2023-2024年浙江省金華十校高二上學期期末模擬考試物理試卷-(解析版)

金華十校2023-2024學年第一學期期末模擬考試物理一、單選題1.由單位、、和組合成的單位對應(yīng)的物理量是（）A.靜電力常量 B.介電常數(shù) C.電流強度 D.磁通量【答案】B【解析】由庫侖定律得，可知靜電力常量單位為。為電容的單位，根據(jù)電容的決定式有，可得，可知介電常數(shù)單位為。故選B。2.如圖所示，被譽為“中國天眼”的米口徑球面射電望遠鏡()，天眼周圍有座高塔，高塔的功能最有可能的是（）A.吊起饋源接收機 B.測量風速 C.向宇宙發(fā)射電磁波 D.屏蔽外界信號對射電望遠鏡的干擾【答案】A【解析】由圖可知，高塔的功能最有可能的是吊起饋源接收機。故選A。3.秋冬季節(jié)，空氣干燥，容易產(chǎn)生靜電．有關(guān)生活中的靜電，下列說法錯誤的是（）A.靜電復(fù)印是利用了靜電吸引的原理B.農(nóng)業(yè)中利用靜電噴霧能提高效率和降低農(nóng)藥的利用C.運輸汽油的油罐車拖著一條鐵鏈，利用了尖端放電的原理D.在將外衣脫下的過程中，內(nèi)外衣間摩擦起電，內(nèi)衣和外衣所帶的電荷是異種電荷【答案】C【解析】靜電復(fù)印是利用了靜電吸引的原理，A正確，不符合題意；農(nóng)業(yè)中利用靜電噴霧能提高效率和降低農(nóng)藥的利用，B正確，不符合題意；運輸汽油的油罐車拖著一條鐵鏈，是把油罐車中的電荷導(dǎo)入大地，C錯誤，符合題意；在將外衣脫下的過程中，內(nèi)外衣間摩擦起電，內(nèi)衣和外衣所帶的電荷是異種電荷，D正確，不符合題意。故選C。4.如圖所示的振蕩電路中，某時刻電流的方向指向板，且正在增大，則此時（）A.板帶負電 B.電容器正在充電 C.線圈兩端電壓在增大 D.磁場能正在轉(zhuǎn)化為電場能【答案】A【解析】電流的方向指向板，且正在增大，說明電容器正在放電，則、板間的電壓在減小，則線圈L兩端電壓在減小，電流方向從正極板流向負極板，因此板帶正電，板帶負電，A正確，B、C錯誤；電容器正在放電，可知電場能正在轉(zhuǎn)化為磁場能，D錯誤。故選A。5.家用燃氣灶都安裝電子點火器，點火器的放電電極是釘尖形，接通電子線路時在電極與金屬灶器之間產(chǎn)生高電壓，通過高壓放電產(chǎn)生電火花來點燃氣體，如圖所示。若點火器放電電極接電源負極，下列說法正確的是（）A.圖中的虛線可能表示電場線B.點的場強大于點的場強C.的電勢比點的電勢高D.被吸向放電極的帶電塵埃在點具有的電勢能大于在點的具有的電勢能【答案】C【解析】點火器的放電電極是釘尖形，若點火器放電電極接電源負極，則電極的釘尖端帶有負電荷，這些負電荷產(chǎn)生的電場線應(yīng)是由無窮遠處以空間輻射形狀指向電極的釘尖端中心，圖中的虛線應(yīng)是等勢線，故A錯誤；由等差等勢線越密的地方，電場強度越大，因此點的場強小于點的場強，故B錯誤；點火器放電電極接電源負極，則電極的釘尖端帶有負電荷，可知離負電荷越近的地方電勢越低，因此點電勢高于點的電勢，故C正確；被吸向放電極的帶電塵埃應(yīng)帶正電，正電荷在電勢高的地方電勢能大，在電勢低的地方電勢能小，而的電勢比點的電勢高，可知帶電塵埃在點的電勢能小于在點的電勢能，故D錯誤。故選C。6.如圖所示是電容器在充放電原理圖。在充電過程中，電容器功率大小隨時間變化圖像是（）A. B. C. D.【答案】A【解析】電容器充電時，充電功率，開始時最大，，則功率為零；最終時，最大，則功率也為零，則充電功率先增加后減小。故選A。7.把多匝小線圈和靈敏電流計串聯(lián)后用于檢測家裝時隱藏在墻體內(nèi)的導(dǎo)線是否通電，如圖（a）所示。墻體內(nèi)有兩根套了管的長導(dǎo)線、，水平，豎直，如圖（b）所示。檢測時線圈平行墻面，當沿水平方向快速移動線圈時，電流計指針不偏轉(zhuǎn)；當沿豎直方向方向快速移動線圈時，電流計指針偏轉(zhuǎn)，則檢測的結(jié)果是（）A.兩根導(dǎo)線中都有電流 B.兩根導(dǎo)線中都無電流C.中無電流，中有電流 D.中有電流，中無電流【答案】D【解析】當線圈水平放置沿快速移動時，電流計指針不偏轉(zhuǎn)，說明線圈中磁通量不變，直導(dǎo)線中無電流。當線圈沿方向快速移動，電流計指針偏轉(zhuǎn)，說明線圈中磁通量有變化，則直導(dǎo)線中有電流。故選D。8.手機無線充電原理圖如圖所示，該裝置可等效為一個理想變壓器，送電線圈為原線圈，受電線圈為副線圈。間接上的正弦交變電流后，受電線圈中產(chǎn)生交變電流。送電線圈的匝數(shù)為，受電線圈的匝數(shù)為，且。兩個線圈中所接電阻的阻值均為，當該裝置給手機充電時，手機兩端的電壓為，流過手機的電流為，則下列說法中正確的是（）A.受電線圈兩端的輸出電壓為B.充電時，兩線圈上所接電阻的阻值C.充電時，與送電線圈相連的電阻兩端的電壓為D.充電時，受電線圈兩端的輸出電壓為【答案】D【解析】端輸入電壓為，由于送電線圈中的電阻分壓，故送電線圈兩端電壓小于，則根據(jù)，可知，受電線圈兩端的輸出電壓小于，故A錯誤；設(shè)手機兩端電壓為，由題意可知，送電線圈的電流為，則送電線圈兩端電壓，根據(jù)，可得，故B錯誤；充電時，與送電線圈相連的電阻兩端的電壓為。故C錯誤；充電時，受電線圈兩端的輸出電壓為，故D正確。故選D。9.如圖所示，由相同材料的導(dǎo)線繞成邊長相同的甲、乙兩個正方形閉合線圈，兩線圈的質(zhì)量相等，但所用導(dǎo)線的橫截面積不同，甲線圈的匝數(shù)是乙的倍?，F(xiàn)兩線圈在豎直平面內(nèi)從同一高度同時由靜止開始下落，一段時間后進入方向垂直于紙面的勻強磁場區(qū)域，磁場的上邊界水平。不計空氣阻力，已知下落過程中線圈始終平行于紙面，上、下邊保持水平。在線圈下邊進入磁場后且上邊進入磁場前，可能出現(xiàn)的是（）A.甲產(chǎn)生的焦耳熱比乙多 B.甲加速運動，乙減速運動C.甲和乙都加速運動 D.甲減速運動，乙加速運動【答案】C【解析】設(shè)線圈到磁場的高度為，線圈的邊長為，線圈材料密度為，質(zhì)量為，橫截面積為，電阻率為，線圈在磁場中運行速度為，線圈剛進入磁場時速度為，有，，感應(yīng)電動勢為，線圈電阻為，感應(yīng)電流為，線圈所受的安培力，由牛頓第二定律有，聯(lián)立解得加速度為；可知線圈在磁場中運動的加速度與匝數(shù)、橫截面積無關(guān)，則甲乙線圈進入磁場時，具有相同的加速度。當時，甲和乙都做加速運動，當時，甲和乙都做減速運動，故B、D錯誤；C正確；線圈的熱功率，甲乙線圈在磁場中運動速度相同，熱功率也一樣，甲產(chǎn)生的焦耳熱與乙一樣多，故A錯誤。故選C。10.已知通電直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度與通電導(dǎo)線的電流大小成正比，與到通電導(dǎo)線的距離成反比。如圖所示，長直導(dǎo)體棒通過兩根等長絕緣細線懸掛在豎直絕緣光滑墻面上等高的、兩點的正下方，并通以電流。另一導(dǎo)體棒也通過兩根等長絕緣細線懸掛在、兩點，并通以電流。靜止時懸掛的兩細線與豎直墻面有一定夾角，然后緩慢減小導(dǎo)體棒中的電流。下列說法正確的是（）A.與方向相同 B.懸掛的細線拉力逐漸減小C.懸掛的細線拉力大小不變 D.若中的電流減為初始的四分之一，則兩導(dǎo)體棒的距離減半【答案】D【解析】由題意可知，兩棒互相排斥，同向電流相互吸引，異向電流相互排斥，故電流方向相反，故A錯誤；如圖甲所示，對導(dǎo)體棒受力分析。記距離為，距離為，距離為，由三力平衡知，故懸掛Q細線拉力大小不變，故B錯誤；如圖乙所示，將兩根導(dǎo)體棒視為整體受力分析，設(shè)懸掛的細線與豎直方向的夾角為，則有，由于逐漸減小，故懸掛的細線拉力逐漸減小，故C錯誤；導(dǎo)體棒在導(dǎo)體棒處產(chǎn)生的磁場磁感應(yīng)強度，故導(dǎo)體棒受到的安培力，得，而，故，，故中的電流減為初始的四分之一時兩導(dǎo)體棒的距離減半，故D正確。故選D。11.如圖所示，是光滑的直角金屬導(dǎo)軌，豎直，水平。質(zhì)量分布均勻的金屬棒長度為，質(zhì)量為，電阻為，兩端置于導(dǎo)軌內(nèi)。設(shè)金屬桿與豎直導(dǎo)軌夾角為，當時靜止釋放金屬桿。已知空間存在著磁感應(yīng)強度大小為的勻強磁場，方向垂直紙面向里，不計金屬導(dǎo)軌的電阻，則（）A.回路中感應(yīng)電流方向始終為逆時針方向B.整個過程中，棒產(chǎn)生的焦耳熱為C.當時，若點速度大小為，則點速度大小為D.在到過程中通過棒的電荷量為【答案】D【解析】根據(jù)幾何關(guān)系金屬桿下滑過程，圍成的面積先增大后減小，根據(jù)楞次定律和安培定則可知，感應(yīng)電流方向先逆時針再順時針，故A錯誤；整個過程中，金屬棒重力勢能減少量為，根據(jù)能量守恒可知，整個過程中，棒產(chǎn)生的焦耳熱不可能等于，故B錯誤；當時，和兩點沿桿方向的速度相等，有，解得，故C錯誤；在到過程中，產(chǎn)生的平均感應(yīng)電流，通過棒的電荷量，，故D正確。故選D。12.某科研小組設(shè)計測量超導(dǎo)環(huán)中的電流強度，根據(jù)帶電量為的點電荷以速率直線運動會產(chǎn)生磁場，該運動電荷在速度方向上各點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度恰為，垂直該電荷所在處速度方向上、距該電荷處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度為，其中是靜電常數(shù)，是真空中的光速。將霍爾元件放在超導(dǎo)環(huán)的圓心處，通過測量出的霍爾電壓來計算超導(dǎo)環(huán)的電流。已知某次實驗超導(dǎo)環(huán)的半徑為，流過霍爾元件的電流為，霍爾電壓為，且，其中是常數(shù)，則超導(dǎo)環(huán)中的電流強度為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】帶電量為的點電荷以速率在超導(dǎo)環(huán)中運動，設(shè)其運動一周時間為，有，所以該點電荷產(chǎn)生的電流為，則該點電荷運動在霍爾元件處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度為，由題意可知，則該霍爾元件的霍爾電壓為，帶入數(shù)據(jù)有，整理有。故選D。13.水平放置的兩金屬板，板長為，板間距為，板間有豎直向下的勻強電場，場強大小為，兩板的左端點連線的左側(cè)足夠大空間存在勻強磁場，磁感應(yīng)強度的大小為，方向垂直紙面向里。一比荷為正電粒子以初速度緊靠上極板從右端水平射入電場，隨后從磁場射出。則（）A.當時，粒子離開磁場時的速度最小B.當時，粒子離開磁場時的速度最小C.當時，粒子離開磁場的位置距點的距離最小D.當時，粒子離開磁場的位置距點的距離最小【答案】D【解析】粒子在磁場中做勻速圓周運動，要使粒子離開磁場時的速度最小，則粒子在從電場進入磁場時速度最小，設(shè)粒子進入磁場時的速度與水平方向的夾角為，根據(jù)類平拋運動的規(guī)律有，水平方向，豎直方向，加速度，而，則，可得，根據(jù)勻變速直線運動速度與位移的關(guān)系式可得，而，聯(lián)立以上各式可得，可知，當時，粒子進入磁場時有最小速度，此時，故A、B錯誤；根據(jù)以上分析可知，粒子進入磁場時的速度為，進入磁場后粒子在磁場中做圓周運動，偏轉(zhuǎn)后從邊界離開磁場，則由洛倫茲力充當向心力有，可得，根據(jù)幾何關(guān)系可得，粒子進入磁場的位置與射出磁場的位置之間的距離為，則離點的距離為，即有，可知，當時，粒子離開磁場的位置距點的距離最小，而根據(jù)以上分析可知，當時，故C錯誤，D正確。故選D。二、多選題14.交警部門所用酒駕檢測儀中的“電子鼻子”是氧化錫半導(dǎo)體，它是一種氣敏電阻，吸附酒精氣體后表面能態(tài)會發(fā)生改變，從而引起電阻率發(fā)生變化。的阻值隨酒精氣體濃度的變化曲線如圖甲，圖乙是含有氣敏電阻的電路。圖中電源內(nèi)阻很小，可忽略不計。當吸附酒精氣體濃度升高時（）A.燈泡兩端電壓增大 B.中的電流增大C.電源的總功率增大 D.消耗的功率減小【答案】A、D【解析】由圖可知，當吸附酒精氣體濃度升高時阻值變大，電路總電阻變大，總電流減小，中的電流減?。桓鶕?jù)可知，電源總功率減??；電阻和上電壓減小，燈泡L上電壓和電流均變大，則上電流減小，則消耗的功率減小，選項A、D正確，B、C錯誤。故選A、D。15.一個細小金屬圓環(huán)，在范圍足夠大的磁場中豎直下落，磁感線的分布情況如圖，其中沿圓環(huán)軸線的磁場方向始終豎直向上。開始時圓環(huán)的磁通量為，圓環(huán)磁通量隨下落高度變化的關(guān)系為(為比例常數(shù)，)。金屬圓環(huán)在下落過程中的環(huán)面始終保持水平，速度越來越大，最終穩(wěn)定為某一數(shù)值，稱為收尾速度。圓環(huán)的收尾速度為，已知圓環(huán)的電阻為，重力加速度為，忽略空氣阻力，關(guān)于該情境，以下結(jié)論正確的有（）A.圓環(huán)速度穩(wěn)定后，金屬圓環(huán)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為B.圓環(huán)速度穩(wěn)定后，金屬圓環(huán)熱功率C.圓環(huán)速度穩(wěn)定后，金屬圓環(huán)的熱功率D.圓環(huán)的質(zhì)量【答案】A、B【解析】圓環(huán)速度穩(wěn)定后，在很短時間內(nèi)，下降的高度，穿過圓環(huán)磁通量的變化量，，，解得。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得，圓環(huán)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，解得，A正確；圓環(huán)的熱功率，解得，B正確，C錯誤；圓環(huán)速度穩(wěn)定后，由能量守恒定律知，金屬圓環(huán)減小的重力勢能全部轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃浚瑒t，解得，D錯誤。故選A、B。三、實驗題16.某實驗小組成員要測量一節(jié)未知電池的電動勢和內(nèi)阻。（1）先用多用電表量程粗測該電池的電動勢，將多用電表的紅表筆與電源的______（填“正”或“負”）極相連，黑表筆與電池的另一電極相連，多用電表的示數(shù)如圖所示，則粗測電源電動勢為______。（2）要精確測量電源的電動勢和內(nèi)阻，小組成員設(shè)計了如圖所示的電路。閉合電鍵，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，測得多組電壓表和電流表的示數(shù)、（電表內(nèi)阻忽略不計），在坐標系中作出如圖所示的圖像，圖像反映電壓變化范圍比較小，為了解決該問題，需要選擇合適的器材進行改裝電路，在圖電路中選擇______。A. B. C. D.（3）實驗小組成員找來的電阻有兩只；阻值為的定值電阻，阻值為的定值電阻，根據(jù)②中選擇的電路改裝需要選電阻______。根據(jù)改裝的電路進行實驗，實驗測得多組電壓、電流的值，仍在坐標系中描點作圖，如圖所示，由此測得電源的電動勢______，電源的內(nèi)阻______（計算結(jié)果小數(shù)點后均保留兩位）。【答案】（1）正；；（2）B；（3）；；【解析】（1）由于多用表內(nèi)部紅表筆與表頭正接線柱相連，所以用多用表測電源電動勢時，紅表筆接電池正極；用多用電表量程粗測該電池的電動勢時；圖中示數(shù)為。（2）由圖可以看出，電流的變化范圍較大，而電壓的變化范圍較小，根據(jù)閉合電路歐姆定律，可知，這是由于電源的內(nèi)阻太小造成的。為了解決這一問題，可以在電源旁串聯(lián)一個定值電阻，形成等效內(nèi)阻，使電壓表示數(shù)變化更明顯。故選B。（3）因為電池的電動勢和內(nèi)阻較小，所以為了減小誤差，電阻選擇阻值較小的。根據(jù)，所以，內(nèi)阻。17.實驗小組利用圖中的器材研究電容器的充放電現(xiàn)象。其中開關(guān)斷開時，電流計指針指在中間“”刻度，電壓表指針指在“”處，電流從“”接線柱流入，指針往右偏；電流從“”接線柱流入，指針往左偏。（1）利用導(dǎo)線將器材如圖②連接，畫出相應(yīng)的電路圖。（）（2）將開關(guān)打在左側(cè)，圖中箭頭為電流流向，兩只電表的指針從圖變?yōu)閳D，這個過程是______（填“充電”或“放電”）過程。【答案】（1）；（2）充電【解析】（1）電路圖如下。（2）兩只電表的指針從圖變?yōu)閳D，電流表指針向右偏，負電荷向電容器移動，電容器充電，充電完成后，電流表示數(shù)為零。18.如圖所示為型可拆卸式學生變壓器，若在圖中左側(cè)接線柱“”和“”之間接入學生電源的交流擋，則應(yīng)該用多用電表的__________擋（選填“”、“”、“”或“”）在右側(cè)線圈進行相關(guān)測量，此時原線圈接入電路的匝數(shù)為__________匝，現(xiàn)測得右側(cè)線圈“”和“”之間的電壓為交流，小明認為變壓比與匝數(shù)比有較大誤差，分析其原因，主要是__________。A．鐵芯未閉合 B．副線圈有電阻 C．鐵芯中存在渦流 D．未用電表測定原線圈的電壓【答案】；；D【解析】接入交流電經(jīng)過變壓器輸出的也是交流電，故應(yīng)該用多用電表的擋在右側(cè)線圈進行相關(guān)測量；圖中型可拆卸式學生變壓器各接線柱對應(yīng)的數(shù)字表示倍率為“”的匝數(shù)，故此時原線圈接入電路的匝數(shù)為。右側(cè)線圈“”和“”間的匝數(shù)為匝，當變壓器為理想變壓器時接入交流時輸出電壓為。故可知右側(cè)線圈“”和“”之間的電壓不可能超過，若又存在鐵芯未閉合、副線圈有電阻和鐵芯中存在渦流時右側(cè)線圈“”和“”之間的電壓只會更小于，故可知測得右側(cè)線圈“”和“”之間的電壓為交流時的主要原因是未用電表測定原線圈的實際電壓，原線圈的電壓實際上高于。故選D。四、解答題19.如圖所示，固定光滑絕緣斜面的傾角，、、三點均為斜面上的點，的距離，的距離為的倍。在點固定一電荷量的正點電荷，將質(zhì)量的帶正電小球（可視為點電荷）放置于B點時，小球恰好能保持靜止。若將小球從點移至點，小球的電勢能減小了。靜電力常量，重力加速度大小。（1）求小球所帶的電荷量；（2）求、兩點間的電勢差；（3）若將帶電小球從點由靜止釋放，不計空氣阻力，求小球到達點時的速度大小。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）帶電小球放置于點時恰好能保持靜止，根據(jù)受力平衡有，根據(jù)庫侖定律有，解得。（2）根據(jù)電勢能變化量和電場力做功的關(guān)系有，、兩點間的電勢差，解得。（3）、兩點間的電勢差，小球從點到達點的過程中，根據(jù)動能定理有，解得。20.如圖所示，空間坐標系內(nèi)有一由正方體和半圓柱體拼接而成的空間區(qū)域，立方體區(qū)域內(nèi)存在沿軸負方向的勻強電場半圓柱體區(qū)域內(nèi)存在沿軸正方向的勻強磁場。、分別為、的中點，、分別為、的中點，、分別為半圓弧、的中點，為的中點。質(zhì)量為電荷量為的正粒子在豎直平面內(nèi)由點斜向上射入勻強電場，如射的初速度大小為，方向與軸正方向夾角為。一段時間后，粒子垂直于豎直平面射入勻強磁場。已知正方體的棱長和半圓柱體的直徑均為，勻強電場的電場強度大小，勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小，不計粒子重力。求：（1）夾角；（2）粒子在電場運動時間與在磁場運動時間之比；（3）若粒子以相同的初速度自點射入勻強電場，求粒子離開勻強磁場時的位置坐標。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）粒子在電場中運動時，沿軸方向，沿軸方向，由牛頓第二定律可知，解得，。（2）粒子進入勻強磁場的速度，進入后，由牛頓第二定律可知，解得，由幾何關(guān)系可知，粒子在磁場中運動軌跡所對的圓心角為