陕西省汉滨区2022-2023学年高二物理第一学期期末监测模拟试题含解析

2022-2023学年高二上物理期末模拟试卷 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、如图所示，直线a为某电源与可变电阻连接成闭合电路时的路端电压U与干路电流I的关系图象，直线b为电阻R两端电压的U与通过它的电流I的图象，用该电源和该电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和电源的效率分别为（） A.4 W、33.3% B.2 W、33.3% C.4 W、67% D.2 W、67% 2、回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的装置，其核心部分是两个"D" 形金属盒，置于匀强磁场中，磁场方向与"D"形盒所在平面垂直，两盒分别与高频交流电源相连，带电粒子获得的最大动能与哪个因有关 A.加速的次数 B.交流电的频率 C.加速电压 D.匀强磁场的磁感应强度大小 3、如图所示，在边长为2a的正三角形区域内存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场．一个质量为m、电荷量为－q的带电粒子(重力不计)从AB边的中心O以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与AB边的夹角为60°，若要使粒子能从AC边穿出磁场，则匀强磁场的大小B需满足( ) A.B> B.B< C.B> D.B< 4、如图所示，质量为m的通电直导线用一绝缘轻绳悬挂，电流方向垂直于纸面，匀强磁场平行于纸面，导线处于静止状态，轻绳与竖直方向的夹角为30°.以下说法中正确的是(　　) A.安培力的大小可能等于，此时磁场的可能方向不是唯一的 B.安培力的大小可能等于，此时磁场的可能方向不是唯一的 C.安培力的大小可能等于mg，此时磁场的可能方向是唯一的 D.安培力的大小可能等于2mg，此时磁场的可能方向是唯一的 5、如图甲所示，两根电阻忽略不计的导轨平行放置，导轨左端接电阻R1，右端接小灯泡L，导体棒AB垂直于导轨放置，电阻R1、导体棒AB和小灯泡L的电阻均为R（不计灯泡电阻随温度的变化），虚线MN右侧有垂直导轨平面的磁场，当导体棒AB从MN左侧某处匀速向右运动时开始计时，磁感应强度随时间变化如图乙所示，若导体棒AB从开始运动到穿越磁场的过程中，灯泡的亮度始终不变，则导体棒AB在穿越磁场前后电阻R1上消耗的功率之比是（　　） 　 A.1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.1∶4 6、质量为m的带电小球在a点水平射入竖直向上的匀强电场中，运动轨迹如图所示，则正确的说法是（　　） A.小球带负电 B.小球在b点的加速度大于在a点的加速度 C.小球的电势能减小 D.小球从a到b做匀速圆周运动 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、如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，电流表和电压表均为理想电表，R1、R3为定值电阻为滑动变阻器，C为平行板电容器。开关S闭合后，两极板间的带电液滴处于静止状态，当滑动变阻器滑片P向a端滑动过程中，下列说法正确的是（　　） A.R3的功率变大 B.电压表、电流表示数都变大 C.增大平行板间距，则液滴可能保持不动 D.电容器C所带电荷量减少，液滴向下加速运动 8、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 9、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极相连的两个D 形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D 形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示， 下列说法中正确的是( ) A.回旋加速器中，粒子加速的时间和做圆周运动的周期相等 B.带电粒子在 D 形盒内从狭缝间的电场获得能量 C.增大 D 形盒的半径，可以增大粒子从 D 形盒射出时的动能 D.狭缝宽度越小，粒子从 D 形盒射出时的动能越大 10、今有某小型发电机和一理想变压器连接后给一个灯泡供电，电路如图（电压表和电流表均为理想电表）.已知该发电机线圈匝数为N，电阻为r，当线圈以转速n匀速转动时，电压表示数为U，灯泡（额定电压为U0，电阻恒为R）恰能正常发光，则（） A.变压器匝数比为U:U0 B.电流表的示数为 C.在图示位置时，发电机线圈的磁通量为 D.从图示位置开始计时，变压器输入电压的瞬时值表达式为 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）要测绘一个标有“3V，0.6W”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V，并便于操作。已选用的器材有： 电池组（电动势为4.5V，内阻约1Ω）： 电流表（量程为0～250mA．内阻约5Ω）； 电压表（量程为0～3V。内阻约3kΩ）： 电键一个、导线若干。 ①实验中所用的滑动变阻器应选下列中的_____（填字母代号）。 A．滑动变阻器（最大阻值20Ω，额定电流1A） B．滑动变阻器（最大阻值1750Ω，额定电流0.3A） ②实验的电路图应选用图1中_____（填字母代号）。 ③实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图2所示。如果将这个小灯泡接到电动势为1.5V，内阻为5.0Ω的电源两端，小灯泡消耗的功率是_____W。 12．（12分）图a为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池，R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头G的满偏电流为250 μA，内阻为480 Ω。虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1V挡和5V挡，直流电流1mA挡和2.5mA挡，欧姆×100 Ω挡。 (1)图a中的A端与______（填“红”或“黑”）色表笔相连接。 (2)关于R6使用，下列说法正确的是_______（填正确答案标号）。 A．在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置 B．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置 C．使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置 (3)根据题给条件可得R1＋R2=_______Ω，R4=________Ω。 (4)某次测量时该多用电表指针位置如图b所示。若此时B端是与“1”相连的，则多用电表读数为_______；若此时B端是与“3”相连的，则读数为________；若此时B端是与“5”相连的，则读数为___________。（结果均保留3位有效数字） 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）一个质量为m电荷量为q的带正电粒子，从x轴上的P（a，0）点以速度v，沿与x正方向成的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限，不计重力。求： (1)粒子做圆周运动的半径； (2)匀强磁场的磁感应强度的大小。 14．（16分）如图所示，空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B=0.50T，两条光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距l=0.40m，左端接有阻值R=0.40Ω的电阻．一质量m=0.10kg、阻值r=0.10Ω的金属棒MN放置在导轨上．金属棒在水平向右的拉力F作用下，沿导轨做速度v=2.0m/s的匀速直线运动．求： （1）通过电阻R的电流I； （2）拉力F的大小； （3）撤去拉力F后，电阻R上产生的焦耳热Q 15．（12分）已知原子核质量为209.98287u，原子核的质量为205.9746u原子核的质量为4.00260u，静止的核在α衰变中放出α粒子后变成．（计算结果均保留三位有效数字）求： （1）请写出核反应方程； （2）在衰变过程中释放的能量； （3）α粒子从Po核中射出的动能（已知u相当于931.5MeV，且核反应释放的能量只转化为动能） 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】由图象a可知电源的电动势E=3V，短路电流为6A，该电源和该电阻组成闭合电路时路端电压为2V，电流I=2A电源的输出功率即为电阻R上消耗的功率，根据 得： 电源的总功率为： 所以效率为： 故选C 2、D 【解析】根据洛伦兹力提供粒子圆周运动的向心力得： 最后粒子射出回旋加速器的速度为： 则最大动能为： 所以影响粒子获得的最大动能的因素有粒子比荷的大小，回旋加速器内磁感应强度的大小和回旋加速器的半径，故选D 3、B 【解析】粒子刚好达到C点时，其运动轨迹与AC相切，如图所示： 则粒子运动的半径为 洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得： 解得 粒子要从AC边射出，则，故 故B正确； 故选B。 4、D 【解析】先对导体棒受力分析，根据平衡条件并结合合成法得到安培力的最小值；然后结合安培力公式FA=BIL和左手定则分析 【详解】对导体棒受力分析，受重力、安培力和细线拉力，如图所示： 根据平衡条件，当安培力与线垂直向上时，安培力最小，为：FA=BIL=mgsin30°= 根据左手定则，磁感线方向沿悬线向上，故此时磁场方向是唯一的； 当mg≥FA＞时，有2解 当FA＞mg时，有一解； 当FA＜时，无解 故选D 【点睛】本题关键是先根据平衡条件确定安培力的最小值，然后结合左手定则分析磁感线的方向 5、D 【解析】设通过灯泡的电流为I。据题可知，导体棒AB从开始运动到越过磁场的过程中灯泡的亮度始终不变，说明此过程中灯泡的电流不变，当AB在MN左侧运动时，通过灯泡的电流等于通过R1电流的2倍，即通过R1电流为；当AB在MN右侧运动时，MN相当电源，通过灯泡的电流I等于通过R1电流，根据 可知导体棒AB在越过磁场前后电阻R1上消耗的功率之比是1：4。故D正确，ABC错误。 故选D。 【点睛】本题是电磁感应与电路知识的综合，要识别电路的结构，把握路端电压与感应电动势的关系，知道产生感应电动势的部分相当于电源，其他电路是外电路。 6、C 【解析】A、由图示可知，小球向上偏转，小球受到的电场力向上，电场力方向与场强方向相同，则小球带正电，故A错误； B、小球受到的电场力与重力恒定不变，小球受到的合力不变，由牛顿第二定律可知，小球的加速度不变，故B错误； C、在运动过程中电场力对小球做正功，电势能减小，故C正确； D、因小球受到的力为恒力，不可能有始终指向圆心的向心力，故小球不可能做圆周运动，故D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．当滑动变阻器滑片P向a端滑动过程中，接入电路的电阻增大，R2与R3并联的电阻增大，总电阻增大，则总电流减小，R1电压减小，则电压表示数变小，R2与R3并联的电压增大，通过R3电流增大，根据 知功率变大，电流表示数为总电流减去通过R3电流，故电流表示