江苏省南京师大附中2023-2024学年物理高二上期末预测试题含解析

江苏省南京师大附中2023-2024学年物理高二上期末预测试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．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，光滑固定金属导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放于导轨上，形成一个闭合回路．当一条形磁铁从高处下落接近回路的过程中，下列说法正确的是A.P、Q将保持不动B.P、Q将相互远离C.磁铁的加速度小于gD.磁铁的加速度仍为g2、采用220kV高压电向远方的城市输电，输送功率一定时，当输电电压变为110kV，输电线上损耗的功率变为原来的A. B.C.4倍 D.2倍3、如图所示，xOy坐标系第一象限有垂直纸面向外的匀强磁场，第三象限有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，第二、四象限内没有磁场．一个围成四分之一圆弧形的导体环Oab，其圆心在原点O，开始时导体环在第四象限，从t＝0时刻起绕O点在xOy坐标平面内逆时针匀速转动．若以逆时针方向的电流为正，下列表示环内感应电流i随时间t变化的图象中，正确的是()A. B.C. D.4、一个质子（）和个粒子（）沿垂直于磁感线方向从同一点射入一匀强磁场中，在磁场中速度分别为v1、v2，运动时间分别为t1、t2.若它们在磁场中运动轨迹是重合的，如图所示，下列正确的是（）A.时间之比为1∶2，速度之比为1∶2 B.时间之比为2∶1，速度之比为1∶2C.时间之比为1∶2，速度之比为2∶1 D.时间之比为2∶1，速度之比为2∶15、如图所示，运动电荷在磁场中没有受到洛伦兹力的是()A. B.C. D.6、回旋加速器是加速带电粒子的装置，其主体部分是两个D形金属盒．两金属盒处在垂直于盒底的匀强磁场中，a、b分别与高频交流电源两极相连接，下列说法正确的是（不计粒子通过窄缝的时间及相对论效应）()：A.带电粒子从磁场中获得能量B.带电粒子的运动周期是变化的C.磁场对带电粒子只起换向作用，电场起加速作用D.增大金属盒的半径粒子射出时的动能不变二、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，实线是电场中一簇方向未知的电场线，虚线是一个带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是运动轨迹上的两点，若带电粒子只受电场力作用，根据此图能作出判断的是（）A.带电粒子所带电荷的正、负B.带电粒子在a、b两点何处受力较大C.带电粒子在a、b两点何处的动能较大D.带电粒子在a、b两点何处的电势能较大8、如图所示的是一远距离输电示意图，图中均为理想变压器，输电导线总电阻为R。则下列关系式正确的是A.输电导线中的电流强度B.热损失的功率C.两变压器线圈匝数比满足D.变压器①的输出电流I2和变压器②的输入电流I3的关系满足I2>I39、电子感应加速器是利用感应电场来加速电子的一种设备．电子感应加速器主要由上、下电磁铁磁极和环形真空室组成，当电磁铁通以变化的电流时，会在柱形电磁铁的两极间产生磁场，在磁场中安置一个环形真空管道作为电子运行的轨道，如图所示（图中上部分为主视图、下部分为俯视图）．当磁场发生变化时，产生的感应电场就会不断加速电子，电子在真空管中沿逆时针方向做圆周运动．下列说法正确的是A.感生电场的方向为顺时针方向B.感生电场的方向为逆时针方向C.电磁铁中通入的电流应越来越强D.电磁铁中通入的电流应越来越弱10、下列图中，绝缘细绳一端固定在O点，另一端系一个质量为m，带电量为—q的小球。为了使小球能静止在图中所示位置，可以加一个与纸面平行的匀强电场，则所加电场方向符合要求的是（）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）用伏安法测电阻，可采用如图所示的甲、乙两种接法。若所用电压表内阻约为5000Ω，电流表内阻约为0.5Ω。（1）当测量100Ω左右的电阻时，宜采用________电路。（2）现采用乙电路测量某电阻的阻值时，两电表的读数分别为10V、0.5A，则此电阻的测量值为___Ω，______（大于或者小于）真实值。12．（12分）图示为电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度．它的右臂挂着匝数为n的矩形线圈，线圈的水平边长为L，处于匀强磁场内，磁感应强度B的方向与线圈平面垂直．当线圈中通过电流I时，调节砝码使两臂达到平衡．然后使电流反向，大小不变，这时需要在左盘中增加质量为m的砝码，才能使两臂达到新的平衡(1)磁感应强度B=__________．（用已知量和测量得到的量n、m、L、I表达）(2)当n=9,L=10.0cm,I=0.10A,m=9.0g,g=10m/s2时，可计算得B=__________T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】当一条形磁铁从高处下落接近回路时，穿过回路的磁通量增加，根据楞次定律：感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化，分析导体的运动情况【详解】当一条形磁铁从高处下落接近回路时，穿过回路的磁通量增加，根据楞次定律：感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化，可知，P、Q将互相靠拢，回路的面积减小一点，使穿过回路的磁场减小一点，起到阻碍原磁通量增加的作用．故AB错误．由于磁铁受到向上的安培力作用，所以合力小于重力，磁铁的加速度一定小于g，故C正确，D错误．故选C【点睛】本题直接用楞次定律判断电磁感应现象中导体的运动方向，抓住导体总是反抗原磁通量的变化是关键．楞次定律的另一结论：增反减同2、C【解析】输送电流，输电线上损失的功率△P=I2R=（）2R；可知输电线损失的功率与输送电压的平方成反比，所以当输电电压变为原来的一半时，输电线上损耗的功率变为原来的4倍．故C正确，ABD错误；3、D【解析】在内，向外的磁通量增加，则感应电流磁场向里，根据右手定则判断可知，线框中感应电流的方向为顺时针方向，为负值．oa中产生的感应电动势均为感应电流大小为；内，向外的磁通量减少，则感应电流磁场向外，根据右手定则判断可知，线框中感应电流的方向为逆时针方向，为正值．ob中产生的感应电动势均为感应电流大小为；向里的磁通量增加，则感应电流磁场向外，根据右手定则判断可知，线框中感应电流的方向为逆时针方向，为正值．oa中产生的感应电动势均为感应电流大小为；内，向里的磁通量减少，则感应电流磁场向里，根据右手定则判断可知，线框中感应电流的方向为顺时针方向，为负值．ob中产生的感应电动势均为感应电流大小为.所以D正确4、C【解析】粒子在磁场中做圆周运动的周期：因为B为定值，两粒子转过的圆心角相同均为半个周期，所以质子与α粒子的运动时间之比等于两粒子的之比，故质子与α粒子的运动时间之比。由牛顿第二定律得：解得：因B、R相同故选C。5、D【解析】电荷在磁场中运动的方向与磁场平行时，不受洛伦兹力的作用，不平行时受洛伦兹力。故选D。6、C【解析】本题主要考查回旋加速器的工作原理．根据洛伦兹力不做功可知带电粒子在电场中加速且获得能量；根据动能公式和洛伦兹力提供向心力公式可求得粒子的动能与哪些因素有关【详解】A、离子在磁场中受到洛伦兹力，但不做功，故A错误；B、带电粒子源源不断的处于加速状态，虽速度增大，但在磁场中周期不变，所以粒子的运动周期是固定的，故B错误；C、离子由加速器的中心附近进入电场中加速后，进入磁场中偏转，故C正确；D、带电粒子从D形盒中射出时的动能：①，带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，则圆周半径：②，由①②可得，显然，当带电粒子q、m一定的，则Ekm∝R2B2，即Ekm随磁场的磁感应强度B、D形金属盒的半径R的增大而增大，与加速电场的电压和狭缝距离无关，故D错误二、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、BCD【解析】A.合力大致指向轨迹凹的一向，可知电场力方向向左，由于电场线方向未知，无法判断带电粒子的电性。故A错误；B.a处电场线较密，则a处电场强度较大，由F=qE知，带电粒子在a处受力较大。故B正确；CD.从a运动到b，电场力做负功，电势能增大，动能减小。所以带电粒子在a点的动能大于在b点的动能。在b点的电势能大于在a点的电势能。故CD正确；故选：BCD；8、AB【解析】A．因为是理想变压器，则P1=P2，其中P1=U1I1，P2=U2I2，所以选项A正确；B．输电线上的电流I2=I3，输电线上损失的电压为∆U=U2-U3，所以输电线上损失的功率为∆P=∆UI3=（U2-U3）I3选项B正确；C．这是远距离输电示意图，所以变压器①是升压变压器，则副线圈匝数大于原线圈匝数，即变压器②是降压变压器，所以原线圈匝数大于副线圈匝数即所以故C错误；D．变压器①和输出电流和变压器②的输入电流都是输电线上的电流，二者相等，选项D错误。故选AB。9、AC【解析】感应电流的的磁场总是阻碍原磁通量的变化，可以判断磁场在如何变化，几何楞次定律来判断即可【详解】AB、根据题意电子在真空管中沿逆时针方向做圆周运动且产生的感应电场就会不断加速电子，即电子受到的电场力方向为逆时针，根据电场力与负电荷运动方向相反可知电场方向应该是顺时针，故A对；B错CD、由于电场方向是顺时针，所以感应电流方向也是顺时针，可知感应磁场方向向下，和原磁场方向相反，结合楞次定律可知原磁场在增强，所以电磁铁中通入的电流应越来越强，故C对；D错；故选AC【点睛】根据楞次定律可以判断感应电流的方向即应磁场的方向，要灵活运用楞次定律解题10、BD【解析】A．当电场方向向下时，带电小球所受的电场力方向向下，重力方向也向下，根据共点力的平衡条件，小球不能静止在图中位置，A错误；B．当电场方向向上时，带电小球所受的电场力方向上，当细线可以无拉力，小球可以静止在如图位置，B正确；C．当电场方向水平向左，带电小球所受的电场力方向向左，重力方向向下，根据共点力的平衡条件，小球不能静止在图中位置，C错误；D．当电场方向水平向右，带电小球所受的电场力水平向右，重力方向向下，根据共点力的平衡条件，小球可以静止在如图位置，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.甲②.20③.大于【解析】（1）[1]因为故即待测电阻可以看做是大电阻，采用内接法误差较小，故选甲图。（2）[2]采用甲电路时，电阻测量值为[3]考虑电流表的分压作用，待测电阻的真实值应为故比较可知测量值比真实值大。12、①.（1）②.（2）0.5【解析】天平平衡后，当电流反向（大小不变）时，安培力方向反向，则右边相当于多了或少了两倍的安培力大小，由此列方程求解【详解】（1）设电流方向未改变时，等臂天平的左盘内砝码质量为m1，右盘的质量为m2，则由等臂天平的平衡条件，有：m1g=m2g-nBIL电流方向改变之后，同理可得：（m+m1）g=m2