黑龙江哈尔滨市省实验中学2023-2024学年物理高二上期末联考模拟试题含解析

黑龙江哈尔滨市省实验中学2023-2024学年物理高二上期末联考模拟试题注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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、如图所示为某电子元器件的工作原理示意图，在外界磁场的作用下，当存在方向流动的电流时，电子元器件、两侧面会形成电势差，下列说法中正确的事A.若在方向上通以由向运动的粒子流，带正电粒子会在板聚集B.当增大方向的电流时，两面的电势差会减小C.若在方向上通以由向运动的正电荷流，电子元器件端电势低于端电势D.电势差的大小仅与电子元器件的制造材料有关2、如图所示，在互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，电荷量为q的液滴在竖直面内做半径为R的匀速圆周运动，已知电场强度为E，磁感应强度为B，则油滴的质量和环绕速度分别为A.， B.，C.， D.，3、现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图所示，其中加速电压恒定．质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场．若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的10倍．此离子和质子的质量比约为（）A.10 B.9C.100 D.814、如图所示，金属杆MN用两根绝缘细线悬于天花板O、O′点杆中通有垂直于纸面向里的恒定电流空间有竖直向上的匀强磁场，杆静止时处于水平，悬线与竖直方向的夹角为θ，若将磁场在竖直面内沿逆时针方向缓慢转过90°，在转动过程中通过改变磁场磁感应强度大小保持悬线与竖直方向的夹角不变，则在转动过程中，磁场的磁感应强度大小的变化情况是（）A.一直减小 B.一直增大C.先减小后增大 D.先增大后减小5、如图，螺线管导线的两端与两平行金属板相连接，一个带正电的小球用绝缘丝线悬挂于两金属板间并处于静止状态．线圈置于方向竖直向上的均匀增大的磁场中，现将s闭合，当磁场发生变化时小球将偏转．若磁场发生了两次变化，且第一次比第二次变化快，第一次小球的最大偏角为；第二次小球的最大偏角为，则关于小球的偏转位置和两次偏转角大小的说法正确的（）A.偏向B板，θ1＞θ2B.偏向B板，θ1＜θ2C.偏向A板，θ1＞θ2D.偏向A板，θ1＜θ26、如图所示，平行导体滑轨MM’、NN’放置于同一水平面上，固定在竖直向下的匀强磁场中，导体棒AB、CD横放在滑轨上且静止，形成一个闭合电路．当AB向右滑动的瞬间，电路中感应电流的方向及CD受到的安培力方向分别为（）A.电流方向沿ABCD，安培力方向向右B.电流方向沿ADCB，安培力方向向右C.电流方向沿ABCD，安培力方向向左D.电流方向沿ADCB，安培力方向向左二、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，长直导线通以方向向上的恒定电流i，矩形金属线圈abcd与导线共面，线圈的长是宽的2倍，第一次将线圈由静止从位置Ⅰ平移到位置Ⅱ停下，第二次将线圈由静止从位置Ⅰ绕过d点垂直纸面的轴线旋转900到位置Ⅲ停下，两次变换位置的过程所用的时间相同，以下说法正确的是()A.两次线圈所产生的平均感应电动势相等B.两次线圈所产生的平均感应电动势不相等C.两次通过线圈导线横截面积的电量相等D.两次通过线圈导线横截面积的电量不相等8、如图所示，不计电阻的光滑U形金属框水平放置，光滑、竖直玻璃挡板H、P固定在框上，H、P的间距很小．质量为0.2kg的细金属杆CD恰好无挤压地放在两挡板之间，与金属框接触良好并围成边长为1m的正方形，其有效电阻为0.1Ω.此时在整个空间加方向与水平面成30°角且与金属杆垂直的匀强磁场，磁感应强度随时间变化规律是B＝(0.4-0.2t)T，图示磁场方向为正方向．框、挡板和杆不计形变．则()A.t＝1s时，金属杆中感应电流方向从C到DB.t＝3s时，金属杆中感应电流方向从D到CC.t＝1s时，金属杆对挡板P的压力大小为0.1ND.t＝3s时，金属杆对挡板H的压力大小为0.2N9、如图所示电路中，R为某种半导体元件，其阻值随周围环境酒精浓度的增大而减小，当酒精浓度增大时，下列说法中正确的是（）A电流表A示数增大 B.电压表V示数增大C.电源输出功率减小 D.电源效率减小10、如图所示电路，电源电动势为E，内阻为r。当开关S闭合后，小型直流电动机M和指示灯L（可看作纯电阻）都恰能正常工作。已知指示灯L的电阻为R0，额定电流为I，电动机M的线圈电阻为R，则下列说法中正确的是（）A.电动机的额定电压为IR B.电动机的输出功率为IE-I2（R0+R+r）C.电源的输出功率为IE-I2r D.整个电路的热功率为I2（R0+R）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）荷兰物理学家洛伦兹首先提出，磁场对运动电荷有力的作用．为了纪念他，人们称这种力为_____，该力的方向可以用_____（填“左手定则”或“右手定则”）来判断12．（12分）用如图1所示电路测定一节干电池的电动势和内阻．电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起保护作用．除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：A．电流表（量程0.6A）；B．电压表（量程3V）；C．定值电阻（阻值1Ω、额定功率5W）；D．定值电阻（阻值10Ω、额定功率10W）；E．滑动变阻器（阻值范围0～10Ω、额定电流2A）；F．滑动变阻器（阻值范围0～100Ω、额定电流1A）那么：（1）要正确完成实验，R0应选择_____，R应选择_____．（填器材前字母）（2）实验测得的6组数据已在U﹣I图2中标出，如图所示，请你根据数据点位置完成U﹣I图线______（3）由图线求出该电池的内阻r=____Ω．（r的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L14．（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，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、C【解析】考查霍尔元件。【详解】A．由图可知，磁场方向向下，若在方向上通以由向运动的粒子流，由左手定则可知，带正电粒子受向右的洛伦兹力，在D板聚集，A错误；B．稳定时，带电粒子受力平衡：解得两面的电势差为，增大方向的电流I时，粒子运动速度增大，两面的电势差会增大，B错误；C．若在方向上通以由向运动的正电荷流，则正电荷往D板聚集，D板带正电，电势高于C板，C正确；D．由可知，电势差UCD的大小不只与电子元件的材料有关，还与磁场强度有关，D错误。故选C。2、D【解析】液滴在复合场中做匀速圆周运动，可判断出电场力和重力为平衡力，从而可求出液滴的质量并可判断电场力的方向，结合电场的方向便可知液滴的电性．根据洛伦兹力的方向，利用左手定则可判断液滴的旋转方向．结合重力与电场力平衡以及液滴在洛伦兹力的作用下的运动半径公式，可求出线速度【详解】液滴在重力场、匀强电场和匀强磁场中做匀速圆周运动，可知，液滴受到的重力和电场力是一对平衡力，重力竖直向下，所以电场力竖直向上，与电场方向相反，故可知液滴带负电；磁场方向向里，洛伦兹力的方向始终指向圆心，由左手定则可判断液滴的旋转方向为顺时针；由液滴做匀速圆周运动，得知电场力和重力大小相等，得①，得，液滴在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动的半径为，联立得：，D正确【点睛】此题考查了液滴在复合场中的运动．复合场是指电场、磁场、重力场并存，或其中某两种场并存的场．液滴在这些复合场中运动时，必须同时考虑电场力、洛伦兹力和重力的作用或其中某两种力的作用，因此对液滴的运动形式的分析就显得极为重要．该题就是根据液滴的运动情况来判断受到的电场力情况3、C【解析】本题先电场加速后磁偏转问题，先根据动能定理得到加速得到的速度表达式，再结合带电粒子在匀强磁场中运动的半径公式求出离子质量的表达式【详解】根据动能定理得：qU＝mv2，得：v＝；离子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律，有：qvB＝m得：R＝；两式联立得：m＝；一价正离子电荷量与质子电荷量相等，同一加速电场U相同，同一出口离开磁场则R相同，所以m∝B2，磁感应强度增加到原来的10倍，离子质量是质子质量的100倍，故C正确ABD错误，故选C【点睛】本题综合考查了动能定理和牛顿第二定律，关键要能通过洛伦兹力提供向心力求出质量的表达式4、C【解析】分析通电导线的受力情况，当磁场旋转时通过图解法分析安培力的变化，从而分析磁感应强度的变化.【详解】磁场在旋转的过程中，杆处于平衡状态，杆所受重力的大小和方向不变，悬线的拉力方向不变，由图解法可知，在磁场旋转的过程中，安培力先减小后增大，由F=BIL可知，磁场的磁感应强度先减小后增加，故选C.【点睛】本题主要是考查安培力作用下的导体棒的平衡问题，解答此类问题要明确导体棒的受力情况，结合平衡条件列方程解答5、C【解析】由题意可知，线圈置于竖直向上的均匀增大的磁场中，根据法拉第电磁感应定律会产生稳定的电动势，判断出电感应电动势的高低，分析小球受力方向及力的大小【详解】线圈置于方向竖直向上的均匀增大的磁场中，据楞次定律可知线圈的感应电动势下高上低，则B板电势高，A板电势低，小球向A偏转，当磁场变化快时电动势大，偏角大，则C正确，ABD错误；故选C6、B【解析】AB向右移动，则由右手定则可知电流方向，则可知CD中电流的方向，由左手定则可求得CD的运动方向【详解】由右手安培定则可知，当AB向右运动时电流由B到A，故电流方向沿ADCB；则再由左手定则可得CD受力向右，故B正确，ACD错误．故选B【点睛】AB运动时产生电流的经过CD，从而使CD受磁场力而产生运动，即先由电磁感应产生电流，电流再在磁场中受到安培力而产生了运动二、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】根据通电直导线周围的磁场分布可知，两次通过线圈的磁通量不同，根据可知，线圈所产生的平均感应电动势不相等，选项A错误，B正确；根据可知两次通过线圈导线横截面积的电量不相等，选项C错误，D正确；故选BD.8、AC【解析】根据楞次定律，并由时刻来确定磁场的变化，从而判定感应电流的方向；根据法拉第电磁感应定律，结合闭合电路欧姆定律，及安培力表达式，与力的合成与分解，并由三角知识，即可求解【详解】当t=1s时，则由磁感应强度随时间变化规律是，可知，磁场在减小，根据楞次定律可得，金属杆中感应电流方向从C到D，故A正确；当t=3s时，磁场在反向增加，由楞次定律可知，金属杆中感应电流方向从C到D，故B错误；当在t=1s时，由法拉第电磁感应定律，则有；再由欧姆定律，则有感应电流大小；则t=1s时，那么安培力大小；由左手定则可知，安培力垂直磁场方向斜向上，则将安培力分解，那么金属杆对挡板P的压力大小，故C正确；同理，当t=3s时，感应电动势仍为E=0.1V，电流大小仍为I=1A，由于磁场的方向相反，由左手定则可知，安培力的方向垂直磁感线斜向下，根据力的合成，则得金属杆对H的压力大小为，故D错误；9、AD【解析】AB．当酒精浓度增大时，减小，总电阻减小，则总电流增大，内电压增大，路端电压减小，即电压表V示数减小，根据欧姆定律可知通过的电流减小，因此通过的电流增大，即电流表A示数增大，故A正确，B错误；C．当电路的外电阻等于电源的内阻时，电源输出功率最大；由于电路的外电阻与电源的内阻关系未知，所以无法判断电源输出功率的变化，故C错误；D．电源效率为由于电源的电动势不变，路端电压减小，所以电源效率减小，故D正确；故选AD。10、BC【解析】A.电动机不是纯电阻，不能满足欧姆定律，IR不是电动机的额定电压，故A错误；B.根据能量守恒定律可知，电动机总功率为，内部消耗功率为，故输出功率为，故B正确；C.电源的总功率为IE，内部消耗功率为I2r，则电源的输出功率为，故C正确；D.整个电路的热功率为，故D错误。故选BC。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.洛伦兹力②.左手定则【解析】已知磁场方向、带电粒子的速度方向，由左手定则可以判断出洛伦兹力的方向【详解】[1]通过学习磁场对运动电荷的作用我们知道，首先提出磁场对运动电荷有作用力的观点的物理学家是洛伦兹[2]为了纪念他，人们称这种力为洛伦兹力，该力的方向可以用左手定则【点睛】本题考查了判断洛伦兹力方向问题，熟练应用左手定则即可正确解题，注意运动的方向不一定与磁场垂直，但洛伦兹力一定与磁场及运动方向垂直12、①.C②.E③.；【解析】为使滑动变阻器滑动时电表示数有明显变化，应使R0与电源内阻r尽可能接近，从而确定定值电阻和滑动变阻器选取．根据纵轴截距求出电动势，结合图线的斜率求出内阻的大小【详解】一节干电池电动势一般约为1.5V，内阻较小，为保护电路，应使R0与电源内阻r尽可能接近，因r较小，则考虑选择定值电阻C和滑动变阻器E；根据描出的点作出对应的伏安特性曲线如图所示；根据图象可知，与U轴的交点为1.50V，对应的电压值即表示电