江苏省南京市2022年物理高二上期末预测试题含解析

2022-2023学年高二上物理期末模拟试卷 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 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、在如图所示的电路中，a、b、c为三盏完全相同的灯泡，L是自感线圈，直流电阻为RL，则下列说法正确的是（　　） A.合上开关后，b、c先亮，a后亮 B.断开开关时，N点电势低于M点 C.断开开关后，b、c同时熄灭，a缓慢熄灭 D.断开开关后，c马上熄灭，b闪一下后缓慢熄灭 2、如图所示，空间中存在沿x轴静电场，以无穷远处为电势的零点，其电势φ沿x轴的分布如图所示，x1、x2、x3、x4是x轴上的四个点，质量为m、电量为+q的带正电的粒子(不计重力)，以初速度v0从O点沿x轴正方向进入电场，在粒子沿x轴运动的过程中，下列说法正确的是 A.粒子在x2点的速度为零 B.从x1到x3点的过程中，粒子的电势能先减小后增大 C.若粒子能到达x4处，则v0的大小至少应为 D.若v0＝，则粒子在运动过程中的最大动能为3qφ0 3、质量为m、长为L的直导体棒放置于光滑圆弧轨道上，整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，直导体棒中通有恒定电流，平衡时导体棒与圆弧圆心的连线与竖直方向成角，其截面图如图所示．，．则下列关于导体棒中电流的分析正确的是 A.导体棒中电流垂直纸面向里，大小为 B.导体棒中电流垂直纸面向里，大小为 C.导体林中电流垂直纸面向外，大小为 D.导体称中电流垂直纸面向外，小为 4、以下关于电场线的说法，正确的是 A.电场线是电荷移动的轨迹 B.电场线是实际存在的曲线 C.电场线是闭合的曲线 D.电场线是起始于正电荷，终止于负电荷 5、质谱仪又称质谱计，是分离和检测不同同位素的仪器。某质谱仪的原理图如图所示，速度选择器中匀强电场的电场强度大小为E，匀强磁场的磁感应强度大小为B1，偏转磁场（匀强磁场）的磁感应强度大小为B2。一电荷量为q的粒子在加速电场中由静止加速后进入速度选择器，恰好能从速度选择器进入偏转磁场做半径为R的匀速圆周运动。粒子重力不计，空气阻力不计。该粒子的质量为（ ） A. B. C. D. 6、如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L，质量为m的直导体棒。在导体棒中的电流I垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，下列外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向正确是（　　） A.，方向垂直斜面向上 B.，方向垂直斜面向下 C，方向垂直斜面向下 D.，方向垂直斜面向上 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、下列叙述正确的是(　　) A.扩散现象说明了分子在不停地做无规则运动 B.布朗运动就是液体分子的运动 C.物体的温度越高,分子运动越激烈,每个分子的动能都一定越大 D.两个铅块压紧后能连在一起,说明分子间有引力 8、下列四副图中，闭合线圈能产生感应电流的是（） A. B. C. D. 9、如图所示，两个互相接触的导体A和B不带电，现将带正电的导体C靠近A端放置，三者均有绝缘支架，下列说法正确的是（ ） A.导体A左端感应出负电荷，导体B的右端感应出等量的正电荷 B.导体A的左端感应出负电荷，导体B的右端感应出正电荷，但正、负电荷不一定等量 C.若先将A、B分开，再移走C，则A带负电，B带正电 D.若先将C移走，再把A、B分开，则A带负电，B带正电 10、如图所示，质量为m的环带+q电荷，套在足够长的绝缘杆上，动摩擦因数为µ，杆处于正交的匀强电场和匀强磁场中，杆与水平电场夹角为θ，若环能从静止开始下滑，则以下说法正确的是( ) A.环在下滑过程中，加速度不断减小，最后为零 B.环在下滑过程中，加速度先增大后减小，最后为零 C.环在下滑过程中，速度不断增大，最后匀速 D.环在下滑过程中，速度先增大后减小，最后为零 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）某实验小组的同学在用多用电表测量一阻值为几百欧姆的电阻 （1）将以下的操作中正确的选出并进行正确的排序，将序号填在横线上______ A．将两表笔直接短接，调节欧姆调零旋钮，使表盘的指针指在最右端的零刻度线处，将两表笔断开 B．将两表笔与待测电阻的两端良好接触，读出欧姆表的读数即待测电阻的阻值，将两表笔断开 C．将选择开关旋至欧姆表“×100”挡位 D．将选择开关旋至欧姆表“×10”挡位 E．将选择开关旋至“OFF”挡位，并将红、黑表笔从插孔中拔出 （2）图中表盘的读数为______ 12．（12分）某同学在测定金属圆柱体电阻率时需要先测量其尺寸，他分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图 (a)和如图 (b)所示，长度为________cm，直径为________mm。 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，N=50匝的矩形线圈abcd，ab边长L1=20cm，ad边长L2=25cm，放在磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO'轴以角速度ω=100π rad/s匀速转动，线圈电阻r=1Ω，外电路电阻R=9Ω，t=0时线圈平面与磁感线平行，ab边正转出纸外、cd边转入纸里．求： （1）感应电动势的最大值和瞬时值表达式； （2）线圈转动一圈过程中整个电路产生的热量； （3）从图示位置转过90°的过程中流过电阻R的电荷量 14．（16分）如图所示，圆形区域存在磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场，一电荷量为q，质量为m的粒子沿平行于直径AC的方向射入磁场，射入点到直径AC的距离为磁场区域半径的一半，粒子从D点射出磁场时的速率为v，不计粒子的重力.求 （1）粒子在磁场中加速度的大小； （2）粒子在磁场中运动的时间； （3）圆形区域中匀强磁场的半径。 15．（12分）导轨式电磁炮是利用磁场对电流的作用力，把电能转变成机械能的发射装置。如图为一电磁炮模型，把两根长为S0=100m，互相平行的铜制轨道放在垂直于轨道平面的磁场中，磁感应强度B=2.0×10-5T；质量m=2.0g的弹体（包括金属杆PQ的质量）静止在轨道之间的宽L=2m的金属架上，通电后通过弹体的电流I=10A，弹体在运动过程中所受的阻力f恒为4.0×10-5N，求： (1)弹体最终以多大的速度v离开轨道？ (2)求弹体在S=25m处安培力的瞬时功率P？ 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、A 【解析】开关S闭合瞬间，因线圈L的电流增大，磁通量增大，产生自感电动势，根据楞次定律可知，自感电动势阻碍电流的增大，通过a灯的电流逐渐增大，所以b、c先亮，a后亮，故A正确；合上开关一会儿后，因线圈中电流逐渐稳定；断开开关S的瞬间，由电感的特性可知：L和a、b组成的回路中有电流，电流的方向与L中原来电流的方向相同，方向为：L→N→b→M→a→L，可知N点电势高于M点．故B错误；合上开关一会儿后，因线圈有电阻，则当电路中电流稳定时， a的电流小于b；断开开关S的瞬间，由电感的特性可知：L和a、b组成的回路中有电流，导致a、b一起缓慢熄灭；而c没有电流，马上熄灭．由于原来a的电流小于b，开关断开的瞬间，通过a、b和线圈回路的电流从a灯原来的电流减小，所以两灯都不会闪亮，故C错误，D错误；故选A 【点睛】本题考查了电感线圈对电流的阻碍作用，特别是开关闭合、断开瞬间的判断，要根据灯泡中电流有无增大，分析是否存在闪亮现象 2、C 【解析】根据粒子在电场中只受电场力作用，则电势能和动能之和守恒，从而分析选项AD；正电荷在高电势点电势能较大，分析粒子电势能的变化；若粒子能运动到x1处，初速度v0最小，根据动能定理求解最小初速度；若v0为，当带电粒子运动到x3处时，电场力做正功最大，粒子的速度最大，根据动能定理求解最大速度 【详解】带负电的粒子从原点到x2电势能的变化为零，电场力的功为零，可知粒子在x2点的速度仍为v0，选项A错误；从x1到x3点的过程中，电势一直降低，可知带正电的粒子的电势能一直减小，选项B错误；x1处的电势最大，正粒子的电势能最大，动能最小，若粒子能运动恰好运动到x1处，就能运动到x4处．若粒子能运动恰好运动到x1处，初速度v0最小，根据动能定理得-qφ0=0-mv02，得．所以若小球能运动到x4处，则初速度v0至少为．故C正确．当带电粒子运动到x3处时，电场力做正功最大，粒子的速度最大，根据动能定理得qφ0=Ek-mv02，得最大动能为2qφ0．故D错误．故选C 【点睛】本题一要抓住Φ-x图象的斜率等于电场强度，分析电场力变化情况，由电势与电势能的变化，判断电势能的变化．根据电场力做功情况，分析粒子运动到什么位置速度最大，由动能定理求解最大速度 3、A 【解析】对导体棒受力分析，受重力、支持力和电场力，根据左手定则判断电流方向，根据平衡条件求解安培力，根据安培力公式FA=BIL求解电流 【详解】对导体棒受力分析，受重力、支持力和电场力，如图所示： 安培力向右，根据左手定则，电流向里；根据平衡条件，有：FA=mgtan53°=mg，故电流：，故选A 4、D 【解析】A.电荷移动轨迹由初速度和受力决定，不一定沿电场线，故选项A不符合题意； BCD.为了形象的描述电场强弱和方向引入了电场线的概念，电场线是假想的线，不是真实存在的线，电场线不闭合不相交，其方向规定为：从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷，故选项D符合题意，B、C不符合题意 5、A 【解析】在速度选择器中做匀速直线运动的粒子能进入偏转磁场，由平衡条件得： qvB1=qE 粒子速度： 粒子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得： 解得： A．，与结论相符，选项A正确； B．，与结论不相符，选项B错误； C．，与结论不相符，选项C错误； D．，与结论不相符，选项D错误； 故选A。 6、A 【解析】AD．对通电导线受力分析，重力竖直向下，斜面的支持力垂直于斜面向上，如果磁场的方向垂直斜面向上，则根据左手定则，可知此时导线所受安培力方向沿着斜面向上，此时导体棒可以静止在斜面上，即 所以A正确，D错误； BC．如果磁场的方向垂直斜面向下，则根据左手定则，可知此时导线所受安培力方向沿着斜面向下，此时导体棒不可以静止在斜面上，所以BC错误。 故选A。 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、AD 【解析】扩散现象说明了分子在不停地做无规则运动，选项A正确；布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的的无规则运动，是液体分子无规则运动的表现，选项B错误；物体的温度越高，分子运动越激烈，分子的平均动能变大，但非每个分子的动能都一定越大，选项C错误；两个铅块压紧后能连在一起，说明分子间有引力，选项D正确；故选AD. 8、AD 【解析】A．该图中线圈转动时，穿过线圈的磁通量发生变化，会产生感应电流，选项A正确；