2021年江苏省泰州市姜堰桥头初级中学高二物理模拟试题含解析

2021年江苏省泰州市姜堰桥头初级中学高二物理模拟试题含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1.下列关于电磁场和电磁波的说法中，正确的是在真空中，电磁波的频率越高，传播速度越大均匀变化的电场在它的周围空间产生均匀变化的磁场只要空间在某个区域有周期性变化的电场或磁场，就能产生电磁波电磁波中电场和磁场的方向处处相互垂直参考答案：CD2.如图所示，带箭头的线表示某一电场的电场线。在电场力作用下一带电粒子（不计重力）经A点飞向B点，径迹如图中虚线所示，下列说法正确的是：（

）A、粒子带正电

B、粒子在A点加速度大

C、粒子在B点动能小D、A、B两点相比，B点电势能较小参考答案：C3.把一平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖，让单色光从上方射入，如图所示，这时可以看到明暗相间的条纹．下面关于条纹的说法中正确的是()A．干涉条纹的产生是由于光在空气劈尖膜的前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果B．干涉条纹中的暗纹是由于上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果C．将上玻璃板平行上移，条纹向着劈尖移动D．观察薄膜干涉条纹时，眼睛应在入射光的另一侧参考答案：AC4.两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面。质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ，导轨电阻不计，回路总电阻为2R。整个装置处于磁感应强度大小为B，方向竖直向上的匀强磁场中。当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度v1沿导轨匀速运动时，cd杆也正好以速度v2向下匀速运动。重力加速度为g。以下说法正确的是（

）A．ab杆所受拉力F的大小为

B．cd杆所受摩擦力为零C．回路中的电流强度为D．μ与v1大小的关系为参考答案：D5.如图所示，在两个带等量异种电荷的绝缘导体球之间，对称地放着两个相同的导体ab、cd，当用导线将a、d连接起来时，下列判断中正确的是A．有电流沿导线从a流向d

B．有电流沿导线从d流向aC．导线中没有电流通过

D．达到静电平衡后，a端和d端均不带电参考答案：

A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（4分）一条平直的电场线上有A、B、C三点，把m=2×10-9kg，q=-2×10-9C的粒子从A点移到B点，电场力做1.5×10-7J的正功，再把该电荷从B点移到C点，电场力做功-4×10-7J，则UAB=

V，UAC=

V。参考答案：－75；1257.（4分）小灯泡的伏安特性曲线如图中的AB段（曲线）所示，由图可知，灯丝的电阻因温度的影响改变了________Ω.参考答案：108.把一量程6mA、内阻100Ω的电流表改装成欧姆表，线路如右图所示，现备有如下器材：A.电源E＝3V(内阻不计)；B.变阻器0～100Ω；C.变阻器0～500Ω；D.红表笔；E.黑表笔；(1)变阻器选用________．(2)红表笔接________端，黑表笔接________端．(3)电流表2mA刻度处换成电阻刻度，其电阻值应为________．（2分）参考答案：(1)C(2)NM(3)1000Ω9.空中有一只小鸟，距水面3m，在其正下方距水面4m深处的水中有一条鱼。已知水的折射率为4/3，则鸟看水中的鱼离它多远

，鱼看天上的鸟离它多远

。

参考答案：6m；8m10.．图为“研究电磁感应现象”的实验装置．

（1）将图中所缺的导线补接完整．

（2）如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上电键后：

a．将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将向

偏一下．

b．原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针将向偏一下．（a、b两空选填“左”或“右”）参考答案：11.．如图是两位高中同学李辉和刘伟在测定变压器线圈电阻的一个实验场景，刘伟手握线圈裸露的两端让李辉测量，刘伟有电击的感觉是在测量回路

时刻（填“断开”或“接通”）

参考答案：

12.一物体沿x轴做直线运动，其位移随时间的变化规律为，（式中各量均采用国际单位制），则该物体在0～2秒内的平均速度为

m/s，第3秒末的速度为

m/s。参考答案：4

1213.已知地面附近高度每升高m，大气压降低mmHg．为了观测大气压这一微小变化，某实验小组巧妙地设计了如图所示的一个实验，在一个密闭的玻璃瓶的塞子上插入一根两端开口且足够长的细玻璃管，瓶内有一定量的水和空气．由于内外压强差，细玻璃管内水面a将与瓶内有一定的高度差．（不计水面升降引起的瓶内空气体积的变化，水银的密度为13.6×103kg/m3）（1）该小组成员选择瓶内装水而不装水银的主要原因是．（2）现将玻璃瓶放置在地面上，记录此时管内水面a的位置，再将玻璃瓶放到离地m的讲台上时，则玻璃管内水面将（上升，下降）mm；（设温度保持不变）（3）小组成员想用此装置来测量高度．先将此装置放在温度为27℃、大气压为mmHg的A处，测得水柱的高度mm．然后将装置缓慢地平移另一高度的B处，待稳定后发现水柱升高了mm，已知B处比A处的温度高1℃，则AB间高度差为m；参考答案：①水密度比水银小，同样压强变化时，高度差明显（答到水的密度小便能得分）

②上升，1.36；③5.4三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.气垫导轨（如图甲）工作时，空气从导轨表面的小孔喷出，在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层，使滑块不与导轨表面直接接触，大大减小了滑块运动时的阻力．为了验证动量守恒定律，在水平气垫导轨上放置两个质量均为a的滑块，每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连，两个打点计时器所用电源的频率均为b．气垫导轨正常工作后，接通两个打点计时器的电源，并让两滑块以不同的速度相向运动，两滑块相碰后粘在一起继续运动．图乙为某次实验打出的、点迹清晰的纸带的一部分，在纸带上以同间距的6个连续点为一段划分纸带，用刻度尺分别量出其长度s1、s2和s3．若题中各物理量的单位均为国际单位，那么，碰撞前两滑块的动量大小分别为

、

，两滑块的总动量大小为

；碰撞后两滑块的总动量大小为

．重复上述实验，多做几次．若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等，则动量守恒定律得到验证．参考答案：0.2abs10.2abs30.2ab（s1﹣s3）0.4abs2．【考点】验证动量守恒定律．【分析】本实验为了验证动量守恒定律设置滑块在气垫导轨上碰撞，用打点计时器纸带的数据测量碰前和碰后的速度，计算前后的动量，多次重复，在实验误差允许的范围内相等，则动量守恒定律得到验证．【解答】解：由图乙结合实际情况可以看出，s1和s3是两物体相碰前打出的纸带，s2是相碰后打出的纸带．所以碰撞前物体的速度分别为：v1===0.2s1bv2==0.2s3b碰撞后两物体共同速度：v==0.2s2b所以碰前两物体动量分别为：p1=mv1=0.2abs1，p2=mv2=0.2abs3，总动量p=p1﹣p2=0.2ab（s1﹣s3）；碰后总动量p′=2mv=0.4abs2．故答案为：0.2abs10.2abs30.2ab（s1﹣s3）0.4abs2．15.某同学在做“用单摆测重力加速度”实验中，先测得摆线长为97.50cm，摆球直径2.00cm，然后用停表记录了单摆振动50次所用的时间如下图所示，则

（1）该摆摆长为___________cm，停表表示读数为___________s.（2）如果测得的g值偏小，可能的原因是（

）A.测摆线时摆线拉得过紧B.摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了C.开始计时时，停表过迟按下D.实验时误将49次全振动数为50次参考答案：(1)98.5

,99.8

(2)

B四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，有一面积为S=100cm2金属环如下图所示，电阻为R=0.1W。环中磁场变化规律如图乙所示，且磁场方向垂直环面向里，在0~2s的时间内，求①环中感应电流的大小和方向②通过金属环的电荷量的多少参考答案：17.如图所示，跨过定滑轮的轻绳两端分别系着物体A和物体B，物体A放在倾角θ=37°的斜面上，物体A与斜面间的动摩擦因数μ=0.2，滑轮的摩擦不计．已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2，滑动摩擦力等于最大静摩擦力．若物体A静止在斜面上，已知A的质量为1kg，则B的质量是多少？参考答案：解：对B受力分析，绳中拉力T=mBg；当mB取最大值时，物体具有沿斜面向下的最大静摩擦力fm；对A受力分析，受重力、支持力、拉力和摩擦力，如图所示：根据共点力平衡条件，有：N﹣mAgcosθ=0；T﹣fm﹣mAgsinθ=0；其中：fm=μN联立以上各式，解得：mB=mA（sinθ+μcosθ）=1×（0.6+0.2×0.8）=0.76kg当mB取最小值时，物体具有沿斜面向上的最大静摩擦力fm；对A受力分析，受重力、支持力、拉力和摩擦力，如图所示：根据共点力平衡条件，有：N﹣mAgcosθ=0；T+fm﹣mAgsinθ=0；其中：fm=μN联立以上各式，解得：mB=mA（sinθ﹣μcosθ）=1×（0.6﹣0.2×0.8）=0.44kg综上，mB的范围是：0.44kg≤mB≤0.76kg答：物体B的质量的取值范围为0.44kg≤mB≤0.76kg18.（25分）地球赤道表面附近处的重力加速度为，磁场的磁感应强度的大小，方向沿经线向北。赤道上空的磁感应强度的大小与成反比（r为考察点到地心的距离），方向与赤道附近的磁场方向平行。假设在赤道上空离地心的距离（为地球半径）处，存在厚度为10km的由等数量的质子和电子的等离子层（层内磁场可视为匀强磁场），每种粒子的数密度非常低，带电粒子的相互作用可以忽略不计。已知电子的质量，质子的质量，电子电荷量为，地球的半径。1.所考察的等离子层中的电子和质子一方面作无规则运动，另一方面因受地球引力和磁场的共同作用会形成位于赤道平面内的绕地心的环行电流，试求此环行电流的电流密度。2.现设想等离子层中所有电子和质子，它们初速度的方向都指向地心，电子初速度的大小，质子初速度的大小。试通过计算说明这些电子和质子都不可能到到达地球表面。参考答案：解法一：1.由于等离子层的厚度远小于地球的半径，故在所考察的等离子区域内的引力场和磁场都可视为匀强场.在该区域内磁场的磁感应强度

（1）引力加速度

（2）考察等离子层中的某一质量为m、电荷量为q、初速度为u的粒子，取粒子所在处为坐标原点O，作一直角坐标系Oxyz，Ox轴指向地球中心，Oz沿磁场方向，如图1所示.该粒子的初速度在坐标系中的三个分量分别为ux、uy和uz.因作用于粒子的引力沿x轴正方向，作用于粒子的洛伦兹力与z轴垂直，故粒子在z轴方向不受力作用，沿z轴的分速度保持不变.现设想在开始时刻，附加给粒子一沿y轴正方向大小为v0的速度，同时附加给粒子一沿y轴负方向大小为v0的速度，要求与其中一个v0相联系的洛伦兹力正好与粒子所受的地球引力相平衡，即

得

（3）用v表示ux与沿y轴的速度的合速度（对质子取正号，对电子取负号），有

（4）这样，所考察的粒子的速度可分为三部分：沿z轴的分速度．其大小和方向都保持不变，但对不同的粒子是不同的，属于等离子层中粒子的无规则运动的速度分量．沿y轴的速度．对带正电的粒子，速度的方向沿y轴的负方向，对带负电的粒子，速度的方向沿y轴的正方向．与这速度联系的洛伦兹力正好和引力抵消，故粒子将以速率沿y轴运动．由（3）式可知，的大小是恒定的，与粒子的初速度无关，且对同种的粒子相同．在平面内的速度．与这速度联系的洛伦兹力使粒子在平面内作速率为的匀速率圆周运动，若以R表示圆周的半径，则有得

（5）由（4）、（5）式可知，轨道半径不仅与粒子的质量有关，而且与粒子的初速度的x分量和y分量有关．圆周运动的速度方向是随时间变化的，在圆周运动的一个周期内的平均速度等于0．由此可见，等离子层内电子和质子的运动虽然相当复杂，但每个粒子都具有由（3）式给出的速度，其方向垂直于粒子所在处的地球引力方向，对电子，方向向西，对质子，方向向东．电子、质子这种运动称为漂移运动，对应的速度称为漂移速度．漂移运动是粒子的定向运动，电子、质子的定向运动就形成了环绕地球中心的环形电流．由（3）式和（1）、（2）两式以及有关数据可得电子和质子的漂移速度分别为

（6）

（7）由于电子、质子漂移速度的方向相反，电荷异号，它们产生的电流方向相同，均为沿纬度向东.根据电流密度的定义有

（8）代入有关数据得

（9）电流密度的方向沿纬度向东.2．上一小题的讨论表明，粒子在平面内作圆周运动，运动的速率由（4）式给出，它与粒子的初速度有关．对初速度方向指向地心的粒子，圆周运动的速率为

（10）由（1）、（2）、（3）、（5）、（10）各式并代入题给的有关数据可得电子、质子的轨道半径分别为

（11）

（12）以上的计算表明，虽然粒子具有沿引力方向的初速度，但由于粒子还受到磁场的作用，电子和质子在地球半径方向的最大下降距离分别为和，都远小于等离子层的厚度，所考察的电子和质子仍在等离子层内运动，不会落到地面上.解法二：1.由于等离子层的厚度远小于地球半径，故在所考察等离子区域内的引力场和磁场都可视为匀强场.在该区域内磁场的磁感应强度

（1）引力加速度

（2）考察等离子层中的某一质量为m，电荷量为q、初速度为u的粒子，取粒子所在处为坐标原点O，作一直角坐标系Oxyz，Ox轴指向地球中心，Oz沿磁场方向，如图1所示.该粒子的初速度在坐标系中的三个分量分别为ux、uy和uz.若以、、表示粒子在任意时刻t的速度在x方向、y方向和z方向的分速度，则带电粒子在引力和洛伦兹力的共同作用下的运动方程为

（3）

（4）

（5）（5）式表明，所考察粒子的速度在z轴上的分量保持不变，即

（6）作变量代换，令

（7）

其中

（8）把（7）、（8）式代入（3）、（4）式得

（9）

（10）由（9）、(10)两式可知，作用于粒子的力在x和y方向的分量分别为若用表示的方向与x轴的夹角，表示的方向与x轴的夹角，而，则有可见，表明的方向与的方向垂直，粒子将在的作用下在平面内作速率为的匀速圆周运动．若以R表示圆周的半径，则有

（11）在匀速圆周运动中，V的大小是不变的，任何时刻V的值也就是时刻V的值，由（7）式和已知条件在时刻有故有

（12）以上讨论表明，粒子的运动可分成三部分：根据（6）式，可知粒子沿z轴的分速度大小和方向都保持不变，但对不同的粒子是不同的，属于等离子层中粒子的无规则运动的速度分量．根据（7）式可得，，表明粒子在平面内以速率作圆周运动的同时，又以速度沿y轴运动．、是圆周运动速度的x分量和y分量．圆周运动的轨道半径不仅与粒子的质量有关，而且与粒子的初速度的x分量和y分量有关．圆周运动的速度方向是随时间变化的，在圆周运动的一个周期内的平均速度等于0．