2023-2024学年山西大学附中物理高二年级上册期末综合测试模拟试题含解析

2023-2024学年山西大学附中物理高二上期末综合测试模拟试题

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、如图为学校配电房向各个教室的供电示意图,T为理想变压器,Y、A1为监控室供电端的电压表和电流表，V2,A2

为监控校内变压器输出端的电压表和电流表，Rr&为教室的负载电阻，V3、A3为教室内的监控电压表和电流表，

配电房和教室之间有相当长的一段距离,进入配电室的交流电电压。可认为是不变的,并且各电表均为理想电表,则当开

关S闭合时，以下说法正确的是（）

A.电流表A1、A?和A3的示数都变大

B.电流表中只有A1的示数变大

C.电压表中只有V3的示数变小

D.电压表V2和V3的示数都变小

2、电容器是一种常用的电子元件.对电容器认识正确的是（）

A.电容器的电容表示其储存电荷的能力

B.电容器两电极正对面积越大，电容越小

C.电容器两电极的距离越远，电容越大

D.电容的常用单位有pF和pF,lnF=103pF

3、如图所示，空间中存在沿X轴静电场，以无穷远处为电势的零点，其电势9沿X轴的分布如图所示，XI、X2、X3、X4

是x轴上的四个点，质量为山、电量为+4的带正电的粒子（不计重力），以初速度V0从。点沿x轴正方向进入电场，在

粒子沿X轴运动的过程中，下列说法正确的是

B.从X!到X3点的过程中，粒子的电势能先减小后增大

C.若粒子能到达X4处，则V0的大小至少应为、血

Vm

D.若vo=.p^，则粒子在运动过程中的最大动能为3«仰

Vm

4、关于磁感应强度3,下列说法中正确的是（）

F

A.由定义式3=—可知，磁感应强度5与尸成正比，与〃成反比

IL

B.一小段通电导线放在磁感应强度为零处，它所受的磁场力一定为零

C.一小段通电导线在某处不受磁场力作用，该处的磁感应强度一定为零

D.磁场中某处磁感应强度的方向，与通电导线在该处所受磁场力的方向相同

5、如图所示的电路中，Ai和A2是两个相同的灯泡，线圈L自感系数足够大，电阻可以忽略不计.下列说法中正确的

是（）

LAi

A.合上开关S时，Ai和A2同时亮

B.断开开关S时，Ai和A2都要过一会儿才熄灭

C.断开开关S时，A2闪亮一下再熄灭

D.断开开关S时，流过A2的电流方向向右

6、如图所示，电动机”与电阻R串联后两端接在电压恒为。的电源上，电动机M的线圈电阻r与电阻R阻值相等,

电动机正常工作，下列判断正确的是

0u

A.流过电动机的电流小于流过电阻R的电流

B.电动机两端电压小于电阻R两端电压

C.电动机的发热功率等于电阻R的发热功率

D.电动机的总功率等于电阻的功率

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、如图所示为回旋加速器的示意图.两个靠得很近的D形金属盒处在与盒面垂直的匀强磁场中，一质子从加速器的A

处开始加速.已知D型盒的半径为R,磁场的磁感应强度为B,高频交变电源的电压为U、频率为f,质子质量为m,

电荷量为q.下列说法正确的是（）

A.质子从磁场中获得能量

B.质子的最大动能与高频交变电源的电压U有关，且随电压U增大而增加

C.质子的最大速度不超过2kRf

D.质子的最大动能为迤上

2m

8、说起车飞起来，小明记起课本上的一幅图（如图所示），说是可以把地球看作一座巨大的拱形桥，若汽车速度足够

大，就可以飞离地面而成为人造地球卫星。小明知道地球自转周期为7=24人赤道上的重力加速度gi=9.780m/s2,两

极处的重力加速度为g2=9.832m/s2,万有引力常量为G=6.67xl0-uNS/kg?,但他忘记了地球半径的具体数值，则小

明利用上述数据，进行了如下推理，你认为正确的是（）

A.可以计算出地球的半径

B.可以计算出地球的质量

C.设地球半径为R,则汽车相对地心的速度至少为徐无才能飞离地面

D.为了使汽车更容易飞离地面，汽车应该在低纬度地区自西向东加速运动

9、如图所示，空间存在一水平向左的匀强电场和一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B,电场强度

大小为E=上羊，电场方向和磁场方向相互垂直.在此电磁场正交的空间中有一足够长的固定粗糙绝缘杆，与电场

q

正方向成60。夹角且处于竖直平面内.一质量为m,带电量为+q的小球套在绝缘杆上,若给小球一沿杆向下的初速度

vo,小球恰好做匀速运动，且小球电量保持不变，重力加速度为g,则下列说法正确的是（）

xXXXX

rxBx

rxxX

x~~xX

x~~xx

Ezz

x-~~x~XxX

2mg

A.小球的初速度为vo=-

qB

3m2、.

B.若小球的初速度为一二，小球将做加速度不断减小的减速运动，最后匀速

qB

C.若小球的初速度为m号2，小球将做加速度不断增大的加速运动，最后匀速

qB

32

D.若小球的初速度为m多g，则运动rn中2克服摩擦力做功为段万

qB2q-B2

10、如图所示，由同一种金属条制成的矩形线框固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场3中，ad—be

=L,ab=dc=3L,ad、ab、de边的横截面积均为加边的两倍，ad边的电阻为R。在f=0时刻，一接入电路电阻2R

的导体棒尸。在水平拉力作用下从油处由静止开始沿而、de向从边以加速度劭匀加速滑动，滑动过程中尸0始终与

谛垂直，且与线框接触良好，不计摩擦。在尸。从ad处向加滑动的过程中，线框消耗的电功率最大的时刻为（）

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）某实验小组欲测定一电源的电动势和内电阻，已知待测电源的电动势约为4V。实验室提供了下列器材:

A.定值电阻Ro=2Q

B.直流电流表（量程0〜1A,内阻不能忽略）

C.电压表（量程0〜5V内阻较大）

D.滑动变阻器（阻值范围0—100、额定电流2A）

E.滑动变阻器（阻值范围0—200。、额定电流1A）

F.电键及导线若干

⑴实验时滑动变阻器应选用;（填"D”或"E”）

⑵某同学将选定的器材进行了部分实物图连接，请你以笔画线做导线完成剩余部分的电路连接；

（）

⑶按正确操作完成实验，根据实验记录，将测量数据描点做出拟合图线如图所示，由图象可得该电源的电动势是

V,内电阻是。；（计算结果保留二位有效数字）

（4）本次实验产生系统误差的原因是-

12.（12分）在测定电源电动势和内电阻的实验中，实验室提供了合适的的实验器材

⑴甲同学按电路图a进行测量实验，其中艮为保护电阻，则

①请用笔画线代替导线在图b中完成电路的连接；

②根据电压表的读数U和电流表的读数/,画出图线如图c所示，可得电源的电动势E=V,内电阻

/-=。（结果保留两位有效数字）

⑵乙同学误将测量电路连接成如图d所示，其他操作正确，根据电压表的读数U和电流表的读数/,画出图线如

图e所示，可得电源的电动势E=V,内电阻尸C（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，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=l。的电源，导轨平面与

水平面间的夹角0=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Ro=lQ时，金属杆ab刚好处于静止状态，取g=10m/s2,sin37o=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）如图所示，水平放置的两块长直平行金属板。、占相距d=0.10m,a、B间的电场强度为E=5.0X1（）5N/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.今有一质量为机=4.8xl0-25kg、电荷

186

量为9=1.6X10C的带正电的粒子（不计重力），从贴近。板的左端以vo=l.OxlOm/s的初速度水平射入匀强电场，刚好

从狭缝尸处穿过b板而垂直进入匀强磁场，最后粒子回到分板的。处（图中未画出）.求P、0之间的距离L

15.（12分）ABC表示竖直放在电场强度为E=l（）4v/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，其中轨道的5c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A8=R=0.2m,把一质量机=0.1kg,带电

4

量为0=+10小（：的小球，放在A点由静止释放后，求：（g=10m/s2）

⑴小球到达C点的速度大小

⑵小球在C点时，轨道受到的压力大小

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】抓住原线圈的输入电压不变，结合输出端总电阻的变化得出输电线上电流的变化，从而得出电压损失的变化,

根据输出电压不变，得出用户端电压的变化，从而得知通过负载电阻电流的变化.抓住输电线上电流的变化，根据原

副线圈电流比等于匝数之反比求出原线圈中电流的变化

【详解】当开关闭合后，副线圈的总电阻变小，由于升压变压器的输入电压不变，则输出电压不变，即S不变，可知

输电线中的电流增大，即A2增大，则输电线上损失的电压增大，可知用户端得到的电压减小，即。3减小，所以通过

R的电流减小，即A3减小，副线圈中电流决定原线圈中的电流，根据U=上知，原线圈中的电流增大，所以Ai

；2%

示数增大.故C正确，A、B、D错误.故选C.

【点睛】解决本题的关键知道输入电压决定输出电压，输出电流决定输入电流，输出功率决定输入功率

2、A

【解析】A.电容器的电容表示其储存电荷的能力，选项A正确；

BC.根据C=，一，电容器两电极正对面积越大，电容越大；电容器两电极的距离越远，电容越小，选项BC错误;

4兀kd

D.电容的常用单位有jiF和pF；lnF=106pF,选项D错误；

故选Ao

3、C

【解析】根据粒子在电场中只受电场力作用，则电势能和动能之和守恒，从而分析选项AD；正电荷在高电势点电势

\2q(Po

能较大,分析粒子电势能的变化;若粒子能运动到XI处,初速度vo最小，根据动能定理求解最小初速度;若vo为

m

当带电粒子运动到X3处时，电场力做正功最大，粒子的速度最大，根据动能定理求解最大速度

【详解】带负电的粒子从原点到X2电势能的变化为零，电场力的功为零，可知粒子在X2点的速度仍为V0,选项A错

误；从XI到X3点的过程中，电势一直降低，可知带正电的粒子的电势能一直减小，选项B错误；XI处的电势最大，正

粒子的电势能最大，动能最小，若粒子能运动恰好运动到XI处，就能运动到X4处.若粒子能运动恰好运动到XI处，

初速度V0最小，根据动能定理得-qq)o=O-：mvo2,得％=.所以若小球能运动到X4处，则初速度V0至少为

m

\2q(Po2

.故C正确.当带电粒子运动到X3处时，电场力做正功最大,粒子的速度最大,根据动能定理得q<po=Ek-|mvo,

m

得最大动能为加仰.故D错误.故选C

【点睛】本题一要抓住①-x图象的斜率等于电场强度，分析电场力变化情况，由电势与电势能的变化，判断电势能的

变化.根据电场力做功情况，分析粒子运动到什么位置速度最大，由动能定理求解最大速度

4、B

F

【解析】A.磁感应强度定义式为5=一,当电流/增大时，其安培力方也随之增大，而其比值是不变的，故磁感应

IL

强度3与尸、江均无关，选项A错误；

B.一小段通电直导线放在磁感应强度为零的地方，根据尸=3〃，当5=0时，F=0,故它所受到的磁场力一定为零，

选项B正确；

C.一小段通电直导线在某处不受磁场力作用，也可能是导线与磁场方向平行，故不能说明则该处磁感应强度一定

为零，选项c错误；

D.磁场中某处磁感应强度的方向，与通电导线在该处所受磁场力的方向相互垂直，并不是相同的，选项D错误

5,B

【解析】当电键S闭合时，通过线圈L的电流增大，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律判断感应电动势的方向和

作用，分析哪个灯先亮.断开瞬间也可以按照同样的思路分析.

【详解】当开关S闭合时，灯4立即发光，通过线圈L的电流增大，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律线圈产生

的感应电动势与原来电流方向相反，阻碍电流的增大，电路的电流只能逐渐增大，灯4逐渐亮起来，所以灯4比灯

4先亮；由于线圈直流电阻忽略不计，当电流逐渐稳定时，线圈不产生感应电动势，两灯电流相等，亮度相同，故A

错误；稳定后当开关S断开后，由于自感，线圈中的电流只能慢慢减小，其相当于电源，线圈L、灯4与灯山构成

闭合回路放电，两灯都过一会儿熄灭，由于两灯泡完全相同，线圈的电阻又不计，则灯4不会出现闪亮一下，且流过

灯4的电流方向向左，故B正确，CD错误.所以B正确，ACD错误

【点睛】对于自感现象，是特殊的电磁感应现象，应用楞次定律和法拉第电磁感应定律进行理解.

6、C

【解析】电动机M与电阻R串联，电流相等，根据焦耳定律分析放出的热量关系.R是纯电阻电路，电动机是非纯电

阻电路，根据欧姆定律分析R的电压与电流的关系，判断电动机两端电压的关系.根据能量守恒定律分析消耗的功率

关系

【详解】A项：电动机M与电阻R串联，电流相等，故A错误；

B项：设电动机M线圈电阻与电阻R的电阻均为R,电路中电流为I,根据欧姆定律得：电阻两端的电压UR=IR,电

动机是非纯电阻电路，其电压UM>IR,则有UM>UR,所以电阻两端电压小于电动机两端电压，故B错误；

C项：电阻相等，根据P=PR可知，电动机的发热功率等于电阻的发热功率，故C正确；

D项：电动机消耗的功率PM=UML电阻消耗的功率PR=URLUM>UR,贝！JPM>UR,即电动机消耗的功率大于电阻消

耗的功率，故D错误

故选C

【点睛】本题中电炉是纯电阻电路，电动机是非纯电阻电路，两个电路焦耳定律都适用，但欧姆定律只适用于电炉，

不适用于电动机

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、CD

【解析】洛伦兹力对质子不做功，电场力对质子能做功，可知质子从电场中获得能量，选项A错误；质子出回旋加速

器的速度最大，此时的半径为R,则v=-^=2〃W.所以最大速度不超过27tfR.故C正确.qvB二m’,则质

1铲

子的最大动能％=上根丫2="上，与电压无关，故D正确，B错误；故选CD.

22m

【点睛】解决本题的关键知道回旋加速器的原理以及电场和磁场的作用，知道最大动能与什么因素有关

8、ABD

【解析】AB.物体在赤道上

Mm

GR2-=mgi+mco2R

故

GM,

g产・-R

其中

2兀

co=—

T

在两极处

GMm

故

GM

gF

两式联立解得

算出R后，可以算出地球质量M,故AB正确;

C.第一宇宙速度

故C错误；

D.为了利用地球自转能量，汽车应尽可能地在低纬度地区自西向东加速运动，故D正确。

故选ABDo

9、ABD

【解析】小球受重力、摩擦力（可能有）、弹力（可能有）、向右上方的洛伦兹力、向左的电场力，当受到的合外力等

于0时，小球做匀速直线运动.当小球受到的合外力不为0时，要判断出支持力的方向，明确支持力的大小随洛伦兹

力的变化关系，然后做出判定

【详解】对小球进行受力分析如图，

电场力的大小：F=qE=qxY3=Gmg,由于重力的方向竖直向下.电场力的方向水平向右，二者垂直，合力：

q

FG+F=4嬴尸=2mg,由几何关系可知，重力与电场力的合力与杆的方向垂直，所以重力与电场力的合力不会对

小球做功，而洛伦兹力的方向与速度的方向垂直，所以也不会对小球做功.所以，当小球做匀速直线运动时，不可能

存在摩擦力，没有摩擦力，说明小球与杆之间就没有支持力的作用，则洛伦兹力大小与重力、电场力的合力相等，方

一2mg、_3m2

向相反.所以qvoB=2mg.所以％=——.故A正确；若小球的初速度为——,则洛伦兹力：f=qvoB=3mg>FG+F,

qBqB

则在垂直于杆的方向上，小球还受到杆的垂直于杆向下的支持力，则摩擦力：f=FiFN.小球将做减速运动；随速度的减

小，洛伦兹力减小，则支持力逐渐减小，摩擦力减小，小球做加速度不断减小的减速运动，最后当速度减小到当时,

qB

小球开始做匀速直线运动.故B正确.若小球的初速、度.为m零2，则洛伦兹力：f=qvoB=mgVFG+F,则在垂直于杆的方

向上，小球还受到杆的垂直于杆向上的支持力，而摩擦力：f=|lFN.小球将做减速运动；随速度的减小，洛伦兹力减小,

则支持力逐渐增大，摩擦力逐渐增大，小球的加速度增大，所以小球将做加速度不断增大的减速运动，最后停止.故

C错误；若小球的初速度为黄，球将做加速度不断增大的减速运动，最后停止，运动中克服摩擦力做功等于小球的

1m3

动能，所以卬=—根片故D正确.故选ABD

22q~B2

【点睛】本题考查小球在混合场中的运动，解答的关键明确小球的受力情况，并能够结合受力的情况分析小球的运动

情况，要知道小球何时做加速度减小的减速运动，何时做加速度增大的减速运动，当加速度减为零时，做匀速运动

10、AD

【解析】设经过时间f,线圈功率最大，此时电动势为

E-BLa^t

总电阻为

（R+”.（2R+空）

R总=2R+

（R+半）+（2R+竽

功率

（R+予（2R+个）

P七（尺+¥）+（2尺+¥）

联立解得

此时功率最大。

故选ADo

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.D③.3.9@.2.1⑤.电压表分流

【解析】(1)口］为了测量方便，要求电流不能太小，所以滑动变阻器选用阻值较小、额定电流较大的的，故选D

(2)［2］由原理图可知滑动变阻器为限流接法，伏安法测电源电动势与内阻，电压表测路端电压，电流表测电路电流，实

物电路图如图所示

(3)［3］由图示电路图可知，电源电动势

E=3.9V

［4］电源内阻

AU八3.9—1.0八。八0,八

r--------RQ=-----Q-2Q~2.1Q

A/20.7

(4)［5］由图示实物电路图可知，由于电压表的分流作用，电流表的测量值小于流过电源的电流，电压表的分流作用是造

成实验误差的原因。

12、②.2.8(3).0.60④.3.0@.0.50

【解析】解：(1)①根据原理图可得出对应的实物图，如图所示;

②根据闭合电路欧姆定律可得：U=E-Ir,则由数学规律可知电动势E=2.8V,内电阻

r=—==060。

M0.2

⑵由乙同学的电路接法可知与左右两部分并联后与&串联，则可知在滑片移动过程中，滑动变阻器接入电阻先增大

后减小，则路端电压先增大后减小，所以出现图e所示的图象，则由图象可知当电压为2.5V时，电流为0.5A,此时两

部分电阻相等，则总电流为/|=L4；而当电压为2.4V时，电流分别对应0.33A和0.87A,则说明当电压为2.4V时,