江苏省南京一中2023-2024学年高二（上）期末物理模拟试卷
试卷更新日期：2024-02-18 类型：期末考试
一、选择题（共10小题，满分40分，每小题4分）
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1. 如图所示是我国最早期的指南仪器——司南，静止时它的长柄指向南方，是由于地球表面有地磁场。下列与地磁场有关的说法，正确的是（ ）
A、地磁场是假想的，客观上不存在 B、地球表面上任意位置的地磁场方向都与地面平行 C、通电导线在地磁场中可能不受安培力作用 D、运动电荷在地磁场中受到的洛伦兹力可以对运动电荷做正功2. 如图所示，两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r，圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为（ ）
A、4：1 B、1：2 C、1：4 D、1：13. 如图所示，MN为区域Ⅰ、Ⅱ的分界线，在区域Ⅰ和区域Ⅱ内分别存在着与纸面垂直的匀强磁场，一带电粒子沿着弧线apb由区域Ⅰ运动到区域Ⅱ。已知圆弧ap与圆弧pb的弧长之比为2：1，不计粒子重力，下列说法正确的是（ ）
A、粒子在区域Ⅰ和区域Ⅱ中的速率之比为2：1 B、粒子通过圆弧ap、pb的时间之比为1：2 C、圆弧ap与圆弧pb对应的圆心角之比为2：1 D、区域Ⅰ和区域Ⅱ的磁场方向相反4. 科学实验证明：通电长直导线周围磁场的磁感应强度大小为B＝k ， 式中常量k＞0，I为电流强度，r为距导线的距离。如图所示，三根完全相同的长直导线a、b、c，其截面位于等腰三角形的三个顶点上，b、c位于光滑水平面上，且b、c间的距离为2x，当三根导线中均通有大小相等的恒定电流时，导线a、b、c均可保持静止状态。下列说法中错误的是（ ）
A、a、b、c三根导线中，只有两根导线中的电流方向相同 B、导线c所受磁场力竖直向下 C、导线a、b所受的磁场力大小相等，方向相反 D、导线a、c间的距离为x5. 图甲为100匝面积为100cm2的圆形金属线圈处于匀强磁场中，磁场方向垂直线框平面，t = 0时刻磁场方向如图甲所示，磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，线框电阻为5Ω。下列说法正确的是（ ）
A、0 ~ 2s内，线圈中感应电动势为0.04V B、第3s内，线框中感应电流为0.8A C、第5s内，线框中感应电流方向沿逆时针方向 D、0 ~ 2s内和3s ~ 5s内，通过线框某横截面的电荷量之比为1：26. 如图所示，竖直边界MN的右侧存在区域足够大的匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直于纸面向里.带有绝缘层的均质导线绕成半径为r的n匝圆形线圈，线圈质量为m、总电阻为R，首尾连接在一起.线圈上a点连接垂直于纸面的光滑转轴，可在竖直平面内摆动.将线圈向右拉至左侧与MN相切的位置后由静止释放，线圈向左摆到最高点时，直径ab转过的角度为150°。不计摆动过程中线圈受到的空气阻力，重力加速度为g，则（ ）
A、线圈摆动时，安培力的方向始终和b点的速度方向相反 B、从释放到第一次摆至左侧最高点的过程中，安培力对线圈做的功为mgr C、从释放到最后静止，线圈中产生的电热大于mgr D、从释放到第一次摆至左侧最高点的过程中，通过线圈的电荷量为（π）7. 如图，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为60°．已知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行．此玻璃的折射率为（ ）
A、 B、1.5 C、 D、28. 在双缝干涉试验中发现条纹太密，不便于测量，可以采用的改善办法（ ）A、改用波长较短的光（比如紫光）做入射光 B、减小双缝到屏的距离 C、增大双缝间距 D、减小双缝间距9. 如图甲，在垂直纸面向里的匀强磁场区域中有一开口很小的圆形线圈，在线圈开口左端连接一阻值为R＝6Ω的电阻，一个电容为C＝1.25×10﹣3F的电容器与R并联。已知圆形线圈面积为0.2m2 ， 圆形线圈电阻为r＝4Ω，其余导线电阻不计，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。在0～4s内下列说法正确的是（ ）
A、回路中感应电动势大小为2V B、回路中感应电流的大小为0.05A C、R两端的电压为0.12V D、电容器充电完成后，上极板带电量为2.5×10﹣4C10. 如图所示，在垂直纸面向里，磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m，带电量为+q的小球穿在足够长的水平固定绝缘的直杆上处于静止状态，小球与杆间的动摩擦因数为μ。现对小球施加水平向右的恒力F0 ， 在小球从静止开始至速度最大的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A、直杆对小球的弹力方向不变 B、直杆对小球的摩擦力一直减小 C、小球运动的最大加速度为 D、小球的最大速度为二、实验题（共2小题，满分12分，每小题6分）
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11. 在通过“插针法”测量玻璃的折射率实验中：
(1)、关于该实验（甲图），有以下操作步骤：①摆好玻璃砖，确定玻璃砖上、下边界aa'，bb'
②任意画出一条入射光线，在光路上插上大头针P1、P2
③在确定P3、P4位置时，应使P3挡住P1、P2的像，P4挡住
④在确定P3、P4位置时，二者距离应适当 （选填“近”或“远”），以减小误差
(2)、如图乙所示，过P3、P4作直线交bb'于O'，过O'作垂直于bb'的直线NN'，连接OO'。用量角器测量图乙中角α＝30°和β＝60°的大小，则玻璃的折射率n＝。(3)、小丹同学在实验中虽测出了入射角和折射角，但苦于无法得知非特殊角的正弦值，不能准确算出折射率，她利用实验室提供的圆规和刻度尺，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B点作法线NN'的垂线，垂足分别为C、D点，如图丙所示，则玻璃的折射率为 ____（选填比例式前的字母）。A、 B、 C、12. 某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光：调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题：
(1)、若想减少从目镜中观察到的条纹个数，该同学可____；A、将单缝向双缝靠近 B、将屏向靠近双缝的方向移动 C、将屏向远离双缝的方向移动 D、使用间距更小的双缝(2)、若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为L，测得第1条暗条纹到第6条暗条纹之间的距离为Δx，则单色光的波长λ＝；三、计算题（共4小题）
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13. 如图所示，一个质量为m、电阻不计、足够长的光滑U形金属框架MNQP，位于光滑水平桌面上，分界线OO'分别与平行导轨MN和PQ垂直，两导轨相距L.在OO'的左右两侧存在着区域很大、方向分别为竖直向上和竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小均为B.另有质量也为2m的金属棒CD，垂直于MN放置在OO'左侧导轨上，并用一根细线系在定点A.已知细线能承受的最大拉力为T0 ， CD棒接入导轨间的有效电阻为R.现从t＝0时刻开始对U形框架施加水平向右的拉力，使其从静止开始做加速度为a的匀加速直线运动，求：
(1)、细线断裂时，导体棒CD中电流的大小和方向；(2)、细线断裂之前，t时刻水平拉力F的大小；(3)、若在细线断裂时，立即撤去拉力F，此后过程中回路产生的总焦耳热Q.14. 足够长的光滑平行金属导轨cd和gf水平放置，在其左端连接为θ＝37°的光滑金属导轨ge、hc，导轨相距均为L＝1m，在水平导轨和倾斜导轨上，各放一根与导轨垂直的金属杆，金属杆与导轨接触良好。金属杆a、b质量均为m＝0.1kg，电阻Ra＝2Ω、R6＝3Ω，其余电阻不计。在水平导轨和斜面导轨区域分别有竖直向上和竖直向下的匀强磁场B1、B2 ， 且B1＝B2＝0.5T.已知t＝0时起，杆a在外力F1作用下由静止开始水平向右运动，杆b在水平向右的F2作用下始终保持静止状态，且F2＝0.75+0.2t（N）。（g取10m/s2）
(1)、通过计算判断杆a的运动情况；(2)、从t＝0时刻起，求1s内通过杆b的电量；(3)、若t＝0时刻起，2s内作用在a棒上外力做功为13.2J，则这段时间内b棒上产生的热量为多少？15. 如图所示，MN和PQ是两根互相平行、间距为d、竖直放置的光滑金属导轨，且处于磁感应强度为B的匀强磁场中，已知导轨足够长，且电阻不计。ab是一根不但与导轨垂直而且始终与导轨接触良好的金属杆，金属杆的质量为m，电阻为r。将开关S闭合，让ab由静止开始自由下落高度h后杆的速度达到最大。已知重力加速度为g。
(1)、请大致画出金属杆的速度随时间变化的图像；(2)、杆在下落过程中通过金属杆的电量、产生的热量；(3)、杆下落这段高度需要的时间。16. 如图所示，平行边界MN间存在垂直纸面向里的匀强磁场，边界间距为d＝3.0m，磁感应强度为B＝0.10T。质量为m＝1.6×10﹣10kg、电量为q＝3.2×10﹣9C的负离子（不计重力）从边界M上的A点进入磁场，速度与边界的夹角为θ＝60°，从边界N上的C点垂直边界射出磁场。求：（计算结果保留2位有效数字）
(1)、负离子进入磁场时的速度大小v0；(2)、负离子在磁场中运动的时间t。