2024屆湖南省長郡中學(xué)物理高二上期末考試模擬試題含解析

2024屆湖南省長郡中學(xué)物理高二上期末考試模擬試題考生須知：1．全卷分選擇題和非選擇題兩部分，全部在答題紙上作答。選擇題必須用2B鉛筆填涂；非選擇題的答案必須用黑色字跡的鋼筆或答字筆寫在“答題紙”相應(yīng)位置上。2．請用黑色字跡的鋼筆或答字筆在“答題紙”上先填寫姓名和準(zhǔn)考證號。3．保持卡面清潔，不要折疊，不要弄破、弄皺，在草稿紙、試題卷上答題無效。一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、如圖，在水平地面上固定一傾角為光滑絕緣斜面，斜面處于電場強(qiáng)度大小為E、方向沿斜面向下的勻強(qiáng)電場中。絕緣輕質(zhì)彈簧的一端固定在斜面底端，整根彈簧處于自然狀態(tài)（若規(guī)定彈簧自然長度時(shí)彈性勢能為零，彈簧的彈性勢能Ep=k△x2，其中k為彈簧勁度系數(shù)，△x為彈簧的形變量）一質(zhì)量為m、帶電量為q（q＞0）的滑塊從距離彈簧上端為s0處靜止釋放，滑塊在運(yùn)動(dòng)過程中電量保持不變，設(shè)滑塊與彈簧接觸后粘在一起不分離且無機(jī)械能損失，物體剛好能返回到s0段中點(diǎn)，彈簧始終處在彈性限度內(nèi)，重力加速度大小為g。則下列說法不正確的是（）A.滑塊從靜止釋放到與彈簧上端接觸瞬間所經(jīng)歷的時(shí)間為t=B.彈簧的勁度系數(shù)為k=C.滑塊運(yùn)動(dòng)過程中的最大動(dòng)能等于Ekm=（mgsinθ+qE）s0D.運(yùn)動(dòng)過程中物體和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能和電勢能總和始終不變2、圖為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，兩變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器T的原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2．在T的原線圈兩端接入一電壓的交流電源，若輸送電功率為P，輸電線的總電阻為2r，不考慮其它因素的影響，則輸電線上損失的電功率為()A. B.C. D.3、如圖所示，水平放置的平行板電場，上極板接地，下極板帶正電，從板間電場的左邊緣P點(diǎn)可連續(xù)水平打出完全相同的帶負(fù)電的液滴，其初速度都為v0，垂直進(jìn)入電場區(qū)域，若某液滴恰落在B點(diǎn)位置，其速度大小為v，液滴落在下極板后電量即被吸收，則之后的另一液滴落在下極板時(shí)，下列說法正確的是A.可能仍落在B點(diǎn)B.可能落在C點(diǎn)C.落在下極板時(shí)速度將大于vD.落在下極板時(shí)的速度將小于v4、如圖所示，在x軸上方存在著垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，一個(gè)不計(jì)重力的帶電粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O處以速度v進(jìn)入磁場，粒子進(jìn)入磁場時(shí)的速度方向垂直于磁場且與x軸正方向成120°角，若粒子穿過y軸正半軸后在磁場中到x軸的最大距離為a，則該粒子的比荷和所帶電荷的正負(fù)分別是（）A.，正電荷 B.，正電荷C.，負(fù)電荷D.，負(fù)電荷5、為了解釋地球的磁性，19世紀(jì)安培假設(shè)：地球的磁場是由繞過地心的軸的環(huán)形電流I引起的。在下列四個(gè)圖中，正確表示安培假設(shè)中環(huán)形電流方向的是（）A. B.C. D.6、有一個(gè)電風(fēng)扇,額定電壓為U，額定功率為P，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為R，把它接入電壓為U的電路中，下列計(jì)算時(shí)間t內(nèi)產(chǎn)生熱量的方法中正確的是()A.B.C.D.二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7、圖示為某電場的電場強(qiáng)度E隨時(shí)間t變化的圖像。當(dāng)時(shí)，在此電場中由靜止釋放一個(gè)帶電粒子，設(shè)帶電粒子只受電場力的作用，則下列說法正確的是（）A.帶電粒子將始終向同一個(gè)方向運(yùn)動(dòng) B.3s末帶電粒子回到原出發(fā)點(diǎn)C.0~1s內(nèi)電場力做正功 D.0~4s內(nèi)，電場力做的總功為08、1930年勞倫斯制成了世界上第一臺回旋加速器，其原理如圖所示，這臺加速器由兩個(gè)銅質(zhì)D形合D1、D2構(gòu)成，其間留有空隙，下列說法正確的是A.離子由加速器的中心附近進(jìn)入加速器B.離子由加速器的邊緣進(jìn)入加速器C.離子從磁場中獲得能量D.離子從電場中獲得能量9、一束帶電粒子從靜止開始經(jīng)同一電場加速后垂直進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場中。若它們在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑相同，則它們在磁場中具有相同的（）A.速率 B.動(dòng)能C.動(dòng)量大小 D.周期10、半導(dǎo)體內(nèi)導(dǎo)電的粒子—“載流子”有兩種：自由電子和空穴（空穴可視為能自由移動(dòng)帶正電的粒子），以自由電子導(dǎo)電為主的半導(dǎo)體叫N型半導(dǎo)體，以空穴導(dǎo)電為主的半導(dǎo)體叫P型半導(dǎo)體．圖為檢驗(yàn)半導(dǎo)體材料的類型和對材料性能進(jìn)行測試的原理圖，圖中一塊長為a、寬為b、厚為c的半導(dǎo)體樣品板放在沿y軸正方向的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B．當(dāng)有大小為I、沿x軸正方向的恒定電流通過樣品板時(shí)，會在與z軸垂直的兩個(gè)側(cè)面之間產(chǎn)生霍爾電勢差UH，霍爾電勢差大小滿足關(guān)系，其中k為材料的霍爾系數(shù)．若每個(gè)載流子所帶電量的絕對值為e，下列說法中正確的是（）A.如果上表面電勢高，則該半導(dǎo)體為P型半導(dǎo)體B.霍爾系數(shù)越大的材料，其內(nèi)部單位體積內(nèi)的載流子數(shù)目越多C.若將磁場方向改為沿z軸正方向，則在垂直y軸的兩個(gè)側(cè)面間會產(chǎn)生的霍爾電勢差變小D.若將電流方向改為沿z軸正方向，則在垂直x軸的兩個(gè)側(cè)面間會產(chǎn)生的霍爾電勢差變大三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）如圖螺旋測微器的讀數(shù)是_________mm。12．（12分）在“測定2節(jié)干電池組成的電池組的電動(dòng)勢和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)中，備有下列器材：A.待測的干電池組(電動(dòng)勢約為3.0V，內(nèi)阻小于2.0Ω)B.電流表A1(量程0~3mA，內(nèi)阻RA1=10Ω)C.電流表A2(量程0~0.6A，內(nèi)阻RA2=0.1Ω)D.滑動(dòng)變阻器R1(0~50Ω,允許通過的最大電流為1.5A)E.滑動(dòng)變阻器R2(0~1kΩ,允許通過的最大電流為0.6A)F.定值電阻R0(990Ω)G.開關(guān)和導(dǎo)線若干(1)某同學(xué)發(fā)現(xiàn)上述器材中雖然沒有電壓表，但給出了兩個(gè)電流表，于是他設(shè)計(jì)了如圖甲所示實(shí)驗(yàn)電路，在該電路中，為了操作方便且能準(zhǔn)確地進(jìn)行測量，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選__________(填寫器材前的字母代號)(2)按照圖甲所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，I1為電流表A1的示數(shù),I2為電流表A2的示數(shù),記錄的5組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345I1/mA2.832.712.542402.30I2/A0.080.160.250.320.41根據(jù)表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，選擇合適的坐標(biāo)軸刻度和坐標(biāo)軸起點(diǎn)，在圖乙所示的坐標(biāo)紙上畫出I1-I2圖線(3)根據(jù)繪出的I1-I2圖線，可得被測電池組的電動(dòng)勢E=________V(保留兩位有效數(shù)字)，內(nèi)阻r=_____Ω(保留三位有效數(shù)字)四、計(jì)算題：本題共3小題，共38分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖，兩根間距為L＝0.5m的平行光滑金屬導(dǎo)軌間接有電動(dòng)勢E＝3V、內(nèi)阻r＝1Ω的電源，導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ＝37°．金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，質(zhì)量m＝0.2kg．導(dǎo)軌與金屬桿接觸良好且金屬桿與導(dǎo)軌電阻均不計(jì)，整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中．當(dāng)R0＝1Ω時(shí)，金屬桿ab剛好處于靜止?fàn)顟B(tài)，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8（1）求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；（2）若保持B的大小不變而將方向改為垂直于斜面向上，求金屬桿的加速度14．（16分）如圖所示，水平放置的兩塊長直平行金屬板a、b相距d=0.10m，a、b間的電場強(qiáng)度為E=5.0×105N/C，b板下方整個(gè)空間存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=6.0T、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場.今有一質(zhì)量為m=4.8×10-25kg、電荷量為q=1.6×10-18C的帶正電的粒子(不計(jì)重力)，從貼近a板的左端以v0=1.0×106m/s的初速度水平射入勻強(qiáng)電場，剛好從狹縫P處穿過b板而垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，最后粒子回到b板的Q處（圖中未畫出）．求P、Q之間的距離L15．（12分）ABC表示豎直放在電場強(qiáng)度為E=104V/m的水平勻強(qiáng)電場中的絕緣光滑軌道，其中軌道的BC部分是半徑為R的圓環(huán)，軌道的水平部分與半圓環(huán)相切．A為水平軌道上的一點(diǎn)，而且AB=R=0.2m，把一質(zhì)量m=0.1kg，帶電量為q=+C的小球，放在A點(diǎn)由靜止釋放后，求：（g=10m/s2）(1)小球到達(dá)C點(diǎn)的速度大小(2)小球在C點(diǎn)時(shí)，軌道受到的壓力大小

參考答案一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、C【解析】A.滑塊從靜止釋放到與彈簧剛接觸過程中做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度大小為a，由牛頓第二定律得：由位移公式得：聯(lián)立可得：故A正確；B.滑塊從釋放到返回到s0段中點(diǎn)的過程，由功能關(guān)系得：解得：故B正確；C.滑塊速度最大時(shí)受力平衡，設(shè)此時(shí)彈簧壓縮量為x0，則有解得：從靜止釋放到速度達(dá)到最大的過程中，由動(dòng)能定理得：彈簧彈力做功：則最大動(dòng)能：故C錯(cuò)誤；D.物體運(yùn)動(dòng)過程中只有重力和電場力做功，故只有重力勢能、電勢能和和彈性勢能動(dòng)能參與轉(zhuǎn)化，滑塊機(jī)械能和電勢能的總和始終不變，故D正確。本題選擇不正確的，故選C。2、C【解析】加在原線圈上電壓，根據(jù)電壓比與匝數(shù)比關(guān)系：，所以：根據(jù)，輸電線上的電流，輸電線上消耗的功率．故C正確，ABD錯(cuò)誤．故選C3、D【解析】液滴的電量被下極板吸收后，極板的帶電量減小，由知板間電壓減小，則板間場強(qiáng)E減小，由牛頓第二定律知液滴的加速度會變化，以此分析各個(gè)選項(xiàng)即可.【詳解】液滴的電量被下極板吸收后，極板的帶電量Q減小，由知板間電壓U減小，則板間場強(qiáng)E減小，液滴受重力、電場力，由牛頓第二定律知：

減小.A、B、豎直方向：偏轉(zhuǎn)量，y不變a減小，所以t增大，水平方向：x=v0t增大，所以落在B的右側(cè)，故A、B錯(cuò)誤；C、D、豎直方向：，a減小，所以vy減小，落在下極板時(shí)的速度：減小，故C錯(cuò)誤，D正確.故選D.【點(diǎn)睛】本題考查了液滴在電場中的運(yùn)動(dòng)，解決的思路還是類平拋運(yùn)動(dòng)的方法，但要明確哪些量在變化，哪些量不變.4、C【解析】由題意可知粒子向右偏轉(zhuǎn)，根據(jù)左手定則可知粒子帶負(fù)電荷。作出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，設(shè)粒子的軌跡半徑為r，根據(jù)幾何關(guān)系有r＋rsin30°＝a根據(jù)牛頓第二定律有聯(lián)立解得故選C。5、B【解析】要知道環(huán)形電流的方向首先要知道地磁場的分布情況：地磁的南極在地理北極的附近，故右手的拇指必需指向南方，然后根據(jù)安培定則四指彎曲的方向是電流流動(dòng)的方向從而判定環(huán)形電流的方向【詳解】地磁的南極在地理北極的附近，故在用安培定則判定環(huán)形電流的方向時(shí)右手的拇指必需指向南方；而根據(jù)安培定則：拇指與四指垂直，而四指彎曲的方向就是電流流動(dòng)的方向，故四指的方向應(yīng)該向西．故B正確【點(diǎn)睛】主要考查安培定則和地磁場分布，掌握安培定則和地磁場的分布情況是解決此題的關(guān)鍵所在．另外要掌握此類題目一定要樂于伸手判定6、B【解析】A．電風(fēng)扇正常工作時(shí)產(chǎn)生的熱量是由于內(nèi)阻發(fā)熱產(chǎn)生的，所以t時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為；由于是非純電阻電路，故，故，故A錯(cuò)誤；BD．由于，，故，B正確D錯(cuò)誤；C．電風(fēng)扇的功率為P，而電風(fēng)扇消耗的電能大部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，所以產(chǎn)生的熱量：，C錯(cuò)誤；故選B。二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7、BC【解析】由牛頓第二定律可知，帶電粒子在第1s內(nèi)的加速度為第2s內(nèi)加速度因此先加速1s再減小0.5s時(shí)速度為零，接下來0.5s將反向加速，v-t圖象如圖所示A．帶電粒子在前1秒勻加速運(yùn)動(dòng)，在第二秒內(nèi)先做勻減速后反向加速，所以不是始終向一方向運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)速度時(shí)間圖象與坐標(biāo)軸圍成的面積表示位移可知，在t=3s時(shí)，帶電粒子回到出發(fā)點(diǎn)，故B正確；C．由圖可知，粒子在第1s內(nèi)做勻加速運(yùn)動(dòng)，電場力做正功，故C正確；D．因?yàn)榈?s末粒子的速度不為零，因?yàn)榱Ｗ又皇茈妶隽ψ饔?，根?jù)動(dòng)能定理知0~4s內(nèi)電場力做的總功不為零，故D錯(cuò)誤。故選BC。8、AD【解析】據(jù)回旋加速器的工作原理知，粒子由回旋加速器的中心附近進(jìn)入加速器，且在電場中加速，通過磁場回旋，所以從電場中獲得能量，故選AD【點(diǎn)睛】回旋加速器的工作原理是利用電場加速，磁場偏轉(zhuǎn)，且二者的周期相同，被加速離子由加速器的中心附近進(jìn)入加速器，而從邊緣離開加速器；洛倫茲力并不做功，而電場力對帶電離子做功，即可加速正電荷也可加速負(fù)電荷9、AD【解析】根據(jù)動(dòng)能定理得得：根據(jù)，得根據(jù)半徑相同，U相同，知粒子的比荷相同。根據(jù)知，粒子在磁場中的速率相同。根據(jù)知，粒子在磁場中的周期相同。A．速率，與結(jié)論相符，選項(xiàng)A正確；B．動(dòng)能，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．動(dòng)量大小，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．周期，與結(jié)論相符，選項(xiàng)D正確；故選AD。10、AC【解析】根據(jù)左手定則判斷帶電粒子的電性，根據(jù)最終洛倫茲力和電場力平衡列式，再根據(jù)電流的微觀表達(dá)式列式，最后聯(lián)立求解即可【詳解】電流向右，磁場垂直向內(nèi)，若上表面電勢高，即帶正電，故粒子受到的洛倫茲力向上，故載流子是帶正電的“空穴”，是P型半導(dǎo)體，故A正確；最終洛倫茲力和電場力平衡，有：evB=e；電流的微觀表達(dá)式為：I=nevS；且霍爾電勢差大小滿足關(guān)系UH=k，聯(lián)立解得：，單位體積內(nèi)的載流子數(shù)目，隨著霍爾系數(shù)越大，而越小，故B錯(cuò)誤；若將磁場方向改為沿z軸正方向，則平衡時(shí)：evB=e，解得U=Bdv，則d由原來的b變?yōu)閏，減小，此時(shí)的電勢差產(chǎn)生在前表面和后表面，則在垂直y軸的兩個(gè)側(cè)面間會產(chǎn)生的霍爾電勢差變小，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤．故選AC【點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵是明確霍爾效應(yīng)的原理，知道左手定則中四指指向電流方向，注意單位體積內(nèi)的載流子數(shù)目表達(dá)式的各物理量的含義三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、711（4.710~4.712）【解析】[1]螺旋測微器的讀數(shù)為12、①.D②.③.3.0；1.78(1.75~1.80)【解析】（1）因?yàn)殡娫吹膬?nèi)阻較小，所以應(yīng)該采用較小最大值的滑動(dòng)變阻器，有利于數(shù)據(jù)的測量和誤差的減?。瑒?dòng)變阻器應(yīng)選D，（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，利用描點(diǎn)法可得出對應(yīng)圖象，如圖所示：（3）根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)的知識得電源兩端電壓為：，根據(jù)圖象與縱軸的交點(diǎn)得電動(dòng)勢為：，而由圖象