吉林省长春市艺术实验中学 2022-2023学年高二物理模拟试题含解析

吉林省长春市艺术实验中学 2022-2023学年高二物理模拟试题含解析 一、 选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意 1. 如图所示，悬线下挂着一个带正电的小球，它的质量为m，电荷量为q，整个装置处于水平向右的匀强电场中，电场强度为E，下列说法正确的是（　　） A．小球平衡时，悬线与竖直方向夹角的正切值为 B．若剪断悬线，则小球做曲线运动 C．若剪断悬线，则小球做匀速运动 D．若剪断悬线，则小球做匀加速直线运动 参考答案： D 【考点】电场强度；牛顿第二定律． 【分析】小球受重力、电场力和拉力处于平衡，根据共点力平衡求出悬线与竖直方向夹角的正切值．剪断细线，根据小球的受力，判断其运动情况． 【解答】解： A、小球受到重力、电场力和拉力处于平衡，根据共点力平衡得，mgtanθ=qE，则tanθ=．故A错误． B、C、D、剪断细线，小球受重力和电场力，两个力为恒力，合力则为恒力．合力的方向与原来绳子的拉力方向等值反向，所以小球沿细绳方向做初速度为零的匀加速直线运动．故BC错误，D正确． 故选：D． 2. 2011年3月11日，日本发生九级大地震，造成福岛核电站的核泄漏事故．对全世界的环境造成污染，在泄露的污染物中含有131I和137Cs两种放射性核素，它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射．下面表示放射性元素碘131（I）β衰变的方程是    ，碘131半衰变期为8天，则经过    天 75%的碘131核发生了衰变．Cs原子核中的中子数（　　） A． I→Sb+He，8天，55个 B． I→Xe+e，16天，82个 C． I→I+n，16天，82个 D． I→Te+H，8天，137个 参考答案： B 【考点】裂变反应和聚变反应． 【分析】衰变过程是原子核自发的，满足质量数与质子数守恒，而原子核由中子与质子组成． 【解答】解：衰变方程为53131I→54131Y+﹣10e，由于半衰期为8天，根据m=M知则经过16天 75%的碘131核发生了衰变．而中子数等于质量数减去质子数．即分别为137﹣55=82 故选：B 3. 参考答案： D 4. 如图所示，内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于环口径的带正电的小球，正以速率v0沿逆时针方向匀速转动。若在此空间突然加上竖直向上、磁感应强度B随时间成正比例增加的变化磁场，设小球运动过程中的电量不变，那么（       ） A.小球对玻璃环的压力不断增大   B.小球受到的磁场力不断增大 C.小球先沿逆时针方向做减速运动，过一段时间后，沿顺时针方向做加速运动 D.磁场力一直对小球不做功 参考答案： CD 5. 真空中两个相同的金属小球，带同种电荷，电量分别为Q和3Q，相距较远（看作点电荷），它们之间的相互作用力为3F，如果将它们接触后放回原处，它们之间的作用力变为： A、F    B、2F    C、3F      D、4F 参考答案： D 二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分 6. 如图所示为用伏安法测量电阻的原理图．图中，为电压表，内阻为4000Ω；为电流表，内阻为50Ω；E为电源，R为电阻箱，Rx为待测电阻，S为开关． (1)当开关闭合后电压表读数U＝1.6V，电流表读数I＝2.0mA，若将Rx＝作为测量值，所得结果的百分误差是________． (2)若将电流表改为内接，开关闭合后，重新测得电压表读数和电流表读数，仍将电压表读数与电流表读数之比作为测量值，这时结果的百分误差是________． (百分误差＝||×100%) 参考答案： (1) ___20%_____．          (2) __5%______． 7. 绿光、红光、紫光三种可见光波长从小到大是             参考答案： 8. 在光滑的水平桌面上，质量m1=1Kg的物块A具有动能E=60J。物块A与原来静止的质量m2=2Kg的物块B发生碰撞，碰撞后两者粘合在了一起。则在碰撞过程中，损失的机械能是__________ J 参考答案： _40__ 9. 如图甲所示，为热敏电阻的R－t图像，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器的电阻为100 Ω。当线圈的电流大于或等于20 mA时，继电器的衔铁被吸合。为继电器线圈供电的电池的电动势E＝9.0 V，内阻可以不计。图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。则 (1)应该把恒温箱内的加热器接在________(填“A、B端”或“C、D端”)。 (2)如果要使恒温箱内的温度保持50℃，可变电阻R′的阻值应调节为________ Ω。 参考答案： 10. （5分）从下图所示的振动图像中，可以判定振子在t＝_____s时，具有正向最大加速度；t＝____s时，具有负方向最大速度。在时间从____s至_____s内，振子所受回复力在－y方向并不断增大；在时间从_____s至_____s内，振子的速度在＋y方向并不断增大。     参考答案： 0.4，0.2，0.6，0.8，0.4，0.6 11. 现有一种特殊的电池，它的电动势E约为9V，内阻r约为50Ω，为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图(a)所示的电路进行实验，图中电压表的内阻很大，对电路的影响可不考虑，R为电阻箱，阻值范围0～9 999Ω，R0是定值电阻，起保护电路的作用． 该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读取电压表的示数改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出了如图 (b)所示的图线（已知该直线的截距为0.1 V-1)．则根据该同学所作出的图线可求得该电池的电动势E为     V，内阻r为      Ω. 参考答案： 10  46±2 12. 2019年1月，中国散裂中子源加速器打靶束流功率超过50kW，技术水平达到世界前列，散裂中子源是由加速器提供高能质子轰击重金属靶而产生中子的装置，一能量为109eV的质子打到汞、钨等重核后，导致重核不稳定而放出20～30个中子，大大提高了中子的产生效率。汞原子能级图如图所示，大量的汞原子从n＝4的能级向低能级跃迁时辐射出光子，其中辐射光子能量的最小值是_____eV；用辐射光照射金属钨为阴极的光电管，已知钨的逸出功为4.54eV，使光电流为零的反向电压至少为_____V。 参考答案：     (1). 1.1    (2). 4.26 【详解】根据跃迁理论可知，当原子从4能级跃迁到3能级时释放的光子能量最小，最小能量为E＝E4﹣E3＝﹣1.6eV﹣（﹣2.7eV）＝1.1eV；若要使钨发生光电效应，则当光电子的最大初动能最小的时候，此时的反向电流最小，由题意可知，从2能级跃迁到1能级上，入射光子的能量最小为E＝4.9eV，根据光电效应方程为：Ekm＝hγ﹣W逸，Ekm＝eU，解得：U＝4.26V。 13. 研究地球的公转时，　 　（填“可以”或“不可以”）把地球看做质点；研究地球的自转时，　 　（填“可以”或“不可以”）把地球看做质点． 参考答案： 可以，不可以 【考点】质点的认识． 【分析】当物体的形状、大小对所研究的问题没有影响时，我们就可以把它看成质点，根据把物体看成质点的条件来判断即可． 【解答】解；当研究地球的公转时，地球的大小和形状可以忽略不计，故地球可以看作质点； 而在研究地球自转时，地球的大小和形状不可以忽略，故不能看作质点； 故答案为：可以，不可以 三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. 在“测定金属丝的电阻率”的实验中，为了安全、准确、方便地完成实验。 （1）除电源（电动势为3 V，内阻很小）、电压表V（量程3 V，内阻约3 kΩ）、电流表A（量程0.6 A，内阻约1Ω），待测金属丝（约5 Ω）、导线、开关外，滑动变阻器应选用________（选填下列器材的字母符号）。 ①滑动变阻器R1（总阻值10Ω）； ②滑动变阻器R2（总阻值100Ω）。 （2）若用螺旋测微器测得金属丝的直径D的读数如图所示，则读数为________mm。 （3）若用右图所示的电路测量金属丝的电阻，电压表的左端应与电路中的____点相连（选填“a”或“b”）。 （4）若测得金属丝的长度为L，直径为D，电压表和电流表读数分别为U和I，请用上述直接测量的物理量写出电阻率ρ的计算式ρ＝            。 参考答案： （1）R1（2）0.900（3）b（4） 15. 采用“伏安法”测电阻，无论是“安培表外接”还是“安培表内接”都会出现系统误差，为此某同学采用如右图所示电路测定待测电阻Rx的阻值。实验器材如下： 电池组E，电动势为4．5 V，内阻很小；     电压表V，量程3 V，内阻约3 kΩ； 电流表A，量程2 mA，内阻约50Ω；        滑动变阻器R，阻值范围0～20Ω； Rx是待测电阻，阻值约3kΩ；开关S1、S2，导线若干。 ①请根据电路图，将实验器材连接成实验电路（图中部分电路已连接）。 ②闭合开关前，先将滑动变阻器的滑动端置于电路图中的      端（填a或b），然后闭合开关S1、S2，适当调节滑动变阻器R，记下电流表和电压表的示数I1、U1；再断开开关S2，记下电流表和电压表示数为I2、U2。则被测电阻Rx=            （用电表的示数表示）； ③你认为上述实验能否消除系统误差：         （填“能"或“不能”）。 参考答案： ．①（4分）见图②（2分）a端；（3分）③（2分）能 ②为了保护电路，在闭合开关前滑动变阻器应处于a端； ③该实验避免了电压表的分流，所以可以避免系统误差 四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. (13分)如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=2 T，匝数n=6的矩形线圈abcd绕中心轴OO′匀速转动，角速度ω=200 rad/s。已知ab=0.1 m，bc=0.2 m，线圈的总电阻R=40Ω，试求： (1)线圈中感应电动势的最大值和感应电流的最大值； (2)设时间t=0时线圈平面与磁感线垂直，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式； (3)当ωt=30°时，穿过线圈的磁通量和线圈中的电流的瞬时值； (4)线圈从图示位置转过的过程中，感应电动势的平均值。 参考答案： 解析： （1）因为线圈匀速转动，感应电动势的最大值就出现在图示位置 Em=nBSω =6×2×0.1×0.2×200 V=48 V………①（2分） 感应电流最大值 Im= A=1.2 A………………②（1分） （2）感应电动势的瞬时值表达式： e=Em·sinωt=48sin200t V……………③（2分） （3）当ωt=30°角时，穿过线圈的磁通量为Φ，则 Φ=Bs·cos30° =2×0.1×0.2×Wb=0.035Wb……④（2分） 此时感应电动势瞬时值为： e=48sin30°V=48×V=24 V…………⑤（1分） 由欧姆定律可得此时电流瞬时值为： i= A =0.6 A……⑥（1分） （4）线圈从图示位置转过的过程中，磁通量的变化为 ΔΦ=B·S……………………………⑦（1分） 线圈转过所用的时间Δt=……⑧（1分） 此过程中交变电动势的平均值 =n· ≈30.6 V…………⑨（2分） 17. 在竖直平面内有一圆形绝缘轨道，半径为R＝0.4m，匀强磁场垂直于轨道平面向里，一质量为m＝1×10－3kg、带电量为q＝＋3×10－2C的小球，可在内壁滑动，如图甲所示，开始时，在最低点处给小球一个初速度v0，使小球在竖直平面内逆时针做圆周运动，如图乙(a)是小球在竖直平面内做圆周运动的速率v随时间变化的情况，图乙(b)是小球所受轨道的弹力F随时间变化的情况，结合图象所给数据，(取g＝10m/s2) 求： （1）