资源描述
2025-2026学年上海市杨浦区交大附中物理高二上期末联考模拟试题
考生须知:
1.全卷分选择题和非选择题两部分,全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂;非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。
2.请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。
3.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,在草稿纸、试题卷上答题无效。
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、如图所示,带有正电荷的A粒子和B粒子同时以同样大小的速度(速度方向与边界的夹角分别为30°、60°)从宽度为d的有界匀强磁场的边界上的O点射入磁场,又恰好都不从另一边界飞出,则下列说法中正确的是( )
A.A、B两粒子在磁场中做圆周运动的半径之比为
B.A、B两粒子在磁场中做圆周运动的半径之比为
C.A、B两粒子的比荷之比是
D.A、B两粒子的比荷之比是
2、如图所示,将一半径为r的金属圆环在垂直于环面的磁感应强度为B的匀强磁场中用力握中间成“8”字型,并使上、下两圆半径相等.如果环的电阻为R,则此过程中流过环的电荷量为( )
A. B.
C.0 D.
3、下列说法正确的是( )
A.电场和磁场都是客观存在,电场线和磁感线也是客观存在
B.电场和磁场都具有力的性质,不计重力的电荷在电场和磁场中一定受到力的作用
C.电源电动势在数值上等于电路断开时,电源两极间电压
D.电流元在磁场中受磁场力为零时,此处磁感应强度也为零
4、如图所示,把一根柔软的弹簧悬挂起来,使它的下端刚好和槽中的水银接触,按图示连接电路,通电后,会看到弹簧上下跳动,关于这个现象,下列说法正确的是( )
A.弹簧上下跳动的原因是通电后弹簧受到电场力
B.将滑动变阻器的滑片向左移动时,弹簧将跳动得更加明显
C.将电源的正、负极对调一下,弹簧的跳动现象将消失
D.若换一劲度系数更大的弹簧,则弹簧将跳动得更加明显
5、图是用电压表和电流表测电阻的一种连接方法,为待测电阻.如果考虑到电表内阻对测量结果的影响,则( )
A.电压表示数大于两端的实际电压,电流表示数大于通过的实际电流
B.电压表示数大于两端的实际电压,电流表示数等于通过的实际电流
C.电压表示数等于两端的实际电压,电流表示数大于通过的实际电流
D.电压表示等于两端的实际电压,电流表示数等于通过的实际电流
6、关于直流电动机,下列说法正确的是
A.线圈能持续转动,是因为电刷的作用
B.线圈是受到电场力的作用而持续转动
C.电动机线圈的电阻足够小就能持续转动
D.电动机线圈是受到磁场力的作用才发生转动
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,已知一带电小球在光滑绝缘的水平面上从静止开始经电压U加速后,水平进入互相垂直的匀强电场和匀强磁场区域(电场强度E和磁感应强度B已知),小球在此区域的竖直平面内做匀速圆周运动,则( )
A.小球可能带正电
B.小球做匀速圆周运动的半径为r=
C.小球做匀速圆周运动的周期为T=
D.若电压U增大,则小球做匀速圆周运动的周期增大
8、如图所示,空间中存在一水平方向的匀强电场和一水平方向的匀强磁场,磁感应强度大小为B,电场强度大小为,且电场方向和磁场方向相互垂直,在正交的电磁场空间中有一足够长的固定粗糙绝缘杆,与电场正方向成60°夹角且处于竖直平面内,一质量为m,带电量为q(q>0)的小球套在绝缘杆上,若小球沿杆向下的初速度为时,小球恰好做匀速直线运动,已知重力加速度大小为g,小球电荷量保持不变,则以下说法正确的是
A.小球的初速度
B.若小球沿杆向下的初速度,小球将沿杆做加速度不断增大的减速运动,最后停止
C.若小球沿杆向下的初速度,小球将沿杆做加速度不断减小的减速运动,最后停止
D.若小球沿杆向下初速度,则从开始运动到稳定过程中,小球克服摩擦力做功为
9、图示是霍尔元件的工作原理示意图,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于霍尔元件的工作面向下,通入图示方向的电流I,C、D两侧面会形成电势差UCD,下列说法正确的是(该元件正常工作时,磁场必须垂直工作面)( )
A.I越大,电势差UCD越小
B.若霍尔元件的自由电荷是自由电子,则C侧的电势低于D侧的电势
C.在测定地球赤道上方的地磁场强弱时,元件的工作面应保持水平
D.其他条件不变,仅增大匀强磁场的磁感应强度时,电势差UCD变大
10、如图所示,把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在一正电荷形成的电场中,A、B两点为枕形导体内部两点。导体处于静电平衡时,下列说法正确的是( )
A.A、B两点电场强度相等,电势相等
B.A、B两点电场强度不相等,电势相等
C.感应电荷产生的附加电场EA<EB
D..当开关S闭合时,电子从大地沿导线向导体移动
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)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
12.(12分)在“测定电池电动势和内阻”的实验中,已连接好部分实验电路
(1)按如图甲所示的实验电路,把图乙中剩余的电路连接起来____________
(2)在图乙的电路中,为避免烧坏电表,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于________端(填“A”或“B”)
(3)图丙是根据实验数据作出的UI图象,由图可知,电源的电动势E=________V,内阻r=________Ω,短路电流I短=________A
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,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
15.(12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
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】带有正电荷的A粒子和B粒子同时从O点不同角度射入匀强磁场后,又恰好都不从另一边界飞出,轨迹与磁场右侧相切.由粒子的电性可确定洛伦兹力方向,根据处理规律:定圆心、画圆弧、求半径.并根据几何关系可确定粒子的半径关系及粒子的比荷
详解】由几何关系得:rAcos30°+rA=d,rBcos60°+rB=d,解得:,故AB错误;
粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得:qvB=m,解得:,由题意可知,两粒子的v大小与B都相同,则A、B两粒子的q/m之比与粒子的轨道半径成反比,即粒子比荷之比为:,故C正确,D错误;故选C
【点睛】本题考查了带电粒子在磁场中的运动,要会用圆弧的特性来确定圆心,画出圆弧并运用几何关系来算出圆弧的半径,同时还体现出控制变量的思想
2、B
【解析】由题意可知,将半径为r的金属圆环变成上、下半径相等两圆,则有:πr=2×πr′
解得: ,再由面积公式S=πr2,可知,面积变化为△S=πr2-2π()2=;
由法拉第电磁感应定律与闭合电路欧姆定律,结合电量表达式,故选B.
3、C
【解析】电场与磁场都是客观存在的特殊物质,电场线和磁场线是人们为形象地描述电场和磁场而引入的,不是客观存在的; 电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压; 磁感应强度B描述磁场强弱和方向的物理量,与放入磁场中的电流元无关,由磁场本身决定.
【详解】A、电场线和磁场线是人们为形象地描述电场和磁场而引入的,不是客观存在的;故A错误.
B、电荷在电场中的电荷一定受到电场力的作用, 静止的电荷处于磁场中不受到洛伦兹力;故B错误.
C、根据闭合电路欧姆定律得知,电源的电动势等于内外电压之和,当外电路断开时,电源电动势在数值上等于电源两极间电压;故C正确.
D、若导线与磁场平行,则磁场力为零;所以安培力为零时,不能说明磁感应强度为零;故D错误.
故选C.
【点睛】本题综合考查电场与磁场,电场力与洛伦兹力,电动势,磁感应强度等概念,重点在于概念的辨析.
4、B
【解析】同向电流相互吸引,异向电流是相互排斥的;弹簧中相邻线圈是同向电流,因而是相互吸引的
【详解】当有电流通过弹簧时,构成弹簧的每一圈导线周围都产生了磁场,根据安培定则知,各圈导线之间都产生了相互的吸引作用,弹簧就缩短了,当弹簧的下端离开水银后,电路断开,弹簧中没有了电流,各圈导线之间失去了相互吸引力,弹簧又恢复原长,使得弹簧下端又与水银接触,弹簧中又有了电流,开始重复上述过程,即出现上下跳动现象,A错误;将滑动变阻器的滑片向左移动时,电路电流增大,线圈之间的作用力变大,跳动明显,B正确;将电源的正、负极对调一下,通电后弹簧各个线圈之间仍有作用力,故仍会上下跳动,C错误;若换一劲度系数更大的弹簧,受到相同的力,则形变量变小,故跳动变得不明显,D错误
5、B
【解析】由电路图知,电流表与待测电阻串联,所以电流表的读数等于通过待测电阻的实际电流;电压表测量的是待测电阻与电流表的串联电压,所以电压表的读数大于待测电阻两端的实际电压.故B项正确,ACD三项错误
6、D
【解析】A.直流电动机由于有换向器不断改变线圈电流方向,使线圈受到持续不断的磁场力作用而转动,故A错误;
BD.直流电动机线圈中的电流受到磁场力作用而发生转动,故B错误,D正确;
C.电动机由于持续受到磁场力作用而转动,与线圈电阻大小无关,故C错误;
故选D
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、BC
【解析】A.小球在该区域的竖直平面内做匀速圆周运动,则小球受到的电场力和重力大小相等、方向相反,则小球带负电,A错误;
B.因为小球做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供,由牛顿第二定律和动能定理可得
,
且有
联立可得小球做匀速圆周运动的半径
故B正确;
CD.由运动学公式可得
联立可得
说明周期与电压U无关,故C正确,D错误。
故选BC。
8、BD
【解析】A.对小球进行受力分析如图
电场力的大小
由于重力的方向竖直向下,电场力的方向水平向右,二者垂直,合力
由几何关系可知,重力与电场力的合力与杆的方向垂直,所以重力与电场力的合力不会对小球做功,而洛伦兹力的方向与速度的方向垂直,所以也不会对小球做功.所以,当小球做匀速直线运动时,不可能存在摩擦力,没有摩擦力,说明小球与杆之间就没有支持力的作用,则洛伦兹力大小与重力、电场力的合力相等,方向相反。所以
qv0B=2mg
所以
故A错误;
B.若小球的初速度为,则洛伦兹力
f=qv0B=mg<
则在垂直于杆的方向上,小球还受到杆的垂直于杆向上的支持力,而摩擦力
f=μFN
小球将做减速运动;随速度的减小,洛伦兹力减小,则支持力逐渐增大,摩擦力逐渐增大,小球的加速度增大,所以小球将做加速度不断增大的减速运动,最后停止,故B正确;
C.若小球的初速度为,则洛伦兹力
f=qv0B=3mg>
则在垂直于杆的方向上,小球还受到杆的垂直于杆向下的支持力,则摩擦力
f=μFN
小球将做减速运动;随速度的减小,洛伦兹力减小,则支持力逐渐减小,摩擦力减小,小球做加速度不断减小的减速运动,最后当速度减小到时,小球开始做匀速直线运动,故C错误;
D.若小球的初速度为,则洛伦兹力
f=qv0B=4mg>
则在垂直于杆的方向上,小球还受到杆的垂直于杆向下的支持力,则摩擦力
f=μFN
小球将做减速运动;随速度的减小,洛伦兹力减小,则支持力逐渐减小,摩擦力减小,小球做加速度不断减小的减速运动,最后当速度减小到时,小球开始做匀速直线运动。小球克服摩擦力做功为
故D正确;
故选BD。
9、BD
【解析】在霍尔元件中,移动的是自由电子,根据左手定则判断出电子所受洛伦兹力方向,从而知道两侧面所带电荷的电性,即可知道C、D两侧面会形成电势差的正负,CD间存在电势差,之间就存在电场,电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡,根据平衡推导出电势差与什么因素有关;
【详解】A、根据CD间存在电势差,之间就存在电场,电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡,
设霍尔元件的长宽高分别为a、b、c,有,,则,n由材料决定,故与材料有关,还与厚度c成反比,与宽b无关,同时还与磁场B与电流I成正比,故A错误,D正确;
B、根据左手定则,电子向C侧面偏转,C表面带负电,D表面带正电,所以D表面的电势高,则,故B正确
C、在测定地球赤道上方的地磁场强弱时,应将元件的工作面保持竖直,让磁场垂直通过,故C错误
【点睛】解决本题的关键知道霍尔元件中移动的是自由电子,以及自由电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡
10、AD
【解析】AB.枕形导体在点电荷附近,出现静电感应现象,导致电荷重新分布。因此在枕形导体内部出现感应电荷的电场,枕形导体左端带负电,右端带正电,达到静电平衡后感应电荷的电场与点电荷的电场叠加,内部电场强度处处为零,整个导体是一个等势体,选项A正确,B错误;
C.A、B两点合场强相等,且都为零,由于点电荷形成的场强A点大于B点,则可知感应电荷产生的附加电场一定是EA>EB,选项C错误;
D.当开关S闭合时,由于导体处在正电荷形成的电场中,故电子将从大地沿导线流向导体,选项D正确。
故选AD。
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.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
12、 ①.图见解析 ②.B ③.1.50 ④.1 ⑤.1.50
【解析】(1)[1].由原理图可知滑动变阻器为限流接法,电压表并联在滑动变阻器两端,由原理图连接实物图所示;
(2)[2].为保证实验安全,在开始时电路中电流应为最小值,故滑动变阻器应接入最大阻值,由图可知,滑动变阻器接入部分为左半部分;故滑片应接到B端;
(3)[3].由U-I图可知,电源的电动势E=1.50V;
[4].当路端电压为1V时,电流为0.5A,则由闭合电路欧姆定律可知:
;
[5].短路电流
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、(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
15、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
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