2023~2024学年内蒙古自治区高二(上)期末模拟测(一)物理试卷(解析版)

这是一份2023~2024学年内蒙古自治区高二(上)期末模拟测(一)物理试卷(解析版)，共16页。试卷主要包含了选择题，多项选择题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
1. 如图所示，在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l.在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零．如果让P中的电流反向、其他条件不变，则a点处磁感应强度的大小为（ ）
A. 0B. C. D. 2B0
【答案】C
【解析】在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离为l的a点处的磁感应强度为零，如下图所示：
由此可知，外加的磁场方向与PQ平行，且由Q指向P，即B1=B0；依据几何关系，及三角知识，则有：BPcs30°=B0； 解得P或Q通电导线在a处的磁场大小为BP=B0；
当P中的电流反向，其他条件不变，再依据几何关系，及三角知识，则有：B2=B0；因外加的磁场方向与PQ平行，且由Q指向P，磁场大小为B0；最后由矢量的合成法则，那么a点处磁感应强度的大小为B=，故C正确，ABD错误．
2. 学校运动会进行跳远比赛时，要在沙坑里填沙．这样做的目的是为了减小人触地过程中的（ ）
A. 作用时间B. 动量变化量
C. 动量变化率D. 受到的冲量
【答案】C
【解析】跳远比赛时，运动员从与沙坑接触到静止动量的变化量相等，设为，由动量定理可知，人受到的合力的冲量是一定的，人落在沙坑中比落在地面上延长了人与沙坑的接触时间，t变大，由动量定理得：，，一定，t越长，动量变化率越小，人受到的合外力越小；故能减小的只有动量的变化率，故C正确，ABD错误．
3. 如图所示是个单摆在时间内做简谐运动的图象，由图象可知（ ）
A. 在时间内，摆球受到的回复力越来越小
B. 时刻，摆球的速度最大
C. 摆球的动能和重力势能相互转化的周期为
D. 摆球的动能和重力势能相互转化的周期为
【答案】D
【解析】在时间内，摆球的位移增大，受到的回复力越来越大，故A错误；由图可知，该摆球的周期为，且，质点位移最大，可知在时刻质点的位移也是最大，速度为零，故B错误；动能与势能都是标量，它们变化的周期等于简谐振动的周期的一半，所以摆球的动能和重力势能相互转化的周期为，故C错误，D正确．
4. 关于电磁感应现象，下列说法错误的是（ ）
A. 变压器铁芯做成片状是为了减小涡流
B. 真空冶炼炉的炉外线圈应通入高频交流电
C. 灵敏电流表在运输时总要把两接线柱用导体连接起来，是利用了电磁驱动
D. 车站和重要场所安检门可以探测人身携带的金属物品
【答案】C
【解析】A项：变压器的铁芯用硅钢片代替整块铁芯，是为了减小涡流损失，故A正确；
B项：真空冶炼炉的炉外线圈通过的电流是高频交流电．故B正确；
C项：将两个接线柱连接起来，从而形成闭合电路，当因晃动，导致线圈切割磁感线，从而产生感应电流，出现安培阻力，进而阻碍其运动，是利用电磁阻尼原理减弱表针的摆动，进而保护表针不被损坏，故C错误；
D项：安检门利用涡流探测人身上携带的金属物品原理是：线圈中交变电流产生交变的磁场，会在金属物品产生交变的感应电流，而金属物品中感应电流产生的交变磁场会在线圈中产生感应电流，引起线圈中交变电流发生变化，从而被探测到．故D正确．
5. 如图所示的电路中，电感L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值．某时刻闭合开关S，经过一段时间后，灯泡D正常发光．下列说法正确的是（ ）
A. 闭合S，灯泡D中的电流逐渐增大到一稳定值
B. 断开S，灯泡D先闪亮一下再熄灭
C. 断开S，灯泡D中的电流方向与原来相反
D. 断开S，电感L中的电流方向与原来相反
【答案】C
【解析】闭合S瞬间，由于线圈的电流变大，导致其产生电动势，从而阻碍电流的变大，所以电流表R中的电流逐渐增大，电源消耗的内电压增大，则灯泡两端得电压减小，灯泡的电流逐渐减小，故A错误；由于电阻R的阻值大于灯泡D的阻值，所以电路稳定后R上的电流小于灯泡的电流，断开S，灯泡不会闪亮，故B错误；断开S瞬间，线圈电流变小，从而产生电动势，维持R与L内的电流方向不变，该电流流过灯泡时，电流的方向与灯泡D中的电流方向与原来相反，故C正确，D错误．所以C正确，ABD错误．
6. 静电除尘是利用高压静电实现除尘，原理如图所示。空气在高压电源产生的强电场作用下电离成正负离子并被粉尘吸附，粉尘（初速度不计）在电场力的作用下运动到金属丝A或者筒壁B上，从而达到净化空气的目的，在除尘过程中（ ）
A. 向金属丝A处运动的粉尘带负电
B. 粉尘运动过程中电势能减小
C. 粉尘做匀加速直线运动
D. 带负电的粉尘运动过程中加速度增大
【答案】B
【解析】A．金属丝A与高压电源负极相连，故向金属丝A处运动的粉尘带正电，A项错误；
B．由于在受到电场力作用前，粉尘的初速度可忽略不计，所以粉尘会在电场力的作用下加速运动，电场力做正功，电势能减小，B项正确；
C．由于形成的电场不是匀强电场，则粉尘的运动不是匀加速直线运动，C项错误；
D．由题意可知，电场强度方向由筒壁B指向金属丝A，越靠近金属丝A电场强度越大，故粉尘运动过程中，带负电的粉尘加速度减小，带正电的粉尘加速度增大，D项错误。
7. 如图所示，一劲度系数为k的轻质弹簧，下面挂有匝数为n的矩形线框abcd。bc边长为L，线框的下半部分处在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与线框平面垂直，在图中垂直于纸面向里。线框中通以电流I，方向如图所示，开始时线框处于平衡状态。令磁场反向，磁感应强度的大小仍为B，线框达到新的平衡。则在此过程中线框位移的大小及方向是（ ）

A. ，方向向上B. ，方向向下
C. ，方向向上D. ，方向向下
【答案】B
【解析】线框在磁场中受重力、安培力、弹簧弹力处于平衡状态，安培力为，且开始时方向向上，磁场反向后安培力方向向下，大小不变，设在磁场反向之前弹簧的伸长为x，则反向之后线框向下位移Δx，弹簀的伸长为（），由平衡条件可知
，
联立解得
故选B。
8. 如图所示，一个粒子源发出很多种带电粒子，经速度选择器后仅有甲、乙、丙、丁四种粒子沿平行于纸面的水平直线穿过竖直挡板上的小孔，之后进入正方形虚线框内，虚线框内分布着垂直纸面向里的匀强磁场，四种粒子的运动轨迹如图所示，则关于速度选择器两极板间磁场方向和四种粒子的比荷大小说法正确的是（ ）
A. 垂直于纸面向里，甲的比荷最大
B. 垂直于纸面向里，丙的比荷最大
C. 垂直于纸面向外，丙的比荷最大
D. 垂直于纸面向外，丁比荷最大
【答案】A
【解析】由图可知甲、乙粒子向上偏转，根据左手定则可知甲、乙粒子带正电，所以甲、乙粒子在速度选择器中所受电场力向下，则所受洛伦兹力向上，所以速度选择器两极板间磁场方向垂直纸面向里；设粒子在磁场中运动的半径为R，根据牛顿第二定律有
解得
易知四种粒子的速度大小相同满足，所以R越小，比荷越大，所以甲的比荷最大。综上所述可知A正确。
故选A。
二、多项选择题
9. 某实验小组通过图甲所示的实验电路图测量一节干电池的电动势和内电阻，根据测得的数据作出了如图乙所示的图线，以下结论正确的是（ ）

A. 干电池内阻的测量值为B. 干电池内阻的测量值偏小
C. 干电池电动势的测量值D. 实验误差来源于电流表分压
【答案】BC
【解析】AC．根据闭合电路欧姆定律
可得
结合图像有
，
即干电池电动势的测量值，干电池内阻的测量值为，故A错误，C正确；
BD．实验误差来源于电压表分流，设电压表内阻为，则根据闭合电路欧姆定律有
整理可得
可知，干电池内阻的测量值为
则干电池内阻的测量值偏小，故B正确，D错误。
故选BC。
10. 如图为电磁刹车实验装置，小车底面安装有矩形导线框abcd，线框底面平行于地面，在小车行进方向有与abcd等宽、等长的有界匀强磁场，磁场方向垂直地面向上。小车进入磁场前撤去牵引力，小车穿过磁场后滑行一段距离停止。则小车（ ）

A. 进入磁场时，矩形导线框中感应电流的方向为adcba
B. 离开磁场时，矩形导线框中感应电流的方向为adcba
C. 穿过磁场的过程中，中间有一段时间矩形导线框中没有感应电流
D. 穿过磁场的过程中，矩形导线框受到的安培力方向始终水平向左
【答案】BD
【解析】AB．根据楞次定律可知，进入磁场时，矩形导线框中感应电流的方向为abcda，离开磁场时，矩形导线框中感应电流的方向为adcba，故A错误，B正确；
C．因线圈与磁场等宽、等长，则穿过磁场的过程中，矩形导线框中始终有感应电流，故C错误；
D．根据左手定则可知，穿过磁场的过程中，矩形导线框受到的安培力方向始终水平向左，故D正确。
故选BD。
11. 如图所示，将螺线管与电源连接起来，接通电路后，放在通电螺线管内部中间处的小磁针静止时N极指向图示位置，下列说法正确的是（ ）
A. 通电螺线管的a端为N极
B. 通电螺线管的b端为N极
C. 电源的c端为正极，d端为负极
D. 电源的d端为正极，c端为负极
【答案】BC
【解析】小磁针N极指向右侧，可知螺线管内部磁场方向由左向右，根据安培定则可知b端为通电螺线管的N极、c端为电源的正极，d端为负极。
故选BC。
12. 关于磁通量，下列说法正确的是（ ）
A. 图甲中，通过两金属圆环磁通量
B. 图乙中，通过N匝边长为L的正方形金属线圈的磁通量为
C. 图丙中，在通电直导线的磁场中，线圈在II位置时穿过线圈的磁通量不为0
D. 图丙中，在通电直导线的磁场中，若线圈在I位置时的磁通量大小为，则线圈从I位置平移至III位置过程中，线圈的磁通量的变化量大小为2
【答案】AD
【解析】A．图甲中绕条形磁铁的线圈面积越小，抵消的越少，磁通量越大，故
故A正确；
B．磁通量与匝数无关，大小为
故B错误；
C．图丙中II位置时左侧与右侧对称位置磁场大小相等方向相反，磁通量为0，故C错误；
D．图丙中I位置时的磁通量大小为，III位置与I位置的磁场方向相反，所以穿过线圈的磁通量的变化量大小为，故D正确。
故选AD。
三、实验题
13. 太阳能电池板在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件。某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电池板在没有光照时（没有储存电能）的特性。所用的器材包括：太阳能电池板，电源E，电流表A，电压表V，滑动变阻器R，开关S及导线若干。

（1）为了达到上述目的，实验电路应选用图甲中的______（填“a”或“b”）。
（2）该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图乙所示的图像，由图可知，当电压小于2.00V时，太阳能电池板的电阻很大；当电压为2.80V时，太阳能电池板的电阻为______。
（3）当有光照射时，太阳能电池板作为电源，其路端电压与总电流的关系如图丙所示，分析该曲线可知，该电池板作为电源时的电动势为______V。若把它与阻值为的电阻连接构成一个闭合电路，在有光照射情况下，该电池板的效率是______%。（结果均保留三位有效数字）
【答案】（1）a （2） （3）2.80 64.3
【解析】（1）[1]测绘伏安特性曲线，电压与电流需从零开始测起，滑动变阻器应采用分压式接法，实验电路应选用图甲中的a。
（2）[2]由题图可知当电压为2.80V时，其电流为2.80mA，所以太阳能电池板的电阻为
（3）[3]电源的路端电压与电流的图像，其图像与纵轴的截距为电源的电动势，所以由题图可知该电池板作为电源时的电动势为2.80V。
[4] 把它与阻值为电阻连接构成一个闭合电路，在图中做出对应电阻的伏安特性曲线，如图所示

图像的交点为电源的工作点，由图可知电源的工作电压为1.80V，该电池板的效率是
，
解得
14. 某物理兴趣小组要精密测量一金属丝的电阻率。
（1）先用多用电表挡粗测其电阻，如图甲所示，为___________，然后用螺旋测微器测其直径，如图乙所示，为___________，用游标卡尺测其长度，如图丙所示，为___________。
（2）为了尽可能准确测量其电阻，电源选用2节干电池，滑动变阻器采用分压接法，请完成实物图丁的连线。（ ）
（3）若通过多次测量得到的电阻的伏安特性曲线（I-U）为过原点的直线，其直线的斜率为，由表示电阻丝的直径，表示电阻丝的长度，其电阻率的表达式为___________。
【答案】（1）8.0 2.095##2.094##2.096 5.015 （2） （3）
【解析】（1）[1]电阻挡指针读数为8.0，倍率挡，则电阻为
[2]螺旋测微器的精度为0.01mm，转动刻度估读，则直径为
[3]游标卡尺为20分度，精度为0.05mm，游标对齐格数不估读，则长度为
（2）[4] 电源选用2节干电池，则电动势为3V，电压表选3V的量程，电路中的最大电流为
则电流表选0.6A的量程，而待测电阻的阻值较小，用电流表外接法可能准确测量其电阻，滑动变阻器本题要求分压式接法，则实物连线如图所示
（3）[5]若通过多次测量得到的电阻的伏安特性曲线（图像）为过原点的直线，其直线的斜率为，则电阻为
由表示电阻丝的直径，表示电阻丝的长度，由电阻定律有
则其电阻率的表达式为
四、解答题
15. 如图所示，电源电动势，内阻，，。求：
（1）闭合开关，稳定后通过的电流大小；
（2）然后将开关断开，从断开到电路再次稳定的过程中通过的电荷量。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）闭合开关，稳定后通过的电流为
其中
解得
（2）闭合开关上的电压为
断开开关上的电压为
开关断开后，通过的电荷量为
解得
16. 轴上的波源、分别位于和处，时刻两波源同时开始振动，产生的两列简谐横波沿、连线相向传播，时两列波的图像如图所示。质点的平衡位置位于处，求：
（1）两列波传播速度的大小；
（2）质点从开始振动到时运动的路程。
【答案】（1）v=0.2m/s；（2）s=24cm
【解析】（1）由图像可知，两列波的波长
2s内传播了一个波长，该波的周期
T=2s
在同一种介质中两列波的传播速度相同，由
解得
v=0.2m/s
（2）设再经时间，两列波传播至M点，则
∆x=v∆t1
解得
∆t1=1.5s
到t2=4.5s，M点振动时间
=1s
经分析M点为振动加强点，其振幅
根据简谐运动的周期性，质点M从开始振动t2=4.5s运动的路程
s=2A´=24cm
17. 某直流电动机接入如图所示的实验电路。调节滑动变阻器的阻值，使电动机不转动，此时电流表和电压表的示数分别为和。重新调节的阻值，使电动机能够正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为和。求：

（1）这台电动机的线圈电阻；
（2）电动机正常运转时消耗的电功率；
（3）电动机正常运转时的输出功率。
【答案】（1）；（2）2.4W；（3）1.12W
【解析】（1）电动机不转时，可看成纯电阻电路，电动机的电阻由欧姆定律得
（2）电动机正常运转时的输入功率为
P入=U1I1=3×0.8W=2.4W
（3）电机正常工作时内阻消耗的功率为
则根据能量守恒定律可得：电机的输出功率为
P出=P入-P热=（2.4-1.28）W=1.12W
18. 如图所示，一个质量为，电荷量的带电微粒（重力忽略不计），从静止开始经电压加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场，偏转电场的电压。金属板长L＝20cm，两板间距d＝20cm。求：

（1）微粒进入偏转电场时的速度大小；
（2）微粒射出偏转电场时的偏移的距离是多少。
（3）电子离开电场后，打在屏上的P点，若S＝10cm，求OP的长?
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）微粒在加速电场中做加速运动，由动能定理得
解得
（2）微粒在偏转电场中做类平抛运动，水平方向，有
竖直方向，有
由牛顿第二定律得
联立以上各式，代入数据解得
（3）电子离开偏转电场后，运动时间
竖直方向运动位移
OP的距离为
联立并代入数据解得