资源描述
广东省广州市增城区高级中学2025-2026学年高二上物理期末学业质量监测模拟试题
考生请注意:
1.答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内,不得在试卷上作任何标记。
2.第一部分选择题每小题选出答案后,需将答案写在试卷指定的括号内,第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。
3.考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。
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、下列图中,A图是真空冶炼炉可以冶炼高质量的合金;B图是充电器工作时绕制线圈的铁芯中会发热;C图是安检门可以探测人身是否携带金属物品;D图是工人穿上金属丝织成的衣服可以高压带电作业,不属于涡流现象的是()
A. B.
C. D.
2、如图所示,水平放置的平行金属导轨MN和PQ之间接有定值电阻R,导体棒ab长为l且与导轨接触良好,整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,现使导体棒ab向右匀速运动,下列说法正确的是( )
A.导体棒ab两端的感应电动势越来越小 B.导体棒ab中的感应电流方向是a→b
C.导体棒ab所受合力做功为零 D.导体棒ab所受安培力方向水平向右
3、医学上对某些癌症可采用质子疗法治疗,该疗法(设备如图)用一定能量的质子束照射肿瘤以杀死癌细胞。现用一直线加速器来加速质子,使其在加速电场(可视为匀强电场)中从静止开始被加速到1.0×107m/s。已知质子的质量为1.67×10-27kg、电荷量为1.6×10-19C,加速器加速的直线长度为4m。下列说法正确的是( )
A.加速过程中质子的电势能增加
B.加速过程中质子的加速度约为2.5×1013m/s2
C.质子加速所需的时间约为8×10-6s
D.加速电场的电场强度约为1.3×105N/C
4、如图所示,MN、PQ为两平行金属导轨,M、P间连有一阻值为R的电阻,导轨处于匀强磁场中,磁感应强度为B,磁场方向与导轨所在平面垂直,图中磁场垂直纸面向里.有一金属圆环沿两导轨滑动,速度为v,与导轨接触良好,圆环的直径d与两导轨间的距离相等.设金属环与导轨的电阻均可忽略,当金属环向右做匀速运动时
A.有感应电流通过电阻R,大小为 B.有感应电流通过电阻R,大小为
C.有感应电流通过电阻R,大小为 D.没有感应电流通过电阻R
5、跳水运动员在10m高台做适应性训练,假设他以自由落体的方式跳入水中,则他在空中运动的时间大约是 ( )
A.0.4s B.0.8s
C.1.4s D.5.0s
6、一带正电粒子仅在电场力作用下做直线运动,从A点经B、C运动到D点,其v-t图象如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.A处的电场强度小于B处的电场强度
B.粒子在A处的电势能小于在B处的电势能
C.C、D间各点电场强度和电势都为零
DA、B两点的电势差等于C、B两点间的电势差
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、如图所示电路中,电源电动势为E,内阻为r,当变阻器R的滑片位于中点时,额定功率相同的A、B、C三个小灯泡均正常发光,则下列说法正确的是
A.三个灯泡中,C灯电阻最大,B灯电阻最小
B.当滑片P向左移动时,A、C两灯变亮,B灯变暗
C.当滑片P向左移动时,B、C两灯变亮,A灯变暗
D.当滑片P向左移动时,电源的总功率减小
8、如图所示,光滑平行金属导轨PP′和QQ′都处于同一水平面内,P和Q之间连接一电阻R,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。现垂直于导轨放置一根导体棒MN,用一水平向右的力F拉动导体棒MN,以下关于导体棒MN中感应电流方向和它所受安培力的方向的说法正确的是( )
A.感应电流方向是N→M B.感应电流方向是M→N
C.安培力方向水平向左 D.安培力方向水平向右
9、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
10、如图所示电路中,电源内阻忽略不计.闭合电键,电压表示数为U,电流表示数为I;在滑动变阻器R1的滑片P由a端滑到b端的过程中
A.U先变大后变小 B.I先变小后变大
C.U与I比值先变大后变小 D.U变化量与I变化量比值等于R3
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)在“测定金属丝的电阻率”实验中,待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图1所示,其读数为_______mm
(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx
实验所用器材为:电池组(电动势为3V,内阻约1Ω)、电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、滑动变阻器R(0~20Ω,额定电流2A)、开关、导线若干
某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下:
次数
1
2
3
4
5
6
7
8
U/V
0
0.10
0.30
0.70
1.00
1.50
1.70
2.30
I/A
0
0.020
0.060
0.160
0.220
0.340
0.460
0.520
由以上数据可知,他们测量Rx是采用图2中的_________图(选填“甲”或“乙”)
(3)图3是测量Rx实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器的滑片P置于变阻器的左端.请根据图2所选的电路图,在图3中补充完成该组同学实验时实物间的连线,并使闭合开关时,电压表或电流表不至于被烧坏
(4)该组同学在坐标纸上建立U—I坐标系,如图4所示,请在图4中标出测量数据坐标点,并描绘出U─I图线.由图线得到金属丝阻值Rx=_________Ω(保留两位有效数字)
(5)根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为_______Ωm(填选项前的符号)
A.1×10-2 B.1×10-3 C.1×10-6 D.1×10-8
12.(12分)利用如图所示的电路测定一节干电池的电动势和内电阻,要求尽量减小实验误差.供选择的器材有:
A.电流表A(0~0.6A)
B.电压表V1(0~3V)
C.电压表V2(0~15V)
D.滑动变阻器R1(0~20Ω)
E.滑动变阻器R2(0~200Ω)
F.定值电阻R0=1Ω
G.开关一个,导线若干
(1)实验中电压表应选用______,滑动变阻器应选用______(选填相应器材前的字母)
(2)某位同学记录了6组数据,对应的点已经标在坐标纸上.在答题卡中的坐标纸上画出U-I图线______,并根据所画图线可得出干电池的电动势E=______V,内电阻r=______Ω.(结果均保留两位有效数字)
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)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
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)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
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、D
【解析】A.真空冶炼炉可以冶炼高质量的合金时,是使金属材料发生涡流而快速发热的,与题意不相符,故A错误;
B.图是充电器工作时绕制线圈的铁芯中会发热是因为线圈在铁芯中产生涡流而发热的,与题意不相符,故B错误;
C.安检门可以探测人身是否携带金属物品是通过物体上产生涡流而使报警器发出警告,与题意不相符,故C错误;
D.工人穿上金属丝织成的衣服可以高压带电作业是利用静电屏蔽原理,与题意相符,故D正确
2、C
【解析】A.根据法拉第电磁感应定律可知导体棒切割磁感线产生的感应电动势为
由导体棒匀速运动,故电动势大小不变,A错误;
B.根据右手定则,导体棒ab中的感应电流方向是b→a,B错误;
C.导体棒ab向右匀速运动,根据动能定理,导体棒ab所受合力做功为零,C正确;
D.根据左手定则,结合电流方向,可知导体棒ab所受安培力方向水平向左, D错误
故选C。
3、D
【解析】A.仅有电场力做功,电势能和动能相互转化,动能增加,电势能减小,A错误;
B.由位移与速度的关系式得:
B错误;
C.加速时间为:
C错误;
D.根据牛顿第二定律得:
解得:,D正确。
故选D。
4、B
【解析】当金属圆环运动时,相当于电源。即两个电动势相等的电源并联,根据法拉第电磁感应定律,则电路中电动势为:
根据闭合电路欧姆定律,则通过电阻电流的大小为:
故B正确,ACD错误。
故选B
5、C
【解析】根据
可求运动的时间为
故选C。
6、D
【解析】从图象可以看出,粒子做的是非匀变速直线运动,可得出受到的电场力不恒定,由带正电的粒子仅在电场力作用,有图线斜率代表加速度,有牛顿第二定律得知电场力的大小关系,从而得到电场强度德大小关系.由运动过程中,动能增加,势能减少,所以可判断出粒子在AB两点的电势能大小,有电场力做功的公式可得AB两点间的电势差与CB两点间的电势差的大小关系
【详解】由运动的速度-时间图象可看出,带正电的粒子的加速度在A点时较大,由牛顿第二定律得知在A点的电场力大,故A点的电场强度一定大于B点的电场强度,故A错误;由A到B的过程中,速度变大了,说明是电场力做正功,电势能转化为动能,由功能关系可知,此过程中电势能减少,正电荷在A点是电势能大于在B时的电势能,所以粒子在A点的电势能高于B点的电势能,故B错误;从C到D,粒子速度一直不变,故电场力做功为零,可知CD间各点电场强度为零,但电势不一定为零,故C错误;A、C两点的速度相等,故粒子的动能相同,因此从A到B和从B到C电场力做功的绝对值相同,AB两点间的电势差等于CB两点间的电势差,故D正确.故选D
【点睛】本题考查到了电场力做功的计算和电场力做功与电势能的关系,其关系为:电场力对电荷做正功时,电荷的电势能减少;电荷克服电场力做功,电荷的电势能增加,电势能变化的数值等于电场力做功的数值.这常是判断电荷电势能如何变化的依据.还考查了对于匀变速直线运动的图象分析电荷在电场中移动时,电场力做的功与移动的路径无关,只取决于起止位置的电势差和电荷的电量,这一点与重力做功和高度差的关系相似.
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、ABD
【解析】将电路改画如图
A.对于灯A、B:通过A的电流小于B的电流,当两灯泡的功率相同时,由公式P=I2R分析可知,A的电阻大于B的电阻。灯C的电压大于A的电压,当两个灯泡的功率相同时,C的电阻大于A的电阻。可见C灯电阻最大,B灯电阻最小。故A正确。
BC.当滑片向左移动时,滑动变阻器电阻增大,则总电阻增大,总电流减小,路端电压增大,C灯变亮。流过B灯的电流IB=I-IC,I减小,IC增大,则IB减小,则B灯变暗。A灯的电压UA=U-UB,U增大,UB减小,则UA增大,A灯变亮。故B正确,故C错误;
D.当滑片向左移动时,总电流减小,根据P=IE,知电源总功率减小,故D正确。
故选ABD。
8、AC
【解析】以导体棒MN为研究对象,所处位置磁场方向向下、运动方向向右。由右手定则可知,感应电流方向是N→M;再由左手定则可知,安培力方向水平向左。故BD错,AC对。
故选AC。
9、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.
10、BC
【解析】由图可知电压表测量的是电源的电压,由于电源内阻忽略不计,则电压表的示数总是不变,故A错误;在滑动变阻器的滑片P由a端滑到b端的过程中,滑动变阻器的电阻先增大后减小,由于电压不变,根据闭合电路欧姆定律可知电流表示数先减小后增大,U与I的比值就是接入电路的的电阻与的电阻的和,所以U与I比值先变大后变小,故C正确;由于电压表示数没有变化,所以U变化量与I变化量比值等于0,故D错误;
【点睛】当滑动变阻器的两部分并联在电路中时,在最中间时,电阻最大,滑片从一端移动到另一端的过程中,电阻先增大后减小,
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.(1) 0.398 (0.397-0.399) ; ②.(2)甲; ③.(3)如图
④.(4) 4.4(4.3 - 4.7) ; ⑤.(5) C
【解析】本题(1)的关键是读数时要分成整数部分和小数部分两部分来读,注意半毫米刻度线是否露出;题(2)的关键是根据数据表可以看出电表的示数变化范围较大,说明变阻器采用的是分压式接法;根据电阻定律和欧姆定律写出电阻率的表达式,然后解出电阻率的值即可;
【详解】(1)螺旋测微器的读数为:d=0+39.8×0.01mm=0.398mm;
(2)从给出的数据表可知,电流表和电压表的读数变化范围较大,所以变阻器采用的应是分压式接法,即测量采用的是甲图;
(3)连线如图所示:
(4)由图线得到金属丝的阻值为:.
(5)根据得:,代入数据得:ρ=1×10-6Ω•m,故选C.
【点睛】该题是综合性较强的题,解答时注意一下几方面:对于长度的测量注意高中所要求的游标卡尺和螺旋测微器的使用方法,读数时是固定刻度的值与可动刻度的值得和.会根据电压表、电流表及被测电阻的阻值关系,确定电流表是内接还是外接.了解实验误差产生的原因,并会在试验中做到尽可能的减小误差
12、 ①.B ②.D ③. ④.1.5 ⑤.0.14
【解析】(1)根据电源电动势选择电压表,为方便实验操作应选择最大阻值较小的滑动变阻器.
(2)根据坐标系内描出的点作出图线,电源U-I图象与纵轴交点坐标值是电源电动势,图象斜率的绝对值等于等效电源内阻,根据图示图象求出电源电动势与内阻.
【详解】(1)一节干电池电动势约为1.5V,电压表应选择B(3V);因一节干电池的内阻较小,为方便实验操作且让外电压有明显的变化,滑动变阻器应选择总阻值较小的D(20Ω);
(2)根据坐标系内描出的点,用平滑的直线连接各点可得到电源的U-I图象,如图所示:
由图示电源U-I图象和可知,图像的纵截距为电源电动势:E=1.5V,图像的斜率表示电源内阻和定值电阻R0构成的等效电阻,.
【点睛】本题考查了实验器材选择、实验实验数据处理,要掌握实验器材的选择原则:安全性原则、精确性原则、方便实验操作原则;应用图象法处理实验数据是常用的实验数据处理方法,要掌握描点法作图的方法.
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) (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
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)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
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