2023年福建省南平市第一中學(xué)物理高二第一學(xué)期期末統(tǒng)考模擬試題含解析

2023年福建省南平市第一中學(xué)物理高二第一學(xué)期期末統(tǒng)考模擬試題考生須知：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選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、關(guān)于靜電場的電場強(qiáng)度和電勢，下列說法正確的是（）A.電場強(qiáng)度的方向與等勢面垂直B.電場強(qiáng)度為零的地方，電勢也為零C.電場強(qiáng)度的大小逐漸減小，電勢也逐漸降低D.電勢降落的方向就是電場的方向2、在如圖的電路中，為電源電動勢，為電源內(nèi)阻，和均為定值電阻，為滑動變阻器．當(dāng)?shù)幕瑒佑|點(diǎn)在端時合上開關(guān)，此時三個電表、和的示數(shù)分別為、和．現(xiàn)將的滑動觸點(diǎn)向端移動，則三電表示數(shù)的變化情況是（）A.增大，不變，增大B.減小，增大，減小C.增大，減小，增大D.減小，不變，減小3、如圖所示，兩塊較大的平行金屬板A、B水平放置并與電源相連，電源的電動勢為E，電鍵S閉合后，兩板間有一帶電油滴恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)將A板向上平移一小段距離．下列說法正確的是A.電容器的電容減小B.電容器的電壓增大C.電容器的帶電量不變D.帶電油滴將向上做加速運(yùn)動4、如圖所示的U一I圖像中，直線a表示某電源路端電壓與電流的關(guān)系，直線b為某一電阻R的伏安特性曲線。用該電源直接與電阻R連接成閉合電路，由圖像可知A.R的阻值為0.5Ω B.電源電動勢為4.0V，內(nèi)阻為0.5ΩC.電源的短路電流為1.0A D.電源內(nèi)部消耗功率為2.0W5、如圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動的水平盤上，沿半徑方向放著用細(xì)線相連的質(zhì)量相等的兩個物體A和B，它們與盤間的動摩擦因數(shù)相同，當(dāng)盤轉(zhuǎn)動到兩個物體剛好還未發(fā)生滑動時，燒斷細(xì)線，則兩個物體的運(yùn)動情況是（）A.兩物體均沿切線方向滑動B.兩物體仍隨圓盤一起做圓周運(yùn)動，不發(fā)生滑動C.兩物體均沿半徑方向滑動，離圓盤圓心越來越遠(yuǎn)D.物體B仍隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動，物體A發(fā)生滑動，離圓盤圓心越來越遠(yuǎn)6、如圖所示，一個內(nèi)阻不可忽略的電源，R1為定值電阻，L1和L2是小燈泡，R為滑動變阻器，P為滑片．若將滑片向下滑動，則在滑動過程中，燈泡L2的亮度及R1消耗的電功率分別（）A.變亮，一直減小 B.變亮，先增大后減小C.變暗，無法確定 D.變暗，一直增大二、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選項(xiàng)中，有多個選項(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，有選錯的得0分。7、如圖甲所示，線圈兩端a、b與一電阻R相連，線圈內(nèi)有垂直于線圈平面向外的磁場，從t=0時起，穿過線圈的磁通量按圖乙所示規(guī)律變化．下列說法正確的是A.時刻，R中電流方向由a到bB.3時刻，R中電流方向由a到bC.0~2時間內(nèi)R中的電流是2~4時間內(nèi)甲的2倍D.0~2時間內(nèi)R產(chǎn)生的焦耳熱是2~4時間內(nèi)產(chǎn)生的8、某同學(xué)將一直流電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr隨電流I變化的圖線畫在了同一坐標(biāo)系中，如圖中的a、b、c所示．則判斷正確的是（）A.在a、b、c三條圖線上分別取橫坐標(biāo)相同的A,B,C三點(diǎn)，這三點(diǎn)的縱坐標(biāo)一定滿足關(guān)系PA=PB+PCB.反映變化的圖線是cC.電源電動勢為8VD.當(dāng)電流為0.5A時，外電路的電阻為9、如圖所示，虛線MN右側(cè)存在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于紙面向外，電場方向豎直向上，電場方向豎直向上，矩形區(qū)域ABCD的AD邊與MN重合，AB邊長為，AD邊長為．一質(zhì)量為m、電荷量為q的正電微粒垂直于MN射入復(fù)合場區(qū)域后做勻速圓周運(yùn)動，到達(dá)C點(diǎn)時，電場方向立刻旋轉(zhuǎn)90°，同時電場強(qiáng)度大小也發(fā)生變化（不考慮電場變化時產(chǎn)生的影響），帶電微粒沿著對角線CA方向從A點(diǎn)離開．重力加速度為g，下面說法正確的是（）A.電場方向旋轉(zhuǎn)90°之后，電場方向水平向左B.電場改變之后的場強(qiáng)大小變?yōu)樵瓉淼?倍C.微粒進(jìn)入MN右側(cè)區(qū)域時的初速度為D.微粒在矩形ABCD區(qū)域內(nèi)做勻速直線運(yùn)動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，會在與z軸垂直的兩個側(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）如圖所示，游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為_____mm，螺旋測微器的讀數(shù)為______mm12．（12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”）。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）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，軌道受到的壓力大小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）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(jì)，整個裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)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(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選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、A【解析】A．電場線上某點(diǎn)的切線方向即為電場強(qiáng)度的方向，電場線與等勢面垂直，即電場強(qiáng)度的方向與等勢面垂直，故A正確；B．場強(qiáng)為零的地方電勢不一定為零，電勢零點(diǎn)是人為規(guī)定的，一般取大地或無窮遠(yuǎn)處為電勢零點(diǎn)，故B錯誤；C．電場強(qiáng)度大小與電場線的疏密有關(guān)，而電勢沿著電場線的方向降低，電場強(qiáng)度的大小與電勢沒有對應(yīng)關(guān)系，故C錯誤；D．在勻強(qiáng)電場中，電勢降落最快的方向才是電場方向，電勢降落的方向不一定是電場方向，可能與電場方向呈一定的角度，故D錯誤。故選A。2、A【解析】試題分析：滑動觸點(diǎn)向b端移動的過程中R2連入電路中的阻值減小，外電路總電阻R外減小，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得，I增大，，所以U減??；電阻R3的電壓U3=IR3隨I增大而增大，所以R1電壓U1=U-U3減小，電流跟著減小；再根據(jù)I2=I-I1，可得I2增大，所以B正確考點(diǎn)：本題考查閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路的規(guī)律等，意在考查學(xué)生的邏輯分析能力3、A【解析】電容器與直流電源（內(nèi)阻不計(jì)）連接，電壓不變，A極板豎直向上平移一小段距離，依據(jù)電容的定義式，分析電容變化，再由，分析板間場強(qiáng)變化，從而即可分析該點(diǎn)油滴的運(yùn)動情況【詳解】A項(xiàng)：A極板向上平移一小段距離，根據(jù)，當(dāng)間距d增大時，則電容C減小，故A正確；B、C項(xiàng)：電容器與直流電源（內(nèi)阻不計(jì)）連接，電壓U不變，根據(jù)，那么電量Q減小，故BC錯誤；D項(xiàng)：由于電壓不變，板間距離增大，場強(qiáng)減小，油滴受到的電場力減小，帶點(diǎn)油滴向下加速運(yùn)動，故D錯誤故選A【點(diǎn)睛】本題是電容器動態(tài)變化分析問題，考查分析和判斷能力，掌握電容的定義式與決定式的區(qū)別，注意理解電容器的電壓不變與電量不變的情況4、D【解析】A．R的U-I圖線的斜率大小等于R的阻值，則故A錯誤；B．根據(jù)閉合電路歐姆定：U=E-Ir，當(dāng)I=0時，U=E，可讀出電源的電動勢E=4.0V，內(nèi)阻等于圖線a的斜率大小，則故B錯誤；C．當(dāng)路端電壓為0時的電流即為短路電流，由圖可知，電源的短路電流為2.0A，故C錯誤；D．電源內(nèi)部消耗功率為故D正確。故選D。5、D【解析】當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速加快到兩物體剛要發(fā)生滑動時，A物體靠細(xì)線的拉力與圓盤的最大靜摩擦力的合力提供向心力做勻速圓周運(yùn)動，所以燒斷細(xì)線后，A所受最大靜摩擦力不足以提供其做圓周運(yùn)動所需要的向心力，A要發(fā)生相對滑動，離圓盤圓心越來越遠(yuǎn)，但是B所需要的向心力小于B的最大靜摩擦力，所以B仍保持相對圓盤靜止?fàn)顟B(tài)，故ABC錯誤，D正確6、D【解析】根據(jù)閉合電路歐姆定律，當(dāng)滑片向下滑動，滑動變阻器接入電阻變小，根據(jù)并聯(lián)電阻關(guān)系得，R和L2的并聯(lián)電阻減小，外電路總電阻變小，則干路電流變大，，路端電壓變小，則燈L1兩端電壓變小，變??；根據(jù)電路圖及串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的知識可知：，由上面分析知變小，而干路電流變大，所以變大，則變大，變大，而，路端電壓變小，所以變小，則變小，亮度變暗，故ABC錯誤，D正確二、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選項(xiàng)中，有多個選項(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，有選錯的得0分。7、BD【解析】根據(jù)楞次定律即可判斷t0、3t0時刻，R中的電流方向；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求出兩個時間段內(nèi)的感應(yīng)電動勢，由歐姆定律得到電流關(guān)系；根據(jù)焦耳定律Q＝I2Rt即可得到兩個時間段的焦耳熱的大小關(guān)系.【詳解】t0時刻，線圈中向外的磁通量在增加，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流沿順時針方向，所以R中電流方向由b到a，故A錯誤；3t0時刻，線圈中向外的磁通量在減少，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流沿逆時針方向，R中的電流方向由a到b，故B正確；0～2t0時間內(nèi)感應(yīng)電動勢；2t0～4t0時間內(nèi)感應(yīng)電動勢；根據(jù)I=E/R可知，知0～2t0時間內(nèi)R中的電流是2t0～4t0時間的，故C錯誤；根據(jù)焦耳定律Q＝I2Rt，知0～2t0時間內(nèi)R產(chǎn)生的焦耳熱是2t0～4t0時間內(nèi)的，故D正確；故選BD【點(diǎn)睛】由法拉第電磁感應(yīng)定律求出感應(yīng)電動勢的大小，而感應(yīng)電流的方向則由楞次定律判定．同時穿過磁通量發(fā)生變化的線圈相當(dāng)于電源，所以電源內(nèi)部（線圈）電流方向是負(fù)極到正極8、ABD【解析】電源消耗的總功率等于包括輸出功率和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率之和；由圖像，根據(jù)內(nèi)電阻消耗的功率的表達(dá)式，可求內(nèi)阻阻值和內(nèi)功率圖像；根據(jù)電源消耗的總功率的計(jì)算公式PE=EI可得電源的電動勢；根據(jù)閉合電路歐姆定律可求電流為0.5A時的外電阻【詳解】A.電源消耗的總功率等于輸出功率PR和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr之和，所以同一橫坐標(biāo)下，縱坐標(biāo)一定滿足關(guān)系PA=PB+PC，故A正確；B.內(nèi)電阻消耗的功率Pr=I2r，與電流的平方成正比，所以圖像應(yīng)為c，故B正確；C.電源的總功率P=EI，由圖可知，I=2A時，P=8W，所以E=4V，故C錯誤；D.根據(jù)內(nèi)電阻消耗的功率Pr=I2r，由圖可知，I=2A時，Pr=8W，所以r=2Ω．根據(jù)閉合電路歐姆定律，當(dāng)I=0.5A時，R=6Ω，故D正確故選ABD9、CD【解析】電場方向旋轉(zhuǎn)90°之后，帶電微粒必定做勻速直線運(yùn)動，否則若是變速直線運(yùn)動，速度變化，洛倫茲力變化，不可能做直線運(yùn)動．通過分析受力情況，對照直線運(yùn)動的條件，確定電場方向，并由平衡條件求場強(qiáng)的大?。陕鍌惼澚Υ笮?，來求初速度.【詳解】帶電微粒垂直于MN射入復(fù)合場區(qū)域后做勻速圓周運(yùn)動，電場力與重力平衡，由洛倫茲力提供向心力．微粒在矩形ABCD區(qū)域內(nèi)必定做勻速直線運(yùn)動，否則若是變速直線運(yùn)動，速度變化，洛倫茲力變化，不可能做直線運(yùn)動．在ABCD區(qū)域內(nèi)，微粒受到豎直向下的重力、垂直于AC方向斜向上的洛倫茲力，由平衡條件知電場力方向水平向右，所以電場方向旋轉(zhuǎn)90°之后，電場方向水平向右，故A錯誤，D正確；電場改變之前，有mg＝qE1．電場改變之后，如圖所示：由幾何關(guān)系可知，可得α＝53°，由平衡條件得qE2＝mgtanα＝mg，可得E2＝E1，故B錯誤；微粒在進(jìn)入矩形ABCD區(qū)域內(nèi)之前做勻速圓周運(yùn)動的軌跡如圖，設(shè)軌跡半徑為r，則AC＝rtanα＝l，得r＝l，根據(jù)洛倫茲力提供向心力得，微粒在進(jìn)入矩形ABCD區(qū)域內(nèi)，由平衡條件得，聯(lián)立解得，即微粒進(jìn)入MN右側(cè)區(qū)域時的初速度為，故C正確．所以CD正確，AB錯誤【點(diǎn)睛】本題考查了帶電粒子在磁場和電場中的運(yùn)動，關(guān)鍵要正確分析微粒的受力情況．對于圓周運(yùn)動，要會確定半徑和圓心以及圓心角．本題涉及的過程較多，要正確地畫出軌跡圖，結(jié)合幾何關(guān)系即可解題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錯誤；若將磁場方向改為沿z軸正方向，則平衡時：evB=e，解得U=Bdv，則d由原來的b變?yōu)閏，減小，此時的電勢差產(chǎn)生在前表面和后表面，則在垂直y軸的兩個側(cè)面間會產(chǎn)生的霍爾電勢差變小，選項(xiàng)C正確，D錯誤．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、①.104.10，②.0.520【解析】解決本題的關(guān)鍵掌握游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法，主尺讀數(shù)加上游標(biāo)尺讀數(shù)，不需估讀；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【詳解】游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為：104mm，游標(biāo)尺上第2個刻度和主尺上某一刻度對齊，所以游標(biāo)尺讀數(shù)為：2×0.05mm=0.10mm，所以最終讀數(shù)為：104mm+0.10mm=104.10mm.螺旋測微器的固定刻度為0.5mm，可動刻度為：2.0×0.01mm=0.020mm，所以最終讀數(shù)為：0.5mm+0.020mm=0.520mm12、①.②.與地面成5°斜向下