湖南省永州市第二中学2022年物理高二第一学期期末考试试题含解析

2022-2023学年高二上物理期末模拟试卷 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。 2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。 3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。 4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请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、匀速圆周周运动是圆周运动中最为简单的一种运动形式．走时准确的钟表指针尖端的运动可以视为匀速圆周运动．下列钟表均走时准确．一只闹钟的秒针尖端的线速度大小为3×10-3 m/s，另一只手表的秒针尖端的线速度大小为8×10-4m/s，则闹钟的秒针与手表的秒针的长度之比为 A.15:4 B.4:15 C.8:3 D.3:8 2、下列对能量转化的描述，正确的是（　　） A.电暖气工作时，电能转化为动能 B.汽油发动机运转时，电能转化为化学能 C.雨滴下落过程中，部分动能转化为重力势能 D.水力发电机工作时，水的部分机械能转化为电能 3、关于磁场和电场的认识，下列说法正确的是（ ） A.电流元在某处不受安培力，该处一定没有磁场 B.电荷受电场力方向和所在位置电场方向相同 C.电场线起于正电荷终止于负电荷，磁感线起于N极终止于S极 D.同一通电导体在磁场强的地方受到的安培力可能比在磁场弱的地方受到的安培力小 4、如图所示为一速度选择器，两极板P、Q之间存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场。一束粒子流(重力不计)以速度v从a沿直线运动到b，则下列说法中正确的是（　　） A.粒子的带电性质不确定 B.粒子一定带正电 C.若粒子流以相同的速率从b点射入，也可以沿直线运动到a D.粒子的速度一定等于 5、如图中的甲、乙两个电路，都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器R组成，它们之中一个是测电压的电压表，另一个是测电流的电流表，那么以下结论中正确的是( ) A.甲表是电流表，R增大时量程增大 B.甲表是电压表，R增大时量程增大 C.乙表是电流表，R增大时量程增大 D.乙表是电压表，R增大时量程增大 6、如图所示，空间内水平线以下存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，一正方形的闭合金属线框从边界的上方一定高度由静止释放，运动过程中线框平面一直在竖直平面内，且．关于线框开始下落后的速度随时间的变化图象，下列图象不可能出现的是（） A. B. C. 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、空间存在一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场区域的横截面为等腰直角三角形，底边水平，其斜边长度为L．一正方形导体框边长也为L，开始正方形导体框的ab边与磁场区域横截面的斜边刚好重合，如图所示．由图示的位置开始计时，正方形导体框以平行于bc边的速度v匀速穿越磁场．若导体框中的感应电流为，两点间的电压为，感应电流取逆时针方向为正，则导体框穿越磁场的过程中，、随时间的变化规律正确的是（） A. B. C. D. 8、在如图所示的电路中，P1、P2分别为滑动变阻器R1、R2的滑动触头，R3为定值电阻，平行金属板A、B构成电容器C，M为电容器内的一点。开关S闭合且电路稳完时，下列说法正确的是 A.若滑片P1向下移动，电容器的极板间电压变小 B.若滑片P2向下移动，电容器的极板间电压变小 C.若极板A向下移动，M点的电势升高 D.若极板A向下移动，M点的电势降低 9、如图是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场，磁感应强度为B，电场强度为粒子沿直线穿过速度选择器后通过平板S上的狭缝P，之后到达记录粒子位置的胶片板S下方有磁感应强度为的匀强磁场下列说法正确的是 A.粒子在速度选择器中一定做匀速运动 B.速度选择器中磁场方向垂直纸面向里 C.能通过狭缝P带电粒子的速率等于 D.比荷越大的粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P 10、如图所示，用力F把铁块压在竖直墙上，此时重力为G的物体沿墙壁匀速下滑，若物体与墙壁之间的动摩擦因数为，则物体所受摩擦力的大小为（） A. B. C.G 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）（1）“测定电池的电动势和内阻”的实验电路如图（）所示，电压表量程为（），电流表量程为（）；定值电阻阻值=0.5Ω，图（）中为_______________（电压表或电流表）； （2）利用组装好的仪器进行试验，不过某同学实验习惯不佳，随意将调整滑动变阻器共测得6组电流、电压的数据记录在草稿纸上。将整理之后的数据在坐标格中描点处理，由此可得电源电动势E=______V，内阻__________Ω。 （3）实验中选用的滑动变阻器最合理的阻值范围为____________ A． B． C． D． 12．（12分）在如图的甲所示的电路中，电阻==，匝数为1匝的圆形金属线圈半径为，线圈导线的电阻为。圆形金属线圈区域内存在着半径为（<），方向垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示，图线与横、纵轴的交点坐标分别为和，其余导线的电阻不计。闭合S，至时刻，电路中的电流已稳定，此时线圈中产生的感应电动势=_________，电容器的_____（上板/下板）带正电，线圈两端电压________。 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，两根相距为L的光滑平行金属导轨CD、EF固定在水平面内，并处在竖直向下的匀强磁场中，导轨足够长且电阻不计．在导轨的左端接入阻值为R的定值电阻，将质量为m、电阻可忽略不计的金属棒MN垂直放置在导轨上，可以认为MN棒的长度与导轨宽度相等，且金属棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，不计空气阻力．金属棒MN以恒定速度v向右运动过程中，假设磁感应强度大小为B且保持不变，为了方便，可认为导体棒中的自由电荷为正电荷 （1）请根据法拉第电磁感应定律，推导金属棒MN中的感应电动势E； （2）在上述情景中，金属棒MN相当于一个电源，这时的非静电力与棒中自由电荷所受洛伦兹力有关．请根据电动势的定义，推导金属棒MN中的感应电动势E （3）请在图中画出自由电荷所受洛伦兹力示意图．我们知道，洛伦兹力对运动电荷不做功．那么，金属棒MN中的自由电荷所受洛伦兹力是如何在能量转化过程中起到作用的呢？请结合图中自由电荷受洛伦兹力情况，通过计算分析说明 14．（16分）如图所示空间分为I、Ⅱ、Ⅲ三个足够长的区域，各边界面相互平行，其中Ⅰ、Ⅱ区域存在匀强电场，方向垂直边界竖直向上，，方向水平向右；Ⅲ区域存在匀强磁场，磁感应强度，方向垂直纸面向里，三个区域宽度分别为，，，一质量、电荷量的粒子从O点由静止释放，粒子重力忽略不计。求： （1）粒子离开区域I时的速度大小； （2）粒子从区域Ⅱ进入区域Ⅲ时的速度方向与边界面的夹角： （3）粒子从O点开始到离开Ⅲ区域时所用的时间。 15．（12分）如图所示，在竖直面内有一光滑水平直轨道AB和一光滑半圆形轨道BC相切于B点，半圆形轨道的另一端点为C，半径为R=0.5m．在水平直轨道上有一可看作质点的质量为m=1kg的小球以vo的速度向左运动，然后小球沿半圆形轨道运动恰能通过轨道最高点C，最后落在水平面上的D点．已知g取10m/s2，空气阻力忽略不计．求： （1）B、D两点间的距离d； （2）小球在直轨道上运动的速度vo的大小 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】两表的秒针周期相同，故两表秒针的角速度之比为1：1；公式v=ωr，闹钟的秒针与手表的秒针的长度之比为： ； A.15:4，与结论相符，选项A正确； B.4:15，与结论不相符，选项B错误； C.8:3，与结论不相符，选项C错误； D.3:8，与结论不相符，选项D错误 2、D 【解析】A．电暖器工作时，电能转化为热能，故A错误； B．汽油发动机运转时，化学能转化为机械能，故B错误； C．雨滴下落过程中，部分重力势能转化为动能，故C错误； D．水力发电机工作时，水的部分机械能转化为电能，故D正确 3、D 【解析】电流元在某处不受安培力，可能是电流方向与磁场方向平行，该处不一定没有磁场，选项A错误；正电荷受电场力方向和所在位置电场方向相同，负电荷受电场力方向和所在位置电场方向相反，选项B错误；电场线起于正电荷终止于负电荷或者无穷远，磁感线在磁体的外部是从N极到S极，内部是从S极到N极，形成闭合的曲线，选项C错误；导线受到的磁场力与导线的放置方式有关，同一通电导体在磁场强的地方受到的安培力可能比在磁场弱的地方受到的安培力小，选项D正确；故选D. 4、A 【解析】AB．粒子受洛伦兹力和电场力，假设粒子带负电，则受到向下的洛伦兹力，电场力向上；若粒子带正电，洛伦兹力向上，电场力向下，均可以平衡，粒子可以带正电，也可以带负电，A正确B错误； C．如果这束粒子流从b处沿直线ba方向射入，电场力方向不变，洛伦兹力反向，故电场力与洛伦兹力方向相同，不再平衡，故合力与速度不共线，粒子开始做曲线运动，C错误； D．为使粒子不发生偏转，粒子所受到电场力和洛伦兹力是平衡力，即为 所以电场与磁场的关系为 D错误。 故选A。 5、D 【解析】由图甲所示可知，G与电阻R并联，甲表是电流表，分流电阻增大时分流电阻分流减小，电流表量程减小；由图乙所示可知，G与R串联，乙是电压表，R增大时，变阻器分担的电压增大，乙表量程增大。故ABC错误，D正确。 故选D。 6、D 【解析】线框进入磁场前做自由落体运动，进入磁场后边开始切割磁感线，产生感应电流，开始受到安培力的作用，若线框进入磁场后边所受向上的安培力与线框的重力平衡，线框就做匀速运动，线框完全进入磁场后又做加速运动，A项可能；若线框进入磁场后边所受向上的安培力小于线框重力，线框就做加速运动，而且随着速度增大，安培力增大，加速度减小，所以线框做加速度减小的加速运动，当安培力与线框的重力达到平衡后，线框做匀速运动，B项可能、D项不可能；若线框进入磁场后边所受向上的安培力大于线框的重力，线框就做减速运动，而且随着速度减小，安培力减小，加速度减小，所以线框做加速度减小的减速运动，当安培力与线框的重力达到平衡后，线框做匀速运动，C项可能. 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】在ab边到e点的过程中，ab边切割磁感线的有效长度减小，则产生的感应电动势逐渐减小，感应电流逐渐减小，且感应电流沿逆时针方向，为正．A．b两点的电压为为负值，大小为电动势的且均匀减小； ab边越过e点后，在cd边接触磁场之前，线框中磁通量不变，则没有感应电动势和感应电流，之后，cd边切割磁感线，产生顺时针方向的感应电流，并逐渐减小，仍为负值，大小为