广东省汕头市濠江区金山中学2023年高二物理第一学期期末综合测试模拟试题含解析.doc

广东省汕头市濠江区金山中学2023年高二物理第一学期期末综合测试模拟试题
注意事项
1．考生要认真填写考场号和座位序号。
2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B 铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。
3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。

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、在如图所示的电路中，E为电源，其内阻为r，L为小灯泡（其灯丝电阻可视为不变），R1、R2为定值电阻，R3为光敏电阻，其阻值随所受照射光强度的增大而减小，V为理想电压表．若将照射R3的光的强度减弱，则（）

A.电压表的示数增大
B.通过R2的电流减小
C.小灯泡消耗的功率减小
D.电源内阻的电压增大
2、如图所示，用绝缘细线悬挂一个导线框，导线框是由两同心半圆弧导线和直导线ab、cd(ab、cd在同一水平直线上)连接而成的闭合回路，导线框中通有图示方向的电流，处于静止状态.在半圆弧导线的圆心处沿垂直于导线框平面的方向放置一根长直导线P.当P中通以方向向外的电流时

A.导线框将向左摆动 B.导线框将向右摆动
C.从上往下看，导线框将顺时针转动 D.从上往下看，导线框将逆时针转动
3、如图所示的实验中，平行板电容器的极板A与静电计小球连接，极板B和静电计外壳都接地．若极板B稍向上移一些，则

A.电容器电容变大，静电计指针偏角不变
B.电容器电容变小，静电计指针偏角变小
C.极板上的电量几乎不变，静电计指针偏角变大
D.极板上的电量几乎不变，静电计指针偏角变小
4、如图所示，虚线右侧存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外,正方形金属线框电阻为R，边长是L，自线框从左边界进入磁场时开始计时。在外力作用下由静止开始，以垂直于磁场边界的恒定加速度a进入磁场区域，t1时刻线框全部进入磁场。规定顺时针方向为感应电流I的正方向，外力大小为F，线框中电功率的瞬时值为P，通过导体横截面的电荷量为q，其中P-t图像为抛物线。则图中这些量随时间变化的关系正确的是（　　）

A. B.
C. D.
5、如图所示，两等量同种点电荷的电量均为+Q，直线AO为两等量正电荷连续的中垂线，O点为垂足，A点为中垂线上的点，B点为两电荷连续上的点．电子具有某一方向上的初速度．下列说法正确的是（）

A.若电子从A点运动到O点，电子加速度一定减小
B.若电子从A点运动到O点，电子电势能一定减小
C.若电子从O点运动到B点，电子的动能一定减小
D.若电子的初速度与OA垂直，电子的动能一定增大
6、如图所示，两导体板水平放置，两板间电势差为U，带正电粒子以某一初速度vo沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场，则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d及在磁场中的运动时间t随着U和vo的变化情况为

A.d随V0增大而增大 B.d随U增大而增大
C.t随V0增大而增大 D.t随U增大而增大
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、1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示，核心部分为两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙，将其置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连，下列说法正确的是

A.粒子被加速后的最大动能随加速电场电压的增大而增大
B.离子由加速器的边缘进入加速器
C.电场变化周期由粒子的质量、电荷量和磁感应强度决定
D.为使被加速的粒子获得的动能增加为原来的4倍，可只调节D形盒的半径增大为原来的2倍
8、中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图。结合上述材料，下列说法正确的是（　　）

A.地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近
B.地磁场的磁感线是“有头有尾”的，由地磁北极射出，终止于地磁南极
C.地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
D.地磁场对射向地球赤道的带负电宇宙射线有向西的作用力
9、如图所示的电路中，电源电动势为E、内阻为r，两平行金属板间有匀强磁场．开关S闭合后，当滑动变阻器滑片位于图示位置时，一带正电粒子恰好以速度v匀速穿过两板．若不计重力，以下说法正确的是 (　　 )

A.如果将开关断开，粒子将继续沿直线运动
B.保持开关闭合，将a极板向下移动一点，粒子将向下偏转
C.保持开关闭合，将滑片P向上滑动一点，粒子将可能从下极板边缘射出
D.保持开关闭合，将滑片P向下滑动一点，粒子将可能从下极板边缘射出
10、某电场的电场线分布如图所示，以下说法正确的是

A.点场强大于 点场强
B.点电势高于 点电势
C.若将一试电荷由 点释放，它将沿电场线运动到点
D.若在点再固定一点电荷 ，将一试探电荷由 移至的过程中，电势能减小
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）某同学要描绘一个标有“5V；4.5W”某元件的伏安特性曲线，要求元件两端的电压由零开始变化．该同学选用的器材有：
A．电源：电动势为6V，内阻约0.5Ω
B．直流电流表A1：量程0～1A，内阻约为0.4Ω
C.直流电流表A2：量程0～3A，内阻约为0.2Ω
D．直流电压表V1：量程0～15V，内阻约为10kΩ
E．直流电压表V2：量程0～3V，内阻为5kΩ
F．滑动变阻器RA：最大阻值10Ω，额定电流5A
G．滑动变阻器RB：最大阻值1400Ω，额定电流0.2A
另给定值电阻，定值电阻．开关一个、导线若干
（1）以上器材中电流表选用_____（填选项代号），电压表选用____（填选项代号），滑动变阻器选用_________（填选项代号）；
（2）根据选用的实验器材，请在方框内画出实验电路图______________（待测元件用电阻符号R表示，并标出所选元件的相应字母符号）

实验得到该元件的伏安特性曲线如图所示．如果将这个元件R接到图所示的电路中，已知电源的电动势为4.5V，内阻为2Ω，定值电阻
,闭合S后该元件的电功率为____W．（保留两位有效数字）
12．（12分）在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系“实验中
(1)实验时需要的仪器为图中的___________(填选项字母)

(2)某同学在完成上述实验后，采用如图所示的电路测量变压器原线圈的电阻(阻值较小)，为保证电路中各元件安全，实验结束时，首先应断开__________(填选项前的字母)

A.导线A B.导线B C.开关C D.导线D
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＝1Ω的电源，导轨平面与水平面间的夹角θ＝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R0＝1Ω时，金属杆ab刚好处于静止状态，取g＝10m/s2，sin37°＝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）ABC表示竖直放在电场强度为E=104V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，其中轨道的BC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AB=R=0.2m，把一质量m=0.1kg，带电量为q=+C的小球，放在A点由静止释放后，求：（g=10m/s2）

(1)小球到达C点的速度大小
(2)小球在C点时，轨道受到的压力大小
15．（12分）如图所示，水平放置的两块长直平行金属板a、b相距d=0.10m，a、b间的电场强度为E=5.0×105N/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m=4.8×10-25kg、电荷量为q=1.6×10-18C的带正电的粒子(不计重力)，从贴近a板的左端以v0 =1.0×106m/s的初速度水平射入匀强电场，刚好从狭缝P处穿过b板而垂直进入匀强磁场，最后粒子回到b板的Q处（图中未画出）．求P、Q之间的距离L

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】A．光敏电阻光照减弱，故光敏电阻的阻值增大，电路中的总电阻增大；由闭合电路欧姆定律可得，电路中总电流减小，故R1两端的电压减小，电压表的示数减小；故A错误。
C．由并联电路的电流规律可知，流过灯泡的电流一定减小，故由P=I2R可知，小灯泡消耗的功率变小；故C正确。
BD．因电路中电流减小，故电源内阻的电压减小，路端电压增大，同时R1两端的电压减小，故并联电路部分电压增大；则流过R2的电流增大；故B、D错误。
故选C。
2、D
【解析】根据右手螺旋定则可得ab处的磁场方向竖直向上，cd处的磁场竖直向下，根据左手定则可得ab边受到垂直纸面向外的安培力，cd边受到垂直纸面向里的安培力，从上往下看，导线框将逆时针转动，C正确
考点：考查了安培力
【名师点睛】先由安培定则判断通电直导线P在导线ab、cd处的磁场方向，然后由左手定则判断导线ab、cd所受的安培力，通过微元法解决，判断导体的运动的规律常用的方法还有：等效法，特殊位置法，结论法
3、C
【解析】静电计的夹角与电容器的电压有关，极板间电压大夹角就大，当极板B稍向上移一些，由，S减小，电容C变小，又因为,电容器两极板处于断开状态，电荷量不变，所以C减小，电压U变大，静电计指针夹角变大；
故选C
4、C
【解析】A．由于线框做初速度为0，加速度为a的匀加速直线运动由
，，
解得感应电流

感应电流与时间成正比，A错误；
B．由安培力公式有

由上面几式解得

线框做匀加速度直线运动由牛顿第二定律有

解得

外力与时间的关系为一次函数，不是成正比，B错误；
C．线框中电功率的瞬时值为P则

解得

线框中电功率的瞬时值为P与时间是二次函数关系，图像有开口向上的抛物线，C正确；
D．通过导体横截面的电荷量为q有
， ，
由上式解得

又因为磁通量的变化量有
，
解得

通过导体横截面的电荷量为q与时间是二次函数关系，图像有开口向上的抛物线，D错误。
故选C。
5、B
【解析】A项：在等量同种电荷连线中垂线上电场强度方向O→a，电子从a点到O点运动的过程中，电场力方向a→O，故加速度向下，与速度同向，故速度越来越大；但电场线的疏密情况不确定，O点上方的电场强度最大点位置不确定，故电场强度大小变化情况不确定，则电荷所受电场力大小变化情况不确定，加速度变化情况无法判断．故A错误；
B项：若电子从A点运动到O点，电势升高，电子电势能减小，故B正确；
C项：若电子从O点运动到B点，电场力做正功，电势能减小，动能增大，故C错误；
D项：若电子的初速度与OA垂直，电子的动能可能增大，也可能先减小后增大，故D错误
故选B
6、A
【解析】不加磁场时粒子做匀速直线运动；加入磁场后，带电粒子在磁场中做圆周运动，已知偏向角则由几何关系可确定圆弧所对应的圆心角，则可求得圆的半径，由洛仑兹力充当向心力可求得带电粒子的比荷
【详解】A、B项：带电粒子在电场中做类平抛运动，可将射出电场的粒子速度v分解成初速度方向与加速度方向，设出射速度与水平夹角为θ
则有：
而在磁场中做匀速圆周运动，设运动轨迹对应的半径为R，由几何关系可得，半径与直线MN夹角正好等于θ
则有：
所以
又因为半径公式，则有：故d与m、v0成正比，与B、q成反比，故A正确，B错误；
C、D项：设粒子质量为m，两极板间的距离为x，板长为L，带电粒子在电场中做类平抛运动出射速度与水平夹角为，则有：，所以与U、
有关，粒子在磁场中运动时间为，故C、D错误
故选A
【点睛】带电粒子在磁场中的运动类题目关键在于确定圆心和半径，然后由向心力公式即可确定半径公式，由几何关系即可求解

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】A：据得，当粒子在D形盒内运动半径最大时，速度最大，；粒子被加速后的最大动能，可得：，则粒子被加速后的最大动能与加速电场电压无关．故A错误
B：离子由加速器的中间部分进入加速器，故B错误
C：电场变化周期应等于粒子在磁场中运动周期，则电场变化周期由粒子的质量、电荷量和磁感应强度决定．故C正确
D：被加速的粒子获得的动能，只调节D形盒的半径增大为原来的2倍，粒子获得的动能增加为原来的4倍．故D正确
【点睛】粒子经回族加速器加速获得的最大动能与加速电压无关，加速电压影响的是加速的次数
8、AD
【解析】A．地球好比条形磁铁，外部和内部均存在磁场，地磁南极在地理北极的附近，故A正确；
B．磁感线是闭合的曲线，地磁场的磁感线从地磁北极射出地面，从地磁南极射入地面，组成闭合曲线，故B错误；
C．由图可知，地球北半球的磁场有向下分量，不是地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行，故C错误；
D．地球赤道平面处地磁场的方向向北，射向地球赤道的带负电的宇宙射线受到洛伦兹力作用，由左手定则可知，其所受洛伦兹力方向向西，故D正确。
故选AD。
9、BD
【解析】若开关断开，则电容器与电源断开，而与R形成通路，电荷会减小，故两板间的电场强度要减小，故所受电场力减小，粒子不会做直线运动，故A错误；保持开关闭合，将a极板向下移动一点，板间距离减小，电压不变，由E=U/d可知，板间场强增大，因为粒子带正电，则粒子所受电场力向下，洛仑兹力向上，带电粒子受电场力变大，则粒子将向下偏转，故B正确；由图可知a板带正电，b板带负电；带电粒子带正电，则受电场力向下，洛仑兹力向上，原来二力应大小相等，物体才能做匀速直线运动；若滑片向上滑动，则滑动变阻器接入电阻减小，则电路中电流增大，定值电阻及内阻上的电压增大，则由闭合电路的欧姆定律可知R两端的电压减小，故电容器两端的电压减小，则由E=U/d可知，所受极板间电场强度小，则所受电场力减小，故粒子一定向上偏转，不可能从下极板边缘射出，故C错误；若滑片向下滑动，则滑动变阻器接入电阻增大，则电路中电流减小，定值电阻及内阻上的电压减小，则由闭合电路的欧姆定律可知R两端的电压增大，故电容器两端的电压增大，则由E=U/d可知，所受极板间电场强度增大，则所受电场力增大，故粒子将向下偏转，可能从下极板边缘飞出，故D正确．故选BD
【点睛】本题综合了电路、电容及磁场的知识，综合性较强；要求大家熟练掌握速度选择器模型，会利用闭合电路欧姆定律进行电路的动态分析，分析滑片移动时，极板间场强的变化可知电场力的变化，则可知粒子受力的变化，结合粒子电性判断出带电粒子偏转的方向
10、BD
【解析】电场线的密的地方场强大，b点电场线密，所以b点场强大，故A错误．沿着电场线方向电势降低，a点电势高于b点电势，故B正确．若将一试探电荷+q由a点静止释放，将沿着在a点的场强方向运动，运动轨迹不是电场线，故C错误．若在d点再固定一点电荷－Q，将一试探电荷＋q由a移至b的过程中，原来的电场力和点电荷－Q对试探电荷＋q做功均为正，故电势能减小，选项D正确；故选BD
考点：电场线；电场力的功和电势能

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.B ②.E ③.F ④. ⑤.0.90W
【解析】（1）元件额定电流为，选用量程为1A的电流表即可，即选电流表B；为了达到额定电压，15V量程过大，可用3V的电压表E进行改装，选用R1可将电压表改装成量程为6V的电压表，为了便于操作可选用较小的滑动变阻器，即选用F；
（2）由于被测元件在正常工作时的电阻为，和电流表内阻接近，故电流表内接分压过大，采用电流表外接法，将电压表E和串联改装电压表，然后并联在元件两端，要求元件两端的电压从零开始，所以采用滑动变阻器分压接法，如图所示

3、将R3等效为电源内阻，做电路的U-I图像，与曲线的交点即为元件在该电路中的电流与电压值，交点坐标（1.5V、0.6A），则元件的功率为0.90W.

【点睛】伏安法测电阻时注意电流表内外接法的选择方法，当待测电阻值远小于电压表内阻时，电流表用外接法；当待测电阻值远大于电流表内阻时，电流表用内接法．在要求电流或电压值从零调时，滑动变阻器应用分压式，此时应选阻值小的变阻器
12、 (1).ADF (2).A
【解析】（1）[1]．“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验，需要器材是学生电源，提供低压交流电，同时还需要交流电压表来测量电压及可拆变压器和导线，结合题目给定的器材，图A是变压器，B是直流电源，C是条形磁铁，D学生电源，提供低压交流电，E是电压表，F是多用电表，用来测交流电流和电压，结合器材需求和题干。
故选ADF；
（2）[2]．实验结束时，应先把电表从电路中断开，否则在断开开关瞬间会产生大电压烧毁电表，故应先断开导线A，故A正确，BCD错误；
故选A。

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、（1）2T；（2）1.5m/s2，方向沿斜面向上
【解析】（1）当R0=1Ω时，根据闭合电路的欧姆定律求解电流强度，由平衡条件求解磁感应强度；
（2）若保持B的大小不变而将方向改为垂直于斜面向上，此时安培力的方向沿斜面向上，根据牛顿第二定律求解加速度大小
【详解】（1）当R0＝1Ω时，根据闭合电路的欧姆定律可得
根据左手定则可知安培力方向水平向右；
由平衡条件有：BILcosθ＝mgsinθ
解得B＝2T；
（2）若保持B的大小不变而将方向改为垂直于斜面向上，此时安培力的方向沿斜面向上，大小不变；
根据牛顿第二定律可得：BIL﹣mgsinθ＝ma
解得：a＝1.5m/s2，方向沿斜面向上
【点睛】本题主要是考查安培力作用下的导体棒的平衡问题，解答此类问题要明确导体棒的受力情况，结合平衡条件列方程解答
14、 (1) (2)3N
【解析】(1)设小球在C点的速度大小是vC，则对于小球由A→C的过程中，由动能定理得：

解得：

(2)小球在C点时受力分析如图

由牛顿第二定律得：

解得：

由牛顿第三定律可知，小球对轨道压力：
NC′=NC=3N
15、8cm
【解析】粒子a板左端运动到P处，由动能定理得

代入有关数据，解得
，代入数据得θ=30°
粒子在磁场中做匀速圆周运动，圆心为O，半径为r，如图
由几何关系得

联立求得
代入数据解得