湖北省武汉市部分学校2022-2023学年高二上学期期末联考模拟演练物理试卷（一）.pdf

1、试卷类型：试卷类型：A 20222023 学年度武汉市部分学校高学年度武汉市部分学校高二二年级年级期末联考期末联考模拟演练模拟演练 物理 本试卷共 6 页，满分 100 分。考试时间 75 分钟。注意事项：1.答卷前，考生务必用黑色字迹钢笔或签字笔将自己的姓名、考生号、考场号和座位号填写在答题卡上。用 2B 铅笔将试卷类型（A）填涂在答题卡相应位置上。将条形码横贴在答题卡右上角“条形码粘贴处”。2.作答选择题时，选出每小题答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案，答案不能答在试卷上。3.非选择题必须用黑色字迹钢笔或签字笔作答，答案必

2、须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。4.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。祝考试顺利 一一选择题（选择题（1-7 单选，单选，8-11 多选多选，每小题每小题 4 分，分，共共 44 分分）1磁流体发电机的原理如左图所示，燃烧室在 3000K 的高温下将气体全部电离成高温等离子体。等离子体经喷管提速后以速度 v 进入矩形发电通道，发电通道中有垂直于喷射速度方向的匀强磁场，简化后的原理图如右图所示。已知磁感应强度大小为 B，发电通道长为 l，宽为 b，高为 a，高温等

3、离子体的电阻率，外部电路的总电阻为 R。当开关 S 闭合后，下列说法正确的是（）A发电机产生的电动势EBbv=B回路电流BvablIRblb=+C发电机的输出功率2BvablPRRbla=+D为维持等离子匀速流动，矩形发电通道左右端的压强差2B vpabRbla=+2如图所示，一倾角为30的粗糙斜面静止于水平地面上，质量为2m的物块 A 置于斜面上，另有一质量为 m，长度为 L 的导体棒 C，通过细线跨过光滑轻质定滑轮与 A 相连，A 到滑轮的细线与斜面平行，C 到滑轮的细线竖直，C 与斜面无接触，在斜面右侧存在竖直向上、磁感应强度为 B 的匀强磁场。开始时，C 中未通电，A、C 保持静止。现

4、向导体棒通入方向向里、大小由零缓慢增大到0I的电流，（供电回路题中未画出，对导体棒的受力影响可忽略）可观察到导体棒缓慢运动，直到绳与水平面成30角时保持静止（如图虚线所示），此过程中棒始终保持水平，滑块 A 与斜面始终保持静止。已知重力加速度为 g。在此过程中，下列说法正确的是（）A滑块 A 受到的摩擦力可能先减小后增大 B地面对斜面的支持力一直在减小 C绳受到的拉力最大值为3mg D导体棒中电流0I的值为3mglB 3磁场对电流的作用力通常称为安培力。这是为了纪念法国物理学家安培（1775 一 1836），他对研究磁场对电流的作用力有杰出的贡献。关于安培力，下列说法正确的是（）A安培力和洛伦

5、兹力是性质完全不同的两种力 B磁场对通电导线的作用力的方向一定与磁场方向垂直 C放在匀强磁场中的通电导线一定受磁场的作用力 D通电直导线跟磁场方向平行时作用力最大 4在如图所示的平面内，存在宽为L的匀强磁场区域（足够长、边界上有磁场），匀强磁场的磁感应强度大小为B，左侧边界上有一离子源S，可以向纸面内各方向发射质量为m、带电荷量为()0q q+、速度大小为qBLm的离子。不计离子受到的重力和空气阻力，下列说法正确的是（）A离子在磁场中运动的最长时间为2mqB B离子从右侧边界离开磁场时，在磁场中运动的最短时间为3mqB C离子从右侧边界离开磁场时，在磁场中运动的最长时间为512mqB D离子从

6、左侧边界离开磁场时，射入点与射出点间的最大距离为3L 5如图甲所示是一个“简易电动机”，一节 5 号干电池的正极向上，一块圆柱形强磁铁吸附在电池的负极，将一段裸铜导线弯成图中所示形状的线框，线框上端的弯折位置与正极良好接触，下面弯曲的两端与磁铁表面保持良好接触，放手后线框就会转动起来。该“简易电动机”的原理图如图乙所示，关于该“简易电动机”，下列说法正确的是（）A从上往下看，该“简易电动机”逆时针旋转 B电池消耗的电能全部转化为线框的动能 C线框、两部分导线电阻在电路中是串联关系 D电动机的工作原理是通电导线在磁场中受安培力的作用 6一位同学用底面半径为 R 的圆桶形塑料瓶制作了一个电容式传感

7、器，用来测定瓶内溶液深度的变化及溶液通过阀门时的流速。如图，竖直放置的塑料瓶的外壁涂有一层导电涂层与瓶内导电溶液构成电容器的两极，它们通过探针和导线与电源、电流计、开关相连，中间的一层塑料为绝缘电介质，其厚度为 d，介电常数为。打开阀门，发现在某一小段时间 t 内电流计显示的示数为 I，设电源电压恒定为 U，阀门截面半径为 r，下列说法中正确的是（）A流过电流计的电流方向从上向下 B瓶内液面下降过程中，流过电流计的电流大小保持不变 C在时间 t内，瓶内液面下降的高度为kdIthRU=D在时间 t内，溶液流过阀门的速度为22RkdIvUr=7电荷量为 Q的正点电荷固定在以 O 为圆心、R为半径的

8、圆上的 A点，AC 为圆的水平直径，B、D为圆上的两个位置，其中60BOADOA=，空间存在平行于圆面的匀强电场。将两个质子从 B 点以相同的初动能k0E射出，两个质子分别以k0E和k02E的动能通过 C点和 D点，已知点电荷电场的电势=Qkr，其中 k为静电力常量，r为与点电荷的距离，k02kQeER=，不计质子的重力和质子之间的库仑力，取无穷远处电势为零。则匀强电场的场强为（）Ak033EEeR=，方向沿直线 BC，由 C指向 B Bk033EEeR=，方向沿直线 AC，由 C指向 A Ck03EEeR=，方向沿直线 BC，由 C指向 B Dk03EEeR=，方向沿直线 AC，由 C指向

9、A 8如图甲所示，直线加速器由一个金属圆板（序号为 0）和多个横截面积相同的金属圆筒组成，其中心轴线在同一直线上，圆筒的长度遵照一定的规律依次增加。圆板和圆筒与交流电源相连，序号为奇数的圆筒和电源的一极相连，圆板和序号为偶数的圆筒和该电源的另一极相连，交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示。若电压的绝对值为 U，电子电量大小为 e，电子通过圆筒间隙的时间可以忽略不计。在 t=0 时刻，圆板中央的一个电子在圆板和圆筒之间的电场中由静止开始加速，沿中心轴线冲进圆筒 1，电子在每个圆筒中运动的时间均小于 T，且电子均在电压变向时恰从各圆筒中射出，不考虑相对论效应，则（）A由于静电屏蔽作用，圆筒内不

10、存在电场 B电子运动到第 n 个圆筒时动能为 neU C在54Tt=时奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为负值 D第 n 个和第 n+1 个圆筒的长度之比为:1nn+9如图所示，真空中有一长直细金属导线 MN，沿垂直导线方向均匀射出速率相同的电子，已知电子质量为 m、电荷量大小为 e，不考虑出射电子间的相互作用，与导线同轴有一半径为 R 的假想圆柱面。柱面某位置放置一个弧长为 a、长度为 b的金属片，如图所示。在该金属片上检测到出射电子形成的电流为 I，电子流对该金属片的压强为 P。下列说法正确的是（）A导线沿垂直导线方向均匀射出的电子速率0pabvm=B导线沿垂直导线方向均匀射出的电子速率0pea

11、bvmI=C单位长度导线单位时间内出射电子的总动能2kReabpEmI=D单位长度导线单位时间内出射电子的总动能2222k22mp e a bEI=10质谱仪可以测定有机化合物分子结构，其过程可简化为如图所示。样品室现有某有机物气体分子在离子化室碎裂成带正电、初速度为零的离子，再经过高压电源区、圆形磁场室（内为匀强磁场、真空管，最后打在记录仪上，通过测量可测出离子比荷，从而推测有机物的分子结构。已知高压电源的电压为 U，圆形磁场区的半径为 R，内部的磁感应强度大小为B。真空管与水平面夹角为，离子进入磁场室时速度方向指向圆心。则（）A高压电源 A端接电源的正极 B磁场室内磁场方向为垂直纸面向外

12、C磁场室内两同位素的运动轨迹分别为轨迹 I 和 II，则轨迹 I 的同位素质量较大 D记录仪接收到的信号对应的离子比荷2222tan2UqmB R=11如图所示，为一磁约束装置的原理图，圆心为原点 O，半径为 R 的圆形区域内有方向垂直xOy平面向里的匀强磁场1B，环形区域内（包括其外边界）有方向垂直xOy平面向里的匀强磁场213BB=。一带正电的粒子若以速度0v由 A点()00,R沿 y轴负方向射入磁场区域，则第一次经过、区域边界处的位置为 p，p点在 x轴上，速度方向沿 x轴正方向。该粒子从 A 点射入后第 5 次经过、区域的边界时，其轨迹与边界的交点为 Q，OQ连线与 x 轴夹角为（未知

13、）。不计粒子的重力，下列说法正确的是（）A在、区域内粒子做圆周运动的轨迹圆的半径之比为1:3 BOQ连线与 x轴夹角60=C粒子从 A 点运动到 Q点的时间为0038 329+Rv D若有一群相同的粒子以相同的速度大小0v从 A 点入射时，速度方向分布在与 y轴负向成60范围内，则若想将所有粒子束缚在磁场区域内，环形区域大圆半径 R 至少为02173+R 二二实验题（实验题（共共 16 分分）12某同学测量一节旧干电池的电动势和内电阻的电路图如图甲所示，其中虚线框内为用毫安表改装成双量程电压表的电路：（1）毫安表的内阻为100，满偏电流为5mA；1R和2R为定值电阻，其中1500R=。若使用

14、a和 c接线柱，电压表量程为15V，则2R=_；（2）现有两个电流表：1A（量程0.6A，内阻约0.2），2A（量程3A，内阻约0.05）；两个滑动变阻器，最大阻值分别为10和500，则应选电流表_（选填“1A”或“2A”），应选最大阻值为_的滑动变阻器；（3）实验主要步骤如下：开关2S拨向 b，将滑动变阻器R的滑片移到最右端 闭合开关1S，多次调节滑动变阻器的滑动片，记下相应的电流表示数1I和毫安表示数2I；根据测量数据画出的21II图像如图乙所示；由图像可得电源的电动势 E_V，内阻 r_。（结果均保留三位有效数字）13小梦同学自制了一个两挡位（“1”“10”）的欧姆表，其内部结构如图所示

15、，0R为调零电阻（最大阻值为0mR），sR、mR、nR为定值电阻（0msmnRRRR+），电流计 G 的内阻为GG()sRRR。用此欧姆表测量一待测电阻的阻值，回答下列问题：（1）短接，将单刀双掷开关S与m接通，电流计 G 示数为mI；保持电阻0R滑片位置不变，将单刀双掷开关S与n接通，电流计 G 示数变为nI，则mI_nI（填“大于”或“小于”）；（2）将单刀双掷开关S与n接通，此时欧姆表的挡位为_（填“1”或“10”）；（3）若从“1”挡位换成“10”挡位，调整欧姆零点（欧姆零点在电流计 G 满偏刻度处）时，调零电阻0R的滑片应该_调节（填“向上”或“向下”）；（4）在“10”挡位调整欧姆

16、零点后，在间接入阻值为100的定值电阻1R，稳定后电流计 G 的指针偏转到满偏刻度的23；取走1R，在间接入待测电阻xR，稳定后电流计 G 的指针偏转到满偏刻度的13，则xR=_。三三综合题（综合题（共共 40 分分）14如图所示，平行板电容器的两极板 MN、PQ 正对放置，两板与水平面的夹角为=45，其对角线 MQ处于水平方向，正中间 O 点右侧有一水平绝缘板 OQ，绝缘板左侧边缘用弹簧和插销锁定了两小球 a 和 b，初始状态时，弹簧处于压缩状态，两小球静止。a 球为带电量+q、质量为 m的带电的金属球，b 球为质量为 2m的不带电绝缘小球弹簧解除锁定后，释放能量使 a球获得水平向左的速度

17、v0。O 点到 M 点距离和板长均为2032vLg=，b球与绝缘板的动摩擦因数=116，a球离开电容器后进入有磁场和电场的区域恰好做半径为4L的匀速圆周运动（图中电场线未画出），运动半个周期后沿水平方向从 E 点进入足够长的光滑绝缘水平面 EF，重力加速度为 g，忽略电容器的边缘效应，求：（1）a 球运动到 M 点的速度大小 vM和 b 球运动到 Q点的速度大小 vQ；（2）左侧磁场区域的磁感应强度 B 和 a 球从解除锁定到运动至 E 点的时间 ta；（3）b 球到达水平面 EF时，a 球和 b球的距离 x。15中性粒子分析器是核聚变研究中的重要设备，通过对高能中性原子能量或动量的测量，可诊

18、断曾与这些中性原子充分碰撞过的离子的性质。如图所示，为了测量某中性原子的动能，首先让中性原子电离，然后让电荷量为q+的离子经孔 A与下边界成角入射到间距为 d、电势差为 U的平行有界匀强电场区域中，经过电场偏转后离开电场区域。不计离子的重力，不考虑相对论效应及场的边界效应。（1）为保证离子不碰到上边界，入射离子的最大动能是多少？（2）若该离子离开电场后，经无场区沿直线运动至孔 P 出射，已知孔 P 与下边界的垂直距离为 h，孔 A 和孔 P间平行于下边界的距离为 l，试确定该离子刚进入电场时的动能；（3）若在测量中发现，有动能均为kE、电荷量均为q+而质量分别为1m、2m、3m的三种离子均能从

19、孔 P 出射，且123mmm。三种离子从孔 P 出射后自 C 点垂直 CD边射入磁感应强度大小为 B、方向垂直纸面向里的矩形匀强磁场CDEF，CD、DE、EF边上均装有不同的离子收集板（每块板只收集一种离子）。设 CD边长为 a，DE边长为 b，且ab，现要区分并收集这三种离子，则 a、b还应分别满足什么条件？16半导体掺杂是集成电路生产中最基础的工作，某公司开发的第一代晶圆掺杂机主要由三部分组成：离子发生器，控制器和标靶。简化模型如图所示，离子发生器产生电量为q，质量为 m的离子，以足够大速度0v沿电场的中央轴线飞入电场；控制器由靠得很近的平行金属板 A、B 和相互靠近的两个电磁线圈构成（忽

20、略边缘效应），极板 A、B 长为1L，间距为d，加上电压时两板间的电场可当作匀强电场，两电磁线圈间的圆柱形磁场可以当作匀强磁场，磁感应强度与电流的关系B=kI，k为常数，匀强电场与（柱形）匀强磁场的中轴线互相垂直相交，磁场横截面的半径为0r；标靶是半径为 R 的单晶硅晶圆，并以晶圆圆心为坐标原点，建立 Oxy 正交坐标系。晶圆与匀强电场的中轴线垂直，与匀强磁场的中轴线平行，且与匀强电场中心和柱形匀强磁场中轴线的距离分别为2L和3L，其中33RL=。AB0U=，I=0 时，离子恰好打到晶圆的（0，0）点。（1）当0I=，AB1UU=时，离子恰好能打到（0，-R）点，求1U的值。（2）当AB0U=，1II=时，离子能打到点（R，0），求1I的值。（3）试导出离子打到晶圆上位置（x，y）与ABU和 I 的关系式。（提示：磁场中运动时间很短，可以不考虑 x方向的影响22tan2tan1 tan2）