2023年四川省德阳中学物理高二上期末综合测试模拟试题含解析.doc

2023年四川省德阳中学物理高二上期末综合测试模拟试题
注意事项:
1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2．答题时请按要求用笔。
3．请按照题号顺序在答题卡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、试卷上答题无效。
4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5．保持卡面清洁，不要折暴、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、处于匀强磁场中的一个带电粒子，仅在磁场力作用下做匀速圆周运动．将该粒子的运动等效为环形电流，那么此电流值
A.与粒子电荷量成正比 B.与粒子速率成正比
C.与粒子质量成正比 D.与磁感应强度成正比
2、如图，矩形abcd的长ad＝0.6m，宽ab＝0.3m，o、e分别是ad、bc的中点，以o、e为圆心有两个半径均为R＝0.3m的四分之一圆弧，区域obedo内有方向垂直纸面向里的匀强磁场(边界上无磁场)，磁感应强度B＝0.25T。一群不计重力、质量m＝3×10－9kg、电荷量q＝2×10－5C的带正电粒子垂直于ad边以v＝5×102m/s的速度射入磁场区域。下列判断正确的是（ ）

A.所有粒子射出磁场时的速度方向都平行
B.所有粒子在磁场中运动的时间都相等
C.从od边射入的粒子，出射点都在e点
D.从ao边射入的粒子，出射点都在b点
3、两个电子以大小不同的初速度沿垂直磁场的方向射入同一个匀强磁场中．设r1、r2为这两个电子的运动轨道半径，T1、T2是它们的运动周期，则（）
A.r1＝r2，T1≠T2 B.r1≠r2，T1≠T2
C.r1＝r2，T1＝T2 D.r1≠r2，T1＝T2
4、了解物理规律的发现过程，学会象科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。下列说法中正确的是（　　）
A.安培提出了著名的分子电流假说
B.法拉第发现了电流热效应的规律
C.特斯拉发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕
D.奥斯特最先总结出磁场对运动电荷作用力的公式
5、关于物体的惯性，下列说法正确的是( )
A.物体的质量越大，惯性越小
B.运动的物体具有惯性，静止的物体没有惯性
C.物体的速度越大，惯性越小
D.汽车前行时突然刹车，由于惯性，乘客会向前倾
6、如图一根不可伸长的绝缘细线一端固定于O点，另一端系一带电小球，置于水平向右的匀强电场中，现把细线水平拉直，小球从A点静止释放，经最低点B后，小球摆到C点时速度为0，则

A.小球在B点时的速度最大
B.从A到C的过程中小球的电势能一直增大
C.小球从A到C的过程中，机械能先减少后增大
D.小球在B点时的绳子拉力最大
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、如图甲所示为一列简谐横波在时刻的波形图，图乙为介质中处的质点b的振动图象．下列说法正确的是　　

A.这列波的传播方向沿x轴的负方向
B.这列波的传播速度是
C.再经过，质点b沿x轴正方向运动了10m
D.时刻，质点a的运动方向沿y轴负方向
8、如图所示，电源内阻可忽略不计，电路中接有一小灯泡和一电动机，小灯泡L上标有“12V 12W”字样，电动机的线圈内阻若灯泡正常发光,电源的输出电压为16V,此时

A.电动机的输入功率为12W
B.电动机的输出功率为3W
C.小灯泡的热功率是12W
D.整个电路消耗的电功率为12W
9、如图所示，物体P用水平作用力F压在竖直的墙上，沿墙匀速下滑，物体的重力为G，墙对物体的弹力为N、摩擦力为f，物体对墙的压力N′、摩擦力为f′．下列说法正确的有（ ）

A.G和f是一对平衡力
B.N和F是一对平衡力
C.f和f′是一对作用力和反作用力
D.N′和F是一对作用力和反作用力
10、如图所示,在方向水平向左的匀速电场中有一倾角为60°、高为H的固定绝缘斜面体,现将一质量为m,带正电且电荷量为q的小物块(可视为质点)从斜面体顶端由静止释放,已知重力加速度为g,匀强电场的电场强度大小为E= ,不计空气阻力,则　

A.小物块将沿斜面下滑
B.小物块将做曲线运动
C.小物块到达地面时的速度大小为
D.若其他条件不变,只增大电场强度,小物块到达地面前的运动时间不变
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）水平放置的平行金属导轨相距为d，导轨一端与电源相连，电源电动势为E，垂直于导轨平面的匀强磁场的磁感应强度为B，方向如图所示。长为l的金属棒ab静止在导轨上，棒与导轨成60°角，金属棒受到的安培力为F，则此时通过金属棒的电流为_________，回路的总电阻为_________。

12．（12分）在探究小灯泡伏安特性实验中，所用器材有：灯泡L、量程恰当的电流表A和电压表V、直流电源E、滑动变阻器R、电键S等，要求灯泡两端电压从0V开始变化

（1）实验中滑动变阻器应采用________接法（填“分压式”或“限流式”）；
（2）某同学已连接如图所示的电路，在闭合开关前，应将滑动变阻器触头置于最____端；（选“左”或“右”）
（3）某电流表表头内阻Rg为200Ω，满偏电流Ig为2mA，按如图改装成量程为3V和15V的电压表，R1= ____Ω， R2=_____Ω。

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、D
【解析】带电粒子以速率v垂直射入磁感强度为B的匀强磁场中，由洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律求出带电粒子圆周运动的周期，由电流的定义式得出电流的表达式，再进行分析
解：设带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期为T，半径为r，则
由 qvB=m，得 r=，T=
环形电流：I==，可见，I与q的平方成正比，与v无关，与B成正比，与m成反比
故选D
【点评】本题是洛伦兹力、向心力和电流等知识的综合应用，抓住周期与B、I的联系是关键
2、D
【解析】详解】C．粒子进入磁场后做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力：

得：

因，从边射入的粒子，形成以为半径的圆弧，从点射入粒子的从点出去；
同理从之间射入的其他粒子，到边界处速度均竖直向上，因边界上无磁场，之间所有粒子全部通过点，C错误；
ABD．从边射入的粒子先做一段时间的直线运动，设某一个粒子在点进入磁场，其圆心为，如图所示：

根据几何关系，可知虚线的四边形是菱形则粒子的出射点一定是从点射出。同理可知，从边射入的粒子，出射点全部从点射出，但射出的速度方向并不相同，根据运动轨迹可知，从边射入的粒子在磁场中运动的圆心角不相同，所以运动时间不相同，AB错误，D正确。
故选D。
3、D
【解析】设电子的初速度为v，磁场的磁感应强度为B，电子的质量和电量分别为m、q．根据牛顿第二定律得
qvB=m
得到，运动轨迹半径为r=，m、q、B相同，则r与v成正比，电子的初速度不同，则半径不同，即r1≠r2
电子圆周运动的周期T=，m、q、B均相同，则电子运动的周期相同，即T1=T2
A．r1＝r2，T1≠T2，与结论不相符，选项A错误；
B．r1≠r2T1≠T2，与结论不相符，选项B错误；
C．r1＝r2，T1＝T2，与结论不相符，选项C错误；
D．r1≠r2，T1＝T2，与结论相符，选项D正确；
故选D.
4、A
【解析】A．安培提出了著名的分子电流假说，选项A正确；
B．焦耳发现了电流热效应的规律，选项B错误；
C．奥斯特发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕，选项C错误；
D．洛伦兹最先总结出磁场对运动电荷作用力的公式，选项D错误。
故选A。
5、D
【解析】ABC．物体质量越大，惯性越大，惯性只跟质量有关，ABC错误；
D．汽车前行时突然刹住，乘客由于惯性，保持之前向前运动的状态，所以身体向前倾D正确；
故选D。
6、B
【解析】小球受电场力、重力和绳子拉力作用，在复合场中摆动，当重力与电场力的合力与绳子的拉力在同一直线上时，小球处于等效最低点．据对称性可找出等效最低点的位置，从而判断在小球在B点时的速度、小球在B点时的绳子拉力是否最大．据电场力的方向，可得从A到C的过程中电场力做功的正负，判断从A到C的过程中小球的电势能的变化．据功能关系可得小球从A到C的过程中小球机械能的变化
【详解】AD：小球受电场力、重力和绳子拉力作用，在复合场中摆动，当重力与电场力的合力与绳子的拉力在同一直线上时，小球处于等效最低点．据对称性可知B点不是等效最低点，则球在B点时的速度不是最大，小球在B点时的绳子拉力不是最大．故AD两项错误
BC：据小球的摆动情况知，小球所受电场力的方向水平向右，则从A到C的过程中小球所受电场力一直做负功，从A到C的过程中小球的电势能一直增大．据功能关系可得小球从A到C的过程中小球机械能变化等于电场力做的功，则从A到C的过程中小球的机械能一直减小．故B项正确，C项错误
【点睛】本题是复合场中等效最低点的问题，带电物体在电场中圆周运动的问题，常利用等效最低点的特点与电场力做功与电势能和机械能变化关系来分析解决

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．由乙图知，时刻，质点b向下运动，根据甲图可知，该波沿x轴正方向传播，故A错误；
B．由乙图知，质点的振动周期为，由甲图知，波长，则波速为：，故B正确；
C．简谐横波沿x轴正方向传播，质点b只上下振动，不沿x轴正方向运动，故C错误；
D．由甲图知，时刻质点a正y轴正方向运动，因为，所以时刻，质点a的运动方向沿y轴负方向，故D正确
8、BC
【解析】根据题图可知，考查了欧姆定律，电功率；由电动机与灯泡串联，根据串联电路电流处处相等，可知通过它们的电流相等；已知小灯泡额定电压与额定功率，由电功率公式的变形公式求出灯泡正常工作时的电流；由电功率公式分析求解
【详解】灯泡正常发光，则电路电流为：I＝ILA；灯泡的热功率等于它的额定功率12W，电动机的热功率为：PQ＝I2RM＝12×1＝1W；灯泡正常发光时，电动机电压为：UM＝U﹣UL＝16﹣12＝4V，电动机的输入功率为：P＝UMI＝4×1＝4W；电动机的输出功率为：P出＝P﹣PQ＝4W﹣1W＝3W；整个电路的电功率为，故BC正确，AD错误
【点睛】电动机是非纯电阻电路，电动机的输出功率等于输入功率与热功率之差
9、ABC
【解析】由题意可知，物体沿墙壁匀速下滑，竖直方向受到重力和向上的滑动摩擦力，由平衡条件得知，滑动摩擦力大小f=G，即G和f是一对平衡力，故A正确；N和F的大小相同，方向相反，作用在一个物体上，是一对平衡力，故B正确；f和f′是一对作用力和反作用力，故C正确；N′和F的方向相同，不是一对作用力和反作用力，故D错误．所以ABC正确，D错误
10、CD
【解析】A、对物块进行受力分析，物块受重力和水平向左的电场力，电场力，则合力的大小为2mg，方向如图，小物块沿合力方向做匀加速直线运动，故A、B错误；

C、运用动能定理研究从开始到落地过程：，解得：，故C正确；
D、将物块的运动分解为水平方向和竖直方向，增大电场强度，电场力增大，水平方向的加速度增大，竖直方向上的加速度不变，根据等时性知，运动时间不变，故D正确；
故选CD
【点睛】对物块进行受力分析，画出物块的运动轨迹．运用动能定理或牛顿第二定律和运动学公式解决问题

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. ②.
【解析】[1]通电导体垂直于磁场的长度为

受到的安培力为

解得

通过金属棒电流为。
[2]根据欧姆定律

回路的总电阻为。
12、 ①.分压式 ②.右 ③.1300 ④.6000
【解析】(1)[1]探究小灯泡的伏安特性曲线要求电压从0到额定电压变化，所以滑动变阻器必须采用分压接法；
(2)[2]闭合开关前，应使滑动变阻器接入电路中的电阻最大，所以应将滑动变阻器的滑片P置于右端；
(3)[3][4]表头满刻度电压值为：
Ug=Ig×Rg=200×2×10-3V=0.4V，
量程为3V时，在电阻R1两端的电压应为：3-0.4=2.6V，电阻：
，
同理可得：
。

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