山西省朔州市怀仁第一中学2022-2023学年高二物理第一学期期末教学质量检测模拟试题含解析

2022-2023学年高二上物理期末模拟试卷 注意事项 1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回． 2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置． 3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符． 4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效． 5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗． 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、回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场使粒子在通过狭缝时得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示．则下列说法中正确的是 A.粒子从磁场中获得能量 B.要增大带电粒子射出时的动能，可以增大狭缝间的交变电压 C.要增大带电粒子射出时的动能，可以增大D形金属盒的半径 D.不改变交流电的频率和磁感应强度B，加速质子的回旋加速器也可以用来加速α粒子（质量约为质子的4倍，电荷量为质子的2倍） 2、如图所示，相距为d两平行直金属导轨PQ、MN水平放置，电阻R接在导轨的P端和M端之间，长为2d的导体棒ab放在导轨PQ、MN上，整个装置处于垂直于导轨平面、强度为B的匀强磁场中。使导体棒ab以水平速度v向右匀速运动时，回路中产生的感应电流为I。回路中产生的感应电动势E和导体棒ab受到的安培力F分别为 A.E=Bdv，F=BId B.E=Bdv，F=2BId C.E=2Bdv，F=BId D.E=2Bdv，F=2BId 3、如图所示，某空间存在正交的匀强磁场和匀强电场，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里，一个带电小球从a点进入场区并刚好能沿ab直线斜向上做匀速运动，下面说法正确的是（ ） A.小球一定带正电 B.a点的电势高于b点的电势 C.运动过程中小球电势能增加 D.运动过程中小球机械能增加 4、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. 5、在足球比赛中，足球以5m/s的速度飞来，运动员把足球以10m/s的速度反向踢回，踢球时，脚与球的接触时间为0.2s，则足球的加速度大小是（　　） A.25m/s2 B.50m/s2 C.75m/s2 D.100m/s2 6、甲、乙两个质点间的万有引力大小为F，若甲物体的质量不变，乙物体的质量增加到原来的2倍，同时它们之间的距离减为原来的一半，则甲、乙两物体间的万有引力大小将变为(　　) A.8F B.4F C.F D. 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，在x轴上方有垂直于纸面向外的匀强磁场，两带正电且电量相同；质量分别为m1、m2的粒子A和B以相同的速率从O点与x轴正方向成60°角垂直射入磁场，发现粒子A从a点射出磁场，粒子B从b点射出磁场．若另一与A、B带电量相同而质量不同的粒子C以相同速率从O点与x轴正方向成30°角射入x轴上方时，发现它从ab的中点c射出磁场，则下列说法中正确的是(不计所有粒子重力)( ) A.粒子B在磁场中的运动时间比粒子A在磁场中的运动时间长 B.粒子A、B在磁场中的运动时间相同 C.可以求出粒子C的质量 D.粒子C在磁场中做圆周运动的半径一定比粒子B做圆周运动的半径小 8、一额定功率为9 W、额定电压为9 V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＝4 Ω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0.49 V时，电动机不转、灯泡不亮，电流表示数为0.1 A；当AB间接电压15 V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1 Ω B灯泡正常发光时电流表示数1 A C.灯泡正常发光时电动机输出的机械功率4.25 W D.电路正常工作时电动机突然被卡住时,电流表读数将1.5A 9、如图所示的直流电路中，电源电动势为E，内阻为r，外电路中，电阻R1=r，滑动变阻器的全部电阻为R2=2r，滑动片从a端向b端滑动过程中，哪种说法正确 A.电源消耗的总功率逐渐增大 B.电源内部的热功率逐渐增大 C.电源的输出功率逐渐减小 D.R2上得到的功率逐渐减小 10、如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图像，下列结论正确的是（　　） A.电源的电动势为6.0 V B.电源的内阻为12 Ω C.电源的短路电流为0.6 A D.电流为0.2 A时的外电路的电阻是28Ω 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）如图所示，竖直放置的长直导线通以恒定电流，有一矩形线框与导线处于同一平面内，让线框向右平动，线圈产生感应电流的方向是_____ 12．（12分）下图为一多用电表示意图，其中P、K、T为三个可调节的部件．现用这一电表测量一个大约是2 kΩ～4 kΩ的定值电阻，部分操作步骤如下： （1）调节可调部件_______，使电表指针指向最左端刻度线上 （2）调节可调部件_______，使它的尖端指向Ω（欧姆）挡×100 Ω位置 （3）将红黑表笔分别插入正、负插孔中，笔尖相互接触，调节可调部件_______，使电表指针指向最右侧刻度线处 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，在直角坐标系xOy中，板间距离为d的正对金属板M、N上有两个小孔S、K，S、K均在y轴（竖直）上。在以原点O为圆心、以R为半径的圆形区域内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，圆O与M板相切于S、与x负半轴相交于C点。小孔K处的灯丝不断地逸出质量为m、电荷量为e的电子（初速度和重力均不计），电子在两板间的电场作用下沿y轴正方向运动。当M、N间的电压为时，从小孔K逸出的电子恰好通过C点。 （1）求电子到达小孔S处时的速度大小； （2）求磁场的磁感应强度大小B； （3）若M、N间的电压增大为，求从小孔K逸出的电子离开磁场时的位置D（图中未画）的坐标。 14．（16分）如图为远距离输电过程的示意图．已知某个小型发电机的输出功率为90kW，发电机的电压为250V，通过升压变压器升高电压后向远处输电，输电线总电阻为5Ω，在用户端用一降压变压器把电压降为220V，要求在输电线上损失的功率控制为2kW（即用户得到的功率为88kW），求： （1）降压变压器输出的电流和输电线上通过的电流 （2）输电线上损失电压和升压变压器输出的电压 （3）两个变压器各自的匝数比 15．（12分）宇宙中存在一些离其他恒星较远的三星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用，三星质量也相同．现已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星做囿周运动，如图甲所示；另一种是三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的囿形轨道运行，如图乙所示．设这三个星体的质量均为 m，且两种系统中各星间的距离已在图甲、图乙中标出，引力常量为 G，则: （1）直线三星系统中星体做囿周运动的周期为多少? （2）三角形三星系统中每颗星做囿周运动的角速度为多少? 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】A项：由于洛伦兹力对粒子不做功，所以粒子磁场中运动时动能不变，粒子在电场中加速获得能量，故A错误； B、C项：粒子的最大动能为当粒子的半径达到D型盒的半径，由公式所以最大动能为，即粒子的最大动能与加速电压无关，与D型盒的半径有关，故B错误，C正确； D项：为了使粒子进入电场就能加速，所以交变电流的周期与粒子做圆周运动的周期相同，由周期公式可知，由于质子和粒子的比荷不同，所以周期不同，故D错误 故选C 2、B 【解析】磁感线与导体棒垂直，那么导体切割磁感线的有效长度与速度垂直，所以回路中产生的感应电动势： 磁感线与导体棒垂直，导体棒受到安培力的有效长度为电流流过的长度： B正确，ACD错误。 故选B。 3、D 【解析】对带电粒子进行受力分析，受到竖直向下的重力，水平向左的电场力和垂直于虚线向右上的洛伦兹力，由于带电粒子做直线运动，可判断粒子合外力为零，再根据各力的做功情况，即可解题 【详解】根据做直线运动的条件可知受到竖直向下的重力，水平向左的电场力和垂直于虚线向右上的洛伦兹力，如图所示： 由于带电粒子做直线运动，可判断粒子合外力为零，所以小球一定带负电，且做匀速直线运动，故A错误；沿场强方向电势逐渐降低，所以b点的电势高于a点的电势，故B错误；由于电场力向左，对小球做正功，电势能减小，故C错误；由能量守恒可知，电势能减小，机械能一定增加，故D正确．所以D正确，ABC错误 【点睛】带电粒子在重力场、电场、磁场的复合场中，只要是做直线运动，一定是匀速直线运动（v与B不平行）．若速度是变的，洛伦兹力会变，合力就是变的，合力与速度不在一条直线上，带电体就会做曲线运动 4、D 【解析】导体棒都在磁场中，故安培力为 故D正确； 故选D。 5、C 【解析】取飞来时速度方向为正方向，末速度为-10m/s，所以加速度 6、A 【解析】根据万有引力定律可知，若甲物体的质量m1不变，乙物体的质量m2增加到原来的2倍，同时它们之间的距离r减为原来的一半，则甲、乙两物体间的万有引力大小为，故A正确，BCD错误 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】AB．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，粒子的入射速度方向、出射速度方向与边界夹角相等，则知A、B两个粒子速度的偏向角均为120°，轨迹对应的圆心角也为120°．设轨迹的圆心角为θ，则粒子在磁场中运动的时间，由图知，B粒子的轨迹半径较大，而θ与v相等，所以B粒子在磁场中的运动时间比A粒子在磁场中的运动时间长，故A正确。 C．设C粒子的质量为m3．Oa=L，ab=d。 粒子做匀速圆周运动，轨迹如图： 故质量为m1、m2、m3的粒子轨道半径分别为： 故： （R1+R2）=2R3 粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，故： 联立以上几式解得： 故C正确。 D．由上知，C粒子在磁场中作圆周运动的半径可能比B粒子作圆周运动的半径大，故D错误。 故选AC。 8、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，