，电源就把2J的化学能转化为电能B.蓄电池把其他形式的能转化为电能的本领比干电池的大C.蓄电池在1秒内将2J的化学能转化为电能D.蓄电池接入不同电路中，电动势就会发生变化8、如图所示，等腰直角三角形abc区域内存在方向垂直三角形所在平面向外的匀强磁场，直角边bc长度为L．三个完全相同的带正电的粒子1、2、3，分别从b点沿bc方向以速率v1、v2、v3射入磁场，在磁场中运动的时间分别为t1、t2、t3，且t1﹕t2﹕t3=3﹕3﹕2，做匀速圆周运动的轨道半径分别为r1、r2、r3．不计粒子的重力及粒子间的相互作用．下列关系式一定成立的是A.v1=v2 B.v2＜v3C. D.9、微元累积法是常用的物理研究方法，如图所示为某物理量（）随另一物理量（）变化的函数图像，关于图像与坐标轴所围面积大小的物理意义，下列说法正确的是（）A.若为质点的加速度，为时间，则“面积”表示质点在时刻的瞬时速度B.若为流过导线的电流，为时间，则“面积”表示时间内流过导线截面的电量C.若为用电器的电功率，为时间，则“面积”表示时间内用电器消耗的电能D.若为某元件的电压，为电流，则“面积”表示对应状态下该元件的电功率10、如图所示，直线Oac为某一直流电源的总功率P随电流I变化的图线，虚线Obc为这个电源内部热功率随电流I变化的Pr图线，由图可知()A.电源电动势为3VB.电源内阻为2ΩC.当I=2A时,电源输出功率为6WD.当I=2A时,电源内部热功率为4W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）图a为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池，R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头G的满偏电流为250μA，内阻为480Ω。虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1V挡和5V挡，直流电流1mA挡和2.5mA挡，欧姆×100Ω挡。(1)图a中的A端与______（填“红”或“黑”）色表笔相连接。(2)关于R6使用，下列说法正确的是_______（填正确答案标号）。A．在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置B．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置C．使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置(3)根据题给条件可得R1＋R2=_______Ω，R4=________Ω。(4)某次测量时该多用电表指针位置如图b所示。若此时B端是与“1”相连的，则多用电表读数为_______；若此时B端是与“3”相连的，则读数为________；若此时B端是与“5”相连的，则读数为___________。（结果均保留3位有效数字）12．（12分）如图所示，带电平行金属板相距为2R，在两板间有垂直纸面向里、磁感应强度为B圆形匀强磁场区域，与两板及左侧边缘线相切．一个带正电的粒子（不计重力）沿两板间中心线O1O2从左侧边缘O1点以某一速度射入，恰沿直线通过圆形磁场区域，并从极板边缘飞出，在极板间运动时间为t0．若撤去磁场，粒子仍从O1点以相同速度射入，则经时间打到极板上（1）求两极板间电压u；（2）若两极板不带电，保持磁场不变，该粒子仍沿中心线O1O2从O1点射入，欲使粒子从两板左侧间飞出，射入的速度应满足什么条件四、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、B【解析】A．甲中S由断开状态到闭合的瞬间，由于线圈中产生自感电动势的阻碍作用，电流只能逐渐增大，故A错误；B．甲中S由闭合状态到断开的瞬间，由于线圈中产生自感电动势，由“楞次定律”可得，L右端电势比左端的高，故B正确；C．甲中S由闭合状态到断开的瞬间，由于线圈中产生自感电动势，但没有回路，所以R中的电流立即减为0，故C错误；D．乙中S由断开状态到闭合的瞬间，R中的电流立刻增大，故D错误。故选B。2、A【解析】AB．正粒子从磁场边界入射做匀速圆周运动，洛仑兹力提供向心力，有从而当θ为锐角时，画出正粒子运动轨迹如图所示由几何关系可知，入射点与出射点而粒子在磁场的运动时间与速度无关；当θ为钝角时，画出正粒子运动轨迹如图所示由几何关系入射点与出射点而粒子在磁场中运动时间与第一种情况相同，则若v一定，θ越大，从时间公式可以看出运动时间越短；若v一定，θ为锐角越大时，则Oa就越大，但θ为钝角越大时，由上式可以看出Oa不一定越远，故A正确，B错误；C．由可得粒子运动的角速度显然与速度无关，故C错误；D．运动时间无论是锐角还是钝角，时间均为与速度无关，即若θ一定，无论v大小如何，则粒子在磁场中运动的时间都保持不变，故D错误。故选A。3、A【解析】因为同向电流相互吸引，异向电流相互排斥。A．对导线a分析，导线a受重力、b对a和c对a的安培力而平衡，因此b、c对a的安培力都为排斥力，所以b、c为同向电流，a与b、c的电流相反，故A正确；B．因为b对c为吸引力，a对c为排斥力，同时c还受到竖直向上的支持力和重力，由平衡条件可知导线c所受安培力的合力方向竖直向下，如图所示故B错误；C．由AB选项分析可知导线a受到的安培力与重力等大反向；而导线b所受的安培力竖直向下，且满足而对abc整体有有所以可得b所受安培力为可知a、b所受安培力大小不相等，方向相反，故C错误；D．撤去导线c的电流，由前面分析可知导线c所受的合力由a指向c，故不会做自由落体运动，故D错误。故选A。4、C【解析】A．设子弹v0的方向为正方向，对子弹穿木块的过程，由动量定理故A错误；BD．设木块在子弹穿过的过程发生的位移为，则子弹的位移为，由动能定理联立可得故BD均错误。C．子弹和木块组成的系统，在光滑水平面上的系统外力为零，动量守恒，有变形为故C正确。故选C。5、A【解析】由粒子在磁场中运动的周期的公式为T＝，可知带电粒子的运动周期T都相等。由此可知，粒子的运动的时间与粒子的速度的大小无关，所以粒子在磁场中的周期相同，由粒子的运动的轨迹可知，三种速度的粒子的偏转角分别为90°、60°、30°，由t＝T，可以判断它们在磁场中运动的时间之比为90°∶60°∶30°＝3∶2∶1，故A符合题意，BCD不符合题意。6、D【解析】小球从某高度处自由落下，在接触弹簧之前，只受重力，做加速运动，接触弹簧后，除了受重力还会受到向上的弹力，随着形变量逐渐增大，弹力逐渐增大，小球的加速度逐渐减小。当弹力等于重力时，小球速度达到最大，之后，形变量继续增大，弹力大于重力，小球做减速运动，加速度逐渐增大，所以小球先做加速，后做减速，即小球的速度先变大后变小，所以D正确，ABC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、AB【解析】A．铅蓄电池的电动势为2V，表示非静电力将单位正电荷从电源的负极通过电源内部移送到正极时所做的功为2J，即电源把2J的化学能转化为电能，故A正确；B．电动势反映电源将其他形式的能转化为电能的本领；故铅蓄电池把其他形式能转化为电能的本领比一节干电池（电动势为1.5V）的强，故B正确；C．电源的电动势表示将1C的电量转移时做功为2J，但并不明确做功的时间；故C错误；D．电动势反映电源将其他形式的能转化为电能的本领；与接入的外电路无关，故D错误8、BD【解析】三个相同的带电粒子以不同速度沿同一方向进入三角形磁场区域，由半径公式，则速度较大的带电粒子进入磁场时做匀速圆周运动的半径大，而再由带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的时间t=T，可知第一、二两种粒子在磁场中偏转角度相同为90°，而第三个粒子偏转60°，打在ac边上，画出其运动轨迹，由偏转角度求出半径【详解】根据题设条件，三个相同的带电粒子从b点沿bc方向以不同速度进入三角形磁场区域，粒子在磁场中做匀速圆周运动洛仑兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qvB=m，解得：，粒子轨道半径与速度成正比，又因为三个粒子在磁场中运动的时间之比为t1：t2：t3=3：3：2，显然它们在磁场中的偏转角度之比为3：3：2．即粒子1、2打在ab上，而粒子3打在ac上，轨迹如图所示：粒子1、2打在ab上，而粒子3打在ac上，粒子3的速度比1、2的速度大，粒子2的速度大于粒子1的速度，故A错误，B正确；对速度为v1和v2的粒子，其偏转角度均为90°，由几何关系可知r1<L，对速度为v3的粒子偏转60°，运动轨迹如图所示，由几何关系知：r3×sin60°=L，解得：，故C错误，D正确；故选BD【点睛】三个相同的粒子以不同速度沿相同方向进入三角形磁场区域，由于半径不同，再加上在磁场中的时间之比就能确定三个粒子偏转角之比，再综合磁场区域与粒子通过直线边界的对称性，从而确定三个粒子打在磁场边界的位置，从而可以比较速度大小，也能求出半径关系9、BC【解析】A．如果轴表示加速度，由：可知“面积”等于质点在相应时间内的速度变化量，A错误；B．如果轴表示电流，为时间，由：可知“面积”表示时间内流过导线截面的电量，B正确；C．若为用电器的电功率，为时间，根据：可知“面积”表示时间内用电器消耗的电能，C正确；D．若为电压，为电流，则“面积”没有意义，对应状态的电功率等于对应状态的电压与电流的乘积，D错误。故选BC。10、AD【解析】根据电源的总功率P总随电流I变化的图象与电源内部热功率Pr随电流I变化的图象的区别及交点的含义，根据功率公式可求得电源内阻消耗的功率以及电源输出的功率【详解】从图象可知：有两个交点．O点处是没有通电，而c处它们的电功率相等，说明外电阻没有消耗功率．因此电流为3A时，外电阻阻值为零．由P=I2r可算出r=Ω=1Ω，所以内阻的阻值为1Ω．在c点时，外电阻为0，所以电动势E=Ir=3×1V=3V，所以A正确，B错误；当电流等于2A时，电源的输出功率P出=EI-I2r=3×2-4×1=2W；故C错误；当电流等于2A时，电源内部热功率P=I2r=22×1=4W，故D正确．故选AD【点睛】本题考查测量电动势和内电阻的实验，要注意理解电源的总功率P总随电流I变化的图象与电源内部热功率Pr随电流I变化的图象的涵义三、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.黑②.B③.160④.880⑤.1.47mA⑥.1.10×103Ω⑦.2.95V【解析】(1)[1]与欧姆表内电源正极相连的是黑表笔。(2)[2]R6是可变电阻，它的作用就是欧姆表调零，也就是使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置。(3)[3]换挡开关接2时，是量程较小的电流表，所以[4]换挡开关接4时，是量程较小的电压表，这时表头与R1、R2并联组成新表头，新表头的内阻新表头的量程是1mA，所以(4)[5]某次测量时该多用电表指针位置如图（b）所示。若此时B端与“1”相连，则多用电表是量程为2.5mA的电流表，则读数为1.47mA；[6]若此时B端与“3”相连接，多用电表是欧姆×100Ω挡，则读数为11.0×100Ω，即1.10×103Ω；[7]若此时B端与“5”相连接，多用电表是量程为5V电压表，则读数为2.95V。12、（1）（2）【解析】（1）设粒子从左侧O1点射入的速度为v，极板长为L，磁场中根据受力平衡可得：qE=qvB根据匀强电场中电场强度与电势差之间的关系式：电场强度为：因为粒子在磁场中做匀速直线运动，所以有：L=vt0在电场中做类