2023-2024年浙江省湖州市德清县第六中学高二上学期期末模拟物理试卷（解析版）

浙江省湖州市德清县第六中学2023-2024学年高二上学期期末模拟物理一、单项选择题1.下列物理量中属于矢量的是（）A.磁感应强度 B.电动势 C.电功率 D.磁通量【答案】A【解析】磁感应强度既有大小又有方向，是矢量；电动势和磁通量有大小，虽有方向，但是合成时不满足平行四边形法则，都是标量；电功率只有大小，没有方向，是标量。故选A。2.关于电磁波，下列说法正确的是（）A麦克斯韦建立了电磁场理论，并捕捉到了电磁波B.电磁波是客观存在的物质，没有能量C.电磁波的传播速度一定是D.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布仅与它的温度有关【答案】D【解析】麦克斯韦建立了经典的电磁场理论，预言了电磁波的存在，是赫兹首先捕捉到了电磁波，故A错误；可以用仪器探测到电磁波的存在，说明电磁波是一种客观真实存在的物质；生活中常常用微波炉来加热食物，说明电磁波具有能量，故B错误；电磁波在真空中的传播速度是，电磁波在介质中的传播速度小于电磁波在真空中的传播速度，故C错误；黑体辐射电磁波的强度按波长的分布仅与它的温度有关，故D正确。故选D。3.下列关于教材中四幅插图的说法，正确的是（）A.图甲中，摇动手柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，且和磁铁转得一样快B.图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，线圈中会产生大量热量，从而冶炼金属C.图丙中，当人对着话筒讲话时线圈中会产生强弱变化的电流，这利用了电磁感应原理D.图丁是毫安表的表头，运输时要把正、负接线柱用导线连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁驱动原理【答案】C【解析】由电磁驱动原理，图甲中，摇动手柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，且比磁铁转的慢，即同向异步，A错误；图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，在铁块中会产生涡流，铁块中就会产生大量热量，从而冶炼金属，B错误；图丙中，当人对着话筒讲话时线圈会做受迫振动，线圈在磁场中运动，线圈中会产生强弱变化的电流，这利用了电磁感应原理，C正确；图丁是毫安表的表头，运输时要把正、负接线柱用导线连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理，D错误。故选C。4.某手机电池铭牌如图所示，根据图中信息，以下说法正确的是（）A.是指电池储存的能量B.是指该电池在单位时间内移动电荷能把的其他形式能量转化为电能C.该手机在浏览文件时该电池的路端电压小于D.当该电池以的电流对外放电时最少可以使用【答案】C【解析】是指电池储存的电量，故A错误；电动势在数值上等于非静电力把的正电荷从电源内部的负极移到正极所做的功，即每移动单位电荷有的其它形式的能量转化为电能，而不是在内转变的电能，故B错误；为电池的电动势，该手机在浏览文件时该电池的路端电压小于，故C正确；若电池以的电流工作，其工作时间为。故D错误。故选C。5.、、、、五个点，、、在导线横截面的连线上，、在导线横截面连线的垂直平分线上，其中点离两导线的距离相等，、点关于点对称，、点也关于点对称，则下列说法正确的是（）A.点的磁感应强度的大小为零 B.点与点的磁感应强度大小相等、方向相同C.点与点的磁感应强度大小相等、方向相反 D.点的磁感应强度一定大于点的磁感应强度【答案】B【解析】根据安培定则，左、右导线在点产生的磁感应强度方向都竖直向下，所以点的合磁感应强度不等于零，故A错误；根据安培定则，左边导线、右边导线在点的磁感应强度方向分别向上、向下，但是左边导线离点近，产生的磁感应强度大，合磁场向上；左边导线、右边导线在点的磁感应强度的方向分别为向下、向上，但是，右边导线离点近，产生的磁感应强度大，合磁场方向上，所以、两点的磁感应强度方向相同，都向上，由场强叠加可知，、两点场强大小相等，故B正确；根据安培定则，左、右导线在点产生的磁感应强度方向分别为右下、左下，且大小相等，合磁感应强度方向竖直向下，左、右导线在点产生的磁感应强度方向分别为左下、右下，且大小相等，合磁感应强度方向竖直向下，根据对称性，在、两点的合磁感应强度大小相等，所以，、两点的磁感应强度大小相等，方向相同，故C错误；距离导线越近，磁感应强度越强，、距导线距离不确定，两点的磁感应强度大小不确定，故D错误。故选B。6.如图所示，某种物质发射的一束竖直向上的粒子流在匀强磁场中分成束，分别沿三条路径运动，则下列说法正确的是（）A.沿路径运动粒子带负电 B.沿路径运动的粒子带正电C.沿路径运动的粒子不带电 D.沿路径运动的粒子带电量最大【答案】C【解析】粒子在匀强磁场中只受洛伦兹力作用；故由左手定则可得：不带电的粒子不受力，做直线运动（曲线）；带正电粒子在洛伦兹力作用下做逆时针偏转（曲线）；带负电粒子在洛伦兹力作用下做顺时针偏转（曲线）；故C正确，A、B、D错误。7.如图所示，和是同种材料、厚度相同、表面为正方形的导体，但的表面边长大于的表面边长。把两个电阻串联到同一电路中，通过两导体的电流方向如图所示，则下列说法中正确的是（）A.导体的电阻B.导体的电压C.流经导体的电子定向移动的速度D.相同时间内导体产生的焦耳热【答案】C【解析】和是同种材料、厚度相同、表面为正方形的导体，根据电阻定律，即，故A错误；由于两电阻串联，电流相等，根据欧姆定律可知导体两端电压相等，即，故B错误；假设单位体积内的自由电子数量为，电子带电为，则根据电流微观表达式有，可得，由于的表面边长大于的表面边长，故可得，故C正确；相同时间内导体产生的焦耳热根据焦耳定律有，结合前面的分析可知，故D错误。故选C。8.在同一铁芯上绕着两个线圈，单刀双掷开关原来接在点，现把它从扳向，如图，试判断在此过程中，在电阻上的电流方向是（）A.先由，再由 B.先由，再由 C.始终由 D.始终由【答案】B【解析】电源接通时，根据安培定则可知线圈中产生的磁场方向由右向左，从断开，则穿过线圈的由右向左磁通量减小，根据楞次定律可知，在电阻上的电流方向由，再连接，则穿过线圈的由右向左磁通量增大，根据楞次定律可知，在电阻上的电流方向由。故选B。9.一直升机停在南半球的地磁极上空。该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为。直升机螺旋桨叶片的长度为，螺旋桨转动的频率为，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动，螺旋桨叶片的近轴端为，远轴端为，如图所示，如果忽略到转轴中心线的距离，用表示每个叶片中的感应电动势，则（）A. B. C. D.【答案】B【解析】端的线速度大小为，每个叶片中的感应电动势，故B正确，A、C、D错误。故选B。10.如图所示，矩形虚线区域内存在着匀强磁场，磁场力向垂直纸面向外，有一边长小于磁场区域宽度的正方形线框，其边与磁场边界平行，现使此线框向右匀速穿过磁场区域，运动过程中始终保持速度方向与边垂直。则下列各图中哪一个可以定性地表示线框在穿过磁场的过程中感应电流随时间变化的规律（设顺时针方向为电流的正方向。边刚进磁场时为记时起点）（）A. B. C. D.【答案】A【解析】矩形虚线区域内磁场力向垂直纸面向外，线框进入磁场的过程中，穿过线框的磁通量增加，由楞次定律可知，感应电流产生的磁场方向应垂直纸面向里，所以感应电流方向沿顺时针方向，即电流的方向为正方向；当线框全部进入磁场，在出磁场前，穿过线框的磁通量不变，无感应电流；线框离开磁场的过程中，穿过线框的磁通量减少，由楞次定律可知，感应电流方向沿逆时针方向，即电流的方向为负方向，故A正确，B、C、D错误。故选A。11.如图所示，、、为三个相同的灯泡，线圈L的自感系数较大，直流电阻不计。下列说法正确的是（）A.开关闭合时，灯立即亮，然后逐渐变得更亮B.开关闭合时，灯立即亮，然后逐渐熄灭C.电路接通并达到稳定后，再断开开关时，灯闪亮一下，然后逐渐熄灭D.电路接通并达到稳定后，再断开开关时，灯立即熄灭【答案】C【解析】开关闭合时，灯和灯都是立即亮，因开始时线圈中自感电动势很大，则相当断路，随着自感电动势的减小，灯逐渐被短路，则灯逐渐熄灭，此时灯变得更亮，选项A、B错误；电路接通并达到稳定后，灯中无电流，再断开开关时，由于线圈中自感电动势阻碍电流的减小，则电流会在和中重新组成回路，则灯闪亮一下，然后逐渐熄灭，都是逐渐熄灭，选项C正确，D错误。故选C。12.如图为装在屋顶上的太阳能电池板，每块电池板的面积为。晴天时，电池板每平方米每分钟接收到的太阳能为，电池板的光电转化效率为。以下说法不正确的是（）A.太阳能为可再生能源B.电池板的光电转化效率表示此过程能量不守恒C.晴天时太阳照射，每块电池板的产生的电能D.晴天时的一天，一块电池板产生的电能可以提供十盏的白炽灯正常工作小时【答案】B、C、D【解析】太阳能可以从自然界里源源不断的得到补充，属于可再生能源，故A正确，不符题意；电池板的光电转化效率只是表示太阳能有能转化成电能，并不代表能量不守恒，故B错误，符合题意；由题意可知晴天时太阳照射，每块电池板的产生的电能，故C错误，符合题意；晴天时的一天，日照按计算，一块电池板产生的电能为，能让十盏的白炽灯工作的时间，故D错误，符合题意。本题选不正确的，故选B、C、D。13.为了创建文明城市，某城市新装的一批节能路灯（图甲），该路灯通过光控开关实现自动控制电灯亮度，如图乙为其内部电路简化原理图，电源电动势为，内阻为，为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小）。（电流表为理想电流表）当光照强度增加时，下列判断正确的是（）A.灯亮度不变，灯变暗 B.流经的电流减小C.电源的输出功率增大 D.流经的电流变化量大于上的电流变化量【答案】D【解析】光照强度增大，光敏电阻阻值减小，电路总电阻减小，故电路总电流增大，消耗在内阻上的电压增大，路端电压，减小，即灯两端电压减小，通过灯的电流减小，所以灯变暗；通过定值电阻的电流，增大，所以两端的电压增大，灯两端的电压减小，灯变暗，故A错误；由前面的分析可知灯变暗，流过灯的电流减小，则流经的电流，增大，故B错误；电源电动势不变，电路总电流增大，但路端电压减小，因为不知道电源内电阻与外电阻之间的具体关系，所以电源的输出功率无法确定，故C错误；通过上电流等于通过光敏电阻电流与通过灯的电流之和，即，根据前面的分析，通过灯的电流减小，通过定值电阻的电流增大，故上电流的变化量大于上电流变化量，故D正确。故选D。二、多选题14.如图所示，在一个直角三角形区域内，存在方向垂直于纸面向里、磁感应强度为的匀强磁场，边长为，，。一质量为、电荷量为的粒子从边上距点为的点垂直于磁场边界射入匀强磁场，要使粒子从边射出磁场区域（，），则（）A.粒子速率应大于 B.粒子速率应小于C.粒子速率应小于 D.粒子在磁场中最短的运动时间为【答案】A、C【解析】由几何知识知，，粒子运动轨迹与边相切为一临界，由几何知识知，，得：，根据，可以求得速度，此为从边出来的最小速度，粒子恰能从边射出的另一边界为与边相切，由几何知识恰为点，半径，再根据：，解得：，此速度为从边出来的最大速度，故A、C正确；B错误；根据运动轨迹可知，粒子在磁场中运动的最小圆心角为，所以最短时间为，故D错。 15.如图所示，长为，宽为，匝数为的矩形金属线圈恰有一半处于匀强磁场中，线圈总电阻为，线圈固定不动。当时匀强磁场的磁感应强度的方向如图甲所示，磁感应强度随时间变化的关系图像如图乙所示，则（）A.线圈中的感应电流的方向先逆时针再顺时针 B.回路中感应电动势恒为C.通过导线某横截面的电荷量为 D.时刻，线圈受到的安培力大小为【答案】B、C、D【解析】由题意可知线圈中磁通量先垂直纸面向外减小，再垂直纸面向里增大，根据楞次定律可知线圈中的感应电流方向始终为逆时针方向，A错误；根据法拉第电磁感应定律可得线圈中感应电动势的大小为，根据闭合电路欧姆定律可得，线圈中电流大小为，时刻，线圈受到的安培力大小为，B、D正确；通过导线某横截面的电荷量为，C正确。故选B、C、D。三、实验题16.小郑同学在做“测定电池的电动势和内阻”实验。（1）除了一节干电池、开关、导线外，还需要其它器材，能达成实验目的的选项有______；A．一个电流表和一个电阻箱B．一个电压表和一个滑动变阻器C．一个多用电表和一个滑动变阻器D．一个电流表、一个电压表和一个滑动变阻器（2）小郑同学采用了上述实验中的一种，并加了一个定值电阻（阻值为），按照图甲电路图连接电路，根据实验数据做出电池的图像（图乙）。由图像得到电池的电动势______，电池的内阻______；（结果保留两位小数）（3）在电路接入定值电阻的目的是______。A．使电流表的变化更加明显 B．减小电压表的分压作用C．避免电池的放电电流太大 D．增大滑动变阻器的电压【答案】（1）A、D；（2）；（允许范围：）；（3）C【解析】（1）要达到“测定电池的电动势和内阻”的实验目的，需知道电路中的电流及外电路的电压；一个电流表和一个电阻箱，可通过读出电阻箱度数计算出外电路的电压，A正确；滑动变阻器不能确定其接入电路的阻值，不能达到实验目的，B、C错误；一个电流表、一个电压表和一个滑动变阻器可直接读出电流及外电路的电压，D正确。故选A、D；（2）由图可知电池的电动势为，电池的内阻为。（3）在电路接入定值电阻的目的是避免电池的放电电流太大，故选C。17.在“测定金属的电阻率”的实验中，小张同学进行了如下操作：（1）用毫米刻度尺测量接入电路中的金属丝的有效长度，再用螺旋测微器测量金属丝直径，示数如图甲所示，则其直径______。（2）将多用电表档位的选择如图乙所示，按正确的操作步骤粗测此金属丝的电阻，表盘示数如图丙所示，则该金属丝的阻值约为______。（3）为了减小实验误差，需进一步精确测量金属丝的电阻，除待测金属丝外，实验室准备的实验器材有电源（电动势为，内阻很小）、导线、开关，还有以下实验器材：A．电压表（，内阻约为）B．电压表（，内阻约为）C．电流表（，内阻约为）D．电流表（，内阻约为）E．滑动变阻器（）F．滑动变阻器（）①要求待测金属丝两端的电压范围从开始，测量值尽可能精确，应选择的实验器材有______；（填器材前的字母）②图丁是部分连接好的实物电路图，请在图丁中完成其余的正确连线______；③通过正确的操作，将得到的金属丝的电压、电流数据作出金属丝的图，如图戊所示。根据以上数据计算出此金属丝的电阻率为______。（计算结果保留两位有效数字）【答案】（1）；（2）；（3）①A、C、E；②见解析；③【解析】（1）由图可知金属丝的直径为。（2）现在档位选择的是档位，结合表盘示数可知阻值为。（3）①要求待测金属丝两端的电压范围从开始，测量值尽可能精确，故选用分压式电路；电源电动势为，故电压表选，回路中的电流约为，故电流表，由于采用分压式接法，滑动变阻器选用较小的；故应选择的实验器材是A、C、E。②要求待测金属丝两端的电压范围从开始，测量值尽可能精确，故采用分压式接法；待测电阻阻值较小，应采用电流表的外接法；连接实物图如图所示。③根据图戊可知待测电阻的阻值为，根据电阻定律，可得，代入数据解得。四、解答题18.共享电动自行车大大方便了居民的出行，同时利于整个社会的节能减排。如图甲所示为某品牌的共享电动自行车，其电源、车灯、电动机的简化电路如图乙所示。已知该电动车的电源电动势，内阻，电动机的内阻为，车灯电阻（不变），电流表内阻忽略不计。当、都接通时，电流表示数为，此时电动机正常工作。求：（1）当只有接通时，电流表示数；（2）电动机正常工作时电源消耗的总功率；（3）电动机正常工作时电动机的输出功率。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）只接通时，由闭合电路欧姆定律可得。（2）电动机正常工作时电源消耗的总功率。（3）、都接通时，路端电压为，电动机中的电流为，电动机消耗的功率为，电动机的发热功率为，电动机的输出功率为。19.电磁轨道炮的加速原理如图所示金属炮弹静止置于两固定的平行导电导轨之间，并与轨道良好接触。开始时炮弹在导轨的一端，通过电流后炮弹会被安培力加速，最后从导轨另一端的出口高速射出。设两导轨之间的距离，导轨长，炮弹质量。导轨上电流的方向如图中箭头所示。可以认为，炮弹在轨道内匀加速运动，它所在处磁场的磁感应强度始终为，方向垂直于纸面向里。若炮弹出口速度为，忽略摩擦力与重力的影响。求：（1）炮弹在两导轨间的加速度大小；（2）炮弹作为导体受到磁场施加的安培力大小；（3）通过导轨的电流I。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）炮弹在两导轨问做匀加速运动，因而，则，解得。（2）忽略摩擦力与重力的影响，合外力则为安培力，所以，解得。（3）炮弹作为导体受到磁场施加的安培力为，解得。20.如图所示，两根足够长的光滑平行直导轨、与水平面成放置，两导