辽宁沈阳市第31中学2023年高二物理第一学期期末综合测试模拟试题含解析

辽宁沈阳市第31中学2023年高二物理第一学期期末综合测试模拟试题请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。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、首先发现通电导线周围存在磁场的物理学家是A.安培 B.奥斯特C.法拉第 D.欧姆2、下列对能量转化的描述，正确的是（）A.电暖气工作时，电能转化为动能B.汽油发动机运转时，电能转化为化学能C.雨滴下落过程中，部分动能转化为重力势能D.水力发电机工作时，水的部分机械能转化为电能3、通过电阻的电流为I时，在时间t内产生的热量为Q，若通过同一电阻的电流为2I时，则在时间t内产生的热量为（）A.2Q B.C. D.4Q4、如图所示，直线OAC的某一直线电源的总功率随总电流变化的曲线，抛物线OBC为同一电源内部消耗的功率随总电流的变化曲线，若A、B对应的横坐标为1.5，则下面判断正确的是（）A.线段AB表示的功率为2.25WB.电源的电动势为3V，内阻为1.5ΩC.电流为2A时，电源的输出功率最大D.电流为1A时，路端电压为1V5、如图所示,导线框中电流为I,导线框垂直于磁场放置,磁感应强度为B,AB与CD相距为d,则棒MN所受安培力大小()A. B.C. D.6、如图所示，平行金属板M、N之间有竖直向下的匀强电场，虚线下方有垂直纸面的匀强磁场，质子和α粒子分别从上板中心S点由静止开始运动，经电场加速后从O点垂直磁场边界进入匀强磁场，最后从a、b两点射出磁场（不计重力），下列说法正确的是A.磁场方向垂直纸面向内B.从a点离开的是α粒子C.从b点离开的粒子在磁场中运动的速率较大D.粒子从S出发到离开磁场，由b点离开的粒子所用时间较长二、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，一个边长为L的正方形导电线框，在外力作用下，以速度v匀速穿过宽度均为L的两个平行边界的匀强磁场，这两个磁场的磁感应强度大小均为B，方向相反，取顺时针方向的电流为正，受力向右为正，以bc边刚进入磁场开始关于线框中产生的感应电流和线框所受安培力F分别与位移x之间的函数图象，下列图像正确的是A. B.C. D.8、如图甲，有一个原.副线圈匝数比为4:1的理想变压器，图中的电压表和电流表均为理想电表，原线圈接如图乙所示的正弦式交流电，其中为热敏电阻（其电阻值随温度的升高而减小），为定值电阻，下列说法正确的是()A.t＝0.02s时电压表V2的示数为9VB.副线圈两端电压的瞬时值表达式为（V）C.变压器原.副线圈中的电流之比和输入.输出功率之比均为1：4D.Rt处温度升高时，电流表的示数变大，电压表V2的示数不变9、如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，当变阻器R的滑片位于中点时，额定功率相同的A、B、C三个小灯泡均正常发光，则下列说法正确的是A.三个灯泡中，C灯电阻最大，B灯电阻最小B.当滑片P向左移动时，A、C两灯变亮，B灯变暗C.当滑片P向左移动时，B、C两灯变亮，A灯变暗D.当滑片P向左移动时，电源的总功率减小10、如图所示，足够长的U形光滑金属导轨平面与水平面成θ角，其中MN与PQ平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计．金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且接触良好，ab棒接入电路的电阻为R，当流过ab棒某一横截面的电荷量为q时，棒的速度大小为v，则金属棒ab在这一过程中（）A.加速度为 B.下滑的位移为C.产生的焦耳热为 D.受到的最大安培力为三、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）在电场中某点放入一点电荷,电量q、受到的电场力F.则电场中该点电场强度大小为________．若在该点放入另一个点电荷,电量q′=3q、电场中该点电场强度大小为________，点电荷q′受到的电场力大小为________12．（12分）利用如图所示装置，通过半径相同的两小球的碰撞来验证动量守恒定律．图中AB是斜槽,BC是水平槽，斜槽与水平槽之间平滑连接．图中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影．实验时，先让球1从斜槽轨道上的某位置由静止开始滚下，落到位于水平地面的一记录纸上，留下痕迹，多次重复上述操作，找到其平均落点的位置P，测得平抛射程为OP．再把球2放在水平槽末端的位置，让球1仍从原位置由静止开始滚下，与球2碰撞后，两球分别在记录纸上留下落点痕迹，多次重复上述操作，分别找到球1和球2相撞后的平均落点M、N，测得平抛射程分别为OM和ON．测得球1的质量为m1，球2的质量为m2.(1)实验中必须满足的条件是____________A.斜槽轨道尽量光滑以减小误差B.斜槽轨道末端的切线水平C.球1每次从轨道的同一位置由静止滚下D.两小球的质量相等(2)若所测物理量满足表达式________时，可以说明两球在碰撞过程中动量守恒(3)若所测物理量满足表达式________时，可以说明两球的碰撞为弹性碰撞(4)实验时尽管没有测量两小球碰撞前后速度，也同样可以验证动量是否守恒，其原因是:____________________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）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、B【解析】根据物理学中科学家的主要贡献即可解题【详解】首先发现通电导线周围存在磁场的物理学家是丹麦的物理学家奥斯特．安培提出了分子电流假说，研究了通电导线的磁场．法拉第研究了电磁感应现象，故B正确，ACD错误2、D【解析】A．电暖器工作时，电能转化为热能，故A错误；B．汽油发动机运转时，化学能转化为机械能，故B错误；C．雨滴下落过程中，部分重力势能转化为动能，故C错误；D．水力发电机工作时，水的部分机械能转化为电能，故D正确3、D【解析】由焦耳定律可知，电阻相同，电流变为原来的两倍，相同的时间内产生的热量变为原来的4倍即4QA．2Q与分析不符，故A错误；B．与分析不符，故B错误；C．与分析不符，故C错误；D．4Q与分析相符，故D正确4、A【解析】根据电源的总功率P=EI，由C点的坐标求出电源的电动势和内阻；AB段表示外电路的功率，再求解AB段表示的功率【详解】B项：电源的总功率P=EI，C点表示I=3A，P=9W，则电源的电动势：,由图看出，C点表示外电路短路，电源内部热功率等于电源的总功率，则有：P=I2r，代入解得：r=1Ω，故B错误；A项：AB段表示的功率为：PAB=EI′-I′2r=3×1.5-1.52×1（W）=2.25W，故A正确；C项：电源的输出功率：P=EI-I2r=2I-I2=-（I-1）2+1，故当I=1A时输出功率最大，为1W，故C错误；D项：根据U=E-Ir=3-I，当I=1A时，U最大，为2V，故D错误故应选：A【点睛】解决本题的关键在于：（1）理解电源的总功率P总随电流I变化的图象与电源内部热功率Pr随电流I变化的图象的涵义；（2）分清三种功率及其关系：电源的总功率P总=EI，电源内部发热功率P热=I2r，外电路消耗功率P外=UI=I2R，且根据能量关系得P总=P外+P热5、D【解析】导体棒都在磁场中，故安培力为故D正确；故选D。6、D【解析】根据粒子在磁场中的偏转方向，由左手定则得到磁场方向；根据动能定理求得在磁场中运动的速度，然后根据洛伦兹力做向心力求得半径，即可区分两粒子，且得到其速度大小关系；根据匀变速运动规律得到在电场中的运动时间，由匀速圆周运动规律求得在磁场中的运动时间，即可根据荷质比判断时间长短【详解】质子和

α

粒子带正电，由粒子在磁场中的偏转方向，根据左手定则可得：磁场方向垂直纸面向外，故A错误；设粒子质量为m，带电量为q，匀强电场的场强为E，电势差为U，匀强磁场的磁感应强度为B；那么根据动能定理可得：qU＝mv2，则有洛伦兹力做向心力可得：Bvq＝；所以粒子在磁场中运动的轨道半径；故荷质比越大，轨道半径越小；所以从

a

点离开的是质子，从

b

点离开的粒子的是

α

粒子；根据动能定理可得：v＝，故荷质比越大，在磁场中运动的速率越大，故从

b

点离开的α粒子荷质比较小，在磁场中运动的速率较小；故BC错误；粒子在电场中运动的时间；粒子在磁场中的运动时间；故荷质比越大，粒子从

S

出发到离开磁场所用时间t1+t2越小；那么从

b

点离开的粒子的是

α

粒子荷质比较小，时间较长，故D正确；故选D【点睛】带电粒子在磁场中运动，洛伦兹力做向心力，故常根据速度及磁感应强度求得半径，然后根据几何关系求得运动轨迹；或反过来由轨迹根据几何关系求解半径，进而求得速度、磁感应强度二、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、AC【解析】由E=BLv求出感应电动势，由欧姆定律求出电流大小，由右手定则判断出感应电流方向，应用安培力公式求出安培力大小，应用左手定则判断出安培力方向，然后分析图示图象答题.【详解】A、B、0-L内，感应电动势为：E=BLv，感应电流为：，由右手定则可知，电流方向沿逆时针方向，为负的；L-2L内，感应电动势为：E=2BLv，感应电流为：，由右手定则可知，电流方向沿顺时针方向，为正的；2L-3L内，感应电动势为：E=BLv，感应电流为：，由右手定则可知，电流方向沿逆时针方向，为负的，故A正确，B错误；C、D、安培力：F=BIL，在0-L内，L-2L内，2L-3L内，由左手定则可知，整个过程安培力始终向左，为负的，故C正确，D错误；故选AC.【点睛】此题电磁感应中图象的问题，近几年高考中出现的较为频繁，解答本题关键要掌握法拉第电磁感应定律、欧姆定律、楞次定律、安培力公式等等知识，要知道当线框左右两边都切割磁感线时，两个感应电动势方向相同，是串联关系.8、AD【解析】B.原线圈接的图乙所示的正弦交流电，由图知最大电压，周期0.02s，故角速度是，（V），因变压器原、副线圈的匝数比为4：1，可知次级电压最大值为，则副线圈两端电压的瞬时值表达式为：（V），故B错误；A.电压表V2的示数为有效值，级电压最大值为，所以有效值为，故A正确；C.根据可知，变压器原、副线圈中的电流之比1：4；输入、输出功率之比为1：1，故C错误；D.变压器次级电压由初级电压和匝数比决定，则Rt处温度升高时，次级电压不变，电压表V2的示数不变，次级电阻减小，则电流表的示数变大，故D正确；9、ABD【解析】将电路改画如图A．对于灯A、B：通过A的电流小于B的电流，当两灯泡的功率相同时，由公式P=I2R分析可知，A的电阻大于B的电阻。灯C的电压大于A的电压，当两个灯泡的功率相同时，C的电阻大于A的电阻。可见C灯电阻最大，B灯电阻最小。故A正确。BC．当滑片向左移动时，滑动变阻器电阻增大，则总电阻增大，总电流减小，路端电压增大，C灯变亮。流过B灯的电流IB=I-IC，I减小，IC增大，则IB减小，则B灯变暗。A灯的电压UA=U-UB，U增大，UB减小，则UA增大，A灯变亮。故B正确，故C错误；D．当滑片向左移动时，总电流减小，根据P=IE，知电源总功率减小，故D正确。故选ABD。10、BCD【解析】A、金属棒ab开始做加速运动，速度增大，感应电动势增大，感应电流也增大，金属棒受到的安培力增大；根据牛顿第二定律，有：，又，则：，所以加速度减小，即金属棒做加速度逐渐减小的变加速运动．故A错误B、由感应电量计算公式可得，下滑的位移，故B正确C、根据能量守恒定律：产生的焦耳热，故C正确D、当金属棒的速度大小为v时，金属棒ab受到的安培力最大，所以安培力的最大值，故D正确三、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、①.②.③.3F【解析】在电场中放入一点电荷q，电荷受到的电场力为F，则该点电场强度大小为：E=；若在该点放一个电荷量为3q的点电荷，场强不变，仍为，故电场力：F′=3q•E=3F；12、①.BC②.m1·OP=m1·OM+m2·ON③.OP+OM=ON④.两小球碰撞前后均做平抛运动，下落高度相同，运动时间相同，水平射程与平抛初速度成正比，可以用水平射程替代水平速度【解析】(1)[1].A、“验证动量守恒定律”的实验中，是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度的，只要离开轨道后做平抛运动，对斜槽是否光滑没有要求，故A错误；要保证每次小球都做平抛运动，则轨道的末端必须水平，故B正确；要保证碰撞前的速度相同，所以入射球1每次都要从同一高度由静止滚下，故C正确；为了使小球碰后不被反弹，要求入射小球1的质量大于被碰小球2的质量，故D错误；故选BC(2)[2].小球离开轨道后做平抛运动，由于小球抛出点的高度相同，它们在空中的运动时间t相等，它们的水平位移x与其初速度成正比，可以用小球的水平位移代替小球的初速度，若两球相碰前后的动量守恒，则m1v0=m1v1+m2v2，又OP=v0t，OM=v1t，ON=v2t，代入得：m1∙OP=m1∙OM+m2∙ON(3)[3].若碰撞是弹性碰撞，则机械能守恒，由机械能守恒定律得：将OP=v0t，OM=v1t，ON=v2t代入得：m1OP2=m1