2023年湖北省孝感中学物理高二第一学期期末统考模拟试题含解析.doc

2023年湖北省孝感中学物理高二第一学期期末统考模拟试题
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、1930年劳伦斯提出回旋加速器理论并于1932年制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示。两个靠得很近的D形金属盒处在与盒面垂直的匀强磁场中，一氘核（）从加速器的某处由静止开始加速。已知D型盒的半径为R，匀强磁场的最大磁感应强度为B，高频交变电源的电压为U、最大工作频率为f，氘核的质量为m、电荷量为q。不计粒子的重力，忽略粒子在电场中的加速时间，不考虑相对论效应。下列说法正确的是

A.氘核从D形金属盒的边缘飞入，在电场中获得能量，氘核的最大动能由高频交变电源的电压U决定，并且随电压U增大而增加
B.高频交变电源的频率为f应该等于，该装置才能正常工作。若将氘核换成氦核（），必须相应的改变交流电源的频率，否则该装置无法正常工作
C.氘核第1次加速和第2次加速后在磁场中运动的轨道半径之比为1:2
D.当时，氘核的最大动能为
2、如图，光滑半圆形轨道与光滑曲面轨道在B处平滑连接，前者置于水平向里的匀强磁场中，有一带正电小球从A由静止释放，能沿轨道前进并恰能通过半圆形轨道最高点C．现若撤去磁场，使球从静止释放仍能恰好通过半圆形轨道最高点，则释放高度H′与原释放高度H的关系是（）

A.H′>H B.H′＝H
C.H′<H D.无法确定
3、如图所示，空间有一匀强磁场，一直金属棒与磁感应强度方向垂直，当它以速度v沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时，棒两端的感应电动势大小ε，将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折弯，置于磁感应强度相垂直的平面内，当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度v运动时，棒两端的感应电动势大小为 ，则 等于（）

A.1/2 B.
C.1 D.
4、如图所示，两根等高光滑的 1/4 圆弧轨道，半径为 r、间距为 L，轨道电阻不计．在轨道顶端连有一阻 值为 R 的电阻，整个装置处在一竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为 B，现有一根长度稍大于 L、电阻不计的金属棒从轨道最低位置 cd 开始，在拉力作用下以初速度 v0 向右沿轨道做匀速圆周运动至 ab 处， 则该过程中（ ）

A.通过 R 的电流方向为由 a→R→b
B.通过 R 的电流方向为由 b→R→a
C.R 上产生的热量为
D.流过 R 的电量为
5、某一实验装置如左下图所示，在铁芯上绕着两个线圈P和Q，如果线圈P中的电流i随时间t的变化关系如下图所示的四种情况，则不会使线圈Q产生感应电流的是（ ）

A. B.
C. D.
6、下列说法正确的是（　　）
A.平抛运动是匀变速曲线运动
B.匀速圆周运动是加速度不变的运动
C.一对相互作用力做功一定是等大且正负号相反
D.当物体做曲线运动时，所受合外力做功一定不为零
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、如图甲所示，粗糙平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成θ角，M、N两端接一电阻R，整个装置处于方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。t=0时对金属棒施加一平行于导轨的外力F，使金属棒由静止开始沿导轨向上运动，金属棒电阻为r，导轨电阻忽略不计。已知金属棒的速度v随时间t变化的关系如图乙所示.下列关于外力F、闭合回路中磁通量的变化率随时间t变化的图象，流过R的电荷量q、通过电阻R的感应电流I随金属棒的位移x的变化图像可能正确的是（　　）

A. B.
C. D.
8、如图所示的xOy坐标系中，x轴上固定一个点电荷Q，y轴上固定一根光滑绝缘细杆（细杆的下端刚好在坐标原点O处），将一个套在杆上重力不计的带电圆环（视为质点）从杆上P处由静止释放，圆环从O处离开细杆后恰好绕点电荷Q做圆周运动．下列说法正确的是

A.圆环沿细杆从P运动到O的过程中，加速度一直增大
B.圆环沿细杆从P运动到O的过程中，速度一直增大
C.增大圆环所带的电荷量，其他条件不变，圆环离开细杆后仍然能绕点电荷做圆周运动
D.将圆环从杆上P的上方由静止释放，其他条件不变，圆环离开细杆后仍然能绕点电荷做圆周运动
9、如图所示，回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的装置，则带电粒子获得的最大动能与下列哪些因素有关（　　）

A.加速电场的电压大小 B.匀强磁场的磁感应强度
C.交流电的频率 D.D形金属盒的半径
10、有关分子的热运动和内能，下列说法正确的是(　　)
A.一定质量的气体，温度不变，分子的平均动能不变
B.物体的温度越高，分子热运动越剧烈
C.物体的内能是物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和
D.布朗运动是由悬浮在液体中的微粒之间的相互碰撞引起的
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）用电流表和电压表测一节干电池的电动势E和内电阻r，待测干电池的电动势约1.5V、内电阻不大于1.0Ω，要求干电池放电电流不得超过0.6A，可供选择的器材除电键、导线外，还有：

A．电压表（量程0〜3V，内电阻约3kΩ）
B．电压表（量程0〜15V，内电阻约15kΩ）
C．电流表（量程0〜0.6A，内电阻约0.lkΩ）
D．电流表（量程0〜3A，内电阻约0.02kΩ）
E．滑动变阻器（最大电阻50Ω，额定电流1.5A）
F．滑动变阻器（最大电阻200Ω，额定电流1.5A）
（1）实验中电压表应选用______、滑动变阻器应选______．（填序号）
（2）根据测得的数据作出如图所示的图线，则待测干电池的电动势E=_____V．内电阻r=_____Ω．（保留两位有效数字）
12．（12分）(1)．用20分度的游标卡尺测量某物长度如图所示，可知其长度为___________________mm；
(2).用螺旋测微器测量某圆柱体的直径如图所示，可知其直径为____________________ mm；

(3)用伏安法测金属丝的电阻时，若金属丝的电阻大约是5 Ω，电流表内阻是1 Ω，电压表内阻是3 kΩ，则下列说法正确的是（ ）
A．应将电流表外接，测量值比真实值大
B．应将电流表外接，测量值比真实值小
C．应将电流表内接，测量值比真实值大
D．应将电流表内接，测量值比真实值小
(4)下述关于多用电表欧姆档测量电阻的说法中正确的是（ ）
A.测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则会影响测量结果
B.测量电阻时，如果指针偏转过大，应将选择开关S拨至倍率较大的档位，重新调零后测量
C.测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开
D.测量阻值不同的电阻时，都必须重新调零
(5)“测定电池的电动势和内阻”的实验中，下列注意事项中错误的是（ ）
A.应选用旧的干电池作为被测电源，以使电压表示数的变化比较明显
B. 移动变阻器的触头时，不能使滑动变阻器短路造成电流表过载
C.应选用内阻较小的电压表和电流表
D.由实验记录数据作U－I图像时，应通过尽可能多的点画一条直线，并使不在直线上点大致均匀分布在直线两侧
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】A．粒子在磁场中做圆周运动，由洛伦兹力提供向心力有

得

当时，粒子的速度最大，即为

最大动能为

所以粒子的最大动能与电压无关，故A错误；
B．当粒子做圆周运动的频率与交流电的频率相等时，装置正常工作，即

故B错误；
C．由动能定理可得

粒子加速第1次的速度为

粒子加速第2次的速度为

由公式可知，半径之比等于速度之比即为，故C错误；
D．当时，由公式可知，粒子做圆周运动的频率小于最大工作频率，即装置能正常工作，所以粒子的最大动能为

故D正确。
故选D。
2、C
【解析】有磁场时，恰好通过最高点，有：mg+qvB=m，无磁场时，恰好通过最高点，有：mg=m，由两式可知，v2<v1．根据动能定理，由于洛伦兹力和支持力不做功，都是只有重力做功，mg（h-2R）=mv2可知，H′<H．故C正确，ABD错误．故选C
3、B
【解析】设折弯前导体切割磁感线的长度为，折弯后，导体切割磁场的有效长度为

故产生的感应电动势为

所以，故ACD错误，B正确。
4、B
【解析】金属棒从轨道最低位置cd运动到ab处的过程中，穿过回路的磁通量减小，根据楞次定律判断得知通过R的电流方向为由b→R→a，故A错误，B正确；金属棒做匀速圆周运动，回路中产生正弦式交变电流，可得产生的感应电动势的最大值为Em=BLv0，有效值，经过的时间为：，根据焦耳定律有：，故C错误；通过R的电量由公式：，故D错误
5、A
【解析】A.由图示可知，P中电流不变，电流产生的磁场不变，穿过Q的磁通量不变，线圈Q不会产生感应电流，满足题意要求，A正确；
B C D.由图示可知，通过P的电流均发生变化，电流产生的磁感应强度发生变化，穿过Q的磁通量发生变化，线圈Q会产生感应电流，不满足题意要求，BCD错误；
故选A。
6、A
【解析】A．平抛运动的加速度等于重力加速度g，保持不变，则平抛运动是匀变速曲线运动，选项A正确；
B．匀速圆周运动的加速度方向始终指向圆心，方向改变，选项B错误；
C．一对相互作用力，其大小一定相等，方向相反，但其对应的位移不一定相等，所以其做功不一定是等大正负号相反，选项C错误；
D．当物体做曲线运动时，所受合外力一定不为零，但合外力做功不一定不为零，例如匀速圆周运动合外力就不做功，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、CD
【解析】A．由图乙可知，金属棒开始做匀加速直线运动，后做匀速运动，由牛顿第二定律可知，匀加速时

此过程力F与时间成线性关系，但不是成正比，即不过原点，A错误；
B．匀加速过程中磁通量变化率为

此过程磁通量变化率与时间成正比，匀速过程

此过程磁通量变化率不变，B错误；
C．流过电阻的电荷量为

所以电荷量与位移成正比，C正确；
D．匀加速过程中有

则电流为

匀速过程中

此过程中电流不变，D正确。
故选CD。
8、BC
【解析】A.圆环从P运动到O的过程中，受库仑引力，杆子的弹力，库仑引力沿杆子方向上的分力等于圆环的合力，滑到O点时，所受的合力为零，加速度为零．故A错误
B.圆环从P运动到O的过程中，只有库仑引力做正功，根据动能定理知，动能一直增大，则速度一直增大．故B正确
CD.根据动能定理得：

根据牛顿第二定律得：

联立解得：

增大圆环所带的电荷量，其他条件不变，圆环仍然可以做圆周运动；若增大高度，知电势差U增大，库仑引力与所需向心力不等，不能做圆周运动．故C正确，D错误
9、BD
【解析】带电粒子在磁场中，做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据

得最大速度

则最大动能

最大动能与金属盒的半径以及磁感应强度有关，与交流电的频率和加速电压的大小无关，故AC错误，BD正确。
故选BD。
10、ABC
【解析】A、温度是分子平均动能的标志，所以温度不变，分子的平均动能不变，故A正确；
B、物体的温度越高，分子热运动越剧烈，故B正确；
C、物体的内能就是物体内部所有分子的动能和分子势能的总和，故C正确；
D、布朗运动是由液体分子之间的不规则运动，对悬浮在液体中的微粒撞击引起的，故D错误；
故选ABC

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.（1）A ②.E ③.（2）1.5 ④.0.60
【解析】在选择电压表和电流表时要求在不超过量程的前提下偏转角度尽量大些，在满量程的2/3 左右偏转最好．从减小误差和可操作性角度确定滑动变阻器．根据数学知识可知，图象与纵坐标的截距代表的就是电源的电动势，直线的斜率代表电源的内阻
【详解】（1）电动势为1.5V，因此电压表选择量程为3V的A比较合适，电流表应选用0.6A挡的C，为了减小误差和电表读数变化明显，滑动变阻器应选用较小阻值的，即E
（2）由I-U图线可知当I=0时的横轴截距大小等于电源的电动势大小，图象的斜率大小等于电源的内阻，由此可知，E=1.5V，斜率k=，所以r=0.60Ω.
12、 ①.50.15 ②.4.700 ③.B ④.C ⑤.C
【解析】（1）游标卡尺的读数方法是主尺加游标；
（2）螺旋测微器的读数方法是固定刻度加上可动刻度，后者需要估读；
（3）伏安法测电阻有电流表内接与电流表外接两种，由于不是理想电变，所以都存在误差；
（4）欧姆表注意换档之后调零；
（5）测定电源电动势与内阻应选内阻较大的电源、内阻大的电压表与内阻小的电流表
【详解】（1）首先确定游标卡尺为20分度，然后读出主尺为50mm，再看游标与3对齐，故为50mm+3÷20×3mm=50.15mm
（2）先读出固定刻度为4.5mm，再估读可动刻度为0.200mm，故最终为4.700mm
（3）金属丝的电阻与电流表更接近，为了防止电流表分压造成更大误差，应使用电流表外接，此时电压表分流造成测量电流比实际电流大，所以测得的电阻比真实值小，故选B.
（4）A.只有测量电流与电压时才需要注意表笔的接法，测电阻时不需要，故A错误；
B.测量电阻时，指针偏转过大，说明电阻过小，为了让指针指在中间位置，应换更小的档位；
C.测量电路中某个电阻时，应把电阻与电路其他部分断开，C正确；
D.只有换档之后需要重新调零，D错误
（5）A.测定电源电动势与内阻时为了使读数更明显，选择旧电池，因为旧电池内阻大，A正确，故不选；
B.移动滑动变阻器的滑片时,不能使滑动变阻器短路造成电流表过载,B说法正确，故不选；
C.实验所用电池内阻很小,相对于电源来说应采用电流表外接法,电流表外接法的误差来源是电压表的分流,电压表内阻越大,实验误差越小,应选择内阻大的电压表进行实验,故C错误，选C;
D.根据实验记录的数据作U-I图象时,应通过尽可能多的点画一条直线,并使不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧.所以D选项是正确的，不选
【点睛】本题考查电路的知识点较多，需要对常见的几个电学实验充分熟悉

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