2023-2024学年四川省成都七中高二（上）期末物理模拟试卷
一．选择题（共8小题，满分24分，每小题3分）
1．（3分）下列四个物理量的单位中，不属于能量单位的是（ ）
A．焦耳 B．瓦特 C．千瓦 时 D．伏特 库仑
2．（3分）如图所示，在半径为R的圆形匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直于圆平面向里，PQ为磁场圆的一直径．比荷相同不计重力的负离子a和b以相同速率，由P点在纸平面内分别与PQ夹α＝30°和沿PQ射入磁场中发生偏转后，又飞出磁场，则下列说法正确的是（ ）
A．离子射出磁场时动能一定相等
B．离子射出磁场时速度一定不同
C．如果离子a从Q点射出磁场，则离子b在磁场中的运动半径为R
D．如果离子b射出磁场时偏转角为90°，则离子a和b在磁场中的运动时间比为4：3
3．（3分）如图所示，在平行于纸面的匀强电场中，有一个半径为1m的圆，A点电势为2V，B点电势为6V，C点电势为10V，AB连线与水平方向夹角为30°，AC为水平方向的直径，那么此匀强电场大小（ ）
A．8 B．V/m C．4 D．V/m
4．（3分）下列关于磁现象的说法中不正确的是（ ）
A．电视机显像管利用了磁偏转的原理
B．指南针是利用地磁场来指示方向的
C．电动机是利用磁场对电流作用来工作的
D．地磁场的南极在地理的南极附近
5．（3分）在如图所示的电路中，当闭合开关S后，若将滑动变阻器的滑片P向下调节，不考虑灯泡电阻的变化，电流表和电压表均为理想电表，电流表、电压表示数变化量的大小分别为ΔI、ΔU，则下列说法正确的是（ ）
A．电源输出功率减小，电源效率增大
B．变小
C．电压表和电流表示数均变大
D．灯L1变亮，灯L2变暗
6．（3分）如图所示，在边长为L的正三角形ABC所在的平面内有一个电荷量为q的正点电荷，在该正点电荷电场中，B、C两点的电势相等，A点电势为B点电势的。已知点电荷电场中某点电势为，q为点电荷的电荷量，r为电场中某点到点电荷的距离，k为静电力常量，则下列说法正确的是（ ）
A．点电荷在BC中点处 B．点电荷在△ABC外部
C．点电荷在△ABC内部 D．A点电势为
（多选）7．（3分）如图所示，纸面内有两根互相平行的长直导线1和2，通有大小相等、方向相反的电流，a、b两点也在纸面内，其中a点在两导线的中间，与两导线的距离均为r，b点在导线2的右侧，与导线2的距离也为r。现测得a点的磁感应强度大小为B，b点的磁感应强度大小为B′，则撤去导线2后，b点的磁感应强度（ ）
A．方向垂直纸面向里 B．方向垂直纸面向外
C．大小为B′ D．大小为B′
8．（3分）如图，一平行板电容器上极板带正电，下极板带负电，板长为L，板间距为d，板间电压为U、一质量为m、带电荷量为+q的粒子，从板的左上方以平行于板、大小为v0的初速度射入电容器，另一相同质量、带电荷量为﹣q的粒子，以相同的速率从板的右下方平行于板射入电容器，不计重力，若两粒子的轨迹恰好相切，则v0等于（ ）
A． B． C． D．
二．多选题（共5小题，满分20分，每小题4分）
（多选）9．（4分）下列有关物理学史的说法中正确的是（ ）
A．伽利略用理想实验说明了力不是维持物体运动的原因
B．开普勒整理了“天才观察家”第谷的数据，得出了行星运动的定律
C．牛顿发现了万有引力定律并通过努力测出了万有引力常量的数值
D．海王星是利用万有引力定律发现的一颗行星，被称之为“笔尖下发现的行星”
（多选）10．（4分）在物理学中，常用比值法定义物理量，例如用E来定义电场强度，下列也采用比值法定义，且定义式正确的物理量是（ ）
A．电容器的电容C
B．磁感应强度B
C．电场强度与电势差的关系式E
D．导体的电阻R
（多选）11．（4分）如图，P和Q为两平行金属板，保持板间电压恒为U，在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动，若增大两板间的距离，则电子（ ）
A．加速度增大 B．加速度减小
C．到达Q的速度增大 D．到达Q的速度不变
（多选）12．（4分）如图所示的直角坐标系中，存在一理想边界与x轴交点为A，与y轴交点为B，且∠OAB＝30°。在边界右上区域存在着垂直纸面向外的匀强磁场，在边界的左下区域存在着沿+y方向、场强大小为E的匀强电场。一带正电粒子从原点O由静止释放，经电场加速后在B点以速度v0进入磁场，并直接从A点离开磁场，由B运动到A的时间为t0。不计粒子重力。则（ ）
A．粒子由O运动到B的时间t1为
B．粒子由O运动到B的时间t1为
C．磁感应强度B的大小为
D．磁感应强度B的大小为
（多选）13．（4分）如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨与水平面成α角固定放置，定值电阻R接在导轨一端，空间存在着垂直于导轨平面（图中未画出）的匀强磁场。金属杆ab水平放置在导轨上，由静止开始沿导轨下滑，并始终保持水平且与导轨接触良好。下列说法正确的是（ ）
A．杆ab先做匀加速运动后做匀速运动
B．杆ab匀速运动时，电阻R两端的电压最大
C．杆ab沿导轨下滑过程中，其重力势能减少量等于回路中产生的焦耳热
D．若保持磁感应强度大小不变而方向变为竖直方向，杆ab的速度最大值将变大
三．实验题（共2小题，满分14分）
14．（6分）某同学为研究电磁感应现象，将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A和线圈B、电流表及开关按图示电路连接。
（1）开关闭合后，线圈A插入或拔出时，电流表指针 （选填“会”或“不会”）偏转。
（2）线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间，电流表指针 （选填“会”或“不会”）偏转。
（3）开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速向右滑动，电流表指针 （选填“会”或“不会”）偏转。
15．（8分）甲、乙两位同学合作测定某电池的电动势和内阻。他们设计的电路如图1，其中R为电阻箱，电流表A的内阻为RA＝5.0Ω。他们改变R的阻值，记下多组R和电流表示数I．甲同学以U＝IR作纵坐标，以I作横坐标作图处理数据；乙同学以U＝I（R+RA）为纵坐标，以I为横坐标处理数据。他们在同一张坐标纸上画出的图如图2所示。
（1）由图2可知，甲同学绘制的是图线 （选填“a”或“b”）。
（2）根据绘制的图线，可知电源内阻的测量值是 Ω。
（3）分析可知，在图1所示电路中，当电阻箱的阻值R＝ Ω时，电阻箱消耗的电功率最大。
四．解答题（共4小题，满分42分）
16．（6分）如图所示，滑动变阻器R2的最大阻值为10Ω，定值电阻R3＝5Ω，电源的内阻r＝1Ω，当开关S闭合，滑动变阻器的滑片在中点位置时，电源的总功率为16W，电源的输出功率为12W。此时灯泡L正常发光，求：
（1）灯泡的电阻阻值；
（2）若开关S断开时，灯泡正常发光，求滑动变阻器接入电路的电阻。
17．（8分）相距L的足够长金属导轨竖直放置，质量为m1的金属棒ab和质量为m2的金属棒cd均通过两端的套环水平地套在金属导轨上，如图所示，虚线上方磁场方向垂直纸面向里，虚线下方磁场方向竖直向下，两处磁场感应强度大小均为B，已知ab棒光滑，cd棒与导轨间动摩擦因数为μ，两棒总电阻为R，导轨电阻不计，ab棒在方向竖直向上的恒力F作用下沿导轨运动，释放cd棒后可以保持静止，求：
（1）作用在ab棒上的恒力F的最小值；
（2）如果把作用在ab棒上的恒力增大到最小值的2倍，则ab棒的最大速度是多少？
18．（12分）如图所示，在平面直角坐标系xOy中的第一、二象限内存在匀强电场，其中第一象限内的电场沿y轴负方向；第二象限内的电场沿x轴正方向、电场强度大小为E。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从第二象限内坐标为（﹣L，L）的M点由静止开始释放，从y轴上的N点进入第一象限，最后从x轴上到原点O距离为2L的P点离开第一象限。不计粒子受到的重力。求：
（1）粒子通过N点时的速度大小v；
（2）第一象限内的电场的电场强度大小E ；
（3）粒子从M点运动到P点的时间t；
（4）粒子从M点运动到P点的过程中电势能的变化量ΔEp。
19．（16分）如图所示，水平放置的两块长直平行金属薄板a、b间的电势差为U，b板下方足够大的空间内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，从贴近a板的左端以大小为v0的初速度水平射入板间的匀强电场，然后从狭缝P垂直进入匀强磁场，最后粒子回到b板上与P点距离为L的Q点（图中未标出，粒子打到b板后被吸收）。
粒子重力不计。求：
（1）粒子穿过狭缝P时的速度大小v；
（2）匀强磁场的磁感应强度大小B。
2023-2024学年四川省成都七中高二（上）期末物理模拟试卷
参考答案与试题解析
一．选择题（共8小题，满分24分，每小题3分）
1．【解答】解：A、热量的单位是焦耳是能量单位；
B、功率的单位是瓦特，简称瓦，符号为W；
C、千瓦 时是能量的单位、
D、伏特 库仑是能量的单位，
本题选不属于能量单位的，故选：B
2．【解答】解：A、离子比荷相同但离子质量不一定相同，由题意可知，离子速率相同，离子动能：EKmv2可知，离子动能不一定相等，故A错误；
B、离子在磁场中做匀速圆周运动，离子速率不变，粒子离开磁场时速度大小相等，两离子射出磁场时速度方向可能相同，粒子速度可能相同，故B错误；
C、如果离子a从Q点射出磁场，则离子a在磁场中做圆周运动的轨道半径：ra2R，粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qvB＝m，解得：r，由题意可知：离子的比荷、速率v都相同，则粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径相同，则b离子的运动半径为2R，故C错误；
D、如果离子b射出磁场时偏转角为90°，则离子b做圆周运动的轨道半径rb＝R，离子b做圆周运动的轨道半径：ra＝rb＝R，离子运动轨迹如图所示：
由几何知识可知，粒子a转过的圆心角：θ＝120°，
由于离子的比荷相等，则离子在磁场中做圆周运动的周期：T相等，粒子在磁场中的运动时间：tT，
两离子在磁场中的运动时间之比：，故D正确；
故选：D。
3．【解答】解：如图所示
AC中点O点电势6V，所以BC为等势面；作CD垂直等势面BC与D点；由几何关系得
UCD＝4V
根据UCD＝ELCD
代入数据解得：
故B正确，ACD错误。
故选：B。
4．【解答】解：A、在电视机中当电子射入与电子速度垂直的磁场中后，电子受到磁场的洛伦兹力，在洛伦兹力的作用下发生偏转，故电视机的显像管利用了磁偏转的原理，故A正确。
B、在地球的周围存在着地磁场，而指南针其实就是一个小磁针，小磁针在磁场力的作用下发生偏转，由于地磁的南极在地理的北极附近，而在磁体的外部，磁感线是从N极出发到达S极，故地磁场有一个向北的分量，故小磁针的N极指向北方，S极指向南方，故指南针是利用地磁场来指示方向的，故B正确。
C、电动机中存在磁场，当有电流通过磁场时，通电导线受到安培力的作用从而带动线圈在磁场中运动，故电动机是利用磁场对电流作用来工作，故C正确。
D、由选项B的分析可知，地磁场的南极在地理的北极附近，故D错误。
本题是选不正确的说法，故选D。
5．【解答】解：A、将滑动变阻器的滑片P向下调节，滑动变阻器的阻值R减小，电路中的总电阻R总减小，由闭合电路欧姆定律可知干路电流I增大，内电压U内增大，路端电压U减小，由电源的效率为η100%100%，则电源效率减小，因不知道内外电阻的关系，所以不能确定电源输出功率怎样变化，故A错误；
B、根据闭合电路欧姆定律可得：U＝E﹣I（r+RL1），则r+RL1，因不考虑灯泡电阻的变化，RL1不变，则不变，故B错误；
C、根据“串反并同”可知电流表的示数增大、电压表的示数减小，故C错误；
D、流过灯L1的电流增大，所以灯L1变亮。并联部分电压减小，灯L2和电容器两端的电压U2都减小，所以灯L2变暗，故D正确。
故选：D。
6．【解答】解：ABC、根据B、C两点的电势相等，可知点电荷到B、C的距离相等，即点电荷在B、C连线的垂直平分线上。由于A点电势为B点电势的，结合可知，点电荷到A点的距离是点电荷到B点距离的2倍，由几何关系可知，点电荷和B点连线与AB垂直，即点电荷在BC中点的下方，点电荷到A的距离为：
点电荷到B点的距离为：，故AC错误，B正确；
D、A点的电势为φA＝kk，故D错误。
故选：B。
7．【解答】解：根据安培定则可知两导线在a点形成磁场方向相同，由于两导线电流大小相等，a点与两导线的距离也相等，故单根导线在a点形成磁感应强度大小为，由于a与b与导线2距离相等，导线2在两点产生磁场大小相等，方向相反，b点磁感应强度大小为B'B1b
撤去导线2后，根据安培定则可知b点的磁感应强度方向垂直纸面向里，大小B“＝B1bB'
故AD正确，BC错误
故选：AD。
8．【解答】解：两个粒子的质量、电荷量大小、初速度大小均相等，且粒子仅在电场力的作用下运动，可知两粒子均做类平抛运动，且运动轨迹形状中心对称，根据空间的对称性可知，相切点为电容器的几何中心，由类平抛运动的规律可得：竖直方向有 ，水平方向有 v0t，解得 v0，故B正确，ACD错误。
故选：B。
二．多选题（共5小题，满分20分，每小题4分）
9．【解答】解：A、伽利略用理想实验说明了力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，故A正确；
B、开普勒通过大量运算分析“天才观察家”第谷的天文观测数据总结出了行星运动的定律，故B正确；
C、牛顿提出了万有引力定律，而卡文迪许通过实验测出了万有引力常量，故C错误；
D、海王星是利用万有引力定律发现的一颗行星，被称之为“笔尖下发现的行星”，故D正确。
故选：ABD。
10．【解答】解：A、电容器的电容C，电容与电压、电荷量无关，该式属于比值定义法，故A正确。
B、磁感应强度与放入磁场中的电流元无关，此式运用的是比值定义法。故B正确。
C、电场强度与电势差的关系式E是电势差和电场强度的关系，不是电场强度的定义，故C错误；
D、导体电阻与电阻率、导线长度以及截面积均有关，不属于比值定义法，故D错误。
故选：AB。
11．【解答】解：AB、增大两板间的距离，而板间电压不变，由E知板间电场强度减小，电子所受的电场力减小，则加速度减小，故A错误，B正确。
CD、电子在运动过程中只有电场力做功，根据动能定理得：eUmv2，得：v，可知，电子到达Q板时获得的速率与两板间距离无关，仅与加速电压U有关，所以电子到达Q的速度不变。故C错误，D正确。
故选：BD。
12．【解答】解：AB、因不计粒子重力，所以粒子从OO到B做初速度为零的匀加速直线运动，从B点到A点做匀速圆周运动，设圆周运动的轨迹半径为R，周期为T，粒子运动轨迹如下图所示，
已知，所以α＝120°
粒子在电场做初速度为零的匀加速直线运动，则有：
解得：，故A错误，B正确；
CD、在磁场中，由牛顿第二定律得：
在电场中，由动能定理得：
解得：，故C正确，D错误。
故选：BC。
13．【解答】解：A、杆ab下滑切割磁感线产生感应电流，所以杆ab受到安培力作用，由，可知安培力是随着速度增大而增大，是变力，由牛顿第二定律得：mgsinα﹣F＝ma，知F增大，a减小，所以杆ab先做加速度减小的变加速运动，当加速度为零时，做匀速运动，故A错误；
B、杆ab匀速运动时，速度达到最大，产生的感应电动势达到最大，所以感应电流达到最大，由欧姆定律可知，电阻R两端的电压最大，故B正确；
C、杆ab沿导轨下滑过程中，根据能量守恒可知，其重力势能减少量等于回路中产生的焦耳热和杆ab获得的动能之和，故C错误；
D、由平衡条件得，可得杆的最大速度为：
若保持磁感应强度大小不变而方向变为竖直方向，磁场方向变化后，由平衡条件得：
可得杆的最大速度为，可知最大速度变大，故D正确。
故选：BD。
三．实验题（共2小题，满分14分）
14．【解答】解：（1）开关闭合后，线圈A插入或拔出时，穿过线圈B的磁通量发生变化，产生感应电流，电流表指针会偏转。
（2）线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间，穿过线圈B的磁通量发生变化，产生感应电流，电流表指针会偏转。
（3）开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速向右滑动，穿过线圈B的磁通量发生变化，产生感应电流，电流表指针会偏转。
故答案为：（1）会；（2）会；（3）会。
15．【解答】解：（1）在闭合电路中，由闭合电路的欧姆定律有：E＝I（R+RA+r），整理得：IR＝E﹣I（RA+r），I（R+RA）＝E﹣Ir，则IR﹣I图象的斜率绝对值大于I（R+RA）﹣I图象的斜率绝对值，由图2可知，甲绘制的图线是a。
（2）由图2所示图线b可知，电源内阻rΩ＝10Ω。
（3）把电流表与电源整体当作等效电源，此时等效的内阻为r′＝r+RA＝10Ω+5.0Ω＝15Ω，因此当电阻箱阻值等于等效电源的内阻时电源输出功率最大，电阻箱功率最大，故此时电阻箱阻值为15Ω。
故答案为：（1）a；（2）10；（3）15。
四．解答题（共4小题，满分42分）
16．【解答】解：（1）当电键S闭合时，由P总﹣P出＝I2r得：I＝2A
由P总＝EI，得：E＝8V
路端电压为：U＝E﹣Ir＝8V﹣2×1V＝6V
通过R3的电流为：I3
通过灯泡的电流为：I2＝I﹣I3
故电灯R1的阻值巍峨：R1
代入数据解得：R1＝2.5Ω；
（2）当电键S断开时，灯泡正常发光，灯泡的电流仍为I2
则变阻器R2的阻值为：R2′r﹣R1
代入数据解得：R2′＝6.5Ω；
答：（1）灯泡阻值是2.5Ω．
（2）当电键S断开时，要使电灯正常工作，应使变阻器的电阻为6.5Ω。
17．【解答】解：（1）拉力最小时，cd棒受到的摩擦力竖直向上，大小和重力平衡，
根据平衡条件可得：μBIL＝m2g
对ab棒根据平衡条件可得：F＝BIL+m1gm1g
（2）如果把作用在ab棒上的恒力增大到最小值的2倍，即F′＝2F＝2（m1g）
对ab棒根据平衡条件可得：F′＝m1g+BIL
即2（m1g）＝m1g
解得：v。
答：（1）作用在ab棒上的恒力F的最小值为m1g；
（2）如果把作用在ab棒上的恒力增大到最小值的2倍，则ab棒的最大速度是。
18．【解答】解：（1）对粒子在第二象限内运动的过程，根据动能定理可得：
解得：
（2）粒子在第一象限内做类平抛运动，设粒子从N点运动到P点的时间为t1，粒子在第一象限内运动的加速度大小为a1，则根据牛顿第二定律有
qE′＝ma1
根据平抛运动的研究方法，水平方向有
2L＝vt1
竖直方向有
联立解得：E′＝E
（3）粒子在第二象限内做匀加速直线运动，设加速度大小为a2，有
qE＝ma2
根据匀变速直线运动的规律有
解得：
由（2）可得
又t＝t1+t2
解得：
（4）根据动能定理可知，在粒子从M点运动到P点的过程中，电场力对粒子做的功
W＝qEL+qE′L
根据功能关系有
ΔEp＝﹣W
解得：ΔEp＝﹣2qEL
答：（1）粒子通过N点时的速度大小为；
（2）第一象限内的电场的电场强度大小为E；
（3）粒子从M点运动到P点的时间为；
（4）粒子从M点运动到P点的过程中电势能的变化量为﹣2qEL。
19．【解答】解：（1）对粒子从贴近a板处运动到狭缝P的过程，运用动能定理可得：
qU
可得：v
（2）设粒子进入磁场时速度方向与b板的夹角为θ，粒子在磁场中做匀速圆周运动，运动轨迹的圆心为O，半径为r，如图所示，
根据几何关系可得：cosθ
L＝2rsinθ
根据洛伦兹力提供向心力可得：qvB＝m
解得：B
答：（1）粒子穿过狭缝P时的速度大小v为；
（2）匀强磁场的磁感应强度大小B为。
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