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广东省普宁市华美实验中学2025-2026学年物理高二上期末学业水平测试模拟试题
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、如图,矩形金属线框abcd固定在桌面上,直导线MN贴近桌面且通有M向N的恒定电流I.将MN从图中I位置匀速平移到II位置过程中,线圈中感应电流的方向是
A.一直沿abcda方向
B.一直沿adcba方向
C.先沿adcba方向,后沿abcda方向
D.先沿abcda方向,再沿adcba方向,后沿abcda方向
2、由库仑定律可知,真空中两个静止的点电荷,当所带电荷量分别q1和q2,其间距为r 时,它们之间静电力的大小为,式中k为静电力常量。在国际单位制中,k的单位是()
A.N·m2/C2 B.C2/ (N·m2)
C.N·m2/C D.N·C2/m2
3、如图所示,在纸面内半径为R的圆形区域中存在着垂直于纸面向里的匀强磁场,O点为圆形区域的圆心,磁感应强度大小为B,一个比荷绝对值为k的带电粒子以某一速率从M点沿着直径MON方向垂直射入磁场,运动轨迹如图所示,并从P点离开磁场。已知直径MON、POQ的夹角θ=60°,不计粒子的重力,下列说法正确的是( )
A.粒子带正电
B.粒子做圆周的运动半径为
C.粒子运动的速率为BR
D.粒子在磁场中运动的时间为
4、如图虚线为某电场的等势面,有两个带电粒子(重力不计),以不同的速率沿不同的方向,从A点飞入电场后,沿不同的径迹1和2运动,由轨迹可以判定( )
A.两粒子带电多少一定不同
B.两粒子的电性可能相同
C.两粒子的电势能都是先减少后增大
D.经过B、C两点,两粒子的速率可能相等
5、如图所示,在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中,两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置,两者之间的距离为l.在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时,纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零.如果让P中的电流反向、其他条件不变,则a点处磁感应强度的大小为( )
A.0 B.
C. D.2B0
6、如图所示,在匀速转动的水平盘上,沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B,它们与盘间的动摩擦因数相同,当盘转动到两个物体刚好还未发生滑动时,烧断细线,则两个物体的运动情况是( )
A.两物体均沿切线方向滑动
B.两物体仍随圆盘一起做圆周运动,不发生滑动
C.两物体均沿半径方向滑动,离圆盘圆心越来越远
D.物体B仍随圆盘一起做匀速圆周运动,物体A发生滑动,离圆盘圆心越来越远
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、如图所示的闭合电路中,当滑动变阻器的滑片P从左端滑向右端的过程中。两个电压表示数的变化量的大小分别为ΔU1、ΔU2,电流表示数的变化量为ΔI,则( )
A.ΔU1>ΔU2 B.ΔU1<ΔU2
C.= D.<
8、如图,带电平行金属板中匀强电场方向竖直向上,匀强磁场方向垂直纸面向里,带电小球从光滑绝缘轨道上的a点由静止滑下,经过1/4圆弧轨道从端点P(切线水平)进入板间后恰好沿水平方向做直线运动,现使带电小球从比a点稍低的b点由静止滑下,在经过P点进入板间的运动过程中( )
A.带电小球的动能将会增大
B.带电小球的电势能将会增大
C.带电小球所受洛伦兹力将会减小
D.带电小球所受电场力将会增大
9、下列说法中正确的是()
A.无论是正电荷还是负电荷,从电场中某点移到无穷远处时,电场力做的正功越多,电荷在该点的电势能就越大
B.无论是正电荷还是负电荷,从电场中某点移到无穷远处时,电场力做的正功越少,电荷在该点的电势能越大
C.无论是正电荷还是负电荷,从无穷远处移到电场中某点时,克服电场力做功越多,电荷在该点的电势能就越大
D.无论是正电荷还是负电荷,从无穷远处移到电场中某点时,电场力做功越多,电荷在该点的电势能越大
10、如图所示,用细绳悬挂一矩形导线框且导线框底边水平,导线框通有逆时针方向的电流(从右侧观察).在导线框的正下方、垂直于导线框平面有一直导线PQ.原PQ中无电流,现通以水平向右的电流,在短时间内()
A.从上往下观察导线框顺时针转动
B.从上往下观察导线框向右平移
C.细绳受力会变得比导线框重力大
D.导线框中心的磁感应强度变大
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)图示为简单欧姆表原理示意图,其中电流表的偏电流=300A,内阻=100,可变电阻R的最大阻值为10k,电池的电动势E=1.5V,内阻r=0.5,图中与接线柱A相连的表笔颜色应是__色,接正确使用方法测量电阻Rx的阻值时,指针指在刻度盘的正中央,则=_____k.若该欧姆表使用一段时间后,电池电动势变小,内阻变大,但此表仍能调零,按正确使用方法再测上述Rx其测量结果与原结果相比较______(填“变大”、“变小”或“不变”)
12.(12分)某横波在介质中沿x轴正方向传播,t=0时波源O开始振动,振动方向沿y轴负方向,图示为t=0.7s时的波形图,已知图中b点第二次出现在波谷,则该横波的传播速度v=________m/s;从图示时刻开始计时,图中c质点的振动位移随时间变化的函数表达式为____________________m
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
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)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、D
【解析】根据通电导线由安培定则,来判断通电直导线周围的磁场分布,知道它是非匀强电场,同时要根据楞次定律和安培定则判断感应电流的方向
【详解】由安培定则得,载有恒定电流的直导线产生的磁场在导线右边的方向为垂直纸面向外,当导线从图中I位置匀速平移到II位置过程中,在导线靠近线圈时,第1个过程,穿过线圈的磁通量先向外增加;导线经过线框上方时,第2个过程穿过线圈的磁通量向外减小;第3个过程磁通量向里变大,第4个过程磁通量向里减小磁通量向里减小;根据楞次定律可知,线圈中的感应电流先沿abcda方向,再沿adcba方向,后沿abcda方向,故选D.
【点睛】通电指导线周围的磁场为非匀强磁场,会应用楞次定律,注意通电导线的磁场大小与方向的分布.同时强调线圈中心轴处于导线位置时,磁通量为零
2、A
【解析】本题考查国际单位制的转化。
【详解】ABCD.由库仑力公式可知:
则k的单位为N·m2/C2,故A正确BCD错误。
故选A。
3、C
【解析】A.粒子向右偏转,根据左手定则可知,粒子带负电,故A错误;
B.粒子做圆周运动的圆心为O′,如图所示
根据几何知识有粒子做匀速圆周运动的半径为
故B错误;
C.因为
所以粒子运动的速率为
故C正确;
D.粒子在磁场中运动的圆心角为α=120°,所以粒子在磁场中运动的时间为
故D错误。
故选C。
4、D
【解析】试题分析:由图无法判定两电荷在同一位置时所受电场力的大小,故无法判定两粒子带电量的大小关系,故A错误.由图可知电荷1如果不受电场力的话将沿直线向中心电荷运动,而本题中电荷1却逐渐远离了中心电荷,故电荷1受到中心电荷的斥力,而电荷2受到中心电荷的引力,故两粒子的电性一定不同.故B错误.由B选项分析可知2粒子在从A向C运动过程中电场力先做正功后做负功,电势能先减小后增大,而粒子1在从A向B运动过程中电场力先做负功后做正功,电势能小增大后减小,故C错误;从A到B和从A到C电场力做功不同,而两粒子的初速度不同,所以经过B、C两点,两粒子的速率可能相等,D正确;
故选D
考点:带电粒子在电场中的运动
点评:根据轨迹判定“电荷1受到中心电荷的斥力,而电荷2受到中心电荷的引力”是解决本题的突破口
5、C
【解析】在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时,纸面内与两导线距离为l的a点处的磁感应强度为零,如下图所示:
由此可知,外加的磁场方向与PQ平行,且由Q指向P,即B1=B0;依据几何关系,及三角知识,则有:BPcos30°=B0; 解得P或Q通电导线在a处的磁场大小为BP=B0;
当P中的电流反向,其他条件不变,再依据几何关系,及三角知识,则有:B2=B0;因外加的磁场方向与PQ平行,且由Q指向P,磁场大小为B0;最后由矢量的合成法则,那么a点处磁感应强度的大小为B=,故C正确,ABD错误
6、D
【解析】当圆盘转速加快到两物体刚要发生滑动时,A物体靠细线的拉力与圆盘的最大静摩擦力的合力提供向心力做匀速圆周运动,所以烧断细线后,A所受最大静摩擦力不足以提供其做圆周运动所需要的向心力,A要发生相对滑动,离圆盘圆心越来越远,但是B所需要的向心力小于B的最大静摩擦力,所以B仍保持相对圆盘静止状态,故ABC错误,D正确
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.闭合电路电压特点知:
E=U1+U2+Ur
其中Ur表示电路的内电压。当滑片向右滑动过程中,变阻器接入电路中的电阻变小,根据电路中电压分配原则知,U1变大,U2变小,Ur变大。则有
E=U1+ΔU1+U2﹣ΔU2+Ur+ΔUr
得:
ΔU2=ΔU1+ΔUr
所以
ΔU1<ΔU2
故A错误,B正确;
CD.根据上面的分析知
所以
故C错误,D正确。
故选BD.
8、AB
【解析】根据题意分析得:小球从P点进入平行板间后做直线运动,对小球进行受力分析得小球共受到三个力作用:恒定的重力G、恒定的电场力F、洛伦兹力,这三个力都在竖直方向上,小球在水平直线上运动,所以可以判断出小球受到的合力一定是零,即小球一定是做匀速直线运动,结合左手定则,洛伦兹力和电场力同向,都向上,小球带正电;如果小球从稍低的b点下滑到从P点进入平行板间,则小球到达P点的速度会变小,所以洛伦兹力比之前的减小,因为重力G和电场力F一直在竖直方向上,所以这两个力的合力一定在竖直方向上,若洛伦兹力变化了,则三个力的合力一定不为零,且在竖直方向上,而小球从P点进入时的速度方向在水平方向上,所以小球会偏离水平方向向下做曲线运动,因此减小入射速度后,洛伦兹力减小,合力向下,故向下偏转,故电场力做负功,电势能增加,水平方向速度不变,但竖直方向的速度增加,所以动能将会增大,导致洛伦兹力也会增大,电场力不变,故AB正确,CD错误
【点睛】本题关键先分析出小球受力平衡,然后再考虑洛仑兹力变化后运动情况,同时要结合平行板电容器的表达式和电势差与电场强度的关系式列式分析
分卷II
9、AC
【解析】AB.电荷在无穷远处电势能为零,从电场中某点移到无穷远处时,电场力做的正功越多,电荷的电势能减少就越多,则电荷在该点的电势能就大,故A正确,B错误;
CD.电荷在无穷远处电势能为零,从无穷远处移到电场中某点时,克服电场力做功越多,电荷的电势能增加就越多,则电荷在该点的电势能就大,故C正确,D错误。
故选AC。
10、ACD
【解析】A.由安培定则判断出通电导线Q在线框处磁场方向从里向外,根据左手定则,知外侧电流受安培力向左,内侧电流受安培力向右,从上往下看,导线框将顺时针转动,故A项正确,B项错误;
C.线框沿顺时针方向转动一个小角度后,靠近导线Q处的边的电流的方向向右,由左手定则可知,其受到的安培力的方向向下,所以整体受安培力向下,细绳受力会变得比导线框重力大.故C项正确;
D.线框沿顺时针方向转动一个小角度后,电流PQ产生的磁场方向从里向外穿过线框,根据安培定则,线框产生磁场的方向也是从里向外,则线框中心的磁感应强度变大.故D项正确
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.红 ②.5 ③.变大
【解析】欧姆表是电流表改装的,必须满足电流的方向“+”进“-”出,即回路中电流从标有“+”标志的红表笔进去,所以与A相连的表笔颜色是红色;
当两表笔短接(即)时,电流表应调至满偏电流Ig,设此时欧姆表的内阻为R内此时有关系:,得;,当指针指在刻度盘的正中央时:
有:,代入数据可得:;
当电池电动势变小、内阻变大时,欧姆得重新调零,由于满偏电流不变,由公式:
,欧姆表内阻得调小,待测电阻测量值是通过电流表的示数体现出来的,由,可知当变小时,变小,指针跟原来的位置相比偏左了,故欧姆表的示数变大了
【点睛】根据欧姆表的结构,由闭合电路欧姆定律可以判断读数,以及电池电动势变小,内阻变大时测量结果的变化;本小题考查了考查欧姆表的结构、测量原理,同时还要注意测量误差应如何来分析
12、 ①.10 ②.y=﹣0.03sin5πt
【解析】由题意得:,得该波的周期为T=0.4s,
由图知波长为,则波速为,
横波在介质中沿x轴正方向传播,图示时刻c质点向下振动,则c质点的振动位移随时间变化的函数表达式为
【点睛】本题要根据简谐波的特点:一个周期内传播一个波长,简谐波传播过程中,各个质点的起振方向都相同,与波源的起振方向也相同,来确定波的周期
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、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
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、 (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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