2023-2024學年北京市第四十三中學高二物理第一學期期末綜合測試模擬試題含解析

2023-2024學年北京市第四十三中學高二物理第一學期期末綜合測試模擬試題請考生注意：1．請用2B鉛筆將選擇題答案涂填在答題紙相應位置上，請用0．5毫米及以上黑色字跡的鋼筆或簽字筆將主觀題的答案寫在答題紙相應的答題區(qū)內。寫在試題卷、草稿紙上均無效。2．答題前，認真閱讀答題紙上的《注意事項》，按規(guī)定答題。一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、兩豎直放置的平行金屬板P和Q接入如圖所示電路中，在兩板間用長為L絕緣輕繩懸掛一帶電小球可視為質點，閉合開關，待電路穩(wěn)定后小球靜止時，輕繩與豎直方向夾角為，下列判斷正確的是A.剪斷輕繩后小球將作類平拋運動B.保持P板不動，將Q板緩慢向右移動一小段距離，夾角隨之減小C.保持P板不動，將Q板緩慢向上移動一小段距離，夾角隨之增大D.斷開開關，小球會一直保持靜止2、如圖所示，虛線表示某電場的等勢面.一帶電粒子僅在電場力作用下由A點運動到B點的徑跡如圖中實線所示.粒子在A點的速度為vA、電勢能為EPA；在B點的速度為vB、電勢能為EPB．則下列結論正確的是（）A.粒子帶負電，vA>vB，EPA<EPB B.粒子帶正電，vA>vB，EPA>EPBC.粒子帶正電，vA<vB，EPA<EPB D.粒子帶負電，vA<vB，EPA>EPB3、如圖所示，某空間存在正交的勻強磁場和勻強電場，電場方向水平向右，磁場方向垂直紙面向里，一個帶電小球從a點進入場區(qū)并剛好能沿ab直線斜向上做勻速運動，下面說法正確的是（）A.小球一定帶正電B.a點的電勢高于b點的電勢C.運動過程中小球電勢能增加D.運動過程中小球機械能增加4、長直導線與環(huán)形導線固定在同一平面內，長直導線中通有圖示方向的電流。當電流逐漸增大時（）A.環(huán)形導線中可能沒有感應電流B.環(huán)形導線中有感應電流，但方向不確定C.環(huán)形導線中有收縮的趨勢D.環(huán)形導線有靠近長直導線的趨勢5、有一平行于紙面的勻強電場，電場中三點邊長為的等邊三角形的三個頂點。一帶正電的粒子以的速度通過點，到達點時，粒子動能為點時動能的兩倍；若改變通過點時的速度方向，使之能運動到點，到達點時，粒子動能為通過點時動能的三倍。該帶電粒子帶電量為、質量為，不計粒子重力。則A.兩點間的電勢差 B.兩點間的電勢差C.勻強電場的場強為 D.勻強電場的場強為6、下面說法正確的是（）A.根據(jù)磁感應強度定義式，磁場中某點的磁感應強度B與F成正比，與IL乘積成反比B.磁感應強度的方向與小磁針N極所受磁場力的方向相同C.一小段通電直導線在某處不受磁場力作用，則該處的磁感應強度一定為零D.磁感線總是從磁鐵的N極出發(fā)，到S極終止二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、兩根相距為足夠長的金屬直角導軌如圖所示放置，它們各有一邊在同一水平面內，另一邊垂直于水平面。質量均為的金屬細桿、與導軌垂直接觸形成閉合回路，桿與導軌之間的動摩擦因數(shù)均為，每根桿的電阻均為，導軌電阻不計。整個裝置處于磁感應強度大小為，方向豎直向上的勻強磁場中。當桿在平行于水平導軌的拉力作用下以速度沿水平方向的導軌向右勻速運動時，桿正以速度沿豎直方向的導軌向下勻速運動，重力加速度為。則以下說法正確的是（）A.桿所受拉力的大小為B.桿所受拉力的大小為C.桿下落高度為的過程中，整個回路中電流產(chǎn)生的焦耳熱為D.桿水平運動位移為的過程中，整個回路中產(chǎn)生的總熱量為8、如圖所示，矩形線框abcd的ad和bc的中點M、N之間連接一電壓表，整個裝置處于足夠大的勻強磁場中，磁場的方向與線框平面垂直，當線框向右勻速平動時，以下說法正確的是（）AMN這段導體做切割磁力線運動，MN間有電勢差B.穿過線框的磁通量不變化，MN間無感應電動勢C.MN間無電勢差，所以電壓表無示數(shù)D.因為無電流通過電壓表，所以電壓表無示數(shù)9、霍爾元件是一種基于霍爾效應的磁傳感器,已發(fā)展成一個品種多樣的磁傳感器產(chǎn)品族,得到廣泛應用．如圖為某霍爾元件的工作原理示意圖,該元件中電流I由正電荷定向運動形成,下列說法正確的是()A.M點電勢比N點電勢高B.用霍爾元件可以測量地磁場的磁感應強度C.用霍爾元件能夠把磁學量轉換為電學量D.若保持電流I恒定則霍爾電壓UH與B成正比例10、如圖，紙面內有兩條互相垂直的長直絕緣導線L1、L2，L1中的電流方向向左，L2中的電流方向向上；L1的正上方有a、b兩點，它們相對于L2對稱．L1、L2所在區(qū)域處于磁感應強度大小為B0，方向垂直于紙面向外的勻強磁場中．已知a、b兩點的磁感應強度大小分別為和，方向也垂直于紙面向外，()A.流經(jīng)L1的電流在b點產(chǎn)生的磁感應強度大小為B.流經(jīng)L1電流在a點產(chǎn)生的磁感應強度大小為C.流經(jīng)L2的電流在b點產(chǎn)生的磁感應強度大小為D.流經(jīng)L2的電流在a點產(chǎn)生的磁感應強度大小為三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）用游標卡尺可以測量某些工件的外徑．如圖所示，則讀數(shù)為__________mm12．（12分）某實驗小組同學發(fā)現(xiàn)給定的電壓表（0～3V）量程偏小，因此決定改裝電壓表，將量程擴大為原來的兩倍（1）同學們先用多用電表的歐姆檔粗略測量電壓表的內阻，如圖甲所示．將選擇開關旋至倍率“×100”檔，紅、黑表筆短接調零后進行測量，紅表筆應接電壓表的______接線柱（選填“＋”或“－”），測量結果如圖乙所示，電壓表的內阻為_____Ω（2）該實驗小組為了能夠精確測定該電壓表的內阻，除待測電壓表V外，實驗室還提供了一些可選用的器材：電流表A1(量程200μA)、電流表A2(量程1.0mA)、電流表A3(量程0.6A)、滑動變阻器R(最大阻值200Ω)、電源E(電動勢4V)、開關S．所提供的電流表中，應選用_______接入電路；為了盡量減小誤差，要求測量多組數(shù)據(jù)，該實驗小組設計了下列兩種實驗電路圖，你認為正確的是______（選擇“丙”或“丁”）（3）若測得電壓表的內阻為4200Ω，現(xiàn)將其改裝成0~6V量程的電壓表，需要_____（填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）阻值為_______Ω的電阻四、計算題：本題共3小題，共38分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖，兩根間距為L＝0.5m的平行光滑金屬導軌間接有電動勢E＝3V、內阻r＝1Ω的電源，導軌平面與水平面間的夾角θ＝37°．金屬桿ab垂直導軌放置，質量m＝0.2kg．導軌與金屬桿接觸良好且金屬桿與導軌電阻均不計，整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中．當R0＝1Ω時，金屬桿ab剛好處于靜止狀態(tài)，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8（1）求磁感應強度B的大?。唬?）若保持B的大小不變而將方向改為垂直于斜面向上，求金屬桿的加速度14．（16分）如圖所示，水平放置的兩塊長直平行金屬板a、b相距d=0.10m，a、b間的電場強度為E=5.0×105N/C，b板下方整個空間存在著磁感應強度大小為B=6.0T、方向垂直紙面向里的勻強磁場.今有一質量為m=4.8×10-25kg、電荷量為q=1.6×10-18C的帶正電的粒子(不計重力)，從貼近a板的左端以v0=1.0×106m/s的初速度水平射入勻強電場，剛好從狹縫P處穿過b板而垂直進入勻強磁場，最后粒子回到b板的Q處（圖中未畫出）．求P、Q之間的距離L15．（12分）ABC表示豎直放在電場強度為E=104V/m的水平勻強電場中的絕緣光滑軌道，其中軌道的BC部分是半徑為R的圓環(huán)，軌道的水平部分與半圓環(huán)相切．A為水平軌道上的一點，而且AB=R=0.2m，把一質量m=0.1kg，帶電量為q=+C的小球，放在A點由靜止釋放后，求：（g=10m/s2）(1)小球到達C點的速度大小(2)小球在C點時，軌道受到的壓力大小

參考答案一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、B【解析】A、剪斷輕繩前，小球受到重力，水平向右的電場力，及繩子的拉力，當剪斷輕繩后，小球將沿著繩子拉力反方向，作勻加速直線運動，不是類平拋運動，故A錯誤；BC、當保持P板不動，將Q板緩慢向右移動一小段距離，即增大兩極板間距，因極板電壓U不變，依據(jù)可知，電場強度減小，那么電場力減小，夾角隨之減小，故B正確，C錯誤；D、斷開開關，因電容器要放電，其電量Q變小，電壓也減小，由可知，電場力減小，小球會向下擺，故D錯誤；故選B2、A【解析】由于等勢面是同心圓,且外大里小，圖中場源位于等勢面圓心位置，是負電荷，由曲線的彎曲可知是靜電斥力，所以粒子帶負電，由于B位置等差等勢面較密，場強大，加速度大，即，從A到B，電勢降低，由公式，B點電勢能大，，電場力做負功，粒子的動能減小，速度減小，即，故A正確3、D【解析】對帶電粒子進行受力分析，受到豎直向下的重力，水平向左的電場力和垂直于虛線向右上的洛倫茲力，由于帶電粒子做直線運動，可判斷粒子合外力為零，再根據(jù)各力的做功情況，即可解題【詳解】根據(jù)做直線運動的條件可知受到豎直向下的重力，水平向左的電場力和垂直于虛線向右上的洛倫茲力，如圖所示：由于帶電粒子做直線運動，可判斷粒子合外力為零，所以小球一定帶負電，且做勻速直線運動，故A錯誤；沿場強方向電勢逐漸降低，所以b點的電勢高于a點的電勢，故B錯誤；由于電場力向左，對小球做正功，電勢能減小，故C錯誤；由能量守恒可知，電勢能減小，機械能一定增加，故D正確．所以D正確，ABC錯誤【點睛】帶電粒子在重力場、電場、磁場的復合場中，只要是做直線運動，一定是勻速直線運動（v與B不平行）．若速度是變的，洛倫茲力會變，合力就是變的，合力與速度不在一條直線上，帶電體就會做曲線運動4、C【解析】AB．當直導線中電流逐漸增大時，穿過環(huán)形導線的磁通量向里增加，則環(huán)形線圈中一定有感應電流，根據(jù)楞次定律可知，電流方向為逆時針方向，選項AB錯誤；C．在環(huán)形電流上取小段電流元，由左手定則可知電流元所受的磁場力指向圓心，可知環(huán)形導線中有收縮的趨勢，選項C正確；D．因靠近直導線部分的電流元所受的向下的磁場力較大，則環(huán)形導線有遠離長直導線的趨勢，選項D錯誤；故選C.5、C【解析】AB．由題意知解得同理可得故AB錯誤；CD．令點電勢為零，則，故中點電勢為，為等勢面，為電場的方向選項C正確，D錯誤；故選C。6、B【解析】A．磁場中某點的磁感應強度是由磁場本身決定的物理量與通電導線所受的安培力F以及IL乘積無關，選項A錯誤；B．磁感應強度的方向與小磁針N極所受磁場力的方向相同，選項B正確；C．一小段通電直導線在某處不受磁場力作用，可能是導線與磁場方向平行，該處的磁感應強度不一定為零，選項C錯誤；D．磁感線在磁體的外部從N極到S極，在磁體內部是從S極到N極，組成閉合的曲線，故D錯誤二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、BD【解析】AB．a(chǎn)b桿切割磁感線時產(chǎn)生沿abdc方向的感應電流，大小為①cd桿中的感應電流方向為d→c，cd桿受到的安培力方向水平向右，大小為F安=BIL②cd桿向下勻速運動，有mg=μF安③解①②③式得，ab桿勻速運動的速度為④導體ab受到水平向左的安培力，由受力平衡得F=F安+μmg⑤由③⑤解得選項A錯誤，B正確C．設cd桿以v2速度向下運動h過程中，ab桿勻速運動了s距離，則整個回路中產(chǎn)生的焦耳熱等于克服安培力所做的功Q=F安s得選項C錯誤；D．a(chǎn)b桿水平運動位移為s的過程中，整個回路中產(chǎn)生的焦耳熱為ab桿摩擦生熱cd桿摩擦生熱則總熱量選項D正確；故選BD.8、AD【解析】MN切割磁感線，所以MN產(chǎn)生感應電動勢，MN間有電勢差，故A正確、B錯誤；穿過線框的磁通量不變化，所以無感應電流，因此電壓表無讀數(shù)，故C錯誤，D正確9、BCD【解析】電流I的形成是由于正電荷的定向移動，由此可知正電荷定向移動垂直向里，所受洛倫茲力向右，A錯；當電荷所受洛倫茲力等于電場力時不再偏轉，電壓恒定如果已知電荷定向移動速度可求出磁感強度，B對；同樣，強磁場對應大電壓，C對；電流恒定，電荷定向移動速度恒定，D對；10、BD【解析】根據(jù)右手螺旋定則來判定兩直導線在a、b兩處的磁場方向，再結合矢量的疊加法則，即可求解【詳解】整個系統(tǒng)處于勻強外磁場中，外磁場的磁感應強度大小為B0，方向垂直于紙面向外，且a、b兩點的磁感應強度大小分別為和，方向也垂于紙面向外，根據(jù)右手螺旋定則，L1直導線電流，在a、b兩點磁場方向垂直紙面向里，大小相等，同理，L2直導線的電流，在a點磁場方向垂直紙面向里，在b點磁場方向垂直紙面向外，但兩點的磁場大小相等，依據(jù)矢量疊加法則，則有：B0-B2-B1=B0+B2-B1=聯(lián)立上式，可解得：，故選BD【點睛】考查右手螺旋定則的應用，掌握矢量的合成法則，注意對稱位置的磁場大小是相等的三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、7【解析】游標卡尺讀數(shù)的方法是主尺讀數(shù)加上游標尺讀數(shù)，不需估讀.【詳解】游標卡尺的主尺讀數(shù)為30mm，游標尺上第7個刻度和主尺上的某一刻度對齊，因此游標尺讀數(shù)為0.1×7mm=0.7mm，所以最終讀數(shù)為：30mm+0.7mm=30.7mm.【點睛】解決本題的關鍵掌握游標卡尺的讀數(shù)方法，游標卡尺讀數(shù)的方法是主尺讀數(shù)加上游標尺讀數(shù)，不需估讀.12、①.－②.4000③.A2④.丙⑤.串聯(lián)⑥.4200【解析】（1）[1][2]紅表筆內部接電源的負極，則測量時紅表筆應接電壓表的“－”接線柱，測量結果電壓表的內阻為40×100Ω=4000Ω（2）[3][4]電源電動勢4V，則電路中可能出現(xiàn)的最大電流為則電流表選擇A2；為了盡量減小誤差，要求測量多組數(shù)據(jù)，則正確的電路是選擇丙。（3）[5][6]改裝成