山东省费县2022-2023学年高二物理第一学期期末达标测试试题含解析

2022-2023学年高二上物理期末模拟试卷 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、如图所示，圆形区域内有一垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度的大小为B1，P为磁场边界上的一点．相同的带正电荷粒子，以相同的速率从P 点射入磁场区域，速度方向沿位于纸面内的各个方向．这些粒子射出边界的位置均处于边界的某一段弧上，这段圆弧的弧长是圆周长的．若将磁感应强度的大小 变为 B2，结果相应的弧长变为圆周长的，不计粒子的重力和粒子间的相互影响，则等于 A. B. C. D. 2、如图所示，长木板A放在光滑的水平面上，质量为m=2kg的另一物体B以水平速度滑上原来静止的长木板A的表面，由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化情况如图所示，下列说法正确的是 A.A、B间的动摩擦因数为0.2 B.系统损失的机械能为4J C.木板A的最小长度为1.5m D.木板获得的动能为1J 3、将圆柱形强磁铁吸在干电池的负极，强磁铁的S极朝上N极朝下，金属导线折成上端有一支点，下端开口的导线框，使导线框的顶端支点和底端分别与电源的正极和磁铁都接触良好但不固定，这样整个线框就可以绕电池旋转起来．下列判断正确的是（ ） A.线框能旋转起来，是因为惯性 B.导线框将上下振动 C.电池输出的电功率等于线框旋转的机械功率 D.俯视观察，线框沿逆时针方向旋转 4、在如图示电路中，电源电动势为E、内阻为r，L1、L2、L3均为小灯泡，P为滑动变阻器的滑动触头，开关S1、S2闭合。则 A.向右滑动触头P，小灯泡L2变亮 B.向右滑动触头P，小灯泡L3变亮 C.若只断开S2，小灯泡L1变暗 D.若只断开S2，小灯泡L2变亮 5、在如图甲所示的电路中，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B竖直向下，螺线管匝数匝，横截面积螺线管导线电阻，，，在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化．则下列说法中正确的是　　 A.闭合S，电路中的电流稳定后电容器下极板带负电 B.螺线管中产生的感应电动势为1V C.闭合S，电路中的电流稳定后，电阻的电功率为 D.闭合S，电路中的电流稳定后，再断开S，流经的电荷量为 6、图甲和图乙是演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈，A1、A2、A3是三个完全相同的灯泡．实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同．下列说法正确的是( 　) A.图甲中，A1与L1的电阻值相同 B.图甲中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流 C.图乙中，变阻器R与L2的电阻值相同 D.图乙中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等 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、关于匀速圆周运动的向心力，下列说法正确的是 A.向心力是使物体做圆周运动的力，是根据力的作用效果命名的 B.向心力可以是多个力的合力，也可以是其中一个力或一个力的分力 C.对稳定的圆周运动，向心力是一个恒力 D.向心力的效果是改变质点的线速度大小 8、如图所示，直线Oac为某一直流电源的总功率P随电流I变化的图线，虚线Obc为这个电源内部热功率随电流I变化的Pr图线，由图可知( ) A.电源电动势为3 V B.电源内阻为2Ω C.当I=2A时,电源输出功率为6W D.当I=2A时,电源内部热功率为4 W 9、如图所示的空间存在水平向右的匀强电场E和垂直纸面向外的匀强磁场B，质量为m，带电荷量为+q的小环套在粗糙且足够长的竖直绝缘杆上，由静止开始（　　） A.小球的加速度不断减小，直至为零 B.小球的加速度先增大后减小，直至为零 C.小球的速度先增大后减小，直至某一值 D.小球的动能不断增大,直至某一最大值 10、如图所示，带电小球a由绝缘细线PM和PN悬挂而处于静止状态，其中PM水平，地面上固定一绝缘且内壁光滑的圆弧细管道GH，圆心P与a球位置重合，管道底端H与水平地面相切，一质量为m可视为质点的带电小球b从G端口由静止释放，当小球b运动到H端时对管道壁恰好无弹力，重力加速度为g。在小球b由G滑到H过程中，下列说法中正确的是（） A.小球b机械能保持不变 B.小球b所受库仑力大小始终为2mg C.细线PM的拉力先增大后减小 D.小球b加速度大小一直变大 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）为了描绘小灯泡的伏安特性曲线，某同学设计了如下的实验电路，已知小灯泡的规格为“12 V， 5 W” （1）闭合电键前，应将电路图中的滑动变阻器的滑片移到______（填“a”或“b”）端．根据连接好的实物图，调节滑动变阻器，记录多组电压表和电流表的读数，作出的图线如图甲中实线所示，由图线分析可知，小灯泡的电阻随温度的升高而______（填“增大”或“减小”）．若某次电流表的示数如图乙所示，则此时小灯泡的功率为____W（保留两位有效数字） （2）若图像中的虚线Ⅰ或Ⅱ表示小灯泡真实的伏安特性曲线，与实验中得到的实线相比，虚线_____（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）才是其真实的伏安特性曲线 12．（12分）右图电路中，滑动变阻器的滑片向上移动过程中，A、B两个小灯泡的亮度变化情况是A灯___________，B灯___________。（填“变亮”、“变暗”、“不变”） 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，圆半径R=2cm，O为圆心，AE为直径．圆上有两点D和F，已知∠EOD= 60º，∠FAE = 30º， C为圆弧ACE的中点．圆形区域内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，现有一重力不计、比荷的正电荷，以v1=2×104m/s的速度从A点沿AO方向射入磁场，经过磁场后从C点射出.（结果中可保留根号）求： （1）磁感应强度B的大小； （2）若粒子射入磁场时速度大小可改变，现要求粒子经过磁场后从D点射出，求粒子进入磁场的速度v2的大小； （3）若粒子的入射速度可改变，现沿AF方向从A点射入磁场，粒子恰从E点射出，求粒子在磁场中的运动时间. 14．（16分）在高能物理研究中，粒子加速器起着重要作用，而早期的加速器只能使带电粒子在高压电场中加速一次，因而粒子所能达到的能量受到高压技术的限制。1930年，提出了回旋加速器的理论，他设想用磁场使带电粒子沿圆弧形轨道旋转，多次反复地通过高频加速电场，直至达到高能量。图17甲为设计的回旋加速器的示意图。它由两个铝制型金属扁盒组成，两个形盒正中间开有一条狭缝；两个型盒处在匀强磁场中并接有高频交变电压。图17乙为俯视图，在型盒上半面中心处有一正离子源，它发出的正离子，经狭缝电压加速后，进入型盒中。在磁场力的作用下运动半周，再经狭缝电压加速；为保证粒子每次经过狭缝都被加速，应设法使变电压的周期与粒子在狭缝及磁场中运动的周期一致。如此周而复始，最后到达型盒的边缘，获得最大速度后被束流提取装置提取出。已知正离子的电荷量为，质量为，加速时电极间电压大小恒为，磁场的磁感应强度为，型盒的半径为，狭缝之间的距离为。设正离子从离子源出发时的初速度为零。 （1）试计算上述正离子从离子源出发被第一次加速后进入下半盒中运动的轨道半径； （2）尽管粒子在狭缝中每次加速时间很短但也不可忽略。试计算上述正离子在某次加速过程当中从离开离子源到被第次加速结束时所经历的时间； （3）不考虑相对论效应，试分析要提高某一离子被半径为的回旋加速器加速后的最大动能可采用的措施。 15．（12分）如图所示,位于平面直角坐标系内的水平正对的平行金属板的长度为L,板间距离也为L,金属板之间存在匀强电场,金属板厚度忽略不计，第一象限内边长也为L的正方形区域ABCD为无场区．在平行金属板和正方形区域的外侧存在范围足够大的匀强磁场,磁场的方向垂直XY平面向里．一个质量为m、电荷量为q的带正电的粒子沿两平行金属板的中线OO'射入电场,初速度为v,粒子恰好从下极板的右端A点离开电场．已知带电粒子进入磁场后能通过B点(粒子只在AB下方偏转),不计粒子重力 （1）求粒子第一次进入磁场时速度的大小和方向； （2）求匀强磁场的磁感应强度大小； （3）若仅将匀强磁场的磁感强度变为原来的两倍,求粒子从离开电场到回到电场所用的时间 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】设圆的半径为r;（1）磁感应强度为B1时，从P点射入的粒子与磁场边界的最远交点为M，最远的点是轨迹上直径与磁场边界的交点，，如图所示； 所以粒子做圆周运动的半径R为： 磁感应强度为B2时，从P点射入的粒子与磁场边界的最远交点为N，最远的点是轨迹上直径与磁场边界圆的交点，,如图所示；所以粒子做圆周运动的半径为：;带电粒子做圆周运动的半径为，由于v，m，q相等，则得：，故选C 考点：带电粒子扎起匀强磁场中得运动 【名师点睛】此题是带电粒子在磁场中得运动问题；解题时关键是分析粒子做圆周运动临界圆状态，结合几何关系找到粒子做圆周运动的半径，然后结合半径表达式求解磁感应强度的关系 2、D 【解析】根据斜率求出B的加速度大小，根据牛顿第二定律求出动摩擦因数，由图能读出木板获得的速度，根据动量守恒定律求出木板A的质量，从而求解木板获得的动能，根据A和B的初、末机械能来求解系统损失的机械能，根据“面积”之差求出木板A的长度； 【详解】A．由图示图象可知，B的加速度：，负号表示加速度的方向，由牛顿第二定律得：，代入解得，，故A错误； BD．由图示图象可知，木板获得速度为，A、B组成的系统动量守恒，以B的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：，解得木板A的质量为，木板获得的动能为： 系统损失的机械能为，故B错误，D正确； C．由图得到：内B位移为 A的位移为，木板A的最小长度为，故C错误 【点睛】本题属于木块在木板上滑动类型，既考查读图能力，也考查运用牛顿第二定律、功能关系处理复杂力学问题的能力 3、D 【解析】根据左手定则判断线框的转动方向，根据能量守恒定律判断电流的大小 【详解】小磁铁产生的磁场方向为线框的下端A向下流向磁铁，对线框的下端平台侧面分析，扁圆柱形磁铁上端为S极，下端为N极，周围磁感线由上往下斜穿入线框内部，在垂直于纸面向外的径向上，磁感应线有垂直于纸面向里的分量，在此径向上的负电荷由下往上运动，由左手定则知：此负电荷受到垂直于径向沿纸面向右的洛伦兹力，即在径向的左垂线方向；同理，其他任一径向上的电荷均受到左垂线方向的洛伦兹力（中心原点除外），所以，由上往下看（俯视），线框沿逆时针转动，所以该装置的原理是电流在磁场中的受力，不是惯性．故AB错误，D正确；因为电源输出的电功率一部分转化为内能，另一部分转化为动能，所以电池输出的电功率大于线框旋转的机械功率．故C错误．故选D 4、B 【解析】AB.在S2处于闭合状态下，向右滑动触头P，总电阻增大，总电流减小，内电压和L2