黑龍江哈爾濱市省實(shí)驗(yàn)中學(xué)2023-2024學(xué)年物理高二上期末聯(lián)考模擬試題含解析

黑龍江哈爾濱市省實(shí)驗(yàn)中學(xué)2023-2024學(xué)年物理高二上期末聯(lián)考模擬試題注意事項(xiàng)1．考生要認(rèn)真填寫考場號(hào)和座位序號(hào)。2．試題所有答案必須填涂或書寫在答題卡上，在試卷上作答無效。第一部分必須用2B鉛筆作答；第二部分必須用黑色字跡的簽字筆作答。3．考試結(jié)束后，考生須將試卷和答題卡放在桌面上，待監(jiān)考員收回。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、如圖所示為某電子元器件的工作原理示意圖，在外界磁場的作用下，當(dāng)存在方向流動(dòng)的電流時(shí)，電子元器件、兩側(cè)面會(huì)形成電勢差，下列說法中正確的事A.若在方向上通以由向運(yùn)動(dòng)的粒子流，帶正電粒子會(huì)在板聚集B.當(dāng)增大方向的電流時(shí)，兩面的電勢差會(huì)減小C.若在方向上通以由向運(yùn)動(dòng)的正電荷流，電子元器件端電勢低于端電勢D.電勢差的大小僅與電子元器件的制造材料有關(guān)2、如圖所示，在互相垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中，電荷量為q的液滴在豎直面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知電場強(qiáng)度為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則油滴的質(zhì)量和環(huán)繞速度分別為A.， B.，C.， D.，3、現(xiàn)代質(zhì)譜儀可用來分析比質(zhì)子重很多倍的離子，其示意圖如圖所示，其中加速電壓恒定．質(zhì)子在入口處從靜止開始被加速電場加速，經(jīng)勻強(qiáng)磁場偏轉(zhuǎn)后從出口離開磁場．若某種一價(jià)正離子在入口處從靜止開始被同一加速電場加速，為使它經(jīng)勻強(qiáng)磁場偏轉(zhuǎn)后仍從同一出口離開磁場，需將磁感應(yīng)強(qiáng)度增加到原來的10倍．此離子和質(zhì)子的質(zhì)量比約為（）A.10 B.9C.100 D.814、如圖所示，金屬桿MN用兩根絕緣細(xì)線懸于天花板O、O′點(diǎn)桿中通有垂直于紙面向里的恒定電流空間有豎直向上的勻強(qiáng)磁場，桿靜止時(shí)處于水平，懸線與豎直方向的夾角為θ，若將磁場在豎直面內(nèi)沿逆時(shí)針方向緩慢轉(zhuǎn)過90°，在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中通過改變磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小保持懸線與豎直方向的夾角不變，則在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的變化情況是（）A.一直減小 B.一直增大C.先減小后增大 D.先增大后減小5、如圖，螺線管導(dǎo)線的兩端與兩平行金屬板相連接，一個(gè)帶正電的小球用絕緣絲線懸掛于兩金屬板間并處于靜止?fàn)顟B(tài)．線圈置于方向豎直向上的均勻增大的磁場中，現(xiàn)將s閉合，當(dāng)磁場發(fā)生變化時(shí)小球?qū)⑵D(zhuǎn)．若磁場發(fā)生了兩次變化，且第一次比第二次變化快，第一次小球的最大偏角為；第二次小球的最大偏角為，則關(guān)于小球的偏轉(zhuǎn)位置和兩次偏轉(zhuǎn)角大小的說法正確的（）A.偏向B板，θ1＞θ2B.偏向B板，θ1＜θ2C.偏向A板，θ1＞θ2D.偏向A板，θ1＜θ26、如圖所示，平行導(dǎo)體滑軌MM’、NN’放置于同一水平面上，固定在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)體棒AB、CD橫放在滑軌上且靜止，形成一個(gè)閉合電路．當(dāng)AB向右滑動(dòng)的瞬間，電路中感應(yīng)電流的方向及CD受到的安培力方向分別為（）A.電流方向沿ABCD，安培力方向向右B.電流方向沿ADCB，安培力方向向右C.電流方向沿ABCD，安培力方向向左D.電流方向沿ADCB，安培力方向向左二、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(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7、如圖所示，長直導(dǎo)線通以方向向上的恒定電流i，矩形金屬線圈abcd與導(dǎo)線共面，線圈的長是寬的2倍，第一次將線圈由靜止從位置Ⅰ平移到位置Ⅱ停下，第二次將線圈由靜止從位置Ⅰ繞過d點(diǎn)垂直紙面的軸線旋轉(zhuǎn)900到位置Ⅲ停下，兩次變換位置的過程所用的時(shí)間相同，以下說法正確的是()A.兩次線圈所產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢相等B.兩次線圈所產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢不相等C.兩次通過線圈導(dǎo)線橫截面積的電量相等D.兩次通過線圈導(dǎo)線橫截面積的電量不相等8、如圖所示，不計(jì)電阻的光滑U形金屬框水平放置，光滑、豎直玻璃擋板H、P固定在框上，H、P的間距很小．質(zhì)量為0.2kg的細(xì)金屬桿CD恰好無擠壓地放在兩擋板之間，與金屬框接觸良好并圍成邊長為1m的正方形，其有效電阻為0.1Ω.此時(shí)在整個(gè)空間加方向與水平面成30°角且與金屬桿垂直的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律是B＝(0.4-0.2t)T，圖示磁場方向?yàn)檎较颍?、擋板和桿不計(jì)形變．則()A.t＝1s時(shí)，金屬桿中感應(yīng)電流方向從C到DB.t＝3s時(shí)，金屬桿中感應(yīng)電流方向從D到CC.t＝1s時(shí)，金屬桿對(duì)擋板P的壓力大小為0.1ND.t＝3s時(shí)，金屬桿對(duì)擋板H的壓力大小為0.2N9、如圖所示電路中，R為某種半導(dǎo)體元件，其阻值隨周圍環(huán)境酒精濃度的增大而減小，當(dāng)酒精濃度增大時(shí)，下列說法中正確的是（）A電流表A示數(shù)增大 B.電壓表V示數(shù)增大C.電源輸出功率減小 D.電源效率減小10、如圖所示電路，電源電動(dòng)勢為E，內(nèi)阻為r。當(dāng)開關(guān)S閉合后，小型直流電動(dòng)機(jī)M和指示燈L（可看作純電阻）都恰能正常工作。已知指示燈L的電阻為R0，額定電流為I，電動(dòng)機(jī)M的線圈電阻為R，則下列說法中正確的是（）A.電動(dòng)機(jī)的額定電壓為IR B.電動(dòng)機(jī)的輸出功率為IE-I2（R0+R+r）C.電源的輸出功率為IE-I2r D.整個(gè)電路的熱功率為I2（R0+R）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）荷蘭物理學(xué)家洛倫茲首先提出，磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用．為了紀(jì)念他，人們稱這種力為_____，該力的方向可以用_____（填“左手定則”或“右手定則”）來判斷12．（12分）用如圖1所示電路測定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻．電池的內(nèi)阻較小，為了防止在調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí)造成短路，電路中用一個(gè)定值電阻R0起保護(hù)作用．除電池、開關(guān)和導(dǎo)線外，可供使用的實(shí)驗(yàn)器材還有：A．電流表（量程0.6A）；B．電壓表（量程3V）；C．定值電阻（阻值1Ω、額定功率5W）；D．定值電阻（阻值10Ω、額定功率10W）；E．滑動(dòng)變阻器（阻值范圍0～10Ω、額定電流2A）；F．滑動(dòng)變阻器（阻值范圍0～100Ω、額定電流1A）那么：（1）要正確完成實(shí)驗(yàn)，R0應(yīng)選擇_____，R應(yīng)選擇_____．（填器材前字母）（2）實(shí)驗(yàn)測得的6組數(shù)據(jù)已在U﹣I圖2中標(biāo)出，如圖所示，請(qǐng)你根據(jù)數(shù)據(jù)點(diǎn)位置完成U﹣I圖線______（3）由圖線求出該電池的內(nèi)阻r=____Ω．（r的結(jié)果保留兩位有效數(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L14．（16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15．（12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?。唬?）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

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】考查霍爾元件。【詳解】A．由圖可知，磁場方向向下，若在方向上通以由向運(yùn)動(dòng)的粒子流，由左手定則可知，帶正電粒子受向右的洛倫茲力，在D板聚集，A錯(cuò)誤；B．穩(wěn)定時(shí)，帶電粒子受力平衡：解得兩面的電勢差為，增大方向的電流I時(shí)，粒子運(yùn)動(dòng)速度增大，兩面的電勢差會(huì)增大，B錯(cuò)誤；C．若在方向上通以由向運(yùn)動(dòng)的正電荷流，則正電荷往D板聚集，D板帶正電，電勢高于C板，C正確；D．由可知，電勢差UCD的大小不只與電子元件的材料有關(guān)，還與磁場強(qiáng)度有關(guān)，D錯(cuò)誤。故選C。2、D【解析】液滴在復(fù)合場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，可判斷出電場力和重力為平衡力，從而可求出液滴的質(zhì)量并可判斷電場力的方向，結(jié)合電場的方向便可知液滴的電性．根據(jù)洛倫茲力的方向，利用左手定則可判斷液滴的旋轉(zhuǎn)方向．結(jié)合重力與電場力平衡以及液滴在洛倫茲力的作用下的運(yùn)動(dòng)半徑公式，可求出線速度【詳解】液滴在重力場、勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，可知，液滴受到的重力和電場力是一對(duì)平衡力，重力豎直向下，所以電場力豎直向上，與電場方向相反，故可知液滴帶負(fù)電；磁場方向向里，洛倫茲力的方向始終指向圓心，由左手定則可判斷液滴的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針；由液滴做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，得知電場力和重力大小相等，得①，得，液滴在洛倫茲力的作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為，聯(lián)立得：，D正確【點(diǎn)睛】此題考查了液滴在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)．復(fù)合場是指電場、磁場、重力場并存，或其中某兩種場并存的場．液滴在這些復(fù)合場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，必須同時(shí)考慮電場力、洛倫茲力和重力的作用或其中某兩種力的作用，因此對(duì)液滴的運(yùn)動(dòng)形式的分析就顯得極為重要．該題就是根據(jù)液滴的運(yùn)動(dòng)情況來判斷受到的電場力情況3、C【解析】本題先電場加速后磁偏轉(zhuǎn)問題，先根據(jù)動(dòng)能定理得到加速得到的速度表達(dá)式，再結(jié)合帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)的半徑公式求出離子質(zhì)量的表達(dá)式【詳解】根據(jù)動(dòng)能定理得：qU＝mv2，得：v＝；離子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律，有：qvB＝m得：R＝；兩式聯(lián)立得：m＝；一價(jià)正離子電荷量與質(zhì)子電荷量相等，同一加速電場U相同，同一出口離開磁場則R相同，所以m∝B2，磁感應(yīng)強(qiáng)度增加到原來的10倍，離子質(zhì)量是質(zhì)子質(zhì)量的100倍，故C正確ABD錯(cuò)誤，故選C【點(diǎn)睛】本題綜合考查了動(dòng)能定理和牛頓第二定律，關(guān)鍵要能通過洛倫茲力提供向心力求出質(zhì)量的表達(dá)式4、C【解析】分析通電導(dǎo)線的受力情況，當(dāng)磁場旋轉(zhuǎn)時(shí)通過圖解法分析安培力的變化，從而分析磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化.【詳解】磁場在旋轉(zhuǎn)的過程中，桿處于平衡狀態(tài)，桿所受重力的大小和方向不變，懸線的拉力方向不變，由圖解法可知，在磁場旋轉(zhuǎn)的過程中，安培力先減小后增大，由F=BIL可知，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度先減小后增加，故選C.【點(diǎn)睛】本題主要是考查安培力作用下的導(dǎo)體棒的平衡問題，解答此類問題要明確導(dǎo)體棒的受力情況，結(jié)合平衡條件列方程解答5、C【解析】由題意可知，線圈置于豎直向上的均勻增大的磁場中，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的電動(dòng)勢，判斷出電感應(yīng)電動(dòng)勢的高低，分析小球受力方向及力的大小【詳解】線圈置于方向豎直向上的均勻增大的磁場中，據(jù)楞次定律可知線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢下高上低，則B板電勢高，A板電勢低，小球向A偏轉(zhuǎn)，當(dāng)磁場變化快時(shí)電動(dòng)勢大，偏角大，則C正確，ABD錯(cuò)誤；故選C6、B【解析】AB向右移動(dòng)，則由右手定則可知電流方向，則可知CD中電流的方向，由左手定則可求得CD的運(yùn)動(dòng)方向【詳解】由右手安培定則可知，當(dāng)AB向右運(yùn)動(dòng)時(shí)電流由B到A，故電流方向沿ADCB；則再由左手定則可得CD受力向右，故B正確，ACD錯(cuò)誤．故選B【點(diǎn)睛】AB運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生電流的經(jīng)過CD，從而使CD受磁場力而產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，即先由電磁感應(yīng)產(chǎn)生電流，電流再在磁場中受到安培力而產(chǎn)生了運(yùn)動(dòng)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(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7、BD【解析】根據(jù)通電直導(dǎo)線周圍的磁場分布可知，兩次通過線圈的磁通量不同，根據(jù)可知，線圈所產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢不相等，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)可知兩次通過線圈導(dǎo)線橫截面積的電量不相等，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確；故選BD.8、AC【解析】根據(jù)楞次定律，并由時(shí)刻來確定磁場的變化，從而判定感應(yīng)電流的方向；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，結(jié)合閉合電路歐姆定律，及安培力表達(dá)式，與力的合成與分解，并由三角知識(shí)，即可求解【詳解】當(dāng)t=1s時(shí)，則由磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律是，可知，磁場在減小，根據(jù)楞次定律可得，金屬桿中感應(yīng)電流方向從C到D，故A正確；當(dāng)t=3s時(shí)，磁場在反向增加，由楞次定律可知，金屬桿中感應(yīng)電流方向從C到D，故B錯(cuò)誤；當(dāng)在t=1s時(shí)，由法拉第電磁感應(yīng)定律，則有；再由歐姆定律，則有感應(yīng)電流大??；則t=1s時(shí)，那么安培力大??；由左手定則可知，安培力垂直磁場方向斜向上，則將安培力分解，那么金屬桿對(duì)擋板P的壓力大小，故C正確；同理，當(dāng)t=3s時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢仍為E=0.1V，電流大小仍為I=1A，由于磁場的方向相反，由左手定則可知，安培力的方向垂直磁感線斜向下，根據(jù)力的合成，則得金屬桿對(duì)H的壓力大小為，故D錯(cuò)誤；9、AD【解析】AB．當(dāng)酒精濃度增大時(shí)，減小，總電阻減小，則總電流增大，內(nèi)電壓增大，路端電壓減小，即電壓表V示數(shù)減小，根據(jù)歐姆定律可知通過的電流減小，因此通過的電流增大，即電流表A示數(shù)增大，故A正確，B錯(cuò)誤；C．當(dāng)電路的外電阻等于電源的內(nèi)阻時(shí)，電源輸出功率最大；由于電路的外電阻與電源的內(nèi)阻關(guān)系未知，所以無法判斷電源輸出功率的變化，故C錯(cuò)誤；D．電源效率為由于電源的電動(dòng)勢不變，路端電壓減小，所以電源效率減小，故D正確；故選AD。10、BC【解析】A.電動(dòng)機(jī)不是純電阻，不能滿足歐姆定律，IR不是電動(dòng)機(jī)的額定電壓，故A錯(cuò)誤；B.根據(jù)能量守恒定律可知，電動(dòng)機(jī)總功率為，內(nèi)部消耗功率為，故輸出功率為，故B正確；C.電源的總功率為IE，內(nèi)部消耗功率為I2r，則電源的輸出功率為，故C正確；D.整個(gè)電路的熱功率為，故D錯(cuò)誤。故選BC。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、①.洛倫茲力②.左手定則【解析】已知磁場方向、帶電粒子的速度方向，由左手定則可以判斷出洛倫茲力的方向【詳解】[1]通過學(xué)習(xí)磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用我們知道，首先提出磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有作用力的觀點(diǎn)的物理學(xué)家是洛倫茲[2]為了紀(jì)念他，人們稱這種力為洛倫茲力，該力的方向可以用左手定則【點(diǎn)睛】本題考查了判斷洛倫茲力方向問題，熟練應(yīng)用左手定則即可正確解題，注意運(yùn)動(dòng)的方向不一定與磁場垂直，但洛倫茲力一定與磁場及運(yùn)動(dòng)方向垂直12、①.C②.E③.；【解析】為使滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)時(shí)電表示數(shù)有明顯變化，應(yīng)使R0與電源內(nèi)阻r盡可能接近，從而確定定值電阻和滑動(dòng)變阻器選?。鶕?jù)縱軸截距求出電動(dòng)勢，結(jié)合圖線的斜率求出內(nèi)阻的大小【詳解】一節(jié)干電池電動(dòng)勢一般約為1.5V，內(nèi)阻較小，為保護(hù)電路，應(yīng)使R0與電源內(nèi)阻r盡可能接近，因r較小，則考慮選擇定值電阻C和滑動(dòng)變阻器E；根據(jù)描出的點(diǎn)作出對(duì)應(yīng)的伏安特性曲線如圖所示；根據(jù)圖象可知，與U軸的交點(diǎn)為1.50V，對(duì)應(yīng)的電壓值即表示電