江西省白鷺洲中學(xué)2023-2024學(xué)年高二物理第一學(xué)期期末監(jiān)測(cè)模擬試題含解析

江西省白鷺洲中學(xué)2023-2024學(xué)年高二物理第一學(xué)期期末監(jiān)測(cè)模擬試題請(qǐng)考生注意：1．請(qǐng)用2B鉛筆將選擇題答案涂填在答題紙相應(yīng)位置上，請(qǐng)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(rèn)真閱讀答題紙上的《注意事項(xiàng)》，按規(guī)定答題。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，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直紙面，規(guī)定向里的方向?yàn)檎?，在磁?chǎng)中有一細(xì)金屬圓環(huán)，線圈平面位于紙面內(nèi)，現(xiàn)令磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化，先按圖所示的Oa圖線變化，后來又按bc和cd變化，令、、分別表示這三段變化過程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，I1、I2、I3分別表示對(duì)應(yīng)的感應(yīng)電流，則下列正確的是（）A.E1＜E2，I1沿逆時(shí)針方向，I2沿順時(shí)針方向B.E1＜E2，I1沿順時(shí)針方向，I2沿逆時(shí)針方向CE2＜E3，I2沿逆時(shí)針方向，I3沿順時(shí)針方向D.E2＝E3，I2沿逆時(shí)針方向，I3沿順時(shí)針方向2、如圖所示的溫控電路中，R1為定值電阻，R2為半導(dǎo)體熱敏電阻（溫度越高電阻越小），C為電容器，電源內(nèi)阻不可忽略．當(dāng)環(huán)境溫度降低時(shí)下列說法正確的是A.電容器C的帶電量增大B.電壓表的讀數(shù)減小C.干路電流增大D.R1消耗的功率變大3、如圖所示，水平導(dǎo)軌接有電源，導(dǎo)軌上固定有三根導(dǎo)體棒a、b、c，長(zhǎng)度關(guān)系為c最長(zhǎng)，b最短，將c彎成一直徑與b等長(zhǎng)的半圓，將裝置置于向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在接通電源后，三導(dǎo)體棒中有等大的電流通過，則三棒受到安培力的大小關(guān)系為（）A.Fa＞Fb＞FcB.Fa=Fb=FcC.Fa＞Fb=FcD.Fb＜Fa＜Fc4、閉合線框abcd，自某高度自由下落時(shí)穿過一個(gè)有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，當(dāng)它經(jīng)過如圖所示的三個(gè)位置時(shí)，感應(yīng)電流的方向是（）A.經(jīng)過Ⅰ時(shí)，a→d→c→b→aB.經(jīng)過Ⅱ時(shí)，a→b→c→d→aC.經(jīng)過Ⅱ時(shí)，無感應(yīng)電流D.經(jīng)過Ⅲ時(shí)，a→b→c→d→a5、如圖所示，是通有恒定電流的某段導(dǎo)體。在2s內(nèi)有10C的負(fù)電荷向右通過橫截面A，則導(dǎo)體內(nèi)電流的大小和方向分別是（）A8×10－19A、向右 B.8×10－19A、向左C.5A、向左 D.5A、向右6、如圖所示，M、N和P是以MN為直徑的半圓弧上的三點(diǎn)，O為半圓弧的圓心，∠MOP＝60°，在M、N處各有一條長(zhǎng)直導(dǎo)線垂直穿過紙面，導(dǎo)線中通有大小相等的恒定電流，方向如圖所示，這時(shí)O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為；若將M處長(zhǎng)直導(dǎo)線移至P處，則O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為A. B.C. D.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、粒子回旋加速器的工作原理如圖所示，置于真空中的D型金屬盒的半徑為R，兩金屬盒間的狹縫很小，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與金屬盒盒面垂直，高頻率交流電的頻率為f，加速器的電壓為U，若中心粒子源處產(chǎn)生的質(zhì)子質(zhì)量為m，電荷量為+e，在加速器中被加速．不考慮相對(duì)論效應(yīng)，則下列說法正確是A.質(zhì)子被加速后的最大速度不能超過2πRfB.加速的質(zhì)子獲得的最大動(dòng)能隨加速電場(chǎng)U增大而增大C.質(zhì)子第二次和第一次經(jīng)過D型盒間狹縫后軌道半徑之比為D.不改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B和交流電的頻率f，該加速器也可加速粒子8、如圖所示，真空中等量同種正點(diǎn)電荷放置在M、N兩點(diǎn)，在MN的連線上有對(duì)稱點(diǎn)a、c，MN連線的中垂線上有對(duì)稱點(diǎn)b、d，則下列說法正確的是()A.正電荷+q在c點(diǎn)電勢(shì)能大于在a點(diǎn)電勢(shì)能B.正電荷+q在c點(diǎn)電勢(shì)能等于在a點(diǎn)電勢(shì)能C.在MN連線的中垂線上,O點(diǎn)電勢(shì)最高D.負(fù)電荷-q從d點(diǎn)靜止釋放，在它從d點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過程中，加速度先減小再增大9、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(dòng)帶正電的粒子)，以空穴導(dǎo)電為主的半導(dǎo)體叫P型半導(dǎo)體，以自由電子導(dǎo)電為主的半導(dǎo)體叫N型半導(dǎo)體．圖為檢驗(yàn)半導(dǎo)體材料的類型和對(duì)材料性能進(jìn)行測(cè)試的原理圖，圖中一塊長(zhǎng)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(chǎng)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(shí)，會(huì)產(chǎn)生霍爾電勢(shì)差U，若每個(gè)載流子所帶電量的絕對(duì)值為e，下列說法中正確的是A.如果上表面電勢(shì)高，則該半導(dǎo)體為P型半導(dǎo)體B.如果上表面電勢(shì)高，則該半導(dǎo)體為N型半導(dǎo)體C.其它條件不變，增大c時(shí)，U增大D.其它條件不變，電流I取值越大，電勢(shì)差U越大10、如圖所示為閉合電路中兩個(gè)不同電源的U-I圖像，則下列說法中正確的是(

)A.電動(dòng)勢(shì)E1=E2，短路電流I1>I2B.電動(dòng)勢(shì)E1=E2，內(nèi)阻r1>r2C.電動(dòng)勢(shì)E1>E2，內(nèi)阻r1>r2D.當(dāng)兩電源的工作電流變化量相同時(shí)，電源2的路端電壓變化較大三、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，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝T，邊長(zhǎng)L＝10cm的正方形線圈abcd共100匝，線圈電阻r＝1Ω，線圈繞垂直于磁感線的對(duì)稱軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度ω＝2πrad/s，外電路電阻R＝4Ω，從圖示位置開始計(jì)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)過程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式為e=______V；電壓表的示數(shù)為___V.12．（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(shí)，為減少地磁場(chǎng)的影響，技術(shù)人員用霍爾元件做成的設(shè)備測(cè)地磁場(chǎng)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(shí)，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(gè)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(chǎng)B＝_____；方向_____；該元件電勢(shì)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(chǎng)強(qiáng)度為E=104V/m的水平勻強(qiáng)電場(chǎng)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14．（16分）如圖所示，水平放置的兩塊長(zhǎng)直平行金屬板a、b相距d=0.10m，a、b間的電場(chǎng)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(chǎng).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(chǎng)，剛好從狹縫P處穿過b板而垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，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(zhǎng)＝0.5m的平行光滑金屬導(dǎo)軌間接有電動(dòng)勢(shì)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(chǎng)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的大小；（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(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、A【解析】由法拉第電磁感應(yīng)定律可知：在圖像中，斜率，由圖像可知，Oa段中磁感強(qiáng)度B的變化率較小，bc和cd段中磁感強(qiáng)度B的變化率為相同，所以有：；由圖可知，Oa段磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，B增大，則磁通量增加，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)垂直紙面向外，再根據(jù)安培定制可判斷，I1沿逆時(shí)針方向；同理，可判斷I2沿順時(shí)針方向，I3沿順時(shí)針方向，綜上可知A正確；故選A。2、A【解析】C、當(dāng)環(huán)境溫度降低時(shí)R2增大，外電路總電阻增大，根據(jù)閉合電路歐姆定律分析得知，干路電流I減?。蔆錯(cuò)誤A、電容器的電壓UC=E-I（r+R1），E、r、R1均不變，I減小，UC增大，由得，電容器C的帶電量增大．故A正確B、總電流I減小，路端電壓U=E-Ir，E、r不變，則U增大，電壓表的讀數(shù)增大．故B錯(cuò)誤D、R1消耗的功率P=I2R1，I減小，R1不變，則P減?。蔇錯(cuò)誤．故本題選A3、C【解析】圖中導(dǎo)體棒都與磁場(chǎng)垂直，對(duì)直棒的安培力，直接安培力公式F=BIL求解；對(duì)于彎棒c，可等效為長(zhǎng)度為直徑的直棒；【詳解】設(shè)a、b兩棒的長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)a和Lb，c的直徑為d，由于導(dǎo)體棒都與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，則：a、b三棒所受的安培力大小分別為：，，c棒所受的安培力與長(zhǎng)度為直徑的直棒所受的安培力大小相等，則有：，因?yàn)?，則有：，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤；故選C【點(diǎn)睛】關(guān)鍵要確定出導(dǎo)體棒的有效長(zhǎng)度，知道對(duì)于彎棒的有效長(zhǎng)度等于連接兩端直導(dǎo)線的長(zhǎng)度4、C【解析】經(jīng)過Ⅰ時(shí)，向里的磁通量增加，根據(jù)楞次定律則感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向向外，由右手定則判斷感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，故A錯(cuò)誤；經(jīng)過Ⅱ時(shí)，磁通量不變，則感應(yīng)電流為0，故B錯(cuò)誤，C正確；經(jīng)過Ⅲ時(shí)，向里的磁通量減少，根據(jù)楞次定律感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向里，由右手定則判斷感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，故D錯(cuò)誤．故選C5、C【解析】據(jù)根據(jù)電流的定義式得電流的大小為電流方向規(guī)定為正電荷定向移動(dòng)的方向，與負(fù)電荷移動(dòng)的方向相反，故電流向左。故ABD錯(cuò)誤，C正確。故選C。6、B【解析】依題意，每根導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度為，方向豎直向下，則當(dāng)M移至P點(diǎn)時(shí)，兩根導(dǎo)線在O點(diǎn)形成的磁場(chǎng)方向成600角，則O點(diǎn)合磁感強(qiáng)度大小為B=2××cos30°=故選B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、AC【解析】質(zhì)子在回旋加速器中被加速，需要滿足質(zhì)子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期與交變電壓的周期相等，質(zhì)子的最大動(dòng)能由D型盒的半徑R決定，故B錯(cuò)誤；由半徑公式可知質(zhì)子的最大速度，且滿足周期，可得最大速度，故A正確；質(zhì)子在電場(chǎng)中加速，根據(jù)動(dòng)能定理，第一次通過狹縫有，第二次通過狹縫有，由兩式可知，故C正確；質(zhì)子的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都是1，粒子（氦核）的電荷數(shù)為2，質(zhì)量數(shù)為4，兩種粒子的比荷并不相等，由周期公式可知兩種粒子的周期也不相等，不改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B和交流電的頻率f，則不滿足粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期與交流電的周期相等，該加速器就不能加速a粒子，故D錯(cuò)誤8、BC【解析】本題考查了等量同種電荷周圍電場(chǎng)分布情況：中垂線上上下電場(chǎng)線方向相反，根據(jù)電場(chǎng)線方向判斷電勢(shì)高低．a(chǎn)、c兩點(diǎn)關(guān)于中垂線對(duì)稱，電勢(shì)相等，電荷在這兩點(diǎn)的電勢(shì)能相等.【詳解】根據(jù)電場(chǎng)線的分布情況和對(duì)稱性可知，a、c兩點(diǎn)的電勢(shì)相等，則正電荷在a點(diǎn)電勢(shì)能一定等于在c點(diǎn)電勢(shì)能．故A錯(cuò)誤，B正確；沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，在MN連線的中垂線上，O點(diǎn)電勢(shì)最高．故C正確；由對(duì)稱性知O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零，從O點(diǎn)向上或向下場(chǎng)強(qiáng)都是先增加后減??；則電荷-q從d點(diǎn)靜止釋放，在它從d點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過程中，加速度可能先減小再增大，也可能先增大，后減小再增大再減?。蔇錯(cuò)誤；故選BC9、AD【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(chǎng)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(chǎng)垂直向內(nèi)，若上表面電勢(shì)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，B錯(cuò)誤；最終洛倫茲力和電場(chǎng)力平衡，有：evB=e；電流的微觀表達(dá)式為：I=nevS=nevbc；解得，則其它條件不變，增大c時(shí)，U減??；其它條件不變，電流I取值越大，電勢(shì)差U越大，故C錯(cuò)誤，D正確；故選AD【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10、AD【解析】ABC.全電路的歐姆定律結(jié)合U-I圖象可知，圖象與U軸的交點(diǎn)表示電源的電動(dòng)勢(shì)，斜率表示內(nèi)阻，則知電動(dòng)勢(shì)E1=E2，內(nèi)阻r1＜r2，U-I圖象與I軸的交點(diǎn)表示短路電流，故發(fā)生短路時(shí)的電流I1＞I2；故A項(xiàng)正確，B項(xiàng)、C項(xiàng)錯(cuò)誤.D.根據(jù)U=E-Ir可知，△U=r?△I，因內(nèi)阻r1＜r2，故當(dāng)電源的工作電流變化相同時(shí)，電源2的路端電壓變化較大；故D正確.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.e=10cos2πt②.【解析】先根據(jù)Em=NBSω求解電動(dòng)勢(shì)的峰值，再根據(jù)e=Emcosωt寫出瞬時(shí)表達(dá)式．電壓表示數(shù)為有效值【詳解】電動(dòng)勢(shì)的峰值為：Em＝NBSω＝100××0.1×0.1×2πV＝10V；從圖示位置開始計(jì)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)過程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式為e=Emcosωt=10cos2πt；根據(jù)電壓分配原理可得，路端電壓的峰值為：；則電壓表示數(shù)為：12、①.②.與地面成5°斜向下③.MP【解析】[1]當(dāng)電子受到的電場(chǎng)力和洛倫茲力相等時(shí)，電壓達(dá)到穩(wěn)定，此時(shí)有電流的微觀表達(dá)式為解得[2]由于當(dāng)時(shí)電壓最大為U，此時(shí)磁場(chǎng)方向與霍爾元件垂直，即地磁場(chǎng)方向與地面成5°斜向下；[3]由與載流子為電子，由左手定則