2024学年江苏省靖江高级中学高二物理第一学期期末综合测试模拟试题含解析

2024学年江苏省靖江高级中学高二物理第一学期期末综合测试模拟试题
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。

用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。

将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。

2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。

答案不能答在试题卷上。

3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。

不按以上要求作答无效。

4．考生必须保证答题卡的整洁。

考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。

在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1、额定电压为4.0V的直流电动机的线圈电阻为1.0Ω，正常工作时，电动机线圈每秒产生的热量为4.0J，下列计算结果正确的是（）
A.电动机正常工作时的电流强度为2.0A
B.电动机正常工作时的输出功率为8.0W
C.电动机每秒将电能转化成机械能为16.0J
D.电动机正常工作时的输入功率为4.0W
2、两个较大的平行金属板A、B相距为d，分别接在电压为U的电源正、负极上，这时质量为m，带电油滴恰好静止在两极之间，如图所示，在其它条件不变的情况下，如果将两极非常缓慢地错开一些，那么在错开的过程中（）
A.油滴将向上加速运动，电流计中电流从b流向a
B.油滴将向下加速运动，电流计中的电流从a流向b
C.油滴静止不动，电流计中的电流从a流向b
D.油滴静止不动，电流计中的电流从b流向a
3、如图所示，在水平地面上固定一对与水平面夹角为θ的光滑平行金属导轨，顶端接有电源，直导体棒ab垂直两导
→方向观察的侧视图，下面四幅图中所加磁场轨放置，且与两轨道接触良好，整套装置处于匀强磁场中．图为沿a b
能使导体棒ab静止在轨道上的是
A. B. C. D.
4、回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示．它的核心部分是两个D 形金属盒，两盒相距很近，a 、b 接在电压为U 、周期为T 的交流电源上．两盒间的窄缝中形成匀强电场，两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面．带电粒子在磁场中做圆周运动，通过两盒间的窄缝时被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出．设D 形盒的半径为R ，现将垂直于D 形盒的磁场感应强度调节为0B ，刚好可以对氚核进行加速，氚核所能获得的最大能量为0E ，以后保持交流电源的周期T 不变．已知氚核和α粒子的质量之比为3：4，电荷量之比为1：2．下列说法正确的是
A.若只增大交变电压U ，则氚核在回旋加速器中运行的时间不会发生变化
B.若用该装置加速α粒子，应将磁场的磁感应强度大小调整为032
B C.将磁感应强度调整后对α粒子进行加速，α粒子在加速器中获得的最大能量为043
E D.将磁感应强度调整后对α粒子进行加速，α粒子在加速器中加速的次数大于氚核的次数
5、红宝石激光器的工作物质红宝石是含有铬离子的三氧化二铝晶体，利用其中的铬离子产生激光.铬离子的能级图如图所示，1E 是基态的能量，2E 是亚稳态的能量，3E 是激发态的能量.若以脉冲氙灯发出的波长为1λ的绿光照射晶体.处于基态的铬离子受到激发而跃迁到激发态.然后自发地跃迁到亚稳态，释放波长为2λ的光子.处于亚稳态的离子跃迁到基态时辐射出的光就是激光，这种激光的波长λ为
A.1221λλλλ-
B.1212
λλλλ-
C.1212λλλλ-
D.2112
λλλλ- 6、在我市某重点中学的操场上，四位同学按如图所示的装置研究利用地磁场发电问题，他们把一条大约10m 长电线的两端连在一个灵敏电流表的两个接线柱上，形成闭合电路．两个同学迅速摇动这条电线，另外两位同学在灵敏电流计旁观察指针摆动情况，下列说法中正确的是：
A.为了使指针摆动明显，摇动导线的两位同学站立的方向应沿东西方向
B.为了使指针摆动明显，摇动导线的两位同学站立的方向应沿南北方向
C.当导线在最高点时，观察到感应电流最大
D.当导线在最低点时，观察到感应电流最大
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。

在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7、如图所示，虚线PQ 左上方存在有垂直于纸面向外的匀强磁场，甲、乙两个带正电的粒子先后由静止经过相同电压加速后，分别以速度v 甲、v 乙从PQ 上的O 点沿纸面射入磁场，结果两粒子从PQ 上的同一点射出磁场．已知v 甲、v 乙之间的夹角α=60°，v 乙与PQ 之间的夹角β=30°，不计甲、乙两粒子的重力及甲、乙之间的作用力．设甲、乙在磁场中运动的时间分别为t 甲、t 乙，以下关系正确的是（ ）
A.v 甲：v 乙=1：2
B.v 甲：v 乙=2：1
C.t 甲：t 乙=3：4
D.t 甲：t 乙=3：2
8、如图所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为B ，方向相反且垂直纸面，MN 、PQ 为其边界，OO '为其对称轴，一导线折成边长为L 的正方形闭合回路abcd ，回路在纸面内以恒定速度0v 向右运动，当运动到关于OO '对称的位置时（ ）
A.穿过回路的磁通量为零
B.回路中感应电动势大小为0
BLv
C.回路中感应电流的方向为逆时针方向
D.回路中ab边与cd边所受安培力方向相同
9、质量为m、带电荷量为q的小物块，从倾角为θ的光滑绝缘斜面上由静止下滑，整个斜面置于方向水平向里的匀强磁场中，磁感应强度为B，如图所示．若带电小物块下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，下面说法中正确的是( )
A.小物块下滑时受洛伦兹力方向垂直斜面向下
B.小物块在斜面上运动时做匀加速直线运动且加速度为g sinθ
C.小物块在斜面上运动时做加速度增大，而速度也增大的变加速直线运动
D.小物块在斜面上从下滑到对斜面压力为零用的时间为
cos
sin m
Bq
θ
θ
10、如图所示，为“研究平抛物体运动”的实验装置图，通过描点画出平抛小球的运动轨迹
以下是实验过程中的一些做法，其中合理的有_________（填序号即可）
a．安装斜槽轨道，使其末端保持水平
b．每次小球应从同一高度由静止释放
c ．每次小球释放的初始位置可以任意选择
d ．为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接
三、实验题：本题共2小题，共18分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11．（6分）如图所示，是练习使用滑动变阻器改变灯泡亮度的未完成电路，请用笔画线代替导线完成电路连接______________ ．要求：灯L 1和L 2并联，开关同时控制两灯，滑动变阻器只控制L 1的亮度，导线不能交叉.
12．（12分）在带电体A 周围空间中的某一点P ，放入一个电荷量为101.610q C -=+⨯的试探电荷，其受到带电体A 的静电力的大小为8810F N -=⨯，那么带电体A 在P 点产生的场强大小为_______。

四、计算题：本题共3小题，共38分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

13．（10分）ABC 表示竖直放在电场强度为E =104V/m 的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，其中轨道的BC 部分是半径为R 的14
圆环，轨道的水平部分与半圆环相切．A 为水平轨道上的一点，而且AB =R =0.2m ，把一质量m =0.1kg ，带电量为q =+410-C 的小球，放在A 点由静止释放后，求：（g =10m/s 2）
(1)小球到达C 点的速度大小
(2)小球在C 点时，轨道受到的压力大小
14．（16分）如图，两根间距为L ＝0.5m 的平行光滑金属导轨间接有电动势E ＝3V 、内阻r ＝1Ω的电源，导轨平面与水平面间的夹角θ＝37°．金属杆ab 垂直导轨放置，质量m ＝0.2kg ．导轨与金属杆接触良好且金属杆与导轨电阻均不计，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中．当R 0＝1Ω时，金属杆ab 刚好处于静止状态，取g ＝10m/s 2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8
（1）求磁感应强度B的大小；
（2）若保持B的大小不变而将方向改为垂直于斜面向上，求金属杆的加速度
15．（12分）如图所示，水平放置的两块长直平行金属板a、b相距d=0.10m，a、b间的电场强度为E=5.0×105N/C，b 板下方整个空间存在着磁感应强度大小为B=6.0T、方向垂直纸面向里的匀强磁场.今有一质量为m=4.8×10-25kg、电荷量为q=1.6×10-18C的带正电的粒子(不计重力)，从贴近a板的左端以v0 =1.0×106m/s的初速度水平射入匀强电场，刚好从狭缝P处穿过b板而垂直进入匀强磁场，最后粒子回到b板的Q处（图中未画出）．求P、Q之间的距离L
参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。

在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1、A
【解题分析】已知线圈电阻与线圈产生的热量，应用焦耳定律可以求出通过电动机的电流；然后应用电功率公式与电功公式分析答题
解：A、线圈产生的热量Q=I2Rt，通过电动机的电流I===2.0A，故A正确；
B、电动机正常工作时的输入功率P=UI=4V×2A=8W，电动机的热功率P Q=I2R=（2A）2×1Ω=4W，电动机的输出功率P出=P﹣P Q=8W﹣4W=4.0W，故BD错误；
C、电动机工作时每秒转化为机械能W=P出t=4.0×1=4.0J；故C错误；
故选A
【点评】本题考查功率的计算；电动机是非纯电阻电路，电动机的输入功率等于热功率与输出功率之和，应用电功率公式与电功公式即可正确解题
2、C
【解题分析】电容器与电源相连，两极板间电压不变，将两极板非常缓慢地水平错开一些，两极板正对面积减小，而间距不变，由
U E d
= 可知，电场强度不变，油滴受到的电场力不变，仍与重力平衡，因此油滴静止不动。

由
4r S C kd
επ= 可知，电容减小，由
Q ＝CU
可知，电荷量减小，电容器放电，因此可判断电流计中的电流从a 流向b ，故C 正确，ABD 错误。

故选C 。

3、B
【解题分析】导体棒受到重力、轨道的支持力和磁场对导体棒的安培力，安培力方向由左手定则判断，根据三个力的位置关系判断能否平衡
【题目详解】磁场方向与电流方向平行，不受安培力，C 和D 选项不正确；由左手定则可知，A 选项安培力方向水平
向左，导体棒不可能平衡，选项A 错误；B 选项安培力方向水平向右，与向下的重力和垂直斜面向上的支持力能平衡，
所以B 正确
4、C
【解题分析】回旋加速器运用电场加速磁场偏转来加速粒子，根据洛伦兹力提供向心力可以求出粒子的最大速度，从而求出最大动能．在加速粒子的过程中，电场的变化周期与粒子在磁场中运动的周期相等.
【题目详解】A 、粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律有20m v qvB m R
=，粒子的最大速度：0m qB R v m =，所以粒子加速后的最大动能：222
20122km m q B R E mv m
==，根据动能定理：E km =n •qU ，若其他量不变，只提高加速电压U ，则质子在电场中加速的次数减小；质子在加速器中运动的总时间将缩短；故A 错误. B 、粒子在磁场中运动的周期02m T qB π=,每加速一次和半个圆周电场变换一次反向，则电场变换的周期为0
2m T qB π=电，若该装置加速α粒子则2m T q B π''='电,由于43m m '=，2q q ，应将磁场的磁感应强度大小调整为023
B B '=；故B 错误.
C 、粒子离开的最大动能为222
002q B R E m =，α粒子的最大动能为222002(2)()434323km q B R E E m ='=⋅；故C 正确. D 、氚核在磁场中加速的次数：22
02km E qB R n qU mU ==，α粒子在加速器中加速的次数22023km E qB R n qU mU
==''，可知将磁感应强度调整后对α粒子进行加速，α粒子在加速器中加速的次数小于氚核的次数；故D 错误.
故选C.
【题目点拨】解决本题的关键知道回旋加速器电场和磁场的作用，知道最大动能与什么因素有关，以及知道粒子在磁场中运动的周期与电场的变化的周期相等.
5、A
【解题分析】由题意和玻尔原子理论可知：
311
c
E E h λ-= 322c E E h
λ-=
21c E E h λ-=
联立可得这种激光的波长：
1221
λλλλλ=- A ．与分析相符，故A 正确；
B ．与分析不符，故B 错误；
C ．与分析不符，故C 错误；
D ．与分析不符，故D 错误；
故选A 。

6、A
【解题分析】做此题要知道产生感应电流的条件：一是闭合回路中的一部分导体，二是必须做切割磁感线运动； AB 、由于地球的周围存在磁场，且磁感线的方向是从地理的南极指向地理的北极，所以当两个同学朝东西方向站立，并迅速摇动电线时，导线就会做切割磁感线运动，则电路中就产生了感应电流，故A 对，B 错；
CD 、当导线在最高点和最低点时，导线的速度方向和磁场方向平行，所以此时不产生电流，故CD 错误；
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。

在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7、BC
【解题分析】AB ．甲乙两个粒子在磁场中的运动情况如图
粒子在加速过程中，根据动能定理有：
212
qU mv = 解得：2qU v m
=， 粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则有：
2
v Bqv m R
= 解得运动的半径为：mv R qB
=， 根据几何知识可知，甲乙两粒子在磁场中运动的半径之比为：R 甲：R 乙=1：2， 联立解得：1:4m m q q =甲乙甲乙
:，v 甲：v 乙=2：1，A 错误，B 正确； CD ．甲粒子在磁场中运动的圆心角为180°，乙粒子在磁场中运动的轨迹对应的圆心角为60°，则甲乙粒子在磁场中运动的时间之比为：
1:22213:46m m t t q B q B ππ⎛⎫⎛⎫⨯ ⎪ =⨯⎭=⎪⎝
⎝⎭甲乙甲乙甲乙： C 正确，D 错误。

故选BC 。

8、ACD
【解题分析】A ：两个磁场区域磁感应强度大小相等，方向相反，因此线框运动到对称位置时回路的总磁通量为零，故A 项正确
B ：ab 、cd 边切割磁感线，利用右手定则确定动生电动势方向分别为a 到b 、c 到d ，两边产生的电动势相叠加，大
小为02BLv ，故B 项错误
C ：由B 项分析，路中感应电流的方向为逆时针方向．故C 项正确；
D ：电流方向为逆时针，利用左手定则可知ab 边和cd 边所受安培力方向都是向左，故D 项正确
9、BD
【解题分析】A ．带电小物块能够离开斜面，速度沿斜面向下，根据左手定则可知洛伦兹力应垂直斜面向上，故A 错误；
BC ．对小物块受力分析，沿斜面方向根据牛顿第二定律：
sin mg ma θ=
解得加速度：sin a g θ=，小物块做匀加速直线运动，故B 正确，C 错误；
D ．小物块对斜面压力为零，在垂直于斜面方向：
cos qvB mg θ=
从静止到离开斜面用时： cos sin v m t a Bq θθ
== 故D 正确。

故选BD
10、a b
【解题分析】保证小球做平抛运动必须通过调节使斜槽的末端保持水平，因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，最后轨迹应连成平滑的曲线；
【题目详解】A 、调节使斜槽末端保持水平，是为了保证小球初速度水平，从而做平抛运动，故A 正确； B 、因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，故B 错误，C 正确；
D 、描点法描绘运动轨迹时，应将各点连成平滑的曲线，不能练成折线或者直线，故D 错误
【题目点拨】解决平抛实验问题时，要特别注意实验的注意事项，在平抛运动的规律探究活动中不一定局限于课本实验的原理，要注重学生对探究原理的理解，提高解决问题的能力
三、实验题：本题共2小题，共18分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11、
【解题分析】根据题目要求， 灯L 1和L 2并联，开关同时控制两灯，滑动变阻器只控制L 1的亮度，导线不能交叉，可以作图如下：
12、500N/C
【解题分析】[1]．带电体A 在P 点产生的场强大小为
810810N 500N/C 1.610C
F E q --⨯===⨯
四、计算题：本题共3小题，共38分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

13、 (1)2m/s C v = (2)3N
【解题分析】(1)设小球在C 点的速度大小是v C ，则对于小球由A →C 的过程中，由动能定理得：
2122
C qE R mgR mv ⋅-=
解得： 2m/s C v =
(2)小球在C 点时受力分析如图
由牛顿第二定律得：
2C C v N qE m R
-= 解得：
3N C N =
由牛顿第三定律可知，小球对轨道压力：
N C ′=N C =3N
14、（1）2T ；（2）1.5m/s 2，方向沿斜面向上
【解题分析】（1）当R 0=1Ω时，根据闭合电路的欧姆定律求解电流强度，由平衡条件求解磁感应强度；
（2）若保持B 的大小不变而将方向改为垂直于斜面向上，此时安培力的方向沿斜面向上，根据牛顿第二定律求解加速度大小
【题目详解】（1）当R 0＝1Ω时，根据闭合电路的欧姆定律可得03 1.511E I A A R r ===++ 根据左手定则可知安培力方向水平向右；
由平衡条件有：BILcos θ＝mgsin θ
解得B ＝2T ；
（2）若保持B 的大小不变而将方向改为垂直于斜面向上，此时安培力的方向沿斜面向上，大小不变；
根据牛顿第二定律可得：BIL ﹣mgsin θ＝ma
解得：a ＝1.5m/s 2，方向沿斜面向上
【题目点拨】本题主要是考查安培力作用下的导体棒的平衡问题，解答此类问题要明确导体棒的受力情况，结合平衡条件列方程解答
15、8cm
【解题分析】粒子a 板左端运动到P 处，由动能定理得2201122
qEd mv mv =-
代入有关数据，解得62310m/s v = 0cos v v
θ=，代入数据得θ=30° 粒子在磁场中做匀速圆周运动，圆心为O ，半径为r ，如图 由几何关系得
o sin 302PQ r = 2
mv qvB r
= 联立求得mv PQ qB
=
PQ
代入数据解得 5.8cm。