2023-2024學(xué)年山西大學(xué)附中物理高二年級上冊期末綜合測試模擬試題含解析

2023-2024學(xué)年山西大學(xué)附中物理高二上期末綜合測試模擬試題

考生須知：

1.全卷分選擇題和非選擇題兩部分，全部在答題紙上作答。選擇題必須用2B鉛筆填涂；非選擇題的答案必須用黑色

字跡的鋼筆或答字筆寫在“答題紙”相應(yīng)位置上。

2.請用黑色字跡的鋼筆或答字筆在“答題紙”上先填寫姓名和準(zhǔn)考證號。

3.保持卡面清潔，不要折疊，不要弄破、弄皺，在草稿紙、試題卷上答題無效。

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、如圖為學(xué)校配電房向各個教室的供電示意圖,T為理想變壓器,Y、A1為監(jiān)控室供電端的電壓表和電流表，V2,A2

為監(jiān)控校內(nèi)變壓器輸出端的電壓表和電流表，Rr&為教室的負(fù)載電阻，V3、A3為教室內(nèi)的監(jiān)控電壓表和電流表，

配電房和教室之間有相當(dāng)長的一段距離,進入配電室的交流電電壓?？烧J(rèn)為是不變的,并且各電表均為理想電表,則當(dāng)開

關(guān)S閉合時，以下說法正確的是（）

A.電流表A1、A?和A3的示數(shù)都變大

B.電流表中只有A1的示數(shù)變大

C.電壓表中只有V3的示數(shù)變小

D.電壓表V2和V3的示數(shù)都變小

2、電容器是一種常用的電子元件.對電容器認(rèn)識正確的是（）

A.電容器的電容表示其儲存電荷的能力

B.電容器兩電極正對面積越大，電容越小

C.電容器兩電極的距離越遠(yuǎn)，電容越大

D.電容的常用單位有pF和pF,lnF=103pF

3、如圖所示，空間中存在沿X軸靜電場，以無窮遠(yuǎn)處為電勢的零點，其電勢9沿X軸的分布如圖所示，XI、X2、X3、X4

是x軸上的四個點，質(zhì)量為山、電量為+4的帶正電的粒子（不計重力），以初速度V0從。點沿x軸正方向進入電場，在

粒子沿X軸運動的過程中，下列說法正確的是

B.從X!到X3點的過程中，粒子的電勢能先減小后增大

C.若粒子能到達(dá)X4處，則V0的大小至少應(yīng)為、血

Vm

D.若vo=.p^，則粒子在運動過程中的最大動能為3?仰

Vm

4、關(guān)于磁感應(yīng)強度3,下列說法中正確的是（）

F

A.由定義式3=—可知，磁感應(yīng)強度5與尸成正比，與〃成反比

IL

B.一小段通電導(dǎo)線放在磁感應(yīng)強度為零處，它所受的磁場力一定為零

C.一小段通電導(dǎo)線在某處不受磁場力作用，該處的磁感應(yīng)強度一定為零

D.磁場中某處磁感應(yīng)強度的方向，與通電導(dǎo)線在該處所受磁場力的方向相同

5、如圖所示的電路中，Ai和A2是兩個相同的燈泡，線圈L自感系數(shù)足夠大，電阻可以忽略不計.下列說法中正確的

是（）

LAi

A.合上開關(guān)S時，Ai和A2同時亮

B.斷開開關(guān)S時，Ai和A2都要過一會兒才熄滅

C.斷開開關(guān)S時，A2閃亮一下再熄滅

D.斷開開關(guān)S時，流過A2的電流方向向右

6、如圖所示，電動機”與電阻R串聯(lián)后兩端接在電壓恒為。的電源上，電動機M的線圈電阻r與電阻R阻值相等,

電動機正常工作，下列判斷正確的是

0u

A.流過電動機的電流小于流過電阻R的電流

B.電動機兩端電壓小于電阻R兩端電壓

C.電動機的發(fā)熱功率等于電阻R的發(fā)熱功率

D.電動機的總功率等于電阻的功率

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、如圖所示為回旋加速器的示意圖.兩個靠得很近的D形金屬盒處在與盒面垂直的勻強磁場中，一質(zhì)子從加速器的A

處開始加速.已知D型盒的半徑為R,磁場的磁感應(yīng)強度為B,高頻交變電源的電壓為U、頻率為f,質(zhì)子質(zhì)量為m,

電荷量為q.下列說法正確的是（）

A.質(zhì)子從磁場中獲得能量

B.質(zhì)子的最大動能與高頻交變電源的電壓U有關(guān)，且隨電壓U增大而增加

C.質(zhì)子的最大速度不超過2kRf

D.質(zhì)子的最大動能為迤上

2m

8、說起車飛起來，小明記起課本上的一幅圖（如圖所示），說是可以把地球看作一座巨大的拱形橋，若汽車速度足夠

大，就可以飛離地面而成為人造地球衛(wèi)星。小明知道地球自轉(zhuǎn)周期為7=24人赤道上的重力加速度gi=9.780m/s2,兩

極處的重力加速度為g2=9.832m/s2,萬有引力常量為G=6.67xl0-uNS/kg?,但他忘記了地球半徑的具體數(shù)值，則小

明利用上述數(shù)據(jù)，進行了如下推理，你認(rèn)為正確的是（）

A.可以計算出地球的半徑

B.可以計算出地球的質(zhì)量

C.設(shè)地球半徑為R,則汽車相對地心的速度至少為徐無才能飛離地面

D.為了使汽車更容易飛離地面，汽車應(yīng)該在低緯度地區(qū)自西向東加速運動

9、如圖所示，空間存在一水平向左的勻強電場和一垂直紙面向里的勻強磁場，磁場的磁感應(yīng)強度大小為B,電場強度

大小為E=上羊，電場方向和磁場方向相互垂直.在此電磁場正交的空間中有一足夠長的固定粗糙絕緣桿，與電場

q

正方向成60。夾角且處于豎直平面內(nèi).一質(zhì)量為m,帶電量為+q的小球套在絕緣桿上,若給小球一沿桿向下的初速度

vo,小球恰好做勻速運動，且小球電量保持不變，重力加速度為g,則下列說法正確的是（）

xXXXX

rxBx

rxxX

x~~xX

x~~xx

Ezz

x-~~x~XxX

2mg

A.小球的初速度為vo=-

qB

3m2、.

B.若小球的初速度為一二，小球?qū)⒆黾铀俣炔粩鄿p小的減速運動，最后勻速

qB

C.若小球的初速度為m號2，小球?qū)⒆黾铀俣炔粩嘣龃蟮募铀龠\動，最后勻速

qB

32

D.若小球的初速度為m多g，則運動rn中2克服摩擦力做功為段萬

qB2q-B2

10、如圖所示，由同一種金屬條制成的矩形線框固定在水平面內(nèi)且處于方向豎直向下的勻強磁場3中，ad—be

=L,ab=dc=3L,ad、ab、de邊的橫截面積均為加邊的兩倍，ad邊的電阻為R。在f=0時刻，一接入電路電阻2R

的導(dǎo)體棒尸。在水平拉力作用下從油處由靜止開始沿而、de向從邊以加速度劭勻加速滑動，滑動過程中尸0始終與

諦垂直，且與線框接觸良好，不計摩擦。在尸。從ad處向加滑動的過程中，線框消耗的電功率最大的時刻為（）

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）某實驗小組欲測定一電源的電動勢和內(nèi)電阻，已知待測電源的電動勢約為4V。實驗室提供了下列器材:

A.定值電阻Ro=2Q

B.直流電流表（量程0?1A,內(nèi)阻不能忽略）

C.電壓表（量程0?5V內(nèi)阻較大）

D.滑動變阻器（阻值范圍0—100、額定電流2A）

E.滑動變阻器（阻值范圍0—200。、額定電流1A）

F.電鍵及導(dǎo)線若干

⑴實驗時滑動變阻器應(yīng)選用;（填"D”或"E”）

⑵某同學(xué)將選定的器材進行了部分實物圖連接，請你以筆畫線做導(dǎo)線完成剩余部分的電路連接；

（）

⑶按正確操作完成實驗，根據(jù)實驗記錄，將測量數(shù)據(jù)描點做出擬合圖線如圖所示，由圖象可得該電源的電動勢是

V,內(nèi)電阻是。；（計算結(jié)果保留二位有效數(shù)字）

（4）本次實驗產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因是-

12.（12分）在測定電源電動勢和內(nèi)電阻的實驗中，實驗室提供了合適的的實驗器材

⑴甲同學(xué)按電路圖a進行測量實驗，其中艮為保護電阻，則

①請用筆畫線代替導(dǎo)線在圖b中完成電路的連接；

②根據(jù)電壓表的讀數(shù)U和電流表的讀數(shù)/,畫出圖線如圖c所示，可得電源的電動勢E=V,內(nèi)電阻

/-=。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

⑵乙同學(xué)誤將測量電路連接成如圖d所示，其他操作正確，根據(jù)電壓表的讀數(shù)U和電流表的讀數(shù)/,畫出圖線如

圖e所示，可得電源的電動勢E=V,內(nèi)電阻尸C（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

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(dǎo)軌間接有電動勢E=3V、內(nèi)阻r=l。的電源，導(dǎo)軌平面與

水平面間的夾角0=37。.金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，質(zhì)量m=0.2kg.導(dǎo)軌與金屬桿接觸良好且金屬桿與導(dǎo)軌電阻均不

計，整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中.當(dāng)Ro=lQ時，金屬桿ab剛好處于靜止?fàn)顟B(tài)，取g=10m/s2,sin37o=0.6,

cos37°=0.8

（1）求磁感應(yīng)強度B的大?。?/p>

（2）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。、占相距d=0.10m,a、B間的電場強度為E=5.0X1（）5N/C,b

板下方整個空間存在著磁感應(yīng)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(zhì)量為機=4.8xl0-25kg、電荷

186

量為9=1.6X10C的帶正電的粒子（不計重力），從貼近。板的左端以vo=l.OxlOm/s的初速度水平射入勻強電場，剛好

從狹縫尸處穿過b板而垂直進入勻強磁場，最后粒子回到分板的。處（圖中未畫出）.求P、0之間的距離L

15.（12分）ABC表示豎直放在電場強度為E=l（）4v/m的水平勻強電場中的絕緣光滑軌道，其中軌道的5c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A8=R=0.2m,把一質(zhì)量機=0.1kg,帶電

4

量為0=+10小（：的小球，放在A點由靜止釋放后，求：（g=10m/s2）

⑴小球到達(dá)C點的速度大小

⑵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,C

【解析】抓住原線圈的輸入電壓不變，結(jié)合輸出端總電阻的變化得出輸電線上電流的變化，從而得出電壓損失的變化,

根據(jù)輸出電壓不變，得出用戶端電壓的變化，從而得知通過負(fù)載電阻電流的變化.抓住輸電線上電流的變化，根據(jù)原

副線圈電流比等于匝數(shù)之反比求出原線圈中電流的變化

【詳解】當(dāng)開關(guān)閉合后，副線圈的總電阻變小，由于升壓變壓器的輸入電壓不變，則輸出電壓不變，即S不變，可知

輸電線中的電流增大，即A2增大，則輸電線上損失的電壓增大，可知用戶端得到的電壓減小，即。3減小，所以通過

R的電流減小，即A3減小，副線圈中電流決定原線圈中的電流，根據(jù)U=上知，原線圈中的電流增大，所以Ai

；2%

示數(shù)增大.故C正確，A、B、D錯誤.故選C.

【點睛】解決本題的關(guān)鍵知道輸入電壓決定輸出電壓，輸出電流決定輸入電流，輸出功率決定輸入功率

2、A

【解析】A.電容器的電容表示其儲存電荷的能力，選項A正確；

BC.根據(jù)C=，一，電容器兩電極正對面積越大，電容越大；電容器兩電極的距離越遠(yuǎn)，電容越小，選項BC錯誤;

4兀kd

D.電容的常用單位有jiF和pF；lnF=106pF,選項D錯誤；

故選Ao

3、C

【解析】根據(jù)粒子在電場中只受電場力作用，則電勢能和動能之和守恒，從而分析選項AD；正電荷在高電勢點電勢

\2q(Po

能較大,分析粒子電勢能的變化;若粒子能運動到XI處,初速度vo最小，根據(jù)動能定理求解最小初速度;若vo為

m

當(dāng)帶電粒子運動到X3處時，電場力做正功最大，粒子的速度最大，根據(jù)動能定理求解最大速度

【詳解】帶負(fù)電的粒子從原點到X2電勢能的變化為零，電場力的功為零，可知粒子在X2點的速度仍為V0,選項A錯

誤；從XI到X3點的過程中，電勢一直降低，可知帶正電的粒子的電勢能一直減小，選項B錯誤；XI處的電勢最大，正

粒子的電勢能最大，動能最小，若粒子能運動恰好運動到XI處，就能運動到X4處.若粒子能運動恰好運動到XI處，

初速度V0最小，根據(jù)動能定理得-qq)o=O-：mvo2,得％=.所以若小球能運動到X4處，則初速度V0至少為

m

\2q(Po2

.故C正確.當(dāng)帶電粒子運動到X3處時，電場力做正功最大,粒子的速度最大,根據(jù)動能定理得q<po=Ek-|mvo,

m

得最大動能為加仰.故D錯誤.故選C

【點睛】本題一要抓?、?x圖象的斜率等于電場強度，分析電場力變化情況，由電勢與電勢能的變化，判斷電勢能的

變化.根據(jù)電場力做功情況，分析粒子運動到什么位置速度最大，由動能定理求解最大速度

4、B

F

【解析】A.磁感應(yīng)強度定義式為5=一,當(dāng)電流/增大時，其安培力方也隨之增大，而其比值是不變的，故磁感應(yīng)

IL

強度3與尸、江均無關(guān)，選項A錯誤；

B.一小段通電直導(dǎo)線放在磁感應(yīng)強度為零的地方，根據(jù)尸=3〃，當(dāng)5=0時，F(xiàn)=0,故它所受到的磁場力一定為零，

選項B正確；

C.一小段通電直導(dǎo)線在某處不受磁場力作用，也可能是導(dǎo)線與磁場方向平行，故不能說明則該處磁感應(yīng)強度一定

為零，選項c錯誤；

D.磁場中某處磁感應(yīng)強度的方向，與通電導(dǎo)線在該處所受磁場力的方向相互垂直，并不是相同的，選項D錯誤

5,B

【解析】當(dāng)電鍵S閉合時，通過線圈L的電流增大，穿過線圈的磁通量增大，根據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電動勢的方向和

作用，分析哪個燈先亮.斷開瞬間也可以按照同樣的思路分析.

【詳解】當(dāng)開關(guān)S閉合時，燈4立即發(fā)光，通過線圈L的電流增大，穿過線圈的磁通量增大，根據(jù)楞次定律線圈產(chǎn)生

的感應(yīng)電動勢與原來電流方向相反，阻礙電流的增大，電路的電流只能逐漸增大，燈4逐漸亮起來，所以燈4比燈

4先亮；由于線圈直流電阻忽略不計，當(dāng)電流逐漸穩(wěn)定時，線圈不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，兩燈電流相等，亮度相同，故A

錯誤；穩(wěn)定后當(dāng)開關(guān)S斷開后，由于自感，線圈中的電流只能慢慢減小，其相當(dāng)于電源，線圈L、燈4與燈山構(gòu)成

閉合回路放電，兩燈都過一會兒熄滅，由于兩燈泡完全相同，線圈的電阻又不計，則燈4不會出現(xiàn)閃亮一下，且流過

燈4的電流方向向左，故B正確，CD錯誤.所以B正確，ACD錯誤

【點睛】對于自感現(xiàn)象，是特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，應(yīng)用楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律進行理解.

6、C

【解析】電動機M與電阻R串聯(lián)，電流相等，根據(jù)焦耳定律分析放出的熱量關(guān)系.R是純電阻電路，電動機是非純電

阻電路，根據(jù)歐姆定律分析R的電壓與電流的關(guān)系，判斷電動機兩端電壓的關(guān)系.根據(jù)能量守恒定律分析消耗的功率

關(guān)系

【詳解】A項：電動機M與電阻R串聯(lián)，電流相等，故A錯誤；

B項：設(shè)電動機M線圈電阻與電阻R的電阻均為R,電路中電流為I,根據(jù)歐姆定律得：電阻兩端的電壓UR=IR,電

動機是非純電阻電路，其電壓UM>IR,則有UM>UR,所以電阻兩端電壓小于電動機兩端電壓，故B錯誤；

C項：電阻相等，根據(jù)P=PR可知，電動機的發(fā)熱功率等于電阻的發(fā)熱功率，故C正確；

D項：電動機消耗的功率PM=UML電阻消耗的功率PR=URLUM>UR,貝！JPM>UR,即電動機消耗的功率大于電阻消

耗的功率，故D錯誤

故選C

【點睛】本題中電爐是純電阻電路，電動機是非純電阻電路，兩個電路焦耳定律都適用，但歐姆定律只適用于電爐，

不適用于電動機

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、CD

【解析】洛倫茲力對質(zhì)子不做功，電場力對質(zhì)子能做功，可知質(zhì)子從電場中獲得能量，選項A錯誤；質(zhì)子出回旋加速

器的速度最大，此時的半徑為R,則v=-^=2〃W.所以最大速度不超過27tfR.故C正確.qvB二m’,則質(zhì)

1鏟

子的最大動能％=上根丫2="上，與電壓無關(guān)，故D正確，B錯誤；故選CD.

22m

【點睛】解決本題的關(guān)鍵知道回旋加速器的原理以及電場和磁場的作用，知道最大動能與什么因素有關(guān)

8、ABD

【解析】AB.物體在赤道上

Mm

GR2-=mgi+mco2R

故

GM,

g產(chǎn)?-R

其中

2兀

co=—

T

在兩極處

GMm

故

GM

gF

兩式聯(lián)立解得

算出R后，可以算出地球質(zhì)量M,故AB正確;

C.第一宇宙速度

故C錯誤；

D.為了利用地球自轉(zhuǎn)能量，汽車應(yīng)盡可能地在低緯度地區(qū)自西向東加速運動，故D正確。

故選ABDo

9、ABD

【解析】小球受重力、摩擦力（可能有）、彈力（可能有）、向右上方的洛倫茲力、向左的電場力，當(dāng)受到的合外力等

于0時，小球做勻速直線運動.當(dāng)小球受到的合外力不為0時，要判斷出支持力的方向，明確支持力的大小隨洛倫茲

力的變化關(guān)系，然后做出判定

【詳解】對小球進行受力分析如圖，

電場力的大小：F=qE=qxY3=Gmg,由于重力的方向豎直向下.電場力的方向水平向右，二者垂直，合力：

q

FG+F=4嬴尸=2mg,由幾何關(guān)系可知，重力與電場力的合力與桿的方向垂直，所以重力與電場力的合力不會對

小球做功，而洛倫茲力的方向與速度的方向垂直，所以也不會對小球做功.所以，當(dāng)小球做勻速直線運動時，不可能

存在摩擦力，沒有摩擦力，說明小球與桿之間就沒有支持力的作用，則洛倫茲力大小與重力、電場力的合力相等，方

一2mg、_3m2

向相反.所以qvoB=2mg.所以％=——.故A正確；若小球的初速度為——,則洛倫茲力：f=qvoB=3mg>FG+F,

qBqB

則在垂直于桿的方向上，小球還受到桿的垂直于桿向下的支持力，則摩擦力：f=FiFN.小球?qū)⒆鰷p速運動；隨速度的減

小，洛倫茲力減小，則支持力逐漸減小，摩擦力減小，小球做加速度不斷減小的減速運動，最后當(dāng)速度減小到當(dāng)時,

qB

小球開始做勻速直線運動.故B正確.若小球的初速、度.為m零2，則洛倫茲力：f=qvoB=mgVFG+F,則在垂直于桿的方

向上，小球還受到桿的垂直于桿向上的支持力，而摩擦力：f=|lFN.小球?qū)⒆鰷p速運動；隨速度的減小，洛倫茲力減小,

則支持力逐漸增大，摩擦力逐漸增大，小球的加速度增大，所以小球?qū)⒆黾铀俣炔粩嘣龃蟮臏p速運動，最后停止.故

C錯誤；若小球的初速度為黃，球?qū)⒆黾铀俣炔粩嘣龃蟮臏p速運動，最后停止，運動中克服摩擦力做功等于小球的

1m3

動能，所以卬=—根片故D正確.故選ABD

22q~B2

【點睛】本題考查小球在混合場中的運動，解答的關(guān)鍵明確小球的受力情況，并能夠結(jié)合受力的情況分析小球的運動

情況，要知道小球何時做加速度減小的減速運動，何時做加速度增大的減速運動，當(dāng)加速度減為零時，做勻速運動

10、AD

【解析】設(shè)經(jīng)過時間f,線圈功率最大，此時電動勢為

E-BLa^t

總電阻為

（R+”.（2R+空）

R總=2R+

（R+半）+（2R+竽

功率

（R+予（2R+個）

P七（尺+￥）+（2尺+￥）

聯(lián)立解得

此時功率最大。

故選ADo

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、①.D③.3.9@.2.1⑤.電壓表分流

【解析】(1)口］為了測量方便，要求電流不能太小，所以滑動變阻器選用阻值較小、額定電流較大的的，故選D

(2)［2］由原理圖可知滑動變阻器為限流接法，伏安法測電源電動勢與內(nèi)阻，電壓表測路端電壓，電流表測電路電流，實

物電路圖如圖所示

(3)［3］由圖示電路圖可知，電源電動勢

E=3.9V

［4］電源內(nèi)阻

AU八3.9—1.0八。八0,八

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

A/20.7

(4)［5］由圖示實物電路圖可知，由于電壓表的分流作用，電流表的測量值小于流過電源的電流，電壓表的分流作用是造

成實驗誤差的原因。

12、②.2.8(3).0.60④.3.0@.0.50

【解析】解：(1)①根據(jù)原理圖可得出對應(yīng)的實物圖，如圖所示;

②根據(jù)閉合電路歐姆定律可得：U=E-Ir,則由數(shù)學(xué)規(guī)律可知電動勢E=2.8V,內(nèi)電阻

r=—==060。

M0.2

⑵由乙同學(xué)的電路接法可知與左右兩部分并聯(lián)后與&串聯(lián)，則可知在滑片移動過程中，滑動變阻器接入電阻先增大

后減小，則路端電壓先增大后減小，所以出現(xiàn)圖e所示的圖象，則由圖象可知當(dāng)電壓為2.5V時，電流為0.5A,此時兩

部分電阻相等，則總電流為/|=L4；而當(dāng)電壓為2.4V時，電流分別對應(yīng)0.33A和0.87A,則說明當(dāng)電壓為2.4V時,