吉林省白山一中2023年物理高二上期末联考模拟试题含解析

吉林省白山一中2023年物理高二上期末联考模拟试题考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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、下列说法正确的是（）A.奥斯特发现了电流能够使磁针偏转，并提出了磁能够产生电B.安培将磁铁放在导体线圈附近，线圈中产生了电流C.法拉第把两个线圈绕在同一铁环上，一个线圈接电源，另一个线圈接“电流表”，在给接电源的线圈通电和断电的瞬间，可以观察到另一个线圈中有电流D.法拉第发现了电磁感应现象，库仑发现了电流的磁效应2、如图所示，、、为电场中同一条水平方向电场线上的三点，为的中点，、电势分别为、。下列叙述正确的是（）A.该电场在点处的电势一定为B.点处的场强一定大于点处的场强C.一正电荷从点运动到点电势能一定减少D.一正电荷运动到点时受到的静电力由指向3、如图所示，直角三角形导线框abc以大小为v的速度匀速通过有清晰边界的匀强磁场区域（匀强磁场区域的宽度大于导线框的边长），则此过程中导线框中感应电流的大小随时间变化的规律为下列四个图像当中的哪一个？（）A. B.C. D.4、如图所示，在半径为R的圆形区域内，有方向垂直于圆平面的匀强磁场(未画出)．一群相同的带电粒子以相同速率v0，由P点在纸平面内向不同方向射入磁场．当磁感应强度大小为B1时，所有粒子出磁场的区域占整个圆周长的，当磁感应强度增大为B2时，这些粒子在磁场中运动弧长最长的是.则磁感应强度B1、B2的比值是(粒子不计重力)()A. B.C. D.5、关于电场强度的说法中，正确的是（）A.根据定义式，说明E与放在该点的点电荷q有关B.电场强度方向总是跟电荷所受到电场力方向一致C.如果电量为q的负电荷，在电场中某点受到的电场力大小为F，则该点的场强大小等于，但场强方向与F的方向相反D.如果取走放在电场中某点的检验电荷，则该点场强也相应变为零6、平面内有一边长为a的正方形线圈，内部与其相切的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，其它区域无磁场，磁感应强度大小为B．则穿过该线圈磁通量为A. B.Ba2CB（π-1）a2 D.B（2π-1）a2二、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、如图所示是某直流电路中电压随电流变化的图象，其中a、b分别表示路端电压、负载电阻上电压随电流变化的情况，下列说法正确的是A.阴影部分的面积表示电源输出功率B.阴影部分的面积表示电源的内阻上消耗的功率C.当满足时，电源的输出功率最大D.当满足时，电源效率小于50％8、如图所示，匀强磁场分布在平面直角坐标系的整个第I象限内，磁感应强度为B、方向垂直于纸面向里，一质量为m、电荷量绝对值为q、不计重力的粒子，以某速度从0点沿着与y轴夹角为30°的方向进入磁场，运动到A点时，粒子速度沿x轴正方向，下列判断正确的是A.粒子带正电B.粒子由O到A经历的时间为C.若已知A到x轴的距离为d，则粒子速度大小为D.离开第I象限时，粒子的速度方向与x轴正方向的夹角为60°9、如图所示，两个速度大小不同的同种带电粒子1、2，沿水平方向从同一点垂直射入匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里．当它们从磁场下边界飞出时相对入射方向的偏转角分别为90°、60°，则它们在磁场中运动的（）A.轨迹半径之比为1∶2B.速度之比为2∶1C.时间之比为3∶2D.周期之比为2∶110、如图所示，水平直导线中通有恒定电流I，在导线的正上方处将一带电粒子以与电流方向相同的初速度v0射入，不计重力作用，该粒子将A.若粒子带正电，将沿路径a运动B.若粒子带正电，将沿路径b运动C.若粒子沿路径b运动，轨迹半径变小D.若粒子沿路径b运动，轨迹半径变大三、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）如图所示是三个成功的演示实验，回答下列问题。(1)在实验中，电流表指针偏转的原因是___________。(2)第一个成功实验(如图a)中，将条形磁铁从同一高度插入到线圈中同一位置，快速插入和缓慢插入有什么量是相同的？__________，什么量是不同的？__________。(3)从三个成功的演示实验可归纳出的结论是：___________________________。12．（12分）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，有以下器材：小灯泡L(3V，0.6A)滑动变阻器R(0～10Ω)电压表V1(0～3V)电压表V2(0～15V)电流表A1(0～0.6A)电流表A2(0～3A)铅蓄电池、开关各一个，导线若干（1）为了减小误差，实验中应选电流表______________，电压表____________.（2）在图虚线框内按要求设计实验电路图。（）（3）现已描绘出该灯泡的伏安特性曲线如图所示，若将该元件与5Ω的定值电阻串联，再接在一个电动势为3V，内阻不计的电源上，则该元件的消耗的功率为_________W。（保留2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）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】AD．奥斯特发现了电流周围存在磁场，即电流的磁效应，法拉第发现了磁能产生电，即电磁感应现象，故AD错误；B．法拉第在奥斯特的启发下，研究了磁场与电流的关系，最终通过十年的努力终于发现了电磁感应现象：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生电流，故B错误；C．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，回路中的磁通量发生变化，能观察电流表的变化，故C正确。故选C。2、C【解析】AB．该电场的电场线分布情况不明，所以在c点处的电势不一定为4V，a点处的场强Ea不一定大于b点处的场强Eb。故AB错误；CD．因c点的电势一定高于b点，由公式易知，一正电荷从c点运动到b点，电势能一定减少。根据“沿电场线方向电势逐渐降低”可得c点的场强方向由a指向c。所以正电荷运动到c点时受到的电场力由a指向c。故C正确，D错误。故选C。3、B【解析】根据楞次定律以及四幅图中所给初始电流方向可知，线框进入磁场过程中产生的感应电流的方向为逆时针，为正方向，而线框离开磁场过程中产生的感应电流方向为顺时针，为负方向。线框从初始位置到ab边进入磁场前瞬间的过程中感应电流为零。设从ab边进入磁场起线框运动的时间为t，bc边长为d，则线框进入磁场过程中产生的感应电动势为则感应电流为线框完全进入磁场后一段时间内，线框中的磁通量不变，感应电流为零。设磁场区域宽度为L，线圈离开磁场的过程中产生的感应电动势为则感应电流为综上所述可知B正确，ACD错误。故选B。4、B【解析】如图所示，所有粒子运动轨迹应为落在圆O内的虚线圆弧，且这些圆弧半径一样设为r．与圆O的交点最远处应圆弧直径决定，也就是最远交点应有，当磁感应强度大小为B1时，所有粒子出磁场的区域占整个圆周长的，其临界为以红线为直径的圆，由几何知识得：①，又带点粒子在磁场中洛伦兹力提供向心力，即②，①②联立得：③，运动弧长最长应是绿色直径对应的圆此时磁感应强度大小为，由题意得，解得④，根据⑤，④⑤联立，解得⑥，③⑥联立得，B正确【点睛】带电粒子在匀强磁场中运动时，洛伦兹力充当向心力，从而得出半径公式，周期公式，运动时间公式，知道粒子在磁场中运动半径和速度有关，运动周期和速度无关，画轨迹，定圆心，找半径，结合几何知识分析解题，5、C【解析】A．电场强度的定义式是，但是E与放在该点的点电荷q无关，选项A错误；B．电场强度方向总是跟正电荷所受到电场力方向一致，选项B错误；C．如果电量为q的负电荷，在电场中某点受到的电场力大小为F，则该点的场强大小等于，但场强方向与F的方向相反，选项C正确；D．电场中某点的场强与检验电荷的有无无关，如果取走放在电场中某点的检验电荷，则该点场强不变，选项D错误；故选C.6、A【解析】磁场的有效面积为，根据磁通量的定义，穿过该线圈磁通量为：。A.。与上述结论相符，故A正确；B.Ba2。与上述结论不符，故B错误；C.B（π-1）a2。与上述结论不符，故C错误；D.B（2π-1）a2。与上述结论不符，故D错误。故选：A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、AC【解析】AB．阴影部分的面积为路端电压与电流的乘积，为电源的输出功率，故A正确，B错误；CD．当满足α=β时，内外阻相等，输出功率最大，但电源的效率为50%，故C正确，D错误。故选AC。8、CD【解析】根据题意作出粒子运动的轨迹如图所示，根据左手定则判断知，此粒子带负电，故A错误；根据几何知识可知，从O点到A点轨迹的圆心角为60°，，B错误；由图可得：，所以．而粒子的轨迹半径为，联立可得，C正确；粒子在O点时速度与x轴正方向的夹角为60°，x轴是直线，根据圆的对称性可知，离开第一象限时，粒子的速度方向与x轴正方向的夹角为60°，故D正确；【点睛】带电粒子在匀强磁场中运动时，洛伦兹力充当向心力，从而得出半径公式，周期公式，运动时间公式，知道粒子在磁场中运动半径和速度有关，运动周期和速度无关，画轨迹，定圆心，找半径，结合几何知识分析解题，9、AC【解析】带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由几何关系可确定粒子的半径，根据半径公式可确定初速度；根据粒子的运动的轨迹和粒子做圆周运动的周期公式可以判断粒子的运动的时间【详解】A项：设粒子的入射点到磁场下边界的磁场宽度为d，画出粒子轨迹过程图，如图所示，由几何关系可知：第一个粒子的圆心为O1，由几何关系可知：R1=d；第二个粒子的圆心为O2；由几何关系可知：R2sin30°+d=R2，解得：R2=2d；故各粒子在磁场中运动的轨道半径之比为：R1：R2=1：2，故A正确；B项：由可知v与R成正比，故速度之比也为：1：2，故B错误；C、D项：粒子在磁场中运动的周期的公式为由此可知，粒子的运动的周期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°，所以偏转角为90°的粒子的运动的时间为，偏转角为60°的粒子的运动的时间为，所以有，故C正确，D错误故应选：AC【点睛】本题考查带电粒子在磁场中的运动，要注意根据几何关系确定粒子的半径，再由洛仑兹力充当向心力来确定半径与初速度的关系，利用周期公式结合粒子转过的圆心角求解粒子在磁场中运动的时间10、AD【解析】水平导线中通有稳定电流I，根据安培定则判断出导线所产生的磁场方向，由左手定则判断带电粒子所受的洛伦兹力方向，即可分析粒子的运动方向；根据半径公式，结合磁感应强度的变化分析带电粒子半径如何变化.【详解】A、B、水平导线中通有稳定电流I，根据安培定则判断导线上方的磁场方向向里，导线下方的磁场方向向外，由左手定则判断可知，导线上面的正粒子所受的洛伦兹力方向向下，则正粒子将沿a轨迹运动，故A正确，B错误.C、D、若粒子沿b轨迹运动，洛伦兹力不做功其速率v不变，而离导线越远，磁场越弱，磁感应强度B越小，由半径公式可知粒子的轨迹半径逐渐增大；故C错误，D正确.故选AD.【点睛】本题是安培定则、左手定则及洛伦兹力对带电粒子不做功而提供向心力的半径公式的综合应用.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.穿过闭合线圈的磁通量发生变化②.磁通量的变化量③.磁通量的变化率④.只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生【解析】(1)[1]当磁通量发生变化，会产生感应电流，电流表指针发生偏转(2)[2][3]第一个成功实验（图a）中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中，快速插入和慢速插入过程中，磁通量的变化量相同，磁通量的变化率不同(3)[4]由图示实验可知，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生12、①.A1②.V1③.④.0.37【解析】（1）[1][2]．小灯泡额定电流为0.6A，则为了减小误差，实验中应选电流表A1；小灯泡额定电压为3V，则电压表V1；（2）[3]．小灯泡两端的电压要从0开始调节，则滑动变阻器选用分压接法；小灯泡内阻较小，故应选用电流表外接法，电路图如图所示（3）[4]．若将该元件与5Ω定值电阻串联，再接在一个电动势为3V，内阻不计的电源上，则U=E-IR，即U=3-5