福建省仙游县郊尾中学2023-2024学年物理高二上期末考试模拟试题含解析

福建省仙游县郊尾中学2023-2024学年物理高二上期末考试模拟试题注意事项：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、如图所示，直线a为某电源与可变电阻连接成闭合电路时的路端电压U与干路电流I的关系图象，直线b为电阻R两端电压的U与通过它的电流I的图象，用该电源和该电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和电源的效率分别为（）A.4W、33.3% B.2W、33.3%C.4W、67% D.2W、67%2、如图中是匀强磁场里的一片金属片，其平面与磁场方向平行，一个粒子从某点以与垂直的速度射出，动能是，该粒子在磁场中的运动轨迹如图所示。今测得它在金属片两边的轨道半径之比是，若在穿越金属板过程中粒子受到的阻力大小及电荷量恒定，则下列说法正确的是A.该粒子的动能增加了B.该粒子的动能减少了C.该粒子做圆周运动的周期减小D.该粒子最多能穿越金属板6次3、在磁场中的某一位置放置一条直导线，导线的方向与磁场方向垂直．先后在导线中通入不同的电流，导线所受的力也不一样．下列几幅图表现的是导线受的力与通过的电流的关系，、分别代表一组、的数据，其中正确的是（）A. B.C. D.4、回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的装置，其核心部分是两个"D"形金属盒，置于匀强磁场中，磁场方向与"D"形盒所在平面垂直，两盒分别与高频交流电源相连，带电粒子获得的最大动能与哪个因有关A.加速的次数 B.交流电的频率C.加速电压 D.匀强磁场的磁感应强度大小5、图是电子射线管的示意图。接通电源后，电子射线由阴极沿x轴方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线。要使荧光屏上的亮线向下（z轴方向）偏转，在下列措施中可采用的是（）A.加一磁场，磁场方向沿z轴负方向B.加一磁场，磁场方向沿y轴正方向C加一电场，电场方向沿z轴负方向D.加一电场，电场方向沿y轴正方向6、倾角为α的导电轨道间接有电源，轨道上有一根金属杆ab处于静止．现垂直轨道平面向上加一匀强磁场，如图所示，磁感应强度B从零开始逐渐增加至ab杆恰好开始运动时，ab杆受到的静摩擦力A.逐渐增大B.逐渐减小C.先减小后增大D.某时刻静摩擦力的大小不可能等于安培力大小二、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、如图所示，矩形线圈abed在匀强磁场中分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时A.线圈绕P1转动时产生的感应电流等于绕P2转动时产生的感应电流，且均为0B.线圈绕P1转动时产生的感应电动势等于绕P2转动时产生的感应电动势C.线圈绕P1和P2转动时产生的感应电流的方向相同，都是a-b-c-dD.线圈绕P1转动时cd边受到的安培力等于绕P2转动时cd边受到的安培力8、物体沿光滑斜面下滑，在此过程中A.斜面对物体的弹力做功为零 B.斜面对物体的弹力的冲量为零C.物体动能的增量等于重力的功 D.物体的动量的增量等于重力的冲量9、如图所示，电源电动势为E，内阻为r．当滑动变阻器R2的滑片P向左滑动时，下列说法正确的是A.电阻R3消耗的功率变大B.电容器C上电荷量变大C.灯L变暗D.R1两端的电压变化量的绝对值小于R2两端的电压变化量的绝对值10、一有界区域内，存在着磁感应强度大小均为，方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场，磁场宽度均为。边长为的正方形导线框的边紧靠磁场边缘置于桌面上，建立水平向右的轴，且坐标原点在磁场的左边界上。时刻使线框从静止开始沿轴正方向匀加速通过磁场区域，规定逆时针方向为电流的正方向，线框在时刻所对应的位移分别是。下列关于感应电流或导线框的电功率随时间或位移的变化规律正确的是（）A. B.C. D.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）要测量某种合金的电阻率。（1）若合金丝长度为L，直径为D，阻值为R，则其电阻率ρ=___________，用螺旋测微器测合金丝的直径如图甲所示，读数D=___________mm。（2）图乙是测量合金丝阻值的原理图，S2是单刀双掷开关。根据原理图在图丙中将实物连线补充完整___________。（3）闭合S1，当S2处于位置a时，电压表和电流表的示数分别为U1=1.35V，I1=0.30A；当S2处于位置b时，电压表和电流表的示数分别为U2=0.92V，I2=0.32A，根据以上测量数据判断，当S2处于位置___________（选填“a”或“b”）时，测量相对准确，测量值Rx=___________Ω。（结果保留两位有效数字）。12．（12分）超导是当今材料科学研究的重点，某大学超导实验室研制成功了钇钡铜氧（YBCO）超导线材，该线材在94K时，将呈现超导特征，但常温下，仍然为一般导体．实验小组为了测量常温下YBCO线材的电阻率；①如图1，用多用电表×1Ω挡粗测其电阻为6Ω，用螺旋测微器测其直径为__mm，游标卡尺测其长度是__mm②实验室还备有实验器材如下：A．电压表V1（量程3V，内阻约为15kΩ）B．电压表V2（量程l5V，内阻约为75kΩ）C．电流表A1（量程3A，内阻约为0.2Ω）D．电流表A2（量程600mA，内阻约为1Ω）E．滑动变阻器R1（0～5Ω，0.6A）F．滑动变阻器R2（0～2000Ω，0.1A）G．输出电压为3V的直流稳压电源EH．电阻箱I．开关S，导线若干如图2，为了减小实验误差，需进一步测其电阻而采用伏安法，则上述器材中应选用的实验器材有（填代号）__．请在图3方框内设计最合理的电路图并实物连线（）（）用该电路电阻的测量值__真实值（选填大于、等于或小于）．如果YBCO超导线材直径为D，长度为L，所测电压为U，电流为I，电阻率大小为（用字母表示）__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）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、C【解析】由图象a可知电源的电动势E=3V，短路电流为6A，该电源和该电阻组成闭合电路时路端电压为2V，电流I=2A电源的输出功率即为电阻R上消耗的功率，根据得：电源的总功率为：所以效率为：故选C2、B【解析】ABD．根据：可得：所以：即：又因为动能表达式：所以开始的动能为：穿过金属板后的动能：粒子每穿过一次金属片损失的动能：所以有：即该粒子最多能穿过的金属板的次数为5次；故B正确，AD错误；C．带电粒子在磁场中做圆周运动的周期，根据：可得：可知周期与速度无关，故C错误。故选B。3、C【解析】磁感应强度是由磁场本身性质决定的，在磁场中的某一位置，磁感应强度应是定值，所以导线受的力F与通过的电流I的关系为F=BIL，则F-I图象中的图线应是过原点的一条直线；故选C。4、D【解析】根据洛伦兹力提供粒子圆周运动的向心力得：最后粒子射出回旋加速器的速度为：则最大动能为：所以影响粒子获得的最大动能的因素有粒子比荷的大小，回旋加速器内磁感应强度的大小和回旋加速器的半径，故选D5、B【解析】A．加一磁场，磁场方向沿z轴负方向，由左手定则知电子受洛仑兹力方向沿y轴负方向，电子不会沿z轴向下偏转，故A错误；B．加一磁场，磁场方向沿y轴正方向，由左手定则知电子受洛仑兹力的方向沿z轴负方向，电子沿z轴向下偏转，故B正确；C．加一电场，电场方向沿z轴负方向，电子受电场力沿z轴正方向，电子不会沿z轴向下偏转，故C错误；D．加一电场，电场方向沿y轴正方向，电子受电场力沿y轴负方向，电子不会沿z轴向下偏转，故D错误；故选B。6、C【解析】根据左手定则，判断安培力的方向；然后对杆受力分析，受重力、支持力、安培力和静摩擦力（可能有），根据共点力平衡条件列式分析【详解】加上磁场之前，对杆受力分析，受重力、支持力、静摩擦力；根据平衡条件可知：；加上磁场后，根据左手定则，安培力的方向平行斜面向上，磁感应强度B逐渐增加的过程中，安培力逐渐增加；根据平衡条件，有：；由于安培力逐渐变大，故静摩擦力先减小后反向增加，故AB错误，C正确；当安培力小于重力的下滑分力时，根据平衡条件，有：；如果，则，故D错误，故选C【点睛】本题关键是对杆受力分析，然后根据平衡条件列式分析二、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】AB．根据交变电流的产生规律可知，感应电动势最大值Em=NBSω，当线圈平面转到与磁场方向平行时，根据法拉第电磁感应定律可知，产生的感应电动势最大，由于两次转动的角速度相同，线框面积相同，则它们产生的最大值相同，因此线圈绕P1转动时的电动势等于绕P2转动时的电动势，根据欧姆定律可知，线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流，此时感应电流最大，不为0，故A错误，B正确。

C．对cd边由右手定则可得，在图示位置时，线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同，都是a→d→c→b，故C错误。

D．当线圈平面转到与磁场方向平行时，线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流，而安培力F=BIL，则线圈绕P1转动时cd边受到的安培力等于绕P2转动时cd边受到的安培力，故D正确。故选BD。8、AC【解析】A.物体沿斜面下滑时弹力方向与物体位移方向垂直，斜面对物体的弹力不做功，故选项A符合题意；B.斜面对物体的弹力的冲量：所以斜面对物体的弹力的冲量不为零，故选项B不符合题意；C.由动能定理可知，物体动能的增量等于合外力的功，等于重力对物体所做的功，故选项C符合题意；D.根据动量定理可知物体动量的增量等于合外力的冲量，不等于重力的冲量，故选项D不符合题意9、BCD【解析】A．当滑动变阻器的滑片P向左滑动时，电阻变小，则外电路的总电阻变小，小电阻分小电压，则外电压变小，故消耗的功率：变小，故A错误；B．变小，外电路的总电阻变小，则干路总电流变大，而上电压变小，则电流变小，故上电流变大，电压变大，故电容器两端电压变大，，则电荷量变大，故B正确；C．变小，小电阻分小电压，则的电压变小，灯泡的电压变小，故灯L变暗，故C正确；D．两端的电压变大，两端的电压变小，二者电压之和等于外电压，由前面分析之外电压变小，故两端增加的电压小于两端减小的电压，故D正确10、BD【解析】AB．过程①为边切割向里的磁场，电流逆时针，时间内，线框做匀加速直线运动，则切割磁场的速度电动势电流过程②为边和边同向切割反向的磁场，而双电源串联，电流方向为顺时针，时间内，电动势（）电流（）过程③为边切割向外的磁场，电流为逆时针，时间内，电动势（）电流（）故A错误B正确；C．在内，由匀加速直线运动的速度位移关系可知则则电流关于位移不是线性函数，故C错误；D．在内，线框的电功率在内，线框的电功率（）在内，线框的电功率（）故D正确。故选BD。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、①.②.0.899~0.902③.④.b⑤.2.9【解析】（1）[1]有电阻的决定式得电阻率为[2]由图示螺旋测微器可知，其示数为（2）[3]根据图2所示电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示（3）[4]由实验数据可知由此可知电流表分压较大，为减小实验误差，电流表应采用外接法，即S2处于位置b[5]根据欧姆定律，则有12、①.2.095±0.001②.36.2③.A、D、E、G、I④.⑤.⑥.小于⑦.【解析】①[1][2]．用螺旋测微器测其直径为2mm+0.01mm×9.5=2.095mm；游标卡尺测其长度是：36mm+0.2mm×2=36.2mm②[3]．电源电压为3V，则电压表选择A；电路中可能出现的最大电流为，则电流表选择D；滑动变阻器用分压电路，则选择阻值较小的E；另外还有电源G以及开关、导线I；故选的器材有：A、D、E、G、I；[4][5]．电压表内阻远大于待测电阻，则采用电流表外接；滑动变阻器用分压电路，则电路图以及实物连线如图：[6][7]．用该电路测量由于电压表的分流作用