衡水中学2022年物理高二第一学期期末综合测试模拟试题含解析

2022-2023学年高二上物理期末模拟试卷 注意事项： 1． 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，水平放置的绝缘桌面上有一个金属圆环，圆心的正上方一定高度处有一个竖直的条形磁铁。把条形磁铁水平向右移动时，金属圆环始终保持静止。下列说法不正确的是（） A.金属圆环相对桌面有向右的运动趋势 B.金属圆环对桌面的压力小于其自身重力 C.金属圆环有扩张的趋势 D.金属圆环受到水平向右的摩擦力 2、图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示．一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是(　　) A.向上 B.向下 C.向左 D.向右 3、如右图所示，电源电动势约为4V，因线路故障，按通K时，灯L1和L2均不亮，用电压表测得Uab=0，Ubc=0，Ucd=4V。由此可知开路处为（　　） A.灯L1 B.灯L2 C.变阻器 D.不能确定 4、如图所示，在 x 轴上方存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为 B，x 轴下方存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为，两磁场右边界均足够宽．一带负电的粒子质量为m，电荷量为 q，从原点O与x轴成 30°角斜向上射入磁场，且在 x 轴上方磁场中的运动半径为R，下列说法正确的是 A.粒子经偏转一定能回到原点O B.粒子完成一次周期性运动的时间为 C.粒子在 x 轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为 2:1 D.粒子从原点出发后到第二次穿过x轴时，沿x轴前进2R 5、一根通电直导线垂直放在匀强磁场中，关于它受到的安培力，下列说法正确的是（） A.安培力方向与磁场方向相同 B.安培力的大小与磁场强度大小有关 C.安培力方向与电流方向相同 D.安培力的大小与电流大小无关 6、有关电场和磁场，下列说法正确的是（ ）. A.带电粒子在电场和磁场中都一定会受到力的作用 B.电场和磁场都可用假想的闭合曲线进行形象的描述 C.电场和磁场在本质上属于同一种基本相互作用 D.电场和磁场不是客观存在的物质 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，电流表A1（0~3A）和A2（0~0.6A）是由两个相同的电流表改装而成，现将这两个电流表并联后接入电路中，闭合开关S，调节滑动变阻器，下列说法中正确的是（　　） A.A1、A2的读数之比为1∶1 B.A1、A2的读数之比为5∶1 C.A1、A2的指针偏转角度之比为1∶1 D.A1、A2的指针偏转角度之比为1∶5 8、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 9、在下列图象中，可以表示物体做匀速直线运动的是（） A. B. C. D. 10、如图所示，线圈固定不动，将磁铁从线圈上方插入或拔出的瞬间，线圈和电流表构成的闭合回路中产生的感应电流方向，正确的是　　 A. B. C D. 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）某同学做描绘小灯泡的伏安特性曲线实验，实验中用的小灯泡上标有“4V，2W”的字样，实验室还有下列器材供选用： A.电池组(电动势为6V，内阻约为2Ω) B.电压表(0~5V，内阻约为10kΩ) C.电压表(0~15V，内阻约为20kΩ) D.电流表(0~300mA，内阻约为1Ω) E.电流表(0~600mA，内阻约为0.4Ω) F.滑动变阻器(10Ω，2A) G.电键、导线若干 ①实验中所用电压表应选用__________，电流表应选用__________；(填写器材前的字母) ②实验时要求尽量减小实验误差，测量电压从零开始变化，则甲、乙、丙、丁四个电路图中符合要求的电路图是___________图 ③某同学根据实验得到的数据画出了该小灯泡的伏安特性曲线(如右图所示)若改用电动势为3.0V，内阻为2Ω的电源给该小灯泡供电，则该小灯泡的实际功率是___________(结果保留两位有效数字) 12．（12分）在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻”的实验中备有如下器材： A．干电池1节 B．滑动变阻器（0～20 Ω） C．滑动变阻器（0～1 kΩ） D．电压表（0～3 V，内阻约为20 kΩ） E．电流表（0～0.6 A，内阻RA＝0.2 Ω） F．电流表（0～3 A，内阻约为0.01 Ω） G．开关、导线若干 ①为减小实验误差和方便操作，选择图甲所示电路进行实验，其中滑动变阻器应选________，电流表应选_____。（填写器材前的序号） ②某同学根据实验测得的电压表示数U和电流表示数I，画出U－I图像如图乙所示，由图像可得电池的电动势为______V，内电阻为______Ω。 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）轻质细线吊着一边长为L＝0.8 m、匝数n＝10的正方形线圈，总电阻为r＝1 Ω.边长为的正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧，如图甲所示，磁场方向垂直纸面向里，大小随时间变化关系为：B=1+0.5t（如图乙所示），2s时细线开始松弛，取g＝10 m/s2.求： （1）刚开始时线圈产生的电动势E大小及电流方向； （2）2s内通过线圈的电荷量q； （3）线圈质量m 14．（16分）如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图。电动机内电阻r＝0.8Ω，电路中另一电阻R＝10Ω，直流电压U＝160V，电压表示数UV＝110V。试求： （1）通过电动机的电流； （2）输入电动机的电功率； （3）若电动机以v＝1m/s匀速竖直向上提升重物，求该重物质量。（g取10m/s2） 15．（12分）如图所示，质量分别为m和2m的小球1和小球2用一根轻质弹簧连接起来，放在光滑的水平面上，初始时弹簧处于原长且两小球均处于静止状态。现给小球1向右的瞬时冲量I，则在以后的运动中（水平面足够长，弹簧始终处于弹性形变范围内），求： (1)弹簧弹性势能的最大值； (2)小球2的最大速度。 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、D 【解析】当条形磁铁沿轴线竖直向右移动时，闭合导体环内的磁通量减小，由“增缩减扩”可知，线圈做出的反应是面积有扩大的趋势，根据“来去拒留”可知，磁铁，金属圆环间相互吸引，则圆环对桌面的压力小于其自身重力，且圆环相对桌面有向右的运动趋势，则金属圆环受到水平向左的摩擦力，故ABC错误，D正确； 故选D。 2、B 【解析】带电粒子在磁场中受洛伦兹力，磁场为4根长直导线在O点产生的合磁场，根据右手定则，a在O点产生的磁场方向为水平向左，b在O点产生磁场方向为竖直向上，c在O点产生的磁场方向为水平向左，d在O点产生的磁场方向竖直向下，所以合场方向水平向左．根据左手定则，带正电粒子在合磁场中洛伦兹力方向向下．故选B 考点：洛伦兹力方向判定（左手定则）和直导线周围磁场的判定（右手螺旋定则） 3、C 【解析】由于Ucd=4V，说明c与电源正极相通，灯L1、灯L2正常，而电压都加在变阻器上，说明电阻器开路，电流无法通过。 故选C。 4、B 【解析】根据左手定则判断可知，粒子在第一象限沿顺时针方向旋转，而在第四象限沿逆时针方向旋转，故不可能回到原点0．故A错误．因第四象限中磁感应强度为第一象限中的一半；故第四象限中的半径为第一象限中半径的2倍；如图所示；由几何关系可知，负电荷在第一象限轨迹所对应的圆心角为60°，在第四象限轨迹所对应的圆心角也为60°，粒子圆周运动的周期为T=，保持不变，在一个周期内，粒子在第一象限运动的时间为：t1=；同理，在第四象限运动的时间为；完在成一次周期性运动的时间为T′=t1+t2=．故B正确．由r=，知粒子圆周运动的半径与B成反比，则粒子在x轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为1：2．故C错误．根据几何知识得：粒子第二次射入x轴上方磁场时，沿x轴前进距离为x=R+2R=3R．故D错误．故选B 5、B 【解析】根据“一根通电直导线垂直放在匀强磁场”可知，考查了安培力的大小的计算以及反向的判断．磁场对通电导线的作用力叫做安培力，根据左手定则判断安培力方向情况，根据公式F＝BIL判断安培力的大小情况 【详解】AC、根据左手定则，安培力的方向与磁场方向、电流的方向都垂直，故AC错误 BD、安培力大小为F＝BIL（I与B垂直时），故B正确，D错误 6、C 【解析】A、处在电场中的电荷一定受到电场力，但在磁场中运动的电荷不一定有磁场力存在，当运动方向与磁场方向平行时，没有磁场力作用，故A错误； B、磁感线是闭合的曲线，电场线从正电荷出发，到负电荷终止，不是闭合曲线，故B错误； C、磁现象的本质是运动电荷的相互作用，和电场在本质上属于同一种基本相互作用，故C正确； D、电场和磁场都是一种客观存在的物质，故D错误； 故选C 考点：磁现象和磁场；电场 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、BC 【解析】AB．量程不同的电流表读数不同，电流表A1的量程为3 A，A2的量程为0.6 A，当偏转角相同时，A1、A2的读数之比为5∶1，A错误，B正确； CD．图中的A1、A2并联，表头的电压相等，电流相等，指针偏转的角度相同，所以A1、A2的指针偏转角度之比为1∶1，C正确，D错误。 故选BC。 8、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。 9、AD 【解析】A中速度随时间没有发生变化，所以是匀速直线运动，故A正确；B中速度随时间在增加，所以不是匀速运动，故B错误；C中物体位置没有发生过变化，处于静止状态，故C错误；在s-t图像中斜率代表速度，而D中斜率没有发生变化，所以是匀速直线状态，故D正确；故选AD 10、CD 【解析】（1）当磁铁N极向下运动时，线圈的磁通量变大，由增反减同可知，则感应磁场与原磁场方向相反．再根据安培定则，可判定感应电流的方向：沿线圈盘旋而上．故A错误； （2）当磁铁S极向上运动时，线圈的磁通量变小，由增反减同可知，则感应磁场与原磁场方向相同．再根据安培定则，可判定感应电流的方向：沿线圈盘旋而上，故B错误； （3）当磁铁S极向下运动时，线圈的磁通量变大，由增反减同可知，则感应磁场与原磁场方向相反．再根据安培定则，可判定感应电流的方向：沿线圈盘旋而下．故C正确； （4）当磁铁N极向上运动时，线圈的磁通量变