广东省广州市天河区五校2023-2024学年高二（上）期末物理模拟试卷
试卷更新日期：2024-03-14 类型：期末考试
一、选择题（共8小题，满分24分，每小题3分）
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1. 十四届全国人大一次会议于2023年3月5日在北京隆重召开，世界各地观众都能通过电视信号收看到大会实况。关于电磁波，下列说法正确的是（ ）A、麦克斯韦预言了电磁波的存在并通过实验捕捉到了电磁波 B、遥控器发出的红外线的频率比医院CT中的X射线的频率大 C、电磁波在真空中的传播速度与频率有关，频率越高，传播速度越大 D、LC电路振荡电路发射电磁波的两个重要条件是采用高频和开放性2. 图示为某“静电消除器”的原理简图，直流高压产生器将输入电压升高，使正、负放电极尖端交替产生大量正、负离子，当表面带电物体通过放电极附近时，离子将带电物体表面的电荷中和“消除”。忽略离子间的相互作用，则离子被吸附到带电物体表面过程中（ ）
A、均做匀加速运动 B、正离子电势能增大 C、电场力对负离子做负功 D、正离子向电势降低的方向移动3. 两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图中虚线所示，一带负电的粒子从A点沿图示方向射入电场，仅在静电力的作用下穿越电场区域，最后离开电场，则粒子在电场中（ ）
A、做曲线运动，电势能先变小后变大 B、做曲线运动，电势能先变大后变小 C、做直线运动，电势能先变大后变小 D、做直线运动，电势能不变4. 已知通有电流I的长直导线外某点磁感应强度大小B＝k ， 其中r为该点到导线的距离，k为常量。如图所示，在纸面内有一直角三角形ABC，∠C＝30°，B、C两点间距离为d。在A点固定一垂直于纸面的长直通电导线，电流为I，方向垂直纸面向里。若在该区域再加一匀强磁场，使C点的磁感应强度为零，则所加匀强磁场的磁感应强度大小、方向分别为（ ）
A、 ， 垂直于AC向上 B、 ， 平行于AC向上 C、 ， 垂直于AC向上 D、 ， 平行于AC向上5. 有两位同学用同一组电学元件分别连接成图甲和图乙的调光电路。在闭合电键后，使滑动变阻器的滑片由最左端开始向右滑动，直到灯泡正常发光。则灯泡正常发光时电源总功率和整个过程中灯泡的亮度变化情况是（ ）
A、甲电路中的电源总功率小，亮度变化范围大 B、甲电路中的电源总功率小，亮度变化范围小 C、乙电路中的电源总功率小，亮度变化范围大 D、乙电路中的电源总功率小，亮度变化范围小6. 如图（甲）所示直线是电场中的一条电场线，A、B是该线上的两点。若将一负电荷以A点自由释放，负电荷仅在电场力作用下沿电场线从A到B运动过程中的速度图线如图（乙）所示，则下列说法中错误的是（ ）
A、该电场是匀强电场 B、A、B两点的电势相比一定φA＜φB C、A、B两点的场强大小相比一定EA＜EB D、该电荷在两点的电势能的大小相比一定EpA＞EpB7. 如图所示，由粗糙的水平杆AO与光滑的竖直杆BO组成的绝缘直角支架，在AO杆、BO杆上套有带正电的小球P、Q，两个小球恰能在某一位置平衡。现将P缓慢地向左移动一小段距离，两球再次达到平衡。若小球所带电荷量不变，与移动前相比（ ）
A、杆AO对P的弹力减小 B、杆BO对Q的弹力减小 C、P、Q之间的库仑力减小 D、杆AO对P的摩擦力增大8. 如图所示，O、A、B、C四点在同一直线上，C为A、B中点，把点电荷Q固定在O点，将电荷量为q＝﹣2.0×10﹣9C检验电荷q从A点由静止释放，运动到B点电场力做功为4.0×10﹣7J。整个过程仅受电场力，无穷远处电势为0，则（ ）
A、A点的场强方向由A→B B、B点电势高于A点电势，且大于0 C、A、B之间的电势差UAB＝﹣200V，且|UAC|＞|UCB| D、从A点移到B点检验电荷q的电势能增大了4×10﹣7J二、多选题（共4小题，满分20分，每小题5分）
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9. 一块横截面为矩形的金属导体的宽度为b，厚度为d，水平放置，将导体置于一磁感应强度为B的匀强磁场中，磁感应强度的方向水平且垂直于侧面如图所示。当在导体中通以图示方向的电流I时，在导体的上下表面间用电压表测得的电压为UH ， 已知载流子为自由电子，电量为e，则下列判断正确的是（ ）
A、导体内载流子只受垂直于运动方向的洛伦兹力作用和竖直向下的电场力作用 B、用电压表测UH时，电压表的“+”接线柱接下表面 C、金属导体的厚度d越大，UH越大 D、该导体单位体积内的自由电子数为10. 如图所示，一平行板电容器与电源E和电流表相连接，接通开关S，电源即给电容器充电，下列说法中正确的是（ ）
A、保持S接通，使两极板的面积错开一些（仍平行），则两极板间的电场强度减小 B、保持S接通，减小两极板间的距离，则电流表中有从左到右的电流流过 C、断开S，增大两极板间的距离，则两极板间的电压减小 D、断开S，在两极板间插入一块电介质板，则两极板间的电势差减小11. 如图所示，abcd为一正方形边界的匀强磁场区域，磁场边界边长为L，三个粒子以相同的速度从a点沿对角线方向射入，粒子1从b点射出，粒子2从c点射出，粒子3从cd边垂直射出，不考虑粒子的重力和粒子间的相互作用. 根据以上信息，可以确定（ ）
A、粒子1带负电，粒子2不带电，粒子3带正电 B、粒子1和粒子3的比荷之比为2：1 C、粒子1和粒子2在磁场中的运动时间之比为π：4 D、粒子3的射出位置与d点相距12. 如图所示为一款热销“永动机”玩具示意图，其原理是通过隐藏的电池和磁铁对小钢球施加安培力从而实现“永动”。小钢球从水平光滑平台的洞口M点静止出发，无磕碰地穿过竖直绝缘管道后从末端N点进入平行导轨PPʹ﹣QQʹ，电池、导轨与小钢球构成闭合回路后形成电流，其中电源正极连接导轨PQ，负极连接PʹQʹ；通电小钢球在底部磁场区域受安培力加速，并从导轨的圆弧段末端QQʹ抛出；然后小钢球恰好在最高点运动到水平光滑平台上，最终滚动至与挡板发生完全非弹性碰撞后再次从M点静止出发，如此循环。已知导轨末端与平台右端的水平、竖直距离均为0.2m，小钢球质量为40g，在导轨上克服摩擦做功为0.04J，其余摩擦忽略不计，重力加速度g取10m/s2 ， 则（ ）
A、磁铁的N极朝上 B、取下电池后，小钢球从M点静止出发仍能回到平台上 C、小钢球从导轨末端QQʹ抛出时速度为m/s D、为了维持“永动”，每个循环需安培力对小球做功0.04J三、实验题（共2小题，满分15分）
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13. 现有一金属丝。为测量该金属丝的电阻率，现用伏安法测量金属丝两端之间的电阻，用螺旋测微器测量该金属丝的直径，用游标卡尺测量该金属丝的长度。螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲和乙所示。
(1)、如图读得金属丝的直径为 mm，长度为 cm。(2)、若流经金属丝的电流为I，金属丝两端之间的电压为U，金属丝的直径和长度分别用D、L表示，则用D、L、I、U表示的电阻率的关系式为ρ＝。(3)、为减小实验误差，应选用如图中 （选填“丙”或“丁”）为该实验的电路原理图。
14. 某欧姆表测未知电阻阻值的电路如图1所示，其内部电池的电动势为1.5V，表头的满偏电流为3mA。
(1)、测量电阻时先将红黑表笔短接，调节调零电阻，使电流表满偏，然后再将两表笔接入不同的待测电阻，得到电路中电流I与不同的待测电阻的阻值Rx关系图象如图2所示，则根据该图象中I﹣Rx图线做出的解释或判断中正确的是____A、因为函数图线上电流与电阻值是一一对应的，所以欧姆表表盘上的刻度线是均匀的 B、因为函数图线是非线性变化的，所以欧姆表表盘上的刻度线是不均匀的 C、测量中，当Rx的阻值为图2中的R2时，指针位于表盘中央位置的左侧 D、测量中，当Rx的阻值为图2中的R2时，指针位于表盘中央位置的右侧(2)、此欧姆表刻度盘上的中值电阻应为Ω。(3)、该欧姆表用久后，电池老化造成电动势减小，内阻增大，为了减少电池老化造成的误差，可以用一电压表对原电阻刻度值进行修正。先将欧姆表的两表笔短接，调节R0使电流表的指针满偏。再将电压表接在两表笔之间，此时电压表的示数为0.98V，欧姆表的示数1000Ω，则欧姆表刻度盘上，电阻刻度值500Ω处应该修改为Ω四、计算题（共3小题，满分41分）
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15. 带电粒子的电荷量和其质量的比值叫比荷。一种测定电子比荷的实验装置如图所示。真空玻璃管内阴极发出电子，经阳极A与阴极之间的高压加速后，形成一细束电子流。电子束沿平行于极板的方向进入两极板、间，两极板间距离为d、长度为。若两极板、间无电压，电子将打在荧光屏上的点，点到极板右侧的距离为。若在两极板间加偏转电压 ， 则离开极板区域的电子将打在荧光屏上的点，点到点的距离为。若极板间再施加一个磁感应强度为、垂直纸面方向的匀强磁场，则电子在荧光屏上产生的光点又回到点。电子的重力可忽略不计。
(1)、判断、间磁场的方向；(2)、求电子射入极板、时的速度；(3)、求电子的比荷；(4)、请你再设计一种能够测量带电粒子比荷的方案。要求：利用电场、磁场来控制带电粒子的运动，说明需要测量的物理量，并写出比荷的表达式（用测量量表示）。16. 如图所示，两平行金属导轨所在的平面与水平夹角θ＝37°，导轨的一端接有电动势E＝3V，内阻r＝0.5Ω的直流电源，两导轨间的距离L＝0.4m，在导轨所在空间内分布着磁感应强度B＝0.5T，方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场，现把一个质量m＝0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒与金属导轨垂直，且接触良好，导体棒的电阻R＝1.0Ω，导体棒恰好刚要滑动，金属导轨电阻不计。（g取10m/s2 ， sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）求：
(1)、ab棒受到的安培力；(2)、ab棒与导轨的动摩擦因数μ。17. 如图，在直角坐标系的第二象限内存在竖直向上的匀强电场；第三象限内有一圆心为Q、方向垂直于纸面向外的圆形匀强磁场区域，该区域与x轴相切于坐标为（L，0）的P点。一电子从坐标为（O，L）的M点以初速度v0沿x轴负方向射入第二象限，然后通过坐标为（L，O）的N点并沿NQ方向射入圆形磁场区域，随后垂直穿过y轴进入第四象限一矩形匀强磁场区域（图中未画出），最后穿出矩形磁场区域后速度方向恰好与射线OO′垂直。已知射线OO′与x轴正方向的夹角为θ＝30°，矩形磁场区域与圆形磁场区域的磁感应强度大小相等，方向相同，电子的质量为m，电量为e，不计电子重力。求：
(1)、匀强电场的电场强度E的大小；(2)、圆形磁场区域磁感应强度B的大小；(3)、矩形磁场区域的最小面积S。