河南省南陽市2022-2023學年高二上學期期終模擬測試物理試題（含答案解析）

2022年秋期高中二年級期終模擬測試物理試題一、選擇題（本題共12小題，每小題4分，共48分。在每小題給出的四個選項中，題只有一個選項正確，9-12題有多個選項正確。全部選對得4分，選對但不全的得2分，有錯選或不答的得0分）1.關(guān)于電場和磁場，下列說法正確的是（）A.由，電荷在電場中受到的電場力越大，該位置的電場強度越大B.由，通電導(dǎo)線在磁場中受到安培力越大，該位置的磁感應(yīng)強度越大C.垂直磁場放置的通電導(dǎo)線受力的方向就是磁感應(yīng)強度的方向D.因地磁場影響，在進行奧斯特實驗時，通電導(dǎo)線南北放置時實驗現(xiàn)象最明顯【答案】D【解析】【詳解】A．電荷在電場中某點受到電場力越大，可能是由于試探電荷q的電荷量較大，故A錯誤；B．磁感應(yīng)強度是描述磁場強弱和方向的物理量，通過電流元垂直放置于磁場中所受的磁場力與電流元的比值來定義磁感應(yīng)強度，磁感應(yīng)強度與磁場本身有關(guān)，與通電導(dǎo)線所受的磁場力大小及電流元無關(guān)，故B錯誤；C．垂直磁場放置的通電導(dǎo)線的受力方向與磁感應(yīng)強度方向垂直，故C錯誤；D．根據(jù)安培定則可知，通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場方向與導(dǎo)線電流的方向垂直，可知因地磁場影響，在進行奧斯特實驗時，通電導(dǎo)線南北放置時實驗現(xiàn)象最明顯，故D正確。故選D。2.工廠在生產(chǎn)紡織品、紙張等絕緣材料時為了實時監(jiān)控其厚度，通常要在生產(chǎn)流水線上設(shè)置如圖所示傳感器。其中A、B為平行板電容器的上、下兩個極板，上、下位置均固定，且分別接在恒壓直流電源的兩極上。當流水線上通過的產(chǎn)品厚度增大時，下列說法正確的是（）A.A、B平行板電容器的電容減小 B.A、B兩板間的電場強度增大C.A、B兩板上的電荷量變大 D.有電流從b向a流過靈敏電流計【答案】C【解析】【詳解】A．根據(jù)公式可知，當產(chǎn)品厚度增大時，ε變大，電容變大，故A錯誤；CD．根據(jù)，因為電容器的電容變大，兩極板間的電壓不變，A、B兩板上的電荷量變大；此時有充電電流從a向b流過靈敏電流計，故C正確、D錯誤；B．根據(jù)可知，兩極板間電壓不變，極板間距不變，故電場強度不變，故B錯誤。故選C。3.如圖，線圈L自感系數(shù)極大，直流電阻忽略不計；D1、D2是兩個二極管，當電流從“＋”流向“-”時能通過，反之不通過；R0是保護電阻，則（）A.閉合S之后，B燈慢慢變亮B.閉合S之后，A燈亮且亮度不變C.斷開S瞬時，A燈閃一下再慢慢熄滅D.斷開S瞬時，B燈閃一下再慢慢熄滅【答案】D【解析】【分析】【詳解】AB．閉合S瞬間，A燈二極管正向?qū)ˋ燈亮，B燈二極管正向不能導(dǎo)通，因此不亮，之后線圈自感阻礙逐漸減小，電流從自感線圈流過的電流逐漸增大，A燈又熄滅，故AB錯誤；CD．斷開S瞬間，線圈L產(chǎn)生與原電流方向相同的自感電流，可通過D2，故B燈閃一下再慢慢熄滅，而不能通過D1，故A燈不亮，故C錯誤，D正確。故選D。4.如圖所示，直角三角形ABC，∠A=60°，AD=DC，B、C兩點在同一水平線上，垂直紙面的直導(dǎo)線置于B、C兩點，通有大小相等、方向向里的恒定電流，D點的磁感應(yīng)強度大小為B0。若把置于C點的直導(dǎo)線的電流反向，大小保持不變，則變化后D點的磁感應(yīng)強度（）A.大小為B0，方向水平向左B.大小為B0，方向水平向右C.大小為B0，方向豎直向下D.大小為2B0，方向豎直向下【答案】C【解析】【分析】【詳解】如圖所示由幾何關(guān)系知θ=60°，設(shè)每根導(dǎo)線在D點產(chǎn)生的磁感強度為B，據(jù)平行四邊形定則有若把置于C點的直導(dǎo)線電流反向，據(jù)幾何知識可得α=30°D點合磁感強度大小為方向豎直向下，C正確。故選C。5.自行車速度計可以利用霍爾效應(yīng)傳感器獲知自行車的運動速率。如圖甲所示，一塊磁鐵安裝在前輪上，輪子每轉(zhuǎn)一圈，磁鐵就靠近傳感器一次，傳感器就會輸出一個脈沖電壓。如圖乙所示，電源輸出電壓為，當磁場靠近霍爾元件時，在導(dǎo)體前后表面間出現(xiàn)電勢差（前表面的電勢低于后表面的電勢）。下列說法中正確的是（）A.圖乙中霍爾元件的載流子帶正電B.已知自行車車輪的半徑，再根據(jù)單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)，即獲得車速大小C.若傳感器的電源輸出電壓變大，則霍爾電勢差變小D.霍爾電勢差的大小與霍爾元件所用的材料無關(guān)【答案】B【解析】【詳解】A．根據(jù)左手定則可判斷，霍爾元件的電流是由負電荷定向移動形成的，故A錯誤；B．根據(jù)單位時間的脈沖數(shù)，可求得車輪的轉(zhuǎn)動周期，從而求得車輪的角速度，再根據(jù)可求得車速的大小，故B正確；CD．根據(jù)可得由電流的微觀定義式是單位體積內(nèi)的電子數(shù)，是單個導(dǎo)電粒子所帶的電量，是導(dǎo)體的橫截面積，是導(dǎo)電粒子運動的速度，整理得出則有若傳感器的電源輸出電壓變大，電流增大，也增大，不同的材料單位體積內(nèi)的電子數(shù)不同，所以霍爾電勢差的大小與霍爾元件所用的材料有關(guān)，故CD錯誤。故選B。6.如圖，在直角坐標系第一象限中軸與直線所夾范圍內(nèi)存在勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為、方向垂直于紙面向里。一帶負電的粒子以速度自軸上點垂直射入磁場，一段時間后，該粒子垂直直線射出磁場，自軸上點（圖中未畫出）離開第一象限。已知，不計粒子重力。則下列判斷正確的是（）A.粒子在磁場中運動的軌道半徑為 B.點的橫坐標為C.粒子在第一象限磁場中的運動時間為 D.粒子在第一象限的運動時間為【答案】D【解析】【詳解】AB.如圖，軌跡圓心為點，所以根據(jù)幾何關(guān)系即b點的橫坐標為故AB錯誤；CD.磁場中運動時間在第一象限的路程所以時間故C錯誤，D正確。故選D。7.如圖所示，平行金屬板中帶電質(zhì)點P原處于靜止狀態(tài)，不考慮電流表和電壓表對電路的影響，當滑動變阻器R4的滑片向b端移動時，則（）A.電壓表讀數(shù)變大 B.電流表讀數(shù)變大C.質(zhì)點P將向上運動 D.R3上消耗的功率逐漸增大【答案】B【解析】【詳解】BD．當滑動變阻器R4的滑片向b端移動時，接入電路的電阻減小，外電路總電阻減小，根據(jù)閉合電路得歐姆定律可知干路電流增大，電阻R1以及電源內(nèi)阻上的電壓變大，與電容器并聯(lián)的支路電壓減小，流過R3的電流減小，則R3上消耗的功率逐漸減小，且流過電流表的電流增大，故B正確、D錯誤；A．流過電流表的電流增大，電阻R2兩端的電壓增大，與電容器并聯(lián)的支路電壓減小，可知電阻R4兩端的電壓減小，電壓表讀數(shù)減小，故A錯誤；C．電容器兩端電壓減小，電容器間場強減小，質(zhì)點P受到的電場力減小，小于重力，故質(zhì)點P將向下運動，故C錯誤。故選B。8.如圖甲所示，MN、PQ兩條平行的光滑金屬軌道與水平面成角固定，間距為，質(zhì)量為m的金屬桿ab垂直放置在軌道上且與軌道接觸良好，其阻值忽略不計?？臻g存在勻強磁場，磁場方向垂直于軌道平面向上，磁感應(yīng)強度為。P、M間接有阻值為的定值電阻，Q、N間接電阻箱R?，F(xiàn)從靜止釋放ab，改變電阻箱的阻值R，測得最大速度為，得到與的關(guān)系如圖乙所示。若軌道足夠長且電阻不計，重力加速度g取，則（）A.金屬桿中感應(yīng)電流方向為a指向b B.金屬桿所受的安培力沿軌道向下C.定值電阻的阻值為 D.金屬桿的質(zhì)量為【答案】C【解析】【詳解】A．由右手定則可判斷，金屬桿中感應(yīng)電流方向由b指向a，故A錯誤；B．由左手定則可知，金屬桿所受的安培力沿軌道向上，故B錯誤；CD．總電阻為通過ab的電流為當達到最大速度時，金屬桿受力平衡，則有變形得根據(jù)圖像可得解得故C正確，D錯誤。故選C。9.如圖所示的理想變壓器，其輸入端接在的交流電源上，原、副線圈的匝數(shù)比為，為電阻箱，副線圈中的電阻，電表均為理想電表。下列說法正確的是（）A.當時，電壓表的讀數(shù)為100V B.當時，電流表的讀數(shù)為5AC.當時，電流表的讀數(shù)為4A D.當時，電壓表的讀數(shù)為100V【答案】BC【解析】【詳解】A．輸入端電壓的有效值為100V，當時，電壓表的讀數(shù)為故A錯誤；B．當時，次級線圈中的電流A故B正確；CD．當時，設(shè)電流表的示數(shù)為，則此時初級電流為，初級電壓為則次級電壓為則有解得此時電壓表讀數(shù)為故C正確，D錯誤；故選BC。10.質(zhì)量為m、電荷量為q的微粒以速度v與水平方向成θ角從O點進入方向如圖所示的正交的勻強電場和勻強磁場組成的混合場區(qū)，該微粒在電場力、洛倫茲力和重力的共同作用下，恰好沿直線運動到A，下列說法中正確的是（重力加速度為g）（）A.該微粒一定帶負電荷B.微粒從O到A的運動可能是勻變速運動C.該磁場的磁感應(yīng)強度大小為D.該電場的電場強度大小為【答案】AC【解析】分析】【詳解】A．若粒子帶正電，電場力向左，洛倫茲力垂直于OA線斜向右下方，則電場力、洛倫茲力和重力不能平衡，則粒子帶負電，故A正確；B．粒子如果做勻變速運動，重力和電場力不變，而洛倫茲力隨速度變化而變化，粒子不可能沿直線運動，故B錯誤；CD．粒子受力如圖，由平衡條件得解得由圖可知解得故C正確，D錯誤。故選AC。11.如圖所示，勻強電場內(nèi)有一矩形ABCD區(qū)域，電荷量為e的某帶電粒子從B點沿BD方向以8eV的動能射入該區(qū)域，恰好從A點射出該區(qū)域，已知矩形區(qū)域的邊長AB=8cm，BC=6cm，A、B、C三點的電勢分別為6V、12V、18V，不計粒子重力，下列判斷正確的是（）A.粒子帶負電B.電場強度的大小為125V/mC.僅改變粒子在B點初速度的方向，該粒子可能經(jīng)過C點D.粒子到達A點時的動能為12eV【答案】BC【解析】【分析】【詳解】A．根據(jù)勻強電場中電勢等分法，可知幾何中心點P點的電勢為12V，則BPD為等勢線，過C點作垂直于BPD的電場線。如圖所示

方向斜左下方，因帶電粒子能從A點射出，則A帶正電，A錯誤；B．由幾何關(guān)系可知，根據(jù)場強公式有B正確；C．設(shè)粒子經(jīng)過C點，根據(jù)動能定理可得解得所以僅改變粒子在B點初速度的方向，該粒子可能經(jīng)過C點，C正確；D．根據(jù)動能定理可得，粒子到達A點時的動能為解得D錯誤。故選BC。12.如圖所示，金屬桿MN在三角形金屬框架上以速度v從圖示位置起向右勻速滑動，框架夾角為θ，桿和框架由粗細均勻、橫截面積相同的同種材料制成，則回路中的感應(yīng)電動勢E和電流I隨時間t變化的規(guī)律分別是圖中的（）A. B.C. D.【答案】BD【解析】【詳解】AB．導(dǎo)體棒平動切割磁感線有E=Bv(L0＋vt)tanθ其中L0為金屬桿MN距離O點初始長度，故A錯誤、B正確；CD．根據(jù)歐姆定律可知設(shè)桿和框架的橫截面積為S、電阻率為ρ，則有綜上則故C錯誤、D正確。故選BD二、填空題（本題共2小題，共16分。把答案填在答題卡上對應(yīng)的橫線上）13.某實驗小組做“測量一均勻新材料制成的圓柱體的電阻率”實驗。先用螺旋測微器測其直徑，如圖甲所示，其直徑為__________mm；再用游標卡尺測其長度，如圖乙所示，其長度為__________cm；最后用多用表粗測其電阻，如圖丙所示，其電阻為__________Ω。【答案】①.1.845（1.843~1.847均可）②.4.225③.6【解析】【詳解】[1][2][3]螺旋測微器測其直徑為1.5mm＋34.5×0.01mm＝1.845mm游標卡尺測長度為42mm＋5×0.05mm＝42.25mm＝4.225cm多用電表測其電阻R＝6×1Ω＝6Ω14.在學校社團活動中，某實驗小組先測量一只量程為300μA的微安表頭G的內(nèi)阻值，然后將其改裝為量程為0.3A的電流表?？晒┻x擇的實驗器材有：微安表頭G（量程300μA，內(nèi)阻約為幾百歐姆）滑動變阻器滑動變阻器電阻箱電源（電動勢約為）電源（電動勢約為）開關(guān)、導(dǎo)線若干實驗小組先用如圖所示電路測量表頭的內(nèi)阻，實驗方法是：A．按圖連接好電路，將滑動變阻器的滑片調(diào)至圖中最右端B．斷開，閉合，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片位置，使G滿偏C．閉合，并保持滑動變阻器的滑片位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使表頭G的示數(shù)為200μA，記錄此時電阻箱的阻值。（1）實驗中電源應(yīng)選用__________，滑動變阻器應(yīng)選用__________（選填儀器字母代號）；（2）測得表頭的內(nèi)阻__________，表頭內(nèi)阻的測量值較其真實值_________（選填“偏大”或“偏小”）；（3）實驗測得的內(nèi)阻，要將表頭改裝成量程為的電流表，應(yīng)選用阻值為__________的電阻與表頭并聯(lián)。【答案】（1）①.②.（2）①.②.偏?。?）0.5【解析】【小問1詳解】[1][2]閉合S2開關(guān)時認為電路電流不變，實際上閉合開關(guān)S2時電路總電阻變小，電路電流增大，電源電動勢越大、滑動變阻器阻值越大，閉合開關(guān)S2時微安表兩端電壓變化越小，實驗誤差越小，為減小實驗誤差，電源應(yīng)選擇，滑動變阻器應(yīng)選擇?！拘?詳解】[1][2]閉合開關(guān)S2時認為電路電流不變，流過微安表電流為滿偏電流的，則流過電阻箱的電流為滿偏電流的，微安表與電阻箱并聯(lián)，流過并聯(lián)電路的電流與阻值成反比，則；閉合開關(guān)時整個電路電阻變小，電路電流變大，大于300μA，當表頭示數(shù)為200μA時，流過電阻箱的電流大于100μA，電阻箱阻值小于表頭電阻的2倍，實驗認為電流表內(nèi)阻等于電阻箱阻值的一半，因此表頭G內(nèi)阻測量值偏小?！拘?詳解】把微安表改裝成的電流表需要并聯(lián)分流電阻，并聯(lián)電阻阻值為三、計算題（本題共4小題，共46分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后結(jié)果的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）15.如圖所示，兩根間距為的無限長光滑金屬導(dǎo)軌，阻不計，其左端連接一阻值為10Ω的定值電阻，兩導(dǎo)軌之間存在著磁感應(yīng)強度為1T的勻強磁場，磁場邊界虛線均為正弦曲線的一部分，一根接入電路中的電阻為10Ω的光滑導(dǎo)體棒，在外力作用下以10m/s的速度勻速向右運動（接觸電阻不計），交流電壓表和交流電流表均為理想電表。求：（1）電壓表的讀數(shù)；（2）導(dǎo)體棒上的熱功率?！敬鸢浮浚?）1V；（2）0.1W【解析】【詳解】（1）磁場邊界虛線為正弦曲線的一部分，可知回路中產(chǎn)生的是正弦式交變電流，感應(yīng)電動勢最大值則感應(yīng)電動勢的有效值電壓表測量R兩端的電壓，即（2）電流表示數(shù)為有效值，一直為則導(dǎo)體棒上消耗的熱功率16.如圖為某種質(zhì)譜儀的示意圖，質(zhì)譜儀由加速電場、靜電分析器和磁分析器組成。靜電分析器通道中心軸線的半徑為R，通道內(nèi)存在均勻輻向電場；磁分析器有范圍足夠大的有界勻強磁場，方向垂直紙面向外。質(zhì)子和待測未知粒子x，先后從靜止開始經(jīng)加速電壓為U的電場加速后沿中心軸線通過靜電分析器，從P點垂直邊界進入磁分析器，最終分別打到膠片上的C、D點。已知質(zhì)子質(zhì)量為m、電荷量為q，粒子x的電荷量是質(zhì)子的2倍，PC=2R，。求：（1）靜電分析器中心軸線處的場強大小E；（2）磁感應(yīng)強度大小B；（3）粒子x的質(zhì)量M?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）M=4m【解析】【分析】【詳解】（1）設(shè)質(zhì)子加速后的速度為，根據(jù)動能定理有在通道內(nèi)，電場力提供向心力，有聯(lián)立解得（2）設(shè)質(zhì)子在磁場運動的半徑為r1，則有又PC=2R，可得在磁場中，洛倫茲力提供向心力，有聯(lián)立解得（3）設(shè)未知粒子x在磁場中運動的半徑為r2，則有PD=2r2又，可得設(shè)未知粒子x加速后的速度為v2，則有聯(lián)立解得：M=4m17.如圖所示，在豎直平面內(nèi)建立直角坐標系xOy，其第一象限存在著正交的勻強電場和勻強磁場，電場強度的方向水平向右，磁感應(yīng)強度的方向垂直紙面向里。一帶電荷量為＋q、質(zhì)量為m的微粒從原點出發(fā)，以某一初速度沿與x軸正方向的夾角為45°的方向進入復(fù)合場中，正好做直線運動，當微粒運動到A（l，l）時，電場方向突然變?yōu)樨Q直向上（不計電場變化的時間），微粒繼續(xù)運動一段時間后，正好垂直于y軸穿出復(fù)合場。不計一切阻力，重力加速度為g，求：（1）電場強度E的大??；（2）磁感應(yīng)強度B的大??；（3）微粒在復(fù)合場中的運動時間?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】【詳解