江苏省镇江市镇江一中2023-2024学年高二（上）期末模拟物理试题

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第I卷（选择题 共41分）
一、单项选择题（本大题共7小题，每小题3分，共计21分.在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确）
1. 关于传感器的下列说法正确的是
A. 话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号
B. 电熨斗能自动控制温度主要利用了双金属片中两片金属膨胀系数相同
C. 霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量
D. 半导体热敏电阻常用作温度传感器，温度升高，它的电阻值变大
2. 如图所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内。第Ⅲ、Ⅳ象限内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场，第Ⅳ象限同时存在方向平行于y轴的匀强电场（图中未画出），一带电小球从x轴上的A点由静止释放，恰好从P点垂直于y轴进入第Ⅳ象限，然后做匀速圆周运动，从Q点垂直于x轴进入第Ⅰ象限，Q点距O点的距离为d，重力加速度为g。根据以上信息，能求出的物理量有（ ）
A. 小球做圆周运动的动能大小
B. 电场强度的大小和方向
C. 小球在第Ⅳ象限运动的时间
D. 磁感应强度大小
3. 如图所示，在载流直导线旁固定有两平行光滑导轨A、B，导轨与直导线平行且在同一水平面内，在导轨上有两根可自由滑动的导体棒ab和cd，当载流直导线中的电流逐渐减弱时，导体棒ab和cd的运动情况是（ ）
A. 一起向左运动
B. 一起向右运动
C. 相向运动，相互靠近
D. 相背运动，相互远离
4. 如图，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上．当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为Ua、Ub、Uc．已知bc边的长度为l．下列判断正确的是（ ）
A. Ua＞Uc，金属框中无电流
B. Ub＞Uc，金属框中电流方向沿a﹣b﹣c﹣a
C. Ubc=﹣Bl2ω，金属框中无电流
D. Ubc=Bl2ω，金属框中电流方向沿a﹣c﹣b﹣a
5. 如图所示，在半径为R圆形区域内有一匀强磁场，边界上的A点有一粒子源能在垂直于磁场的平面内沿不同方向向磁场中发射速率相同的同种带电粒子，在磁场边界的圆周上可观测到有粒子飞出，则粒子在磁场中的运动半径为
A. RB. C. D.
6. 如图所示，水平桌面上平行放置两光滑的金属导轨，导轨相距为L，一质量为m的金属杆垂直导轨放置，正以速度v1向左匀速运动，金属杆左侧有一矩形匀强磁场区域MNPQ，磁感应强度大小为B，方向竖直向上，正以速度v2（v2＜v1）向右匀速移动，定值电阻值为R，金属杆电阻为是R/2，其余电阻不计，则当金属杆刚进入磁场区域时（ ）
A. 金属棒ab两端的电势差U=BLv1
B. 金属棒ab加速度大小为a=
C. 流过电阻R的电流大小为I=
D. 如只改变磁场方向，金属棒ab所受安培力的大小不变，方向改变
7. 在城市建设施工中，经常需要确定地下金属管线的位置，如图所示，有一种探测方法是，首先给金属长直管线上通上电流，再用可以测量磁场强弱、方向的仪器进行以下操作：①用测量仪在金属管线附近的水平地面上找到磁场的最强的某点，记为a；②在a点附近的地面上，找到与a点磁感应强度相同的若干点，将这些点连成直线EF；③在地面上过a点垂直于EF的直线上，找到磁场方向与地面夹角为45°的b、c两点，测得b、c两点距离为L，由此可确定金属管线
A. 平行于EF，深度为
B. 平行于EF，深度为L
C. 垂直于FE，深度为
D. 垂直于EF，深度为L
二、多项选择题（本大题共5小题，每小题4分，共计20分.在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）
8. 如图所示的电路中，和是完全相同的灯泡，线圈的直流电阻可以忽略，下列说法中正确的是（ ）
A. 闭合电键接通电路时，始终比亮
B. 闭合电键接通电路时，先亮，后亮，最后一样亮
C. 断开电键切断电路时，和都要过一会儿才熄灭
D. 断开电键切断电路时，先熄灭，过一会儿才熄灭
9. 如图所示的装置中，cd杆原来静止，当ab杆做如下哪种运动时，cd杆将向右移动( )
A. 向右匀速运动
B. 向右减速运动
C. 向左加速运动
D. 向左减速运动
10. 如图所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面的、电阻均匀的正方形导体框abcd，现将导体框分别朝两个方向以v、3v速度匀速拉出磁场，则导体框从两个方向移出磁场的两个过程中（ ）
A. 通过导体框截面的电量相同
B. 导体框中产生的焦耳热相同
C. 导体框中cd两端电势差相同
D. 导体框中产生的感应电流方向相同
11. 如图所示，平行金属导轨与水平面间的倾角为θ，导轨电阻不计，与阻值为R的定值电阻相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面，磁感应强度为B。有一质量为m长为l的导体棒从ab位置获得平行于斜面的，大小为v的初速度向上运动，最远到达a′b′的位置，滑行的距离为s，导体棒的电阻也为R，与导轨之间的动摩擦因数为μ。则（ ）
A. 上滑过程中导体棒受到的最大安培力为
B. 上滑过程中电流做功发出的热量为－mgs(sinθ＋μcsθ)
C. 上滑过程中导体棒克服安培力做的功为
D. 上滑过程中导体棒损失的机械能为
12. 如图甲所示，水平桌面上放有一长直导线MN和一矩形导线框abcd，导线MN固定并通有电流i，i随时间的变化如图乙所示，规定从N到M为电流正方向，MN通电过程中导线框始终静止则（ ）
A. 0到t1时间过程中，导线框中产生的感应电流
B. t1到t3时间过程中，导线框中产生的感应电流方向保持不变
C. t2时刻，导线框不受桌面摩擦力的作用
D. t3到t4时间过程中，导线框受到桌面的摩擦力方向始终向左
第II卷 （ 非选择题 共59分）
三、简答题（本大题共2小题，共计22分.请将答案填在答题卡上相应的位置）
13. 在研究金属电阻阻值与温度的关系时，为了较准确地测出金属电阻的阻值，设计了如图甲所示的电路．除了金属电阻Rx外，提供的实验器材还有：学生电源E，灵敏电流计G，滑动变阻器R、Rs，定值电阻R1、R2，电阻箱R0，开关S，控温装置，导线若干．
①按照电路图连接好电路后，将R0调至适当数值，R的滑片调至最右端，Rs的滑片调至最下端，闭合开关S；
②把R的滑片调至适当位置，调节R0，并逐步减小Rs的阻值，直到Rs为零时，电流计G指针不发生偏转，记录R0的阻值和Rx的温度；
③多次改变温度，重复实验；
④实验完毕，整理器材．
根据上述实验回答以下问题：
（1）上述②中，电流计G指针不发生偏转时，a点电势________（选填“大于”“等于”或“小于”）b点电势．
（2）某次测量时，R0的旋钮如图乙所示，则R0的读数为________Ω，随后要将电阻箱的阻值调节到39.0Ω，第一步操作应先调节________（选填“×1”或“×10”）旋钮．
（3）用R0、R1、R2表示Rx，Rx＝________．
（4）求出的阻值Rx和对应温度如下表所示：
请在图丙所示的坐标纸上描绘出Rx－t图线_________．
14. 小明测量二极管在不同正向电压（最大正向电压为1.25 V）时的电阻。他选择的器材有：0~10Ω的滑动变阻器；量程为3V、内阻约为3 kΩ的电压表；电动势为1.5 V的电源；一只多用电表。
(1)他先将多用电表选择开关旋至“×10”挡，调节好多用电表，将二极管两极与表笔相接，多用电表的示数如图甲所示时，则二极管的正极与多用电表的___（选填图甲中“A”或“B”）相接。
(2)他再将多用电表的选择开关旋至“10mA”挡（内阻约为5 Ω），将其接入图乙所示电路。
① 多用电表B插孔应与图乙中的____（选填“7” 或“8”）连接。
② 闭合开关，电压表指针指在约1.25 V处，电流表指针指在约5.00mA处，接着左右移动滑片，两表指针几乎不动。由此可以推断：电路中____（选填图中表示接线柱的数字） 之间出现了____（选填“短路”或“断路”）故障。
③排除故障后，闭合开关，移动滑片，将电压表和电流表示数记录在表中，并算出对应的电阻。电压为1.25V时，二极管的电阻为__Ω。
④ 为了更准确地测出不同电压下二极管的电阻，在不更换实验器材的条件下，对实验电路提出改进建议：____。
四、计算题（本题共3小题，共计37分.解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位）
15. 如图所示，竖直平面内两竖直放置的金属导轨间距为L1，导轨上端接有一电动势为E、内阻不计的电源，电源旁接有一特殊开关S，当金属棒切割磁感线时会自动断开，不切割时自动闭合；轨道内存在三个高度均为L2的矩形匀强磁场区域，磁感应强度大小均为B，方向如图．一质量为m的金属棒从ab位置由静止开始下落，到达cd位置前已经开始做匀速运动，棒通过cdfe区域的过程中始终做匀速运动．已知定值电阻和金属棒的阻值均为R，其余电阻不计，整个过程中金属棒与导轨接触良好，重力加速度为g，求：
（1）金属棒匀速运动的速度大小；
（2）金属棒与金属导轨间动摩擦因数μ；
（3）金属棒经过efgh区域时定值电阻R上产生的焦耳热。
16. 如图所示，平行板之间存在着相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度B1＝0.20 T，方向垂直纸面向里，电场强度E1＝1.0×105 V/m，PQ为板间中线．紧靠平行板右侧边缘的xOy坐标系的第一象限内有一边界线OA，与y轴正方向间的夹角为45°，边界线的上方有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B2＝0.25 T，边界线的下方有水平向右的匀强电场E2．一束电荷量q＝8.0×10－19 C、质量m＝8.0×10－26 kg的带正电粒子从P点射入平行板间，沿中线PQ做直线运动，穿出平行板后从y轴上坐标为（0，0.4m）的Q点垂直y轴射入磁场区，最后打到x轴上的C点．已知C的横坐标为xC＝0.6 m，求：
（1）粒子在平行板间运动的速度v大小；
（2）粒子进入电场时速度的方向和电场强度E2的大小；
（3）现只改变AOy区域内磁场的磁感应强度的大小，使粒子都不能打到x轴上，磁感应强度的大小B2′应满足什么条件？
17. 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，磁感应强度的大小均为B．另有质量也为m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．
(1)求从框架开始运动到细线断裂所需的时间t0；
(2)若细线尚未断裂，求在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，求此时框架的瞬时速度v0和此后过程中回路产生的总焦耳热Q ．
温度t/℃
350
40.0
45.0
50.0
55.0
阻值Rx/Ω
58.3
59.4
60.6
61.7
62.8
U（V）
1.13
119
1.21
1.23
1.25
I（mA）
0.06
0.50
1.00
2.00
5.00
R（）
18833.3
2380.0
1210.0
615.0