江苏省南通市海安县2023年物理高二第一学期期末调研模拟试题含解析.doc

江苏省南通市海安县2023年物理高二第一学期期末调研模拟试题
注意事项：
1． 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

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、如图，矩形金属线框abcd固定在桌面上，直导线MN贴近桌面且通有M向N的恒定电流I．将MN从图中I位置匀速平移到II位置过程中，线圈中感应电流的方向是

A.一直沿abcda方向
B.一直沿adcba方向
C.先沿adcba方向，后沿abcda方向
D.先沿abcda方向，再沿adcba方向，后沿abcda方向
2、导线中带电粒子定向运动形成了电流．带电粒子定向运动时所受洛伦兹力的矢量和，在宏观上表现为导线所受的安培力．如图所示，设导线ab中每个带正电粒子定向运动的速度都是v，单位体积的粒子数为n，粒子的电荷量为q，导线的横截面积为S，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里，则下列说法正确的是

A.由题目已知条件可以算得通过导线的电流为
B.题中导线受到的安培力的方向可用安培定则判断
C.每个粒子所受的洛伦兹力为，通电导线所受的安培力为
D.改变适当的条件，有可能使图中带电粒子受到的洛伦兹力方向反向而导线受到的安培力方向保持不变
3、质量为m、长为L的直导体棒放置于光滑圆弧轨道上，整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，直导体棒中通有恒定电流，平衡时导体棒与圆弧圆心的连线与竖直方向成角，其截面图如图所示．，．则下列关于导体棒中电流的分析正确的是

A.导体棒中电流垂直纸面向里，大小为
B.导体棒中电流垂直纸面向里，大小为
C.导体林中电流垂直纸面向外，大小为
D.导体称中电流垂直纸面向外，小为
4、如图所示，电源的电动势为30 V，内电阻为1 Ω，一个标有“6 V,12 W”的电灯与一个绕线电阻为2 Ω的电动机串联．开关闭合后，电路中的电灯正常发光，则电动机输出的机械功率为(　　)

A.36 W B.44 W
C.48 W D.60 W
5、美国物理学家劳伦斯于1932年发明的回旋加速器，应用带电粒子在磁场中做圆周运动的特点，能使粒子在较小的空间范围内经过电场的多次加速获得较大的能量，使人类在获得较高能量带电粒子方面前进了一大步．图为一种改进后的回旋加速器示意图，其中盒缝间的加速电场场强恒定，且被限制在A、C板间，带电粒子从P0处以速度v0沿电场线方向射入加速电场，经加速后再进入D型盒中的匀强磁场做匀速圆周运动．对于这种改进后的回旋加速器，下列说法正确的是(　　)

A.带电粒子每运动一周被加速两次
B.带电粒子每运动一周P1P2＝P2P3
C.加速粒子最大速度与D形盒的尺寸有关
D.加速电场方向需要做周期性的变化
6、处于一匀强磁场中的一段载流导体，若导体内的自由移动的电荷沿x轴正方向运动，会受到洛伦兹力作用，在导体内就会形成一电场，这种现象就是霍尔效应。下图中对电场方向描述正确的是（ ）
A.
B.
C.
D.
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，质量为m、带电荷量为+q的P环套在固定不光滑的水平长直绝缘杆上，整个装置处在垂直于杆的水平匀强磁场中，磁感应强度大小为B．现给环一向右的初速度（），则（ ）

A.环将向右减速，最后匀速
B.环将向右减速，最后停止运动
C.从环开始运动到最后达到稳定状态，损失的机械能是
D.从环开始运动到最后达到稳定状态，损失的机械能
8、如图所示，一带电粒子（电荷量为q）以速度v由A点垂直射入磁感应强度为B，宽度为d的有界匀强磁场中，在C点穿出磁场时的速度方向与带电粒子原来的入射方向成30°夹角，则该带电粒子的质量与穿过磁场所用的时间的大小为（ ）

A.带电粒子的质量为
B.带电粒子的质量为
C.带电粒子穿过磁场所用时间为
D.带电粒子穿过磁场所用时间为
9、如图所示，在正方形区域abcd内有方向垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场．在t＝0时刻，位于正方形中心O的离子源向平面abcd内各个方向发射出大量带正电的粒子，所有粒子的初速度大小均相同，粒子在磁场中做圆周运动的半径恰好等于正方形的边长，不计粒子的重力以及粒子间的相互作用力．已知平行于ad方向向下发射的粒子在t＝t0时刻刚好从磁场边界cd上某点离开磁场，下列说法正确的是（）

A.粒子在该磁场中匀速圆周运动的周期为6t0
B.粒子的比荷为
C.粒子在磁场中运动的轨迹越长，对应圆弧的圆心角越大
D.初速度方向正对四个顶点的粒子在磁场中运动时间最长
10、如图所示电场中有A、B两点，下列判断正确的是（　　）

A.电势φA>φB，场强EA>EB
B.电势φA>φB，场强EA<EB
C.将电荷量为q的正电荷从A点移到B点，电场力做正功，电势能减少
D.将电荷量为q的负电荷分别放在A、B两点，电荷具有的电势能EpA>EpB
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）描绘标有“3V，0.6W”小灯泡的伏安特性曲线．要求小灯泡两端的电压由零逐渐增加到3V，且便于操作．已选用的器材有：
电池组（电动势为4.5V，内阻约1Ω）；电流表（量程为0～250mA，内阻约5Ω）；
电压表（量程为0～3V，内阻约3kΩ）；电键一个，导线若干

（1）实验中所用的滑动变阻器应选下列中的_____（填字母代号）
A．滑动变阻器（最大阻值20Ω，额定电流1A）
B．滑动变阻器（最大阻值1750Ω，额定电流0.3A）
（2）先用多用电表粗测小灯泡电阻，若用“×1”挡测量电阻，多用电表表盘如图1所示，则读数为_____Ω
（3）该实验的电路图应选用图2中的_____．（填字母代号）
（4）实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图3所示．如果将这个小灯泡接到电动势为2.0V，内阻为10Ω的电源两端，小灯泡消耗的功率是_____W
12．（12分）某同学利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲所示．将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响．图甲中继电器的供电电压U1=3V，继电器线圈用漆包线绕成，其电阻R0为30Ω．当线圈中的电流大于等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响．图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图象
（1）图甲中警铃的接线柱C应与接线柱______相连，指示灯的接线柱D应与接线柱______相连（均选填“A”或“B”）
（2）当环境温度升高时，热敏电阻阻值将______，继电器的磁性将______（均选填“增大”、“减小”或“不变”），当环境温度达到______℃时，警铃报警

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）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
14．（16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
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、D
【解析】根据通电导线由安培定则，来判断通电直导线周围的磁场分布，知道它是非匀强电场，同时要根据楞次定律和安培定则判断感应电流的方向
【详解】由安培定则得，载有恒定电流的直导线产生的磁场在导线右边的方向为垂直纸面向外，当导线从图中I位置匀速平移到II位置过程中，在导线靠近线圈时，第1个过程，穿过线圈的磁通量先向外增加；导线经过线框上方时，第2个过程穿过线圈的磁通量向外减小；第3个过程磁通量向里变大，第4个过程磁通量向里减小磁通量向里减小；根据楞次定律可知，线圈中的感应电流先沿abcda方向，再沿adcba方向，后沿abcda方向，故选D.

【点睛】通电指导线周围的磁场为非匀强磁场，会应用楞次定律，注意通电导线的磁场大小与方向的分布．同时强调线圈中心轴处于导线位置时，磁通量为零
2、A
【解析】判断洛伦兹力的方向用左手定则，电流由其定义I=Q/t确定，洛伦兹力的集中表现为安培力
【详解】电流：，则A正确；导线受到的安培力的方向由左手定则判断，则B错误；粒子所受的洛伦兹力为F洛=qvB，导线长度为L，则其受的安培力为：F=nqLSvB=BIL，则C错误；洛伦兹力方向反向决定了所受到的安培力方向也反向，则D错误；故选A
【点睛】本题考查电流的微观表达式，关键在于明确有多少电荷流过我们所确定的截面，并由洛伦兹力的集中表现为安培力
3、A
【解析】对导体棒受力分析，受重力、支持力和电场力，根据左手定则判断电流方向，根据平衡条件求解安培力，根据安培力公式FA=BIL求解电流
【详解】对导体棒受力分析，受重力、支持力和电场力，如图所示：

安培力向右，根据左手定则，电流向里；根据平衡条件，有：FA=mgtan53°=mg，故电流：，故选A
4、A
【解析】电路中电灯正常发光，所以UL＝6 V，则电路中电流为，电动机两端的电压UM＝E－Ir－UL＝30 V－2×1 V－6 V＝22 V，则电动机输出的机械功率P出＝P电－P热＝UMI－I2RM＝22×2 W－4×2 W＝36 W.
A．36 W与计算结果相符，A正确
B．44 W与计算结果不符，B错误
C．48 W与计算结果不符，C错误
D．60 W与计算结果不符，D错误
5、C
【解析】由题图可以看出，带电粒子每运动一周被加速一次，A错误，由R＝和Uq＝mv－mv可知，带电粒子每运动一周，电场力做功都相同，动能增量都相同，但速度的增量不相同，故粒子做圆周运动的半径增加量不相同，B错误．由v＝可知，加速粒子的最大速度与D形盒的半径R有关，C正确；由T＝可知，粒子运动的周期不随v而变，故D错误
6、D
【解析】AB．正电荷沿x轴正方向运动，由左手定则可知，受到的洛伦兹力方向竖直向上，正电荷 向上偏，所以形成的电场方向竖直向下，故AB错误；
CD．负电荷沿x轴正方向运动，由左手定则可知，受到的洛伦兹力方向竖直向下，负电荷 向下偏，所以形成的电场方向竖直向下，故C错误，D正确。
故选D。

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、AD
【解析】环受重力、支持力、洛伦兹力以及摩擦力作用做减速运动，当洛伦兹力等于重力时，支持力为零，摩擦力等于零，环做匀速直线运动．根据能量守恒求出损失的机械能
【详解】A、B项：当环受到重力、支持力、摩擦力和洛伦兹力，先向右做减速运动，速度减小，洛伦兹力减小，当洛伦兹力等于重力时，支持力为零，摩擦力为零，环将做匀速直线运动，故A正确，B错误；
C、D项：根据能量守恒知，损失的机械能等于环动能的减小量，匀速直线运动时有qvB=mg，解得v，损失的机械能△E=，故C错误，D正确
故应选：AD
【点睛】解决本题的关键能够根据物体的受力，通过合力的变化以及与速度方向的关系判断出环的运动情况
8、BD
【解析】粒子垂直射入匀强磁场中，只受洛伦兹力作用做匀速圆周运动，画出轨迹，由几何知识求出轨迹的半径，由牛顿第二定律求出质量，由几何知识求出轨迹所对的圆心角α，利用周期公式联立即可求出带电粒子穿过磁场所用时间
详解】
粒子垂直射入匀强磁场中，只受洛伦兹力作用做匀速圆周运动，画出轨迹，由几何知识得到粒子轨迹的半径为，由牛顿第二定律，解得
由几何关系得到，轨迹的圆心角．则粒子在磁场中运动的时间是，故选BD
【点睛】本题是带电粒子在匀强磁场中圆周运动问题，关键要画出轨迹，根据圆心角求时间，由几何知识求半径是常用方法
9、BC
【解析】B．粒子在磁场中做匀速圆周运动，初速度平行于ad方向发射的粒子运动轨迹如图，其圆心为O1

设正方形边长为L，由几何关系得

得

则

又

解得

B正确；
A．由上知

A错误；
CD．由于粒子的初速度大小相等，所有粒子的轨迹半径相等，运动轨迹最长的粒子转过的圆心角最大，在磁场中运动时间也最长，初速度方向正对四个顶点的粒子在磁场中运动的弧长不是最长，则时间不是最长， D错误C正确。
故选BC。
10、BC
【解析】AB．电场线的疏密表示电场强度的相对大小，A处电场线疏，场强小，故场强EA＜EB．顺着电场线的方向电势降落，可知φA＞φB，故A错误B正确；
C．将电荷量为q的正电荷放在电场中，受力的方向是从A指向B，故从A点移到B点，电场力做正功，电势能减少，故C正确；
D．负电荷受到的电场力和电场方向相反，所以从A点移动到B点，电场力做负功，电势能增大，故D错误
故选：BC。

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.A ②.8.0 ③.C ④.0.1
【解析】（1）为方便实验操作，应选择最大阻值较小的滑动变阻器；
（2）欧姆表的电阻等于指针的读数与档位的乘积；
（3）根据题意确定滑动变阻器与电流表的接法，然后选择电路图；
（4）在I-U图象中做出等效电源的伏安特性曲线，两图象的交点为灯泡的实际工作点，由图读出电流值和电压值则可求得功率
【详解】（1）为方便实验操作，滑动变阻器应选择小电阻A；
（2）欧姆表读数为：8×1=8.0Ω；
（3）灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V，滑动变阻器应采用分压接法，
灯泡正常发光时的电阻，电流表内阻约为5Ω，电压表内阻约为3kΩ，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，应选图C所示电路；

（4）在对应的I-U图象中作出电源的伏安特性曲线如图所示，两图的交点表示灯泡的工作点，则由图可知，电压U=1.0V，电流I=0.1A，则功率P=UI=1.0×0.1=0.1W
【点睛】要熟记电学实验基本要求：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.B ②.A ③.减小 ④.增大 ⑤.80
【解析】（1）由题干中“当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响”判断出警铃和指示灯的连接情况；
（2）由图象分析热敏电阻阻值随温度的变化关系，结合欧姆定律分析电路中电流的变化，从而判断出电磁铁磁性的变化；由题干中“当线圈中的电流大于等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响”，结合欧姆定律求出热敏电阻接入电路的阻值的最大阻值，从图象上找到对应的温度就可以解决问题；
【详解】（1）由题中“当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响”，所以警铃的接线柱C应与接线柱B连，指示灯的接线柱D应与接线柱A相连；
（2）分析乙图，发现：温度升高时，热敏电阻阻值减小，根据欧姆定律，电路中电流就会增大，电磁铁的磁性就会增大；
当线圈中的电流时，继电器的衔铁将被吸合，警铃报警，则控制电路的总电阻
因此热敏电阻
由图乙可知，此时，所以，当温度时，警铃报警
【点睛】本题既考查电磁继电器原理的分析，也考查了结合欧姆定律的内容进行相关的计算，综合性比较强，解题时要仔细分析

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) (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
14、（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
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