上海市长宁区延安中学2023年高二上物理期末综合测试模拟试题含解析.doc

上海市长宁区延安中学2023年高二上物理期末综合测试模拟试题
考生请注意：
1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。
2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。
3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。

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、电子通过磁场时会发生偏转，这是因为受到（ ）
A.库仑力的作用 B.万有引力的作用
C.洛伦兹力的作用 D.安培力的作用
2、质量为80kg的某人以4m/s速度运动，质量为200g的子弹以300m/s的速度飞行，关于某人和子弹的惯性大小比较，下列说法中正确的是（）
A.人和子弹惯性一样大 B.人的惯性大
C.子弹的惯性大 D.无法判断
3、如图所示的装置中，子弹A沿水平方向射入木块B并留在其中，木块将弹簧压缩到最短．从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中，不计木块与水平面间摩擦，子弹、木块和弹簧组成的系统（　　）

A.动量守恒，机械能守恒
B.动量守恒，机械能不守恒
C.动量不守恒，机械能守恒
D.动量不守恒，机械能不守恒
4、某研究小组成员设计了一个如图所示的电路，已知定值电阻R．与R并联的是一个理想交流电压表，D是理想二极管（它的导电特点是正向电阻为零，反向电阻为无穷大）．在A、B间加一交流电压，瞬时值的表达式为u＝20sin 100πt V，则交流电压表示数为（ ）

A.10V B.20V
C.15V D.14.14V
5、磁电式电流表的构造如图(a)所示，在蹄形磁铁的两极间有一个可以绕轴转动的线圈，转轴上装有螺旋弹簧和指针．蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，如图(b)所示．当电流通过线圈时，线圈在安培力的作用下转动，螺旋弹簧被扭动，线图停止转动时满足NBIS=kθ，式中N为线圈的匝数，S为线圈的面积，I为通过线圈的电流，B为磁感应强度，θ为线圈(指针)偏角，k是与螺旋弹簧有关的常量．不考虑电磁感应现象，由题中的信息可知（）

A.该电流表的刻度是均匀的
B.线圈转动过程中受到的安培力的大小变大
C.若线圈中通以如图(b)所示的电流时，线圈将沿逆时针方向转动
D.更换k值更大的螺旋弹簧，可以增大电流表的灵敏度(灵敏度即)
6、如图所示，C为两极板水平放置的平行板电容器，闭合开关S，当滑动变阻器R1、R2的滑片处于各自的中点位置时，悬在电容器C两极板间的带电尘埃P恰好处于静止状态。要使尘埃P向下加速运动，下列方法中可行的是（　　）

A.把R2的滑片向左移动 B.把R2的滑片向右移动
C.把R1的滑片向左移动 D.把开关S断开
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、如图所示，两极板间距为d的平行板电容器与一电源连接，开关S闭合，电容器两板间有一质量为m、带电荷量为q的微粒静止不动，下列叙述中正确的是

A.微粒带的是正电
B.两极板的电压等于
C.断开开关S，微粒将向下做加速运动
D.保持开关S闭合，把电容器两极板距离增大，微粒将向下做加速运动
8、下列说法正确的是（　　）
A.只有原子序数大于或等于83的元素才具有放射性
B.β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时所产生的
C.在光电效应实验中，某金属的截止频率对应的波长为λ0，若用波长为（λ＞λ0）的单色光做该实验，会产生光电效应
D.某种放射性元素的样品经过8小时后还有没有衰变，它的半衰期是2小时
9、如图所示的回旋加速器可将质子的速度从零加速到v，获得的最大动能为Ek。若保持匀强磁场B不变，加速静止的氘核（H），在不考虑相对论效应的情况下有

A.氘核可加速到
B.氘核的最大动能为2Ek
C.加速氘核与加速质子的交变电场频率之比为1︰2
D.加速氘核与加速质子的交变电场频率之比为2︰1
10、速度可以用光电门测量，物理兴趣小组的同学设想了一个通过测量速度来得到磁感应强度的方法。他们用密度为d、电阻率为ρ、横截面积为A的薄金属条制成边长为L的闭合正方形线框cbb′c′。如图甲所示，金属方框水平放在磁极的狭缝间，方框平面与磁场方向平行。设匀强磁场仅存在于相对磁极之间，其他地方的磁场忽略不计。可认为方框的cc′边和bb′边都处在磁极间。方框从静止开始释放，其平面在下落过程中保持水平（不计空气阻力）。设磁场区域在竖直方向上足够长，若测得方框下落的最大速度为vm，则下列说法正确的是

A.线框切割磁感线产生的最大感应电动势为2BLvm
B.线框下落速度为时所受的安培力大小为
C.线框下落速度为时加速度大小为
D.磁极间磁感应强度B的大小为
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）图甲、乙和丙所示均为教材中的演示实验实物图．在电路连接正确的情况下，回答下列问题

（1）图甲中，将条形磁铁插入线圈和拔出线圈时，灵敏电流计指针偏转方向______（填“相同”或“相反”）
（2）图乙中，导体棒AB以大小不同的速度沿相同方向切割磁感线时，灵敏电流计指针偏转大小______（填“相同”或“不同”）
（3）图丙中，下列操作能使灵敏电流计指针偏转的是______．（填选项前的字母）
A．闭合开关瞬间
B．保持开关闭合，快速移动滑动变阻器的滑片
C．保持开关断开，快速移动滑动变阻器的滑片
12．（12分）某学生用螺旋测微器在测定某一金属丝的直径时，测得的结果如下图所示，则该金属丝的直径d=_______mm．另一位学生用游标尺上标有20等分刻度的游标卡尺测一工件的长度，测得的结果如下图所示，则该工件的长度L=_____cm

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

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，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
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】电子通过磁场时会发生偏转，这是因为受到了洛伦兹力的作用，C正确
2、B
【解析】质量是衡量惯性大小的唯一标度，和物体速度的大小没有关系，人的质量大，所以人的惯性大，故B正确；ACD错误；故选B
3、D
【解析】在木块与子弹一起向左运动压缩弹簧的过程中，由于墙对弹簧有作用力，则木块、子弹、弹簧所组成的系统所受合外力不为零，系统的动量不守恒；
在子弹击中木块的过程中，要克服摩擦力做功，系统的部分机械能转化为内能，系统机械能不守恒，ABC错误，D正确。
故选D。
【点睛】本题考查了判断系统动量与机械能是否守恒，知道动量与机械能守恒的条件、分析清楚过程即可正确解题
4、D
【解析】交流电压表示数为有效值，注意二极管的单向导电性，使得半个周期内R通路，另半个周期内R断路，从而利用热效应即可求解；
【详解】二极管具有单向导电性，使得半个周期内通路，另半个周期内R断路．在正半周内，交流电的有效值为20V，故一个周期内的电阻发热为，解得，故选项D正确，选项ABC错误
【点睛】考查交流电的有效值求解，注意正弦交流电表的示数为有效值以及有效值与最大值的关系，同时注意二极管的单向导电性
5、A
【解析】A项：磁场是均匀辐向分布，线圈转动过程中各个位置的磁感应强度的大小不变，螺旋弹簧的弹力与转动角度成正比，所以该电流表的刻度是均匀的，故A正确；
B项：磁场是均匀辐向分布，线圈转动过程中各个位置的磁感应强度的大小不变，线圈转动过程中各个位置时产生的感应电流大小也不变，所以受到的安培力的大小不变，故B错误；
C项：若线圈中通以如图(b)所示的电流时，根据左手定则，左侧受安培力向上，右侧受安培力向下，所以顺时针转动，故C错误；
D项：更换k值更大的螺旋弹簧，同样的电流变化导致同样的安培力变大，但转动角度变化减小，所以灵敏度减小，故D错误
6、A
【解析】AB．要使尘埃P向下运动，则其受到的电场力应该减小，即电容器两极板间电压应该减小，故R2的滑片应该向左移动，选项A正确，B错误；
C．由于电容器在直流电路中相当于断路，故滑动R1的滑片对电容器两极板的电压没有影响，选项C错误；
D．断开开关，则电容器相当于直接接在电源两端，其极板间电压增大，尘埃向上运动，选项D错误。
故选A。

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、BD
【解析】A．由题，带电荷量为q的微粒静止不动，所受的电场力与重力平衡，则微粒受到向上的电场力，而平行板电容器板间的场强方向竖直向下，则微粒带负电，故A错误；
B．由平衡条件得：得电源的电动势为：
，
故B正确；
C．断开开关S，电容器所带电量不变，根据公式、和可得
，
得场强E不变，微粒所受的电场力不变，则微粒仍静止不动，故C错误；
D．保持开关S闭合，极板间的电压U不变，当把电容器两极板距离增大，根据，则电场强度减小，那么电场力减小，因此微粒将向下做加速运动，故D正确；
8、BD
【解析】小于83元素的同位素也有放射性；β衰变所释放的电子是原子核内的中子衰变得来的；比结合能越大，原子中核子结合的越牢固，原子核越稳定；根据光电效应的条件：入射光的频率大于极限频率，且波长越长，频率越小；半衰期是半数发生衰变所需的时间，经过8小时后还有1/16没有衰变，求出半衰期的次数，从而求出半衰期的时间.
【详解】原子序数大于83的元素都具有放射性，但不是只有原子序数大于83的元素才具有放射性，故A错误；β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时所产生的，故B正确；某金属的截止频率对应的波长为λ0，根据，结合光电效应发生的条件可知，若用波长为λ（λ＞λ0）的单色光做该实验，其频率变小，不会产生光电效应，故C错误；每经过一个半衰期，有半数发生衰变，经过8小时后还有没有衰变，根据公式：m＝m0•（）n知，经过了4个半衰期，所以半衰期等于2小时，故D正确．所以BD正确，AC错误
【点睛】理解β衰变的电子从何而来，注意光电效应的作用，掌握光电效应的条件，及对截止频率与截限波长的理解，同时理解半衰期公式
9、AC
【解析】A.粒子在洛伦兹力作用下，做匀速圆周运动，根据得射出时速度：

氘核质量时质子的2倍，电荷量相等，所以氘核可加速到，故A正确；
B.质子的最大动能为，则氘核的最大动能为：

故B错误；
C.根据周期公式有：，则有：
，
因质量数之比为1：2，而电量之比为1：1；加速氘核的交流电压频率与加速质子的交流电压频率之比为1：2；故C正确，D错误；
故选：AC。
10、ABD
【解析】A.方框被释放后受到重力、安培力作用，由于安培力随速度的增大而增大，由牛顿第二定律知，方框被释放后先做速度增大、加速度逐渐减小的直线运动，当加速度等于零时方框的速度达到最大，此后方框以最大速度vm匀速下落。当方框以最大速度vm匀速下落时，感应电动势最大为2BLvm，故A正确；
BC.方框下落速度为时其产生的感应电动势和感应电流均为最大值的一半，由安培力公式可知，其所受安培力F'A也为最大值FA(即重力mg)的一半，由牛顿第二定律可知
mg-F'A=ma，
解得方框的加速度大小为
a=，
选项B正确，C错误；
D.速度最大时，依据二力平衡条件得
mg=FA，
质量
m=4AdL，
方框所受安培力合力
FA=2BIL ，
方框中电流
，
方框切割磁感线产生的最大等效感应电动势
E=2BLvm，
方框电阻
，
联立上述各式解得磁极间磁感应强度大小
，
选项D正确；
故选：ABD

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.相反 ②.不同 ③.AB
【解析】（1）将条形磁铁插入线圈和拔出线圈时，线圈中原磁场方向相同，拔出和插入时磁通量变化正好相反，根据楞次定律可知，产生感应电流方向相反；
（2）根据E=BLv可知，导体棒速度不同则产生感应电动势不同，产生感应电流则不同，则灵敏电流计指针偏转大小不同
（3）闭合开关的瞬间，电流从无到有，产生磁场从无到有，则B中磁通量发生变化，故有电流产生，故A正确；保持开关闭合，快速移动滑动变阻器的滑片，电流发生变化，产生磁场变化，则B中磁通量发生变化，故有电流产生，故B正确；保持开关断开，不论怎么移动滑片，A中无电流，则无磁场产生，故B中无电流产生，故C错误．所以AB正确，C错误
12、 ①.3.205（3.203-3.207） ②.5.015
【解析】[1]由图所示螺旋测微器可知，螺旋测微器的固定刻度示数是3mm，可动刻度示数是，螺旋测微器的示数是：

[2]由图所示游标卡尺可知，主尺示数是5cm，游标尺示数是3×0.05mm=0.15mm=0.015cm，则游标卡尺的示数是：

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、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
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、（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