2024屆江蘇省無錫市港下中學(xué)物理高二上期末考試模擬試題含解析

2024屆江蘇省無錫市港下中學(xué)物理高二上期末考試模擬試題請考生注意：1．請用2B鉛筆將選擇題答案涂填在答題紙相應(yīng)位置上，請用0．5毫米及以上黑色字跡的鋼筆或簽字筆將主觀題的答案寫在答題紙相應(yīng)的答題區(qū)內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙上均無效。2．答題前，認真閱讀答題紙上的《注意事項》，按規(guī)定答題。一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、如圖所示，abcd為水平放置的平行“”形光滑金屬導(dǎo)軌,間距為l，導(dǎo)軌間有垂直于導(dǎo)軌平面的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，導(dǎo)軌電阻不計．已知金屬桿MN傾斜放置，與導(dǎo)軌成θ角，單位長度的電阻為r,保持金屬桿以速度v沿平行于cd的方向滑動(金屬桿滑動過程中與導(dǎo)軌接觸良好)．則()A.電路中感應(yīng)電動勢的大小為B.電路中感應(yīng)電流的大小為C.金屬桿所受安培力的大小為D.金屬桿的發(fā)熱功率為2、如圖所示，A1和A2是兩個相同的小燈泡，L是自感系數(shù)相當(dāng)大的線圈，其電阻阻值與R相同．由于存在自感現(xiàn)象，在開關(guān)S接通和斷開時，燈A1、A2亮暗的先后順序是（）A.接通時，A1先達最亮；斷開時，A1后暗B.接通時，A2先達最亮；斷開時，A2后暗C.接通時，A1、A2同時達最亮；斷開時，A1后暗D.接通時，A2先達最亮；斷開時，A1后暗3、如圖甲所示，光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ所在平面與水平面成θ角，M、P兩端接一電阻R，整個裝置處于方向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中．t=0時對金屬棒施加一平行于導(dǎo)軌的外力F，使金屬棒由靜止開始沿導(dǎo)軌向上運動，金屬棒電阻為r，導(dǎo)軌電阻忽略不計．已知通過電阻R的感應(yīng)電流I隨時間t變化的關(guān)系如圖乙所示．下列關(guān)于棒運動速度v、外力F、流過R的電量q以及閉合回路中磁通量的變化率隨時間變化的圖象正確的是（）A. B.C. D.4、在某控制電路中，需要連成如圖所示的電路，主要由電動勢為E、內(nèi)阻為r的電源與定值電阻R1、R2及電位器(滑動變阻器)R連接而成，L1、L2是紅、綠兩個指示燈，當(dāng)電位器的觸頭由弧形碳膜的中點逆時針滑向a端時，下列說法中正確的是()A.L1、L2兩個指示燈都變亮B.L1、L2兩個指示燈都變暗C.L1變亮，L2變暗D.L1變暗，L2變亮5、兩平行通電長直導(dǎo)線M、N中的電流大小分別為I和2I，且電流方向相同．a(chǎn)、b、c、d為同一直線上的四個點，它們分別與兩直導(dǎo)線距離如圖所示，則圖中給定的四個點中，磁感應(yīng)強度最大的位置是（）A.a B.bC.c D.d6、首先采用“理想實驗”研究運動與力關(guān)系的科學(xué)家是A.伽利略 B.牛頓C.開普勒 D.亞里士多德二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、如圖甲，固定在光滑水平面上的正三角形金屬線框，匝數(shù)n＝20，總電阻R＝2.5Ω，邊長L＝0.3m，處在兩個半徑均為r＝的圓形勻強磁場區(qū)域中．線框頂點與右側(cè)圓心重合，線框底邊中點與左側(cè)圓心重合．磁感應(yīng)強度B1垂直水平面向上，大小不變；B2垂直水平面向下，大小隨時間變化．B1、B2的值如圖乙所示，則()A.通過線框的感應(yīng)電流方向為逆時針方向B.t＝0時刻穿過線框的磁通量為0.1WbC.在0.6s內(nèi)通過線框中的電荷量約為0.13CD.經(jīng)過0.6s線框中產(chǎn)生的熱量約為0.07J8、如圖所示，A、B是圓心角為120°的一段圓弧的兩個端點，D是圓弧的中點，圓弧的圓心是O，半徑為r，AB與CD相交于C點，電荷量均為Q的兩個正點電荷分別固定于A、B兩點。靜電力常量為k。下列說法正確的是（）A.O、D兩點的電勢相等B.O、D兩點的電場強度相等C.D點的電場強度大小為D.將一負點電荷從O沿直線OD移到D，其電勢能先增加后減少9、如圖所示，水平地面上方矩形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場，兩個用相同材料、相同粗細的導(dǎo)線繞制的單匝閉合正方形線圈1和2，其邊長，均在距磁場上邊界高處由靜止開始自由下落，最后落到地面．整個運動過程中，線圈平面始終保持在豎直平面內(nèi)且下邊緣平行于磁場上邊界，設(shè)線圈剛進入磁場時的加速度大小分別為a1、a2，落地時的速度大小分別為v1、v2，在全過程中產(chǎn)生的熱量分別為Q1、Q2，通過線圈橫截面的電荷量分別為q1、q2，不計空氣阻力，則A. B.C. D.10、如圖所示，勻強磁場分布在平面直角坐標(biāo)系的整個第I象限內(nèi)，磁感應(yīng)強度為B、方向垂直于紙面向里，一質(zhì)量為m、電荷量絕對值為q、不計重力的粒子，以某速度從0點沿著與y軸夾角為30°的方向進入磁場，運動到A點時，粒子速度沿x軸正方向，下列判斷正確的是A.粒子帶正電B.粒子由O到A經(jīng)歷的時間為C.若已知A到x軸的距離為d，則粒子速度大小為D.離開第I象限時，粒子的速度方向與x軸正方向的夾角為60°三、實驗題：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）濰坊高鐵北站于2018年12月26日正式投入使用，啟用前安裝電磁設(shè)備時，為減少地磁場的影響，技術(shù)人員用霍爾元件做成的設(shè)備測地磁場B的大小和方向，該設(shè)備的示意圖如圖所示，設(shè)備的MN端邊沿東西方向、NQ沿南北方向置于水平地面上，通入沿NQ自南向北方向的恒定電流I后，電壓表有讀數(shù)；以MN為軸，緩慢向上抬高PQ端，電壓表示數(shù)發(fā)生變化，當(dāng)它與地面成85°角時，電壓表讀數(shù)最大為U．若該霍爾元件的載流子M為自由電子，電量為e，單位體積內(nèi)的自由電子個數(shù)為n，MN和PQ兩端的截面積均為s，MN＝PQ＝d．則該處的地磁場B＝_____；方向_____；該元件電勢高的一側(cè)是_____（填“MP”或“NQ”）。12．（12分）如圖(a)中，懸點正下方P點處放有水平放置熾熱的電熱絲，當(dāng)懸線擺至電熱絲處時能輕易被燒斷，小球由于慣性向前飛出做平拋運動．在地面上放上白紙，上面覆蓋著復(fù)寫紙，當(dāng)小球落在復(fù)寫紙上時，會在下面白紙上留下痕跡．用重錘線確定出A、B點的投影點N、M.重復(fù)實驗10次(小球每一次都從同一點由靜止釋放)球的落點痕跡如圖(b)所示，圖中米尺水平放置，零刻度線與M點對齊．用米尺量出AN的高度h1、BM的高度h2，算出A、B兩點的豎直距離，再量出M、C之間的距離x，即可驗證機械能守恒定律，已知重力加速度為g，小球的質(zhì)量為m.(1)根據(jù)圖(b)可以確定小球平拋時的水平射程為________cm.(2)用題中所給字母表示出小球平拋時的初速度v0＝________(3)用測出的物理量表示出小球從A到B過程中，重力勢能的減少量ΔEp＝________，動能的增加量ΔEk＝________四、計算題：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間的電場強度為E=5.0×105N/C，b板下方整個空間存在著磁感應(yīng)強度大小為B=6.0T、方向垂直紙面向里的勻強磁場.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電場，剛好從狹縫P處穿過b板而垂直進入勻強磁場，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度為E=104V/m的水平勻強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，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點由靜止釋放后，求：（g=10m/s2）(1)小球到達C點的速度大小(2)小球在C點時，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，整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中．當(dāng)R0＝1Ω時，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

參考答案一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、B【解題分析】A、導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，故A錯誤；B、感應(yīng)電流的大小，故B正確；C、所受的安培力為，故C錯誤；D、金屬桿的熱功率，故D錯誤2、A【解題分析】電鍵接通瞬間，電路中迅速建立了電場，立即產(chǎn)生電流，但線圈中產(chǎn)生自感電動勢，阻礙電流的增加，所以開始時通過燈泡A1的電流較大，故燈泡A1較亮；電路中自感電動勢阻礙電流的增加，但不能阻止電流增加；由于L是一個自感系數(shù)相當(dāng)大的線圈，其電阻與R相同，所以電流穩(wěn)定后，兩個燈泡一樣亮，即A1燈泡亮度逐漸正常，電鍵斷開瞬間，電路中電流要立即減小零，但線圈中會產(chǎn)生很強的自感電動勢，與燈泡A1構(gòu)成閉合回路放電，故斷開時A1后滅；由于電路中的電流穩(wěn)定時通過A1與L的電流是相等的，所以斷開時，A1不會閃亮一下，故A正確。故選A。3、B【解題分析】根據(jù)如圖乙所示的I-t圖象可知I=kt，其中k為比例系數(shù)，又E=Blv，,所以，v-t圖象是一條過原點斜率大于零的直線，說明了導(dǎo)體棒做的是初速度為零的勻加速直線運動，即v=at；故A錯誤；由閉合電路歐姆定律可得：，可推出：E=kt（R+r），而，所以有：，圖象是一條過原點斜率大于零的直線；故B正確；對導(dǎo)體棒在沿導(dǎo)軌方向列出動力學(xué)方程F-BIl-mgsinθ=ma，而，v=at得到，可見F-t圖象是一條斜率大于零且與速度軸正半軸有交點的直線；故C錯誤．，q-t圖象是一條開口向上的拋物線，故D錯誤4、B【解題分析】當(dāng)電位器向a段滑動時，電路的總電阻減小，干路電流增大，所以內(nèi)電壓增大，路段電壓減小，所以燈L1變暗；通過電阻R1的電流變大，所以電位器兩端的電壓減小，即通過燈L2兩端的電壓減小，所以燈L2變暗，故ACD錯誤，B正確．故選B5、D【解題分析】由安培定則確定兩電流在圖示各點所產(chǎn)生磁場方向，若方向相反，磁感應(yīng)強度可能為0，若方向相同，則可能最大，從而即可求解解：兩電流在a與d兩點的B方向相同，又因長直導(dǎo)線M、N中的電流大小分別為I和2I，則a點的磁場小于d點；兩電流在b與c兩點的B的方向相反，則b與c兩點的磁場都比d點?。蔇正確，ABC錯誤；故選D【點評】考查磁場的合成，明確電流的磁感應(yīng)強度與電流的大小，距離有關(guān)，注意矢量的合成法則6、A【解題分析】A、伽利略設(shè)想了理想斜面實驗,推導(dǎo)出力不是維持物體運動的原因,開創(chuàng)了理想實驗的科學(xué)方法,研究了力和運動的關(guān)系.所以A選項是正確的;B、牛頓在伽利略等人研究成果的基礎(chǔ)上,發(fā)現(xiàn)了三大定律和萬有引力定律.故B錯誤;C、開普勒提出來萬有引力三大定律;揭示了天體的運動，故C錯誤；D、亞里士多德是古希臘的哲學(xué)家、天文學(xué)家等,主要方法是思辨.故D錯誤;故選A二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、ACD【解題分析】根據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向；根據(jù)磁通量Φ=BS求解，S是有效面積；由求解電荷量；由Q=I2Rt求解熱量【題目詳解】A．由磁感應(yīng)強度B1垂直水平面向外，大小不變；B2垂直水平面向里，大小隨時間增大，故線框總的磁通量減小，由楞次定律可得，線框中感應(yīng)電流方向為逆時針方向，故A正確；B．t=0時刻穿過線框的磁通量為：Φ=B1××πr2-B2××πr2=1×0.5×3.14×0.12-2××3.14×0.12Wb=0.005Wb，故B錯誤；C．在t=0.6s內(nèi)通過線框中的電量，故C正確；D．由Q=I2Rt=（）2×△t≈0.07J，故D正確故選ACD8、AC【解題分析】A．O、D兩點關(guān)于兩等量正電荷對稱，所以兩點電勢相等，A正確；B．根據(jù)場強疊加法則可知O、D兩點電場強度等大反向，B錯誤；C．D點的電場強度疊加示意圖：根據(jù)點電荷的場強公式結(jié)合幾何關(guān)系可知：C正確；D．一負點電荷從O沿直線OD移到C，電場力做正功，電勢能減小，從C點移到D點，電場力做負功，電勢能增加，所以負點電荷從O沿直線OD移到D，其電勢能先減小后增加，D錯誤。故選AC。9、AC【解題分析】線圈進入磁場之前，均做自由落體運動，因下落高度一致，可知兩線圈會以同樣的速度進入磁場，由法拉第電磁感應(yīng)定律可求出進入磁場邊界時的感應(yīng)電動勢，從而表示出受到磁場的安培力．由電阻定律表示出兩線圈的電阻，結(jié)合牛頓第二定律表示出加速度，可分析出加速度與線圈的粗細無關(guān)，從而判斷出兩線圈進入時運動是同步的，直到線圈2完全進入磁場后，線圈做勻加速運動，可得出落地速度的大小關(guān)系．由能量的轉(zhuǎn)化與守恒可知，損失的機械能（轉(zhuǎn)化為了內(nèi)能）與線圈的質(zhì)量有關(guān)，從而判斷出產(chǎn)生的熱量大．由分析電量的關(guān)系【題目詳解】A、線圈從同一高度下落，到達磁場邊界時具有相同的速度v，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，受到磁場的安培力大小為：，由電阻定律有：，(ρ為材料的電阻率，L為線圈的邊長，S為導(dǎo)線的橫截面積），線圈的質(zhì)量為m=ρ0S?4L，（ρ0為材料的密度）.當(dāng)線圈的下邊剛進入磁場時其加速度為,聯(lián)立得加速度為：,可知兩線圈進入磁場時的加速度相同；故A正確.B、線圈1和2進入磁場的過程先同步運動，由于當(dāng)線圈2剛好全部進入磁場中時，線圈1由于邊長較長還沒有全部進入磁場，線圈2完全進入磁場后做加速度為g的勻加速運動，而線圈1仍先做加速度小于g的變加速運動，完全進入磁場后再做加速度為g的勻加速運動，兩線圈勻加速運動的位移相同，所以落地速度關(guān)系為v1＜v2；故B錯誤.C、由能量守恒可得：，（H是磁場區(qū)域的高度），因為m1＞m2，v1＜v2，所以可得Q1＞Q2；故C正確.D、根據(jù)電量的定義式，，，聯(lián)立可得，則；故D錯誤.故選AC.【題目點撥】本題要注意分析物體運動狀態(tài)及能量變化關(guān)系，關(guān)鍵點在于分析線圈進入磁場的過程，由牛頓第二定律得到加速度關(guān)系，分析物體的運動情況關(guān)系10、CD【解題分析】根據(jù)題意作出粒子運動的軌跡如圖所示，根據(jù)左手定則判斷知，此粒子帶負電，故A錯誤；根據(jù)幾何知識可知，從O點到A點軌跡的圓心角為60°，，B錯誤；由圖可得：，所以．而粒子的軌跡半徑為，聯(lián)立可得，C正確；粒子在O點時速度與x軸正方向的夾角為60°，x軸是直線，根據(jù)圓的對稱性可知，離開第一象限時，粒子的速度方向與x軸正方向的夾角為60°，故D正確；【題目點撥】帶電粒子在勻強磁場中運動時，洛倫茲力充當(dāng)向心力，從而得出半徑公式，周期公式，運動時間公式，知道粒子在磁場中運動半徑和速度有關(guān)，運動周期和速度無關(guān)，畫軌跡，定圓心，找半徑，結(jié)合幾何知識分析解題，三、實驗題：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、①.②.與地面成5°斜向下③.MP【解題分析】[1]當(dāng)電子受到的電場力和洛倫茲力相等時，電壓達到穩(wěn)定，此時有電流的微觀表達式為解得[2]由于當(dāng)時電壓最大為U，此時磁場方向與霍爾元件垂直，即地磁場方向與地面成5°斜向下；[3]由與載流子為電子，由左手定則可知，電子朝NQ板聚集，即電勢較高的一側(cè)為MP。12、①.65.0cm②.③.④.【解題分析】（1）根據(jù)刻度尺的讀數(shù)原則，可知其