山西省盐湖五中2023年物理高二上期末综合测试模拟试题含解析

山西省盐湖五中2023年物理高二上期末综合测试模拟试题注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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、如图所示，在圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，ab是圆的直径．一不计重力的带电粒子从a点射入磁场，速度大小为v，当速度方向与ab成30°角时，粒子在磁场中运动的时间最长，且为t，若相同的带电粒子从a点沿ab方向射入磁场，也经时间t飞出磁场，则其速度大小为()A. B.C. D.2、下列说法正确的是（）A.法拉第提出的“分子电流”假说，揭示了磁现象的电本质B.元电荷e的数值最早是由库仑用实验测得的C.奥斯特发现了电流的磁效应D.静电力常量是卡文迪许通过扭秤实验测得的3、真空中三个点电荷位于一条直线上，都只在电场力下处于静止，其中两个电荷停在M、N两点，所带电量如图所示，关于第三个电荷的电性和所停的位置，下列说法正确的是（）A.为正电荷，可能停在A处B.为正电荷，可能停在B处C.为负电荷，可能停在B处D.为负电荷，可能停在C处4、如图所示,正方形容器处在匀强磁场中,一束电子从孔A垂直于磁场射入容器中,其中一部分从C孔射出,一部分从D孔射出．下列叙述正确的是()A.从C,D两孔射出的电子在容器中运动时的速度大小之比为1:2B.从C,D两孔射出的电子在容器中运动时间之比为1:2C.从C、D两孔射出的电子在容器中运动时的加速度大小之比为:1D.从C、D两孔射出的电子在容器中运动时的加速度大小之比为1:25、如图，MN是匀强磁场中的一块薄金属板，带电粒子（不计重力）在匀强磁场中运动并穿过金属板，曲线表示其运动轨迹，由图知：A.粒子带正电B.粒子运动方向是abcdeC.粒子运动方向是edcbaD.粒子在上半周所用时间比下半周所用时间短6、一质点做匀速直线运动，现对其施加一恒力，且原来作用在质点上的力不发生改变，则（）A.质点一定做匀变速直线运动 B.质点一定做匀变速曲线运动C.质点单位时间内速度的变化量相同 D.质点速度的方向总是与该恒力的方向相同二、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，在光滑绝缘的水平面上放置两个带异种电荷、电量不同的小球和，则由静止释放后A.两球的加速度逐渐增大B.两小球的电势能逐渐减小C.两小球受到的库仑力不做功D.两小球受到的库仑力大小不相等8、中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地刺偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图，结合上述材料，下列说法正确的是()A.地理南、北极与地磁场的南、北极不重合B.地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近C.地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行D.形成地磁场的原因可能是带负电的地球自转引起的9、一额定功率为9W、额定电压为9V的小灯泡L（其电阻视为不随温度而变）和一直流电动机并联，与定值电阻R＝4Ω串联后接在电路中的AB两点间，电流表A为理想电表，电路如图所示，灯泡的电阻不变．当AB间接电压0.49V时，电动机不转、灯泡不亮，电流表示数为0.1A；当AB间接电压15V时，电动机转动起来、灯泡正常发光．则下列说法正确的是A.电动机线圈电阻为1ΩB灯泡正常发光时电流表示数1AC.灯泡正常发光时电动机输出的机械功率4.25WD.电路正常工作时电动机突然被卡住时,电流表读数将1.5A10、以点电荷为球心、r为半径的球面上，各点相同的物理量有（）A电势 B.同一电荷所受电场力C.电场强度 D.同一电荷所具有的电势能三、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）某同学利用如图（1）所示电路测定电源的电动势和内阻．实验中电表内阻对实验结果影响很小，均可以忽略不计．闭合电键S后，变阻器的滑片P由变阻器的一端滑到另一端的过程，两电压表示数随电流表示数变化情况分别如图（2）的U﹣I图象中的直线a、b所示（1）用画线代表导线，将如图（3）实物图中各元件按图（1）连接成实验电路_______；（2）通过分析可知，其中图（2）中图线_____（填a或b）V1表示电压表示数随电流表A示数变化关系；（3）根据U﹣I图象中坐标轴所标出的数据，可求出电源的电动势E=____，内阻r=____．（用图中给出的坐标值表示）12．（12分）如图所示，某实验小组利用图示的实验器材将电路连接好后，进行“研究电磁感应现象”的实验实验时，线圈A放在线圈B中保持不动，小组同学将电键突然闭合时，发现电流计指针向右侧偏转．现保持电键闭合，则下列关于实验过程中所观察到的一些现象说法正确的是______A.滑片P快速向右移动时电流计指针将向左侧偏转B滑片P快速向左移动时电流计指针向左侧偏转C.将线圈A突然拔出过程中，电流计指针向左侧偏转D.将线圈A拔出过程中，电流计指针不发生偏转实验小组通过本实验，归纳出的实验结论是______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．（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L14．（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】设圆形区域的半径为R，带电粒子进入磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有：，解得：．当粒子从b点飞出磁场时，粒子运动轨迹如图1所示：入射速度与出射速度与ab的夹角相等，所以速度的偏转角为60°，轨迹对应的圆心角为60°．根据几何知识得知：轨迹半径为r1＝2R，当粒子从a点沿ab方向射入磁场时，，粒子运动轨迹如图2所示，经过磁场的时间也是t，说明轨迹对应的圆心角与第一种情况相等，也是60°，根据几何知识得，粒子的轨迹半径为r2＝R，联立以上可得：，则有：，故C正确，ABD错误2、C【解析】A．安培提出的“分子电流”假说，揭示了磁现象的电本质，故A错误；B．元电荷e的数值最早是由密立根用油滴实验测得的，故B错误；C．奥斯特发现了通电导线周围的小磁针发生偏转，发现了电流的磁效应，故C正确；D．静电力常量是库伦通过扭秤实验测得的，故D错误。故选C3、D【解析】三个点电荷都处于静止状态，对电荷受力分析，每个电荷都处于受力平衡状态，故根据库仑定律可分别对任意两球进行分析列出平衡方程即可求得结果【详解】三个电荷要平衡，必须三个电荷的一条直线，外侧二个电荷相互排斥，中间电荷吸引外侧两个电荷，所以外侧两个电荷距离大，要平衡中间电荷的拉力，必须外侧电荷电量大，中间电荷电量小，所以第三个电荷必须为负电，在N的右侧【点睛】我们可以去尝试假设第三个电荷带正电或负电，它应该放在什么地方，能不能使整个系统处于平衡状态．不行再继续判断4、B【解析】电子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，作出电子的运动轨迹，求出电子做圆周运动的轨道半径，然后应用牛顿第二定律求出电子的速度，然后求出线速度、角速度、向心加速度之比；根据电子做圆周运动的周期公式求出电子的运动时间，再求出电子运动时间之比【详解】设磁场边长为a，如图所示，粒子从c点离开，其半径为rC=a，粒子从d点离开，其半径为rD=a；电子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：evB=m，解得：，电子速率之比：，故A错误；从C点射出的电子的运动时间是个周期，从D点射出的电子的运动时间是个周期，电子在磁场中做圆周运动的周期：T=相同，从两孔射出的电子在容器中运动的时间之比tC：tD=T：T=1：2，故B正确；向心加速度：a=，从两孔射出的电子的加速度大小之比：，故CD错误；故选B【点睛】本题属于带电粒子在磁场中的偏转中典型题目，此类题的关键在于确定圆心及由几何关系求出半径，应用牛顿第二定律与电子做圆周运动的周期公式可以解题5、C【解析】由半径的变化可知粒子运动方向；由轨迹偏转方向可知粒子的受力方向，则由左手定则可判断粒子的运动方向，由圆周对应的圆心角及周期公式可知时间关系【详解】带电粒子（不计重力）在匀强磁场中运动并穿过金属板后粒子速率变小，根据带电粒子在磁场中运动的半径公式：r＝，粒子的半径将减小，故粒子应是由下方穿过金属板，故粒子运动方向为edcba，根据左手定则可得，粒子应带负电，故AB错误，C正确；由可知，粒子运动的周期和速度无关，而上下均为半圆，故所对的圆心角相同，故粒子的运动时间均为T/2，故D错误；故选C【点睛】本题应注意观察图形，图形中隐含的速度关系是解决本题的关键，明确了速度关系即可由左手定则及圆的性质求解6、C【解析】AB．质点开始做匀速直线运动，现对其施加一恒力，其合力不为零，若合力方向与原速度的方向不共线，则质点将做匀变速曲线运动；若合力方向与原速度的方向共线，则质点将做匀变速直线运动，故A、B错误；C．因为合外力恒定，加速度恒定，由可知，质点单位时间内速度的变化量总是相同，故C正确；D．如果所加恒力与原来的运动方向不在一条直线上，物体做曲线运动，速度方向沿切线方向，力和运动方向之间有夹角，质点速度的方向不可能与该恒力的方向相同，故D错误。故选C。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、AB【解析】A．两球带异种电荷，两者相互吸引，距离减小，根据库仑定律可知小球受的库仑力均在增大，根据牛顿第二定律可知加速度增大，故A正确；BC．两小球都库仑力作用下做加速运动，动能增大，库仑力做正功，电势能减小，故B正确，C错误；D．两小球受到的库仑力是作用力与反作用力，由牛顿第三定律知两库仑力大小相等方向相反，故D错误。8、ABD【解析】A．根据题意可知，地理南、北极与地磁场存在一个夹角，为磁偏角，故两者不重合，故A正确；B．地磁场的北极在地理南极附近，地磁场的南极在地理北极附近，且地球内部也存在磁场，由地磁场的南极指向地磁场的北极，故B正确；C．由于地磁场的磁场方向沿磁感线切线的方向，故只有赤道处地磁场的磁场方向才与地面平行，故C错误；D．地球自转方向自西向东，地球的南极是地磁场的北极，由安培定则判断可知地球是带负电的，故D正确。故选ABD。9、AC【解析】A．根据可知灯泡电阻当AB间接电压0.49V时，电动机不转、为纯电阻电路，根据欧姆定律可知R两端电压：UR=IR=0.1×4V=0.4V灯泡两端电压U1=U-UR=0.49V-0.4V=0.09V通过灯泡的电流通过电动机的电流：I2=0.1A-0.01A=0.09A根据并联电路特点可知电动机线圈电阻故A正确；BC．当AB间接电压15V时，灯泡正常发光，灯泡两端电压为UL=9V、通过灯泡的电流为IL=1A，则电动机两端电压为UM=9V，R两端电压为UR=6V，干路电流电流表示数为1.5A，通过电动机的电流为IM=I-IL=0.5A，则此时电动机输出的机械功率：P=UMIM-IM2r=425W故B错误，C正确D．由以上分析可知，电路正常工作时电动机突然被卡住时，电流表读数将大于1.5A，选项D错误10、AD【解析】A．以点电荷为球心的球面是一个等势面，即各点的电势相等，A正确；C．以点电荷为球心的球面各点的电场强度大小相等，方向不同，故电场强度不同，C错误；B．由可知，同一电荷受到的电场力大小相等，方向不同，故电场力不同，B错误。D．由电势相同，同一电荷具有相同的电势能，D正确。故选AD。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.a③.④.【解析】（1）[1]根据电路图连接实物图，如图所示（2）[2]电压表V1示数随电流表A示数的增加而减小，故对应的图象应是图线a；（3）[3][4]由知：联立解得：12、①.BC②.感应电流产生条件：闭合回路中磁通量变化【解析】（1）将电键突然闭合时，发现电流计指针向右侧偏转，说明穿过线圈B的磁通量增大时，则电流计指针向右偏转；当滑片P快速向右移动时，导致线圈A中的电流增大，那么穿过线圈B的磁通量增大，则电流计指针将向右侧偏转，故A错误；当滑片P快速向左移动时，导致线圈A中的电流减小，那么穿过线圈B的磁通量减小，则电流计指针将向左侧偏转，故B正确；当将线圈A突然拔出过程中，那么穿过线圈B的磁通量减小，