湖北省黄州中学（黄冈外校）2023-2024学年高二上学期12月第三次高考难度提前适应性段测试（期末前第一次模底）物理试卷

这是一份湖北省黄州中学（黄冈外校）2023-2024学年高二上学期12月第三次高考难度提前适应性段测试（期末前第一次模底）物理试卷，共18页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
物理试题
时间：
温馨提示：本试卷选题多为高考仿真题，难度较高，请同学们认真答题，祝考试顺利。
一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。第1—7题单选，8—10题多项选。）
1. 如图所示，通电导线所受安培力或运动电荷所受洛伦兹力正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据左手定则，伸开左手，使大拇指与其它四指垂直且在一个平面内，让磁感线穿过掌心，四指所指方向为电流方向，大拇指所指方向就是安培力的方向，可知该图中通电导线所受安培力方向竖直向下，故A错误；
B．图中电流和磁场的方向平行，导线所受安培力为零，故B错误；
C．根据左手定则，伸开左手，让磁感线穿过掌心，四指所指方向与正电荷运动的方向相同，则和四指垂直的的大拇指的方向为洛伦兹力的方向，则可知图中运动电荷所受洛伦兹力方向竖直向下，故C正确；
D．根据左手定则，伸开左手，让磁感线穿过掌心，四指所指方向与负电荷运动的方向相反，则和四指垂直的的大拇指的方向为洛伦兹力的方向，则可知图中运动电荷所受洛伦兹力方向竖直向下，故D错误。
故选C。
2. 如图所示，两匀强磁场的方向相同，以虚线MN为理想边界，磁感应强度大小分别为B1、B2，今有一质量为m、电荷量为e的电子从MN上的P点沿垂直于磁场方向射入匀强磁场B1中，其运动轨迹为如图虚线更多课件教案等低价滋源(一定远低于各大平台价格)请 家 威杏 MXSJ663 所示的“心”形图线。则以下说法正确的是（ ）
A. 电子的运动轨迹为PENCMDP
B. B1＝2B2
C. 电子从射入磁场到回到P点用时为
D. B1＝4B2
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据左手定则可知，电子从P点沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场B1时，受到的洛伦兹力方向向上，所以电子的运行轨迹为PDMCNEP，故A错误；
BD．由题图可知，电子在左侧匀强磁场中运动半径是在右侧匀强磁场中的运动半径的一半，根据r＝可知
B1＝2B2
故B正确，D错误；
C．电子在题图所示运动过程中，在左侧匀强磁场中运动两个半圆，即运动一个周期，在右侧匀强磁场中运动半个周期，所以
t＝＋
故C错误。
故选B。
3. 如图所示，以速度和匀速把一矩形线圈水平拉出有界匀强磁场区域，且，则在先后两种情况下（ ）
A. 线圈中的感应电动势之比
B. 线圈中的感应电流之比
C. 线圈中产生的焦耳热之比
D. 通过线圈某截面的电荷量之比
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据题意可知v1=2v2，根据
E=BLv
知感应电动势之比2：1，故A错误；
B．根据
由于v1=2v2，则感应电流之比为2：1，故B错误；
C．根据v1=2v2，知时间比为1：2，根据
Q=I2Rt
知热量之比为2：1，故C正确；
D．根据
可知，两种情况磁通量的变化量相同，所以通过某截面的电荷量之比为1：1，故D错误。
故选C。
4. 如图所示，为水平固定的足够长的“”形金属导轨，间距为，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为，导轨电阻不计，足够长的金属棒倾斜放置，与导轨成夹角，金属棒单位长度的电阻为，保持金属棒以速度v（速度方向平行于，如图）匀速运动（金属棒尚未脱离导轨），金属棒与导轨接触良好，则通过金属棒中的电流为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】金属棒切割磁感线产生的感应电动势大小为
金属棒接入回路的电阻为
通过金属棒的电流为
故选A。
5. 如图，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦交流电的图像，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图像如图线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是（ ）

A. 线圈先后两次转速之比为2∶3
B. 两种情况在0.3s时线圈的磁通量之比为1∶1
C. 两种情况在相等时间内产生的焦耳热之比Qa∶Qb＝3∶2
D. 两种情况在相等时间内产生焦耳热之比Qa∶Qb＝9∶4
【答案】D
【解析】
【详解】A．由可得线圈先后两次转速之比为
故A错误；
B．图线a在t=0.3s时感应电流最大，说明此时线圈平面与磁场方向平行，线圈的磁通量为0；而图线b在t=0.3s时感应电流为0，说明此时线圈处于中性面，线圈的磁通量最大，两种情况下线圈的磁通量不相等，故B错误；
CD．由正弦交流电电动势最大值
电动势有效值
可得
再由焦耳热可得两种情况在相等时间内产生的焦耳热之比
故C错误，D正确。
故选D。
6. 如图所示为远距离输电示意图，某个小水电站发电机的输出功率为，发电机的电压为。通过升压变压器升高电压后向远处输电，输电线总电阻为，在用户端用降压变压器把电压降为。要求在输电线上损失的功率控制为（即用户得到的功率为）。下列说法正确的是（ ）
A. 输电线上通过的电流为
B. 降压变压器的输入电压为
C. 升压变压器的匝数比为
D. 降压变压器的匝数比为
【答案】C
【解析】
【详解】A．输电线上通过的电流
故A错误；
B．输电线上损失的电压
升压变压器的输出电压
则降压变压器的输入电压
故B错误；
C．升压变压器的匝数比
故C正确；
D．降压变压器的匝数比
故D错误。
故选C。
7. 如图所示，相距为的两根足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为，上端接有定值电阻，其余电路电阻都不计，匀强磁场垂直于导轨平面向下，磁感应强度大小为。现将质量为的导体棒由静止释放，当棒下滑到稳定状态时，速度为，下列说法错误的是（ ）
A. 导体棒达到稳定状态前做加速度减小的加速运动
B. 当导体棒速度达到时加速度大小为
C. 导体棒的端电势比端电势高
D. 导体棒达到稳定状态后，电阻产生的焦耳热等于重力所做的功
【答案】C
【解析】
详解】A．金属棒下滑过程中根据牛顿第二定律可得
又由闭合电路欧姆定律
导体棒的电动势
求得
由此可知，速度增大、加速度减小，所以导体棒达到稳定状态前做加速度减少的加速运动，A正确；
B．由A分析可得，当速度为时加速度为零，即
当导体棒速度达到时，加速度
＝
B正确；
C．根据右手定则可得金属棒中的电流方向a→b，由于金属棒为电源，所以b端电势高，C错误；
D．导体棒达到稳定状态后，根据能量守恒定律可得，电阻R产生的焦耳热等于重力所做的功，D正确。
故选C。
8. 光滑水平面上放着一异形物块b，其曲面是四分之一圆弧，在它的最低点静止地放着一个小球c，如图所示。滑块a以初速度v0水平向左运动，与b碰撞后迅速粘在一起。已知a、b、c的质量均为m，小球c不能从物块b的上端离开，在它们相互作用与运动的全过程中（ ）
A. a、b、c组成的系统动量守恒
B. a、b、c组成的系统机械能不守恒
C. 小球c在曲面上，上升最大高度为
D. 小球c在曲面上上升的最大高度为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．由题意在碰撞过程及之后一起运动过程中，a、b、c为系统水平方向上动量守恒，小球c在竖直方向上有运动，而竖直方向上小球c受力不平衡，故竖直方向上动量不守恒，故A错误.
B．a与b碰撞过程中有能量损失，故整个相互作用过程中机械能不守恒，故B正确.
CD．a与b碰撞过程动量守恒有：
解得；
之后a、b、c相互作用过程中水平方向动量守恒，小球上升到最高点时三者共速，有：
解得
而由碰撞后到小球上升到最高点h过程中根据能量守恒有：
解得：
故C错误，D正确.
故选BD
9. 在图（a）所示的交流电路中，电源电压的有效值为220V，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R1、R2、R3均为固定电阻，R2=10，R3=20，各电表均为理想电表。已知电阻R2中电流i2随时间t变化的正弦曲线如图（b）所示。下列说法正确的是（ ）
A. 所用交流电的频率为50HzB. 电压表的示数为100V
C. 电流表的示数为1.0AD. 变压器传输的电功率为15.0W
【答案】AD
【解析】
【详解】A．交流电的频率为
A正确；
B．通过电流的有效值为
两端即副线圈两端的电压，根据欧姆定律可知
根据理想变压器的电压规律可知原线圈的电压
电阻两端分压即为电压表示数，即
B错误；
C．电流表的示数为
C错误；
D．副线圈中流过的总电流为
变压器原副线圈传输的功率为
D正确。
故选AD
10. 如图所示，水平光滑的平行金属导轨间距为，左端与电阻相连接，匀强磁场的磁感应强度为，方向竖直向上，质量一定的金属棒垂直放在导轨上，令棒以一定的初速度向右运动，当其通过位置时速率为，通过位置时速率为，到位置时棒刚好静止，设导轨与棒的电阻均不计，、的间距是、的间距的两倍，则以下说法正确的是（ ）
A. 在棒从到与从到的两个过程中，通过棒的横截面的电荷量相等
B. 棒运动的加速度不变
C. 棒通过、两位置时，电阻的电功率之比为
D. 在棒从到与从到的两个过程中，电阻上产生的热量之比为
【答案】CD
【解析】
【详解】A．通过棒的横截面的电荷量
由于在棒从到与从到的两个过程中，面积的变化量之比为，所以通过棒的横截面的电荷量之比为，故A错误；
B．棒运动的过程中，根据牛顿第二定律有
可得，棒的加速度为
可知棒运动的加速度随着速度的减小而减小，故B错误；
C．安培力的冲量为
取向右为正方向，对棒从到的过程，根据动量定理有
对棒从到的过程，根据动量定理有
由于，联立可得
又电阻的电功率为
所以有棒通过、两位置时，电阻的电功率之比为，故C正确；
D．根据能量守恒可知，在棒从到与从到的两个过程中，电阻上产生的热量等于其过程中动能的减少量。则有
即在棒从到与从到的两个过程中，电阻上产生的热量之比为，故D正确。
故选CD。
二、非选择题（本大题共5小题，共60分）
11. 某小组利用实验室的电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻。
（1）要求尽量减小干电池内电阻的实验误差，应选择______选填“甲”、“乙”电路图。
（2）该组同学记录了若干组数据，并将对应点标在图中的坐标纸上，画出了图线。
（3）利用图像求得干电池的电动势______结果保留三位有效数字内电阻______结果保留两位有效数字。
（4）在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用电压表视为理想电压表的量程较小，另一组同学设计了如图所示的电路图。
电阻箱电阻范围
a、实验时，应先将电阻箱的电阻调到最大值；
b、改变电阻箱的阻值，分别测出阻值为的定值电阻两端的电压。根据实验数据描点，绘出的图像是一条直线。若直线的斜率为，在坐标轴上的截距为则该电源的电动势______和内阻______。用、和表示
【答案】 ①. 甲 ②. 1.45 ③. 1.3 ④. ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1] 电源内阻较小，选甲可消除电流表的分压作用，以减小误差。
（3）[2][3] 根据闭合电路欧姆定律，可得
U=E-Ir
结合图像可知
（4）[4][5] 由闭合电路欧姆定律，可知
整理得
根据题意
，
解得
12. 用如图所示的装置来“探究电磁感应现象和感应电流的方向”，带铁芯的线圈甲与阻值较大的电阻R0、电流表A、电源E、开关S、滑动变阻器R组成回路；套在空心铁圆柱体上的线圈乙的两端接到另一个电流表B上，线圈甲的铁芯有一小部分插在空心铁圆柱体内。两电流表完全相同，零刻度线在表盘中央，如果电流从正接线柱流入，指针向左偏转，反之向右偏转，回答下列问题：
（1）闭合开关S一段时间后，电流表B的指针是否有偏转？___________（选填“有”或“没有”）；
（2）闭合开关S一段时间后，当滑动变阻器滑片较快地向a端滑动时，电流表A的指针___________，电流表B的指针___________；（均选填“向左偏”、“向右偏”或“不偏转”）
（3）滑动变阻器滑片保持不动，闭合开关S一段时间后，线圈乙以及空心铁圆柱体向左移动，电流表B的指针偏转情况是___________（选填“向左偏”、“向右偏”或“不偏转”）。
【答案】 ①. 没有 ②. 向左偏 ③. 向右偏 ④. 向右偏
【解析】
【分析】
【详解】（1）[1]闭合开关S一段时间后，电流稳定，右侧电路无感应电流产生，因此电流表B的指针是没有偏转；
（2）[2]闭合开关S一段时间后，当滑动变阻器滑片较快地向a端滑动时，接入电路的电阻变小，但电流依旧从正接线柱流入，电流表A的指针向左偏转；
[3] 闭合开关S一段时间后，当滑动变阻器滑片较快地向a端滑动时，穿过图乙螺线管的磁场右指向左逐渐减小，根据楞次定律增反减同可知感应电流的磁场自左向右，再由右手螺旋定则可知流经电流表B的电流从负接线柱流入，指针向右偏转；
（3）[4] 线圈乙以及空心铁圆柱体向左移动，穿过线圈乙的磁通量增加，根据楞次定律增反减同可知感应电流的磁场自左向右，再由右手螺旋定则可知流经电流表B的电流从负接线柱流入，指针向右偏转。
13. 如图所示，圆管构成的半圆形轨道竖直固定在水平地面上，轨道半径为为直径且与水平面垂直，直径略小于圆管内径的小球以某一速度冲进轨道，到达半圆轨道最高点时与静止于该处的质量与相同的小球发生碰撞，碰后两球粘在一起飞出轨道，落地点与点的距离为重力加速度为，两球均可看成质点，忽略圆管内径，空气阻力及各处摩擦均不计，求：
（1）粘连后的两球从飞出轨道到落地所用的时间；
（2）小球冲进轨道时速度的大小。

【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）粘合后的两球飞出轨道后做平抛运动，竖直方向分运动为自由落体运动
求得
（2）设球A的质量为，在N点速度为，与小球B碰撞前速度大小为，把球A冲进轨道最低点时的重力势能定为0，由机械能守恒定律知
设碰撞后粘合在一起的两球速度大小为，则
由动量守恒定律知
联立求得
14. 2020年属于不平凡的一年，原本属于全国人民的新春佳节却被一场突如其来的疫情打破了，如今新冠病毒在全国白衣天使和所有工作人员的共同努力下得到了有效的遏制，根据中共中央应对新冠肺炎疫情工作领导小组印发《意见》在有效防控疫情的同时积极有序推进复工复产。为了防止复工复产期间停电事故的发生，某工厂购买了一台应急备用发电机及升压变压器及降压变压器各一台。如图，发电机内阻为1，升压变压器匝数比为1：10，降压变压器匝数比9：1，输电线总电阻R=5。工厂共36个车间，每个车间有“220V，22W”灯10盏，若保证全部电灯正常发光，则：
（1）发电机输出功率多大？
（2）发电机电动势多大？
（3）输电的效率是多少？
【答案】（1）8000W；（2）240V；（3）99%
【解析】
【详解】（1）根据题意，所有灯都正常工作的总功率为
用电器都正常工作时的总电流为
两个变压器之间输电线上的电流为
故输电线上损耗的电功率
升压变压器的输出功率为
而发电机输出功率即为升压变压器的输入功率
（2）降压变压器上的输入电压
输电线上的电压损失为
因此升压变压器的输出电压为
升压变压器的输入电压为
升压变压器的输入电流为
发电机的电动势
（3）输电的效率
15. 如图所示，平行光滑金属导轨分别由一段圆弧和水平部分组成，水平部分固定在绝缘水平面上，导轨间距为L，M、P间接有阻值为R的定值电阻，导轨水平部分在间有垂直导轨平面向上的匀强磁场Ⅰ，磁感应强度大小为，右侧有垂直导轨平面向下的匀强磁场Ⅱ，磁感应强度大小为，金属棒b垂直导轨放在导轨的之间，金属棒a在圆弧导轨上离水平面高处由静止释放，金属棒在导轨上运动过程中始终与导轨接触良好并与导轨垂直，两金属棒接入电路的电阻均为，质量均为，间的距离为，重力加速度为，金属棒a与b碰撞后粘在一起，最后金属棒a、b停在磁场Ⅱ区域内，求：
（1）金属棒a通过磁场Ⅰ的过程中，通过定值电阻的电荷量；
（2）金属棒a离开磁场Ⅰ时的速度大小；
（3）从a棒开始运动到两杆运动停止过程中，产生的焦耳热Q。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）金属棒a通过磁场I的过程中，通过金属棒a的电量
根据法拉第电磁感应定律
根据闭合电路欧姆定律有
解得
则通过定值电阻的电量
（2）设金属棒a进入磁场I时的速度大小为，根据机械能守恒有
解得
金属棒a通过磁场I的过程中，根据动量定理有
即
解得
（3）设金属棒a与b碰撞后的共同速度为，根据动量守恒有
则该碰撞过程损失的机械能为
由于最后金属棒a与b静止，根据能量守恒定律，可知从a棒开始运动到两杆运动停止过程中，有
求得