2023-2024學年廣東省名校三校物理高二上期末綜合測試模擬試題含解析

2023-2024學年廣東省名校三校物理高二上期末綜合測試模擬試題注意事項1．考生要認真填寫考場號和座位序號。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、關于重力、彈力和摩擦力，下列說法正確的是（）A.兩物體相互接觸時一定能產(chǎn)生彈力B.兩物體之間有彈力時，一定有摩擦力C.物體受到摩擦力時，一定受到彈力D.滑動摩擦力的大小與物體所受的重力大小成正比2、如圖所示，由三個鋁制薄板互成120°角均勻分開的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個勻強磁場區(qū)域，其磁感應強度分別用表示．現(xiàn)有帶電粒子自a點垂直O(jiān)a板沿逆時針方向射入磁場中，帶電粒子完成一周運動，在三個磁場區(qū)域中的運動時間之比為1∶2∶3，軌跡恰好是一個以O為圓心的圓，則其在b、c處穿越鋁板所損失的動能之比為A.1∶1 B.5∶3C.3∶2 D.27∶53、如圖所示，回旋加速器是用來加速帶電粒子使它獲得很大動能的裝置．其核心部分是兩個D形金屬盒，置于勻強磁場中，兩盒分別與高頻電源相連．則下列說法正確的是（）A帶電粒子從磁場中獲得能量B.帶電粒子加速所獲得的最大動能與加速電壓的大小有關C.帶電粒子加速所獲得的最大動能與金屬盒的半徑有關D.帶電粒子做圓周運動的周期隨半徑增大而增大4、通過電阻R的電流強度為I時，在t時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q，若電阻為2R，電流強度為2I，則在時間t內(nèi)產(chǎn)生的熱量為（）A.2Q B.4QC.6Q D.8Q5、如圖所示，一個箱子在與水平方向成a角的恒力F作用下，由靜止開始，沿水平面向右運動了一段距離x，所用時間為t，在此過程中，恒力F對箱子做功的平均功率為A. B.C. D.6、一金屬容器置于絕緣板上，帶電小球用絕緣細線懸掛于容器中，容器內(nèi)的電場線分布如圖所示．容器內(nèi)表面為等勢面，A、B為容器內(nèi)表面上的兩點，下列說法正確的是()A.小球帶負電B.小球表面的電勢比容器內(nèi)表面的低C.A點的電場強度比B點的小D.將同一試探電荷從A點沿不同路徑移到B點，電場力所做的功不同二、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、如圖所示，光滑的水平軌道AB與半徑為R的光滑的半圓形軌道BCD相切于B點，AB水平軌道部分存在水平向右的勻強電場，半圓形軌道在豎直平面內(nèi)，B為最低點，D為最高點．一質(zhì)量為m、帶正電的小球從距B點x的位置在電場力的作用下由靜止開始沿AB向右運動，恰能通過最高點，下列說法中正確的是A.R越大，x越大B.m與R同時增大，電場力做功增大C.m越大，x越小D.R越大，小球經(jīng)過B點后瞬間對軌道的壓力越大8、如圖所示，速度為v0、電荷量為q的正離子恰能沿直線飛出離子速度選擇器，選擇器中磁感應強度為B，電場強度為E，則（）A.若改為電荷量﹣q的離子，將往上偏（其它條件不變）B.若速度變?yōu)?v0將往上偏（其它條件不變）C.若改為電荷量+2q的離子，將往下偏（其它條件不變）D.若速度變?yōu)関0將往下偏（其它條件不變）9、如圖，速度選擇器中磁感應強度大小為B，電場強度大小為E，兩者相互垂直，一束帶電粒子以一定的初速度沿直線通過速度選擇器后從狹縫P進入另一磁感應強度大小為B、的勻強磁場，最后打在平板S的D1、D2，不計粒子重力，則()A.速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向里B.通過狹縫P的帶電粒子速度為v=B/EC.打在D1、D2處的粒子在磁場B、中運動的時間不一定相同D.帶電粒子打在平板S上的位置越靠近P，粒子的比荷越大10、質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小物塊，從傾角為θ的光滑絕緣斜面上由靜止下滑，整個斜面置于方向水平向里的勻強磁場中，磁感應強度為B，如圖所示．若帶電小物塊下滑后某時刻對斜面的作用力恰好為零，下面說法中正確的是()A.小物塊下滑時受洛倫茲力方向垂直斜面向下B.小物塊在斜面上運動時做勻加速直線運動且加速度為gsinθC.小物塊在斜面上運動時做加速度增大，而速度也增大的變加速直線運動D.小物塊在斜面上從下滑到對斜面壓力為零用的時間為三、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）在利用碰撞做“驗證動量守恒定律”的實驗中，實驗裝置如圖甲所示，圖中斜槽部分與水平槽部分平滑連接，按要求安裝好儀器后開始實驗．圖中設計有一個支柱（通過調(diào)整，可使兩球的球心在同一水平線上，上面的小球被碰離開后，支柱立即倒下）．先不放被碰小球，讓入射小球從擋板C處由靜止?jié)L下，重復若干次；然后把被碰小球放到支柱上，有重復若干次．在白紙上記錄下掛于槽口的重錘線在記錄紙上的豎直投影點和各次實驗時小球落點的平均位置，從左至右依次為O、M、P、N點，兩小球直徑相等，并用刻度尺測出OM、OP、ON的長度．入射小球和被碰小球的質(zhì)量分別為m1、m2．則（1）入射小球的質(zhì)量m1和被碰小球的質(zhì)量m2應該滿足m2_____m1（填“>”或“<”）（2）用螺旋測微器測量小球的直徑如圖乙所示，則小球的直徑d=___________mm（3）當所測的物理量滿足表達式_____________________（用所測物理量的字母表示）時，即說明兩球的碰撞遵守動量守恒定律（4）某次實驗得到入射小球的落點M、P到O距離如圖丙所示，假設兩球的碰撞是彈性正碰，則被碰小球的落點N到O的距離ON=_________cm．（保留2位小數(shù)）12．（12分）某同學利用打點計時器和氣墊導軌做驗證動量守恒定律的實驗。氣墊導軌裝置如圖（a）所示，所用的氣墊導軌裝置由導軌、滑塊、彈射架等組成。（1）下面是實驗的主要步驟：①安裝好氣墊導軌，調(diào)節(jié)氣墊導軌的調(diào)節(jié)旋鈕，使導軌水平；②向氣墊導軌通入壓縮空氣；③把打點計時器固定在緊靠氣墊導軌左端彈射架的外側(cè)，將紙帶穿過打點計時器與彈射架并固定在滑塊1的左端，滑塊拖著紙帶移動時，紙帶始終在水平方向；④使滑塊1擠壓導軌左端彈射架上的橡皮繩；把滑塊2放在氣墊導軌的中間；⑤先________，再放開________，讓其帶動紙帶一起運動；中間與滑塊2相撞并粘在一起運動；⑥取下紙帶，重復步驟④⑤，選出理想的紙帶如圖（b）所示；⑦測得滑塊1的質(zhì)量310g，滑塊2（包括橡皮泥）的質(zhì)量205g（2）已知打點計時器每隔0.02s打一個點，計算可知兩滑塊相互作用以前系統(tǒng)的總動量為________kg·m/s；兩滑塊相互作用以后系統(tǒng)的總動量為________kg·m/s（保留三位有效數(shù)字）（3）試說明（2）中兩結(jié)果不完全相等的主要原因是________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，兩根間距為L＝0.5m的平行光滑金屬導軌間接有電動勢E＝3V、內(nèi)阻r＝1Ω的電源，導軌平面與水平面間的夾角θ＝37°．金屬桿ab垂直導軌放置，質(zhì)量m＝0.2kg．導軌與金屬桿接觸良好且金屬桿與導軌電阻均不計，整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中．當R0＝1Ω時，金屬桿ab剛好處于靜止狀態(tài)，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8（1）求磁感應強度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間的電場強度為E=5.0×105N/C，b板下方整個空間存在著磁感應強度大小為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L15．（12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

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、C【解析】當兩個相互接觸的物體間有相互作用的彈力時，兩物體間不一定有相互作用的摩擦力，還要存在相對運動或相對運動趨勢，才有摩擦力，滑動摩擦力的大小與物體的壓力大小成正比，從而即可求解【詳解】物體相互接觸時且擠壓，才一定產(chǎn)生彈力，故A錯誤；摩擦力產(chǎn)生的條件是：彈力、相對運動或相對運動趨勢、表面粗糙，可知兩物體之間有彈力時，不一定受到摩擦力，故B錯誤，C正確；滑動摩擦力的大小與物體的壓力大小成正比，并不是重力，故D錯誤；故選C【點睛】本題考查了彈力、滑動摩擦力和靜摩擦力的影響因素，難度不大，屬于基礎題，注意摩擦力與彈力的關系2、D【解析】帶電粒子在磁場運動的時間為，在各個區(qū)域的角度都為，對應的周期為，則有，故，則三個區(qū)域的磁感應強度之比為，三個區(qū)域的磁場半徑相同為，又動能，聯(lián)立得，故三個區(qū)域的動能之比為：，故在b處穿越鋁板所損失的動能為，故在c處穿越鋁板所損失的動能為，故損失動能之比為，D正確，選D.3、C【解析】A、由回旋加速器原理可知，它的核心部分是兩個D形金屬盒，置于勻強磁場中，兩盒分別與高頻電源相連，兩盒間的窄縫中形成勻強磁場，交流電的周期和粒子做圓周運動的周期相等，粒子在圓周運動的過程中一次一次地經(jīng)過D形盒縫隙，兩盒間的勻強電場一次一次地反向，粒子就會被一次一次地加速，在磁場中洛倫茲力不做功，帶電粒子是從電場中獲得能量的，故A錯誤.B、粒子從D形盒出來時速度最大，由qvB=m，粒子被加速后的最大動能Ekm=m=,可見帶電粒子加速所獲得的最大動能與回旋加速器的半徑有關，與加速電壓的大小無關，故B錯誤，C正確.D、高頻電源周期與粒子在磁場中勻速圓周運動的周期相同，由帶電粒子做圓周運動的周期T=2可知，周期T由粒子的質(zhì)量、電量和磁感應強度決定，與半徑無關，故D錯誤.故選C.【點睛】解決本題的關鍵是掌握加速器的工作原理以及加速器的構(gòu)造，注意粒子是從電場中獲得能量，但回旋加速器的最大速度與電場無關，與磁感應強度和D形盒的半徑有關.4、D【解析】根據(jù)公式可得：當通過電阻R的電流強度為I時，在t時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為，當若電阻為2R，電流強度為2I，則在時間t內(nèi)產(chǎn)生的熱量為，故D正確，A、B、C錯誤；故選D【點睛】關鍵是正確掌握焦耳定律公式5、A【解析】在此過程中，恒力F對箱子做的功W=Fxcosα，根據(jù)平均功率定義，故A正確，BCD錯誤故選：A6、C【解析】據(jù)電場線的疏密可判定電場強度的強弱；依據(jù)沿著電場線方向電勢是降低的小球表面和容器表面的電勢高低；在同一等勢線上移送電荷時電場力做功為零【詳解】根據(jù)電場線分布可知，小球帶正電，選項A正確；據(jù)沿著電場線方向電勢是降低的，可知，小球表面的電勢比容器內(nèi)表面的高，故B錯誤；依據(jù)電場線越疏，電場強度越弱，而電場線越密的，則電場強度越強，由圖可知，則A點的電場強度比B點的小，故C正確；因A、B在同一等勢面上，將檢驗電荷從A點沿不同路徑到B點，電場力所做的功相同，均為零，故D錯誤；故選C【點睛】本題考查電場線的疏密與電場強度的強弱的關系，掌握電場線的方向與電勢的高低的關系，理解電場線總垂直等勢面，注意同一等勢面上移送電荷時，電場力不做功二、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、AB【解析】小球恰能通過最高點時，由重力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律求出小球經(jīng)最高點時的速度，根據(jù)動能定理求出初速度v0與半徑R的關系．小球經(jīng)過B點后的瞬間由重力和軌道的支持力的合力提供向心力，由牛頓運動定律研究小球?qū)壍赖膲毫εc半徑的關系【詳解】小球在BCD部分做圓周運動，在D點，有：mg=m①從A到D過程，由動能定理有：qEx-2mgR=mvD2，②由①②得：，③可知，R越大，x越大．m越大，x越大，故A正確，C錯誤從A到D過程，由動能定理有：W-2mgR=mvD2，⑥由①⑥解得：電場力做功W=mgR，可知m與R同時增大，電場力做功越多，故B正確．小球由B到D的過程中，由動能定理有：-2mgR=mvD2-mvB2，vB=，④在B點有：FN-mg=m⑤解得：FN=6mg，則知小球經(jīng)過B點瞬間軌道對小球的支持力與R無關，則小球經(jīng)過B點后瞬間對軌道的壓力也與R無關，故D錯誤．故選AB【點睛】動能定理與向心力知識綜合是常見的題型．小球恰好通過最高點時速度與輕繩模型類似，軌道對小球恰好沒有作用力，由重力提供向心力，臨界速度v=，做選擇題8、BD【解析】因為恰能沿直線飛出離子速度選擇器，所以受力平衡，即．若改為電荷量－q的離子，依然沿直線飛出（因為電場力跟洛倫茲力均反向依然平衡），A錯若速度變?yōu)閯t2v0洛倫茲力大于電場力將往上偏，B對平衡與電荷量以及電性無關，故C錯若速度變?yōu)関0將往下偏（因為洛倫茲力小于電場力），D對9、CD【解析】粒子經(jīng)過速度選擇器時所受的電場力和洛倫茲力平衡，根據(jù)帶電粒子在磁場中的偏轉(zhuǎn)方向判斷電荷的電性．根據(jù)平衡求出粒子經(jīng)過速度選擇器的速度．通過帶電粒子在磁場中的偏轉(zhuǎn)，根據(jù)半徑的大小判斷粒子比荷的大小【詳解】A．帶電粒子在磁場中向下偏轉(zhuǎn)，根據(jù)左手定則，知該粒子帶正電，而速度選擇器中正電荷受到電場力向上，因些磁場方向垂直紙面向外，故A錯誤：B．粒子經(jīng)過速度選擇器時所受的電場力和洛倫茲力平衡，有：qE=qvB．則v=E/B，故B錯誤；C．打在DlD2處的粒子，在磁場B'中做勻速圓周運動，運動的時間等于t=T/2，，則，與帶電粒子的比荷有關，故C正確；D．經(jīng)過速度選擇器進入磁場B'的粒子速度相等，根據(jù)知，粒子打在平板S上的位置越靠近P，則半徑越小，粒子的比荷越大，故D正確；故選CD【點睛】解決本題的關鍵知道粒子在速度選擇器中做勻速直線運動，在磁場中做勻速圓周運動，明確洛倫茲力充當向心力的正確應用是解題的關鍵10、BD【解析】A．帶電小物塊能夠離開斜面，速度沿斜面向下，根據(jù)左手定則可知洛倫茲力應垂直斜面向上，故A錯誤；BC．對小物塊受力分析，沿斜面方向根據(jù)牛頓第二定律：解得加速度：，小物塊做勻加速直線運動，故B正確，C錯誤；D．小物塊對斜面壓力為零，在垂直于斜面方向：從靜止到離開斜面用時：故D正確。故選BD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.<②.12.803（12.802-12.804）③.m1OP=m1OM+m2（ON-d）④.36.28【解析】（1）為防止入射球反彈，入射小球的質(zhì)量要大于被碰小球的質(zhì)量；（2）螺旋測微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上可動刻度讀數(shù)，在讀可動刻度讀數(shù)時需估讀．（3）根據(jù)動量守恒定律求出實驗需要驗證的表達式，然后根據(jù)表達式分析答題；（4）根據(jù)動量守恒定律以及機械能守恒定律列式，聯(lián)立即可求得速度關系，從而求出OM、ON以及OP之間的關系【詳解】（1）為防止入射球反彈，入射小球的質(zhì)量m1和被碰小球的質(zhì)量m2應該滿足m2<m1；（2）螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為12.5mm，可動刻度讀數(shù)為0.01×30.3mm=0.303mm，所以最終讀數(shù)為：d=12.5mm+0.303mm=12.803mm（3）由動量守恒定律可知，如果動量守恒，則應保證：m1v=m1v1+m2v2；因為平拋運動的時間相等，則水平位移可以代表速度，OP是A球不與B球碰撞平拋運動的位移，該位移可以代表A球碰撞前的速度，OM是A球碰撞后平拋運動的位移，該位移可以代表碰撞后A球的速度，（ON-d）是碰撞后B球的水平位移，該位移可以代表碰撞后B球的速度，當所測物理量滿足表達式m1?OP=m1?OM+m2?（ON-d），說明兩球碰撞遵守動量守恒定律；（4）設入射小球質(zhì)量為m1，被碰小球質(zhì)量為m2．碰撞前入射球速度為v0，碰撞后兩球速度分別為v1、v2．根據(jù)動量守恒得和機械守恒定律得：m1v0=m1v1+m2v2m1v02=m1v12+m2v22聯(lián)立解得：v0+v1=v2三球平拋運動時間相同，則得到：OP+OM=ON′=ON-d故：ON=OP+OM+d=25cm+10cm+1.28cm=36.28cm【點睛】本題主要考查了“驗證動量守恒定律”的實驗的原理及要求以及數(shù)據(jù)處理等基礎知識，掌握實驗原理、應用動量守恒定律求出實驗需要驗證的表達式即可正確解題．注意小球2平拋的起點在水平面上的投影在O點后相距d處12、①.接通打點計時器的電源②.放開滑塊③.0.620④.0.618⑤.紙帶與打點計時器限位孔有摩擦【解析