资源描述
2025-2026学年江苏省大丰市南阳中学物理高二第一学期期末调研模拟试题
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚,将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2.答题时请按要求用笔。
3.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试卷上答题无效。
4.作图可先使用铅笔画出,确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5.保持卡面清洁,不要折暴、不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1、中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角:“以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也.”进一步研究表明,地球周围地磁场的磁感线分布示意如图.结合上述材料,下列说法不正确的是
A.地理南、北极与地磁场的南、北极不重合
B.地球内部也存在磁场,地磁南极在地理北极附近
C.地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
D.地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用
2、如图所示圆形区域内,有垂直于纸面方向的匀强磁场,一束质量和电荷量都相同的带电粒子,以不同的速率,沿着相同的方向,对准圆心O射入匀强磁场,又都从该磁场中射出,这些粒子在磁场中的运动时间有的较长,有的较短,若带电粒子在磁场中只受磁场力的作用,则在磁场中运动时间越长的带电粒子
A.速率一定越大 B.速率一定越小
C.在磁场中的周期一定越大 D.在磁场中通过的路程越短
3、一段导线在磁场中做切割磁感线运动,下面说法正确的是( )
A导体中一定有感应电动势
B.导体中一定有感应电流
C.导体一定受到与运动方向相反的磁场作用力
D.以上说法均不正确
4、下列各图中,用带箭头的细实线表示通电直导线周围磁感线的分布情况,其中正确的是
A. B.
C. D.
5、两颗人造地球卫星,都绕地球作匀速圆周运动,它们的质量相等,轨道半径之比,则它们的速度大小之比等于( )
A.2:1 B.:1
C.1:2 D.4:1
6、关于电流下列说法正确的是 ( )
A.电荷的移动形成电流
B.只有正电荷的定向移动形成电流
C.正电荷定向移动的方向与电流方向相同
D.电路中电流的方向是由电源的负极到电源的正极
二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
7、两根相距为足够长的金属直角导轨如图所示放置,它们各有一边在同一水平面内,另一边垂直于水平面。质量均为的金属细杆、与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与导轨之间的动摩擦因数均为,每根杆的电阻均为,导轨电阻不计。整个装置处于磁感应强度大小为,方向竖直向上的匀强磁场中。当杆在平行于水平导轨的拉力作用下以速度沿水平方向的导轨向右匀速运动时,杆正以速度沿竖直方向的导轨向下匀速运动,重力加速度为。则以下说法正确的是( )
A.杆所受拉力的大小为
B.杆所受拉力的大小为
C.杆下落高度为的过程中,整个回路中电流产生的焦耳热为
D.杆水平运动位移为的过程中,整个回路中产生的总热量为
8、一带电粒子先后以不同的速度经过磁场中的某点,图像记录的是粒子受洛伦兹力的大小F与粒子运动速度大小v的关系。M、N各代表一组F、v的数据,已知N点对应的速度vN的方向与磁场方向垂直。其中可能正确的有( )
A.
B.
C.
D.
9、在两平行金属板间,有如图所示的互相正交的匀强电场和匀强磁场.α粒子(氦原子核)以速度v0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向从左向右射入,恰好能沿直线匀速通过.下列说法正确的是( )
A.若电子以速度沿相同方向射入,电子将向下偏转
B.若质子以速度沿相同方向射入,质子将沿直线匀速通过
C.若质子以大于的速度沿相同方向射入,质子将向下偏转
D.若质子以大于的速度沿相同方向射入,质子将向上偏转
10、半导体内导电的粒子——“载流子”有两种:自由电子和空穴(空穴可视为能自由移动带正电的粒子),以空穴导电为主的半导体叫P型半导体,以自由电子导电为主的半导体叫N型半导体.图为检验半导体材料的类型和对材料性能进行测试的原理图,图中一块长为a、宽为b、厚为c的半导体样品板放在沿y轴正方向的匀强磁场中,磁感应强度大小为B.当有大小为I、沿x轴正方向的恒定电流通过样品板时,会产生霍尔电势差U,若每个载流子所带电量的绝对值为e,下列说法中正确的是
A.如果上表面电势高,则该半导体为P型半导体
B.如果上表面电势高,则该半导体为N型半导体
C.其它条件不变,增大c时,U增大
D.其它条件不变,电流I取值越大,电势差U越大
三、实验题:本题共2小题,共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处,不要求写出演算过程。
11.(6分)如图所示,带电平行金属板相距为2R,在两板间有垂直纸面向里、磁感应强度为B圆形匀强磁场区域,与两板及左侧边缘线相切.一个带正电的粒子(不计重力)沿两板间中心线O1O2从左侧边缘O1点以某一速度射入,恰沿直线通过圆形磁场区域,并从极板边缘飞出,在极板间运动时间为t0.若撤去磁场,粒子仍从O1点以相同速度射入,则经时间打到极板上
(1)求两极板间电压u;
(2)若两极板不带电,保持磁场不变,该粒子仍沿中心线O1O2从O1点射入,欲使粒子从两板左侧间飞出,射入的速度应满足什么条件
12.(12分)用如图1所示的多用电表测量电阻,要用到选择开关K和两个部件S、T。
请根据下列步骤完成电阻测量:
①旋动部件________,使指针对准电流的“0”刻线。
②将K旋转到电阻挡“×100”的位置。
③将插入“+”、“—”插孔的表笔短接,旋动部件_____,使指针对准电阻的_____(填“0刻线”或“∞刻线”)。
④将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过小,为了得到比较准确的测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,并按_____的顺序进行操作,再完成读数测量。
A.将K旋转到电阻挡“×1K”的位置
B.将K旋转到电阻挡“×10”的位置
C.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接
D 将两表笔短接,旋动合适部件,对电表进行校准
四、计算题:本题共3小题,共38分。把答案写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13.(10分)如图,两根间距为L=0.5m的平行光滑金属导轨间接有电动势E=3V、内阻r=1Ω的电源,导轨平面与水平面间的夹角θ=37°.金属杆ab垂直导轨放置,质量m=0.2kg.导轨与金属杆接触良好且金属杆与导轨电阻均不计,整个装置处于竖直向上的匀强磁场中.当R0=1Ω时,金属杆ab刚好处于静止状态,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8
(1)求磁感应强度B的大小;
(2)若保持B的大小不变而将方向改为垂直于斜面向上,求金属杆的加速度
14.(16分)如图所示,水平放置的两块长直平行金属板a、b相距d=0.10m,a、b间的电场强度为E=5.0×105N/C,b板下方整个空间存在着磁感应强度大小为B=6.0T、方向垂直纸面向里的匀强磁场.今有一质量为m=4.8×10-25kg、电荷量为q=1.6×10-18C的带正电的粒子(不计重力),从贴近a板的左端以v0 =1.0×106m/s的初速度水平射入匀强电场,刚好从狭缝P处穿过b板而垂直进入匀强磁场,最后粒子回到b板的Q处(图中未画出).求P、Q之间的距离L
15.(12分)ABC表示竖直放在电场强度为E=104V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道,其中轨道的BC部分是半径为R的圆环,轨道的水平部分与半圆环相切.A为水平轨道上的一点,而且AB=R=0.2m,把一质量m=0.1kg,带电量为q=+C的小球,放在A点由静止释放后,求:(g=10m/s2)
(1)小球到达C点的速度大小
(2)小球在C点时,轨道受到的压力大小
参考答案
一、单项选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1、C
【解析】A.根据题意可知,地理南、北极与地磁场存在一个夹角,磁偏角,故两者不重合,A正确;
B.地磁南极在地理的北极附近,地磁北极在地理的南极附近,B正确;
C.由于地磁场的磁场方向沿磁感线切线的方向,故只有赤道处地磁场的磁场方向才与地面平行,C错误;
D.在赤道处,磁场方向水平,而射线是带电粒子,运动方向垂直磁场方向,根据左手定则可得射向赤道的粒子受到洛伦兹力的作用,D正确
【点睛】地球本身是一个巨大的磁体.地球周围的磁场叫做地磁场.地磁北极在地理南极附近,地磁南极在地理北极附近,所以地磁场的方向是从地磁北极到地磁南极
2、B
【解析】质量和电荷量都相同的带电粒子,以不同的速率垂直进入匀强磁场中,则运动半径的不同,导致运动轨迹也不同.因此运动轨迹对应的半径越大,则粒子的速率也越大.而运动周期它们均一样,但运动时间却由圆弧对应的圆心角决定.
【详解】由周期公式得:由于带电粒子们的B、q、m均相同,所以T相同,故C错误
根据t=T可知,在磁场中运动时间越长的带电粒子,圆心角越大,半径越小,由知速率一定越小,A错误,B正确.通过的路程即圆弧的长度l=rθ,与半径r和圆心角θ有关,粒子运动时间越长,路程不一定越短,故D错误.故选B
【点睛】带电粒子在磁场、质量及电量相同情况下,运动的半径与速率成正比,从而根据运动圆弧来确定速率的大小;运动的周期均相同的情况下,可根据圆弧的对应圆心角来确定运动的时间的长短
3、A
【解析】导线在磁场中做切割磁感线运动,导体中一定有感应电动势,由于不知道是否有闭合回路,因此不一定有感应电流,也无法判断安培力,故A正确,BCD错误。
故选A。
4、D
【解析】本题考查直导线周围磁场的分布情况,可根据安培定则得出磁场的形状并能画出不同面上的平面图
【详解】通电直导线的磁感线是由导线为中心的一系列同心圆,且导线与各圆一定是相互垂直的,故D正确,ABC错误
【点睛】在电磁学中应注意空间想象能力的培养,要学会由立体图画出平面图,只有这样才能顺利求解一些电磁场中的力学问题
5、B
【解析】人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,由万有引力提供向心力,设卫星质量为m、轨道半径为r、地球质量为M,则有:Gm得:v,轨道半径之比为:;则它们的速度大小之比为:.故ACD错误,B正确;
6、C
【解析】A.只有电荷的定向移动才能形成电流,故A错误;
B.正负电荷做定向移动均可以形成电流,故B错误;
C.我们规定正电荷的定向移动方向为电流的方向,故C正确;
D.电路中电荷定向移动的方向在外电路中是由正极到负极,而在内电路中是由负极流向正极的,故D错误
二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
7、BD
【解析】AB.ab杆切割磁感线时产生沿abdc方向的感应电流,大小为
①
cd杆中的感应电流方向为d→c,cd杆受到的安培力方向水平向右,大小为
F安=BIL ②
cd杆向下匀速运动,有
mg=μF安 ③
解①②③式得,ab杆匀速运动的速度为
④
导体ab受到水平向左的安培力,由受力平衡得
F=F安+μmg ⑤
由③⑤解得
选项A错误,B正确
C.设cd杆以v2速度向下运动h过程中,ab杆匀速运动了s距离,则
整个回路中产生的焦耳热等于克服安培力所做的功
Q=F安s
得
选项C错误;
D.ab杆水平运动位移为s的过程中,整个回路中产生的焦耳热为
ab杆摩擦生热
cd杆摩擦生热
则总热量
选项D正确;
故选BD.
8、BD
【解析】已知N点对应的速度vN的方向与磁场方向垂直,所以
粒子在M点的洛伦兹力为
在图像中,M的斜率为,N的斜率为,当M点对应的速度vM的方向也与磁场方向垂直时,两斜率相等,如果M点对应的速度vM的方向与磁场方向不垂直时,M的斜率小于N的斜率,故BD正确。
故选BD。
9、BD
【解析】粒子受到向上的洛伦兹力和向下的电场力,二力平衡时粒子沿直线运动,当二力不平衡时,粒子做曲线运动,由公式qv0B=qE,电量与电性不会影响粒子的运动性质;再分析电子的受力情况,从而明确电子是否会发生偏转
【详解】由于α粒子从左向右射入正交的电场和磁场空间,恰能做匀速直线运动,则两力平衡,即Eq=qvB,所以选择的速度v=,与电性和电量无关,但有确定的进、出口.若电子以相同的速度射入,相对α粒子电场力和洛仑兹力均反向,则电子仍将做匀速直线运动,所以选项A错误;同理,质子以相同的速度射入时,相对α粒子电场力和洛仑兹力虽减小,但两力仍平衡,沿直线通过,所以选项B正确;若质子进入的速度变大,电场力不变,但向上的洛仑兹力变大,所以质子将向上偏转,选项C错误,选项D正确.故选BD
【点睛】本题考查了利用质谱仪进行粒子选择原理,只要对粒子进行正确的受力分析即可解决此类问题,注意掌握粒子做直线运动,一定是匀速直线运动,且粒子的电量与电性均不会影响运动性质
10、AD
【解析】根据左手定则判断带电粒子的电性,根据最终洛伦兹力和电场力平衡列式,再根据电流的微观表达式列式,最后联立求解即可
【详解】电流向右,磁场垂直向内,若上表面电势高,即带正电,故粒子受到的洛伦兹力向上,故载流子是带正电的“空穴”,是P型半导体,故A正确,B错误;最终洛伦兹力和电场力平衡,有:evB=e;电流的微观表达式为:I=nevS=nevbc;解得,则其它条件不变,增大c时,U减小;其它条件不变,电流I取值越大,电势差U越大,故C错误,D正确;
故选AD
【点睛】本题关键是明确霍尔效应的原理,知道左手定则中四指指向电流方向,注意单位体积内的载流子数目表达式的各物理量的含义
三、实验题:本题共2小题,共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处,不要求写出演算过程。
11、(1)(2)
【解析】(1)设粒子从左侧O1点射入的速度为v,极板长为L,磁场中根据受力平衡可得:qE=qvB
根据匀强电场中电场强度与电势差之间的关系式:
电场强度为:
因为粒子在磁场中做匀速直线运动,所以有:L=vt0
在电场中做类似平抛运动,根据牛顿第二定律,有
水平方向:L-2R=
竖直方向:
联立解得:L=4R
两极板间电压:
(2)设粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为r,粒子恰好从上极板左边缘飞出时速度的偏转角为α,
根据几何关系可知:β=π-α=45°
因为:
则有:
根据洛伦兹力提供向心力可得:
联立解得:
要使得粒子从两板左侧间飞出,粒子初速度要满足:
12、 ①.S ②.T ③.0刻线 ④.ADC
【解析】(1)[1]首先要对表盘机械校零,所以旋动部件是S
(3)[2][3]接着是欧姆调零,将“十”、“-”插孔的表笔短接,旋动部件T,让表盘指针指在最右端零刻度处
(4)[4]当两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过小,为了得到比较准确的测量结果,必须将指针在中间刻度附近,所以要将倍率调大.原因是指针偏转小,则说明阻值大,则只有调大倍率才会实现.所以正确顺序ADC
四、计算题:本题共3小题,共38分。把答案写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、(1)2T;(2)1.5m/s2,方向沿斜面向上
【解析】(1)当R0=1Ω时,根据闭合电路的欧姆定律求解电流强度,由平衡条件求解磁感应强度;
(2)若保持B的大小不变而将方向改为垂直于斜面向上,此时安培力的方向沿斜面向上,根据牛顿第二定律求解加速度大小
【详解】(1)当R0=1Ω时,根据闭合电路的欧姆定律可得
根据左手定则可知安培力方向水平向右;
由平衡条件有:BILcosθ=mgsinθ
解得B=2T;
(2)若保持B的大小不变而将方向改为垂直于斜面向上,此时安培力的方向沿斜面向上,大小不变;
根据牛顿第二定律可得:BIL﹣mgsinθ=ma
解得:a=1.5m/s2,方向沿斜面向上
【点睛】本题主要是考查安培力作用下的导体棒的平衡问题,解答此类问题要明确导体棒的受力情况,结合平衡条件列方程解答
14、8cm
【解析】粒子a板左端运动到P处,由动能定理得
代入有关数据,解得
,代入数据得θ=30°
粒子在磁场中做匀速圆周运动,圆心为O,半径为r,如图
由几何关系得
联立求得
代入数据解得
15、 (1) (2)3N
【解析】(1)设小球在C点的速度大小是vC,则对于小球由A→C的过程中,由动能定理得:
解得:
(2)小球在C点时受力分析如图
由牛顿第二定律得:
解得:
由牛顿第三定律可知,小球对轨道压力:
NC′=NC=3N
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