资源描述
2026届北京市北京第四中学物理高二第一学期期末联考模拟试题
请考生注意:
1.请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上,请用0.5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。
2.答题前,认真阅读答题纸上的《注意事项》,按规定答题。
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、电阻为1Ω的矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动,产生的交变电动势随时间变化的图象如图所示,现把交流电加在电阻为9Ω的电热丝上,则下列说法中正确的是
A.线圈转动的角速度为
B.如果线圈转速提高一倍,则电流不会改变
C.电热丝两端的电压V
D.电热丝的发热功率P=1800W
2、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
3、用伏安法测电阻R,按图中甲图测得的结果为R1,按乙图测得为R2,若电阻的真实值为R,则( )
A.R1>R>R2
B.R1<R<R2
C.R>R1,R>R2
D.R1=R=R2
4、如图所示,闭合矩形金属线圈CDEF位于水平方向的匀强磁场中,下列情况可在线圈中产生感应电流的是( )
A.保持线圈平面水平,线圈向右运动
B.保持线圈平面水平,线圈绕中心点O(图中未画出)转动
C.线圈以CD边为轴转动
D.线圈以DE边为轴转动
5、如图甲所示,两根电阻忽略不计的导轨平行放置,导轨左端接电阻R1,右端接小灯泡L,导体棒AB垂直于导轨放置,电阻R1、导体棒AB和小灯泡L的电阻均为R(不计灯泡电阻随温度的变化),虚线MN右侧有垂直导轨平面的磁场,当导体棒AB从MN左侧某处匀速向右运动时开始计时,磁感应强度随时间变化如图乙所示,若导体棒AB从开始运动到穿越磁场的过程中,灯泡的亮度始终不变,则导体棒AB在穿越磁场前后电阻R1上消耗的功率之比是( )
A.1∶1 B.1∶2
C.1∶3 D.1∶4
6、关于元电荷的理解,下列说法正确的是( )
A.元电荷就是电子
B.元电荷是表示跟一个电子所带电荷量数值相等的电荷量
C.元电荷就是质子
D.物体所带电量不一定是元电荷的整数倍
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、电子感应加速器是利用感应电场来加速电子的一种设备.电子感应加速器主要由上、下电磁铁磁极和环形真空室组成,当电磁铁通以变化的电流时,会在柱形电磁铁的两极间产生磁场,在磁场中安置一个环形真空管道作为电子运行的轨道,如图所示(图中上部分为主视图、下部分为俯视图).当磁场发生变化时,产生的感应电场就会不断加速电子,电子在真空管中沿逆时针方向做圆周运动.下列说法正确的是
A.感生电场的方向为顺时针方向
B.感生电场的方向为逆时针方向
C.电磁铁中通入的电流应越来越强
D.电磁铁中通入的电流应越来越弱
8、正得意间,小明突然不由自主地向前倾去,原来是遇到了红灯。小明想,刹车过程中,汽车动能因摩擦转化为内能而无法再回收利用,何不在车厢底部靠近车轮处固定永久磁铁,在刹车时接通装在车轮上的线圈,这样就可以利用电磁感应原理,将汽车的一部分动能转化为电能,从而回收一部分能量?如图所示为小明的设计,扇形区域匀强磁场的磁感应强度为B,五个形状与磁场边界形状完全相同线圈对称的固定在车轮内侧,已知车轴到线圈内侧的距离为,到线圈外侧的距离为,车轮的半径为R,设某次刹车过程中的某时刻车速为,则此时( )
A.车轮转动的角速度为
B.某个线圈进入或者出磁场时产生的电动势大小为
C.某个线圈进入或者出磁场时产生的电动势大小为
D.线圈中的感应电流所受的安培力与线圈转动方向相反,阻碍线圈转动,进而也起到辅助刹车的作用
9、煤气灶点火所需的高压由如图所示装置产生,在铁芯上绕着两组彼此绝缘的线圈,其中用粗导线绕制、匝数较少的是初级线圈,用细导线绕制,匝数较多的是次级线圈.钢制弹簧片D上装有一小锤P,当电路中无电流时,弹簧片D与螺丝钉W接触.接通开关S,铁芯被磁化,小锤P被吸引,使得弹簧片D与螺丝钉分离,电路断开,铁芯失去磁性,小锤重新回到原来位置,电路又被接通,如此反复,在电路发生通断时,由于电磁感应,次级线圈将会产生高压,导致G、L间出现放电现象.关于该点火装置,下列说法正确的是
A.增大初级线圈电流,可使线圈周围的磁场增强
B.增加次级线圈匝数,可增大次级线圈的感应电动势
C.次级线圈中交变电压周期等于初级线圈中电流的通断周期
D.小锤质量越大,通断时间间隔越短
10、图中虚线a、b、c、d代表匀强电场内间距相等的一组等势面已知等势面b的电势为0,一电子经过a时的动能为8eV,从a到c的过程中克服电场力所做的功为4eV,下列说法正确的是( )
A.等势面a上的电势为-2V
B.该电子经过等势面c时,其电势能为2eV
C.该电子经过等势面a时的速率是经过c时的2倍
D.该电子可能到达不了等势面d
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)一个多量程多用电表的简化电路图,测量电流、电压和电阻各有两个量程。两表笔中是黑表笔的是_______,当转换开关旋到位置3时,可用来测量________;当旋到位置________时,可用来测量电流,其中旋到位置________时量程较大。
12.(12分)如图是一个多量程多用电表的简化电路图.测电流和测电压时各有两个量程;还有两个挡位用来测电阻.请回答:
(1)开关S调到___、___两个位置上多用电表测量的是电流,其中_____位置的量程比较大
(2)开关S调到___、___两个位置上测量的是电压,其中_____位置的量程比较大
(3)开关S调到___、___两个位置上测量的是电阻
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、D
【解析】A.从图中可知:
T=0.02s
角速度为:
rad/s
故A说法错误;
B.在t=0.01s时刻,产生的感应电动势最大,此时线圈与中性面垂直,磁通量为零,故B说法正确;
CD.交流电压的最大值为Em=200V,所以有效值
V
则电热丝两端的电压为:
V
消耗的功率为:
W
故C错误,D正确。
故AC
2、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。
3、A
【解析】甲图接法:电压表的示数为R两端的电压和安培表两端的电压之和,即
U=UR+UA
电流表的示数I是通过R的真实值,则
故
R1>R;
乙图接法:电流表的示数为通过电阻的电流和电压表的电流之和,即
I=IR+IV
电压表的示数U是R两端电压的真实值,则
故
R>R2
则得
R1>R>R2;
A.R1>R>R2,与结论相符,选项A正确;
B.R1<R<R2,与结论不相符,选项B错误;
C.R>R1,R>R2,与结论不相符,选项C错误;
D.R1=R=R2,与结论不相符,选项D错误;
4、C
【解析】A.保持线圈平面水平,线圈向右运动时,线圈中磁通量一直为零,没有感应电流,故A错误;
B.保持线圈平面水平,线圈绕中心点O(图中未画出)转动时,线圈一直和磁场平行,没有磁通量的变化,没有感应电流,故B错误;
C.线圈绕CD轴转动时,穿过线圈的磁通量发生变化,会产生感应电流,故C正确;
D.线圈绕DE轴转动,磁通量始终为零,不会产生感应电流,故D错误。
故选C。
5、D
【解析】设通过灯泡的电流为I。据题可知,导体棒AB从开始运动到越过磁场的过程中灯泡的亮度始终不变,说明此过程中灯泡的电流不变,当AB在MN左侧运动时,通过灯泡的电流等于通过R1电流的2倍,即通过R1电流为;当AB在MN右侧运动时,MN相当电源,通过灯泡的电流I等于通过R1电流,根据
可知导体棒AB在越过磁场前后电阻R1上消耗的功率之比是1:4。故D正确,ABC错误。
故选D。
【点睛】本题是电磁感应与电路知识的综合,要识别电路的结构,把握路端电压与感应电动势的关系,知道产生感应电动势的部分相当于电源,其他电路是外电路。
6、B
【解析】AC.元电荷是指最小的电荷量,元电荷不是代表电子或质子,电子和质子的电荷量等于元电荷,AC错误;
BD.任何带电体所带电荷都等于元电荷或者是元电荷的整数倍,B正确,D错误;
故选B。
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、AC
【解析】感应电流的的磁场总是阻碍原磁通量的变化,可以判断磁场在如何变化,几何楞次定律来判断即可
【详解】AB、根据题意电子在真空管中沿逆时针方向做圆周运动且产生的感应电场就会不断加速电子,即电子受到的电场力方向为逆时针,根据电场力与负电荷运动方向相反可知电场方向应该是顺时针,故A对;B错
CD、由于电场方向是顺时针,所以感应电流方向也是顺时针,可知感应磁场方向向下,和原磁场方向相反,结合楞次定律可知原磁场在增强,所以电磁铁中通入的电流应越来越强,故C对;D错;
故选AC
【点睛】根据楞次定律可以判断感应电流的方向即应磁场的方向,要灵活运用楞次定律解题
8、ACD
【解析】A.车轴相对于车轮边缘与地面接触点的速度为v,反过来,车轮边缘相对于车轴的速度也是v,则车轮的角速度为
A正确;
BC.线圈内内缘速度大小为
线圈外缘速度大小为
则线圈进入或者穿出磁场时,侧边产生的电动势为
即
B错误C正确;
D.由楞次定律可知,线圈中的感应电流所受的安培力与线圈转动方向相反,阻碍线圈转动,进而也起到辅助刹车的作用,D正确。
故选ACD。
9、ABC
【解析】A.电流越强产生的磁场越强,则增大初级线圈电流可以增大线圈周围的磁场,故A正确;
B.由可知,在磁通量变化快慢不变的情况下,增大线圈匝数可以增大次级线圈的感应电动势,故B正确;
C.变压器不会改变频率和周期,故次级线圈中交变电压周期等于初级线圈中电流的通断周期,故C正确;
D.通断时间取决于铁芯磁化和去磁的时间,与小锤质量无关,故D错误
10、BD
【解析】根据只有电场力做功,动能与电势能之和不变,当电场力做负功时,动能转化为电势能,在电势为零处,电势能为零,从而即可一一求解.
【详解】A、B、虚线a、b、c、d代表匀强电场内间距相等的一组等势面,电子经过a时的动能为8eV,从a到c的过程中克服电场力所做的功为4eV,则电势能增加4eV,因此ac等势面之间的电势差为4V,由于电子的电势能增加,所以等势面从a到c电势是降低的,因为b上的电势为0V,故a上的电势为2V,c上的电势为-2V,电势能为2eV,故A错误,B正确;
C、电子经过平面a的动能是经过c动能的2倍,故它在平面a时的速率是经过c时的倍,故C错误;
D、由A可知,相邻等差等势面电势差为2V.若电子经过a时速度方向与平面a垂直,则电子从a到d克服电场力做功需要6eV,电子可能到达平面d;但如果电子经过a时速度方向与平面a不垂直,电子将会在电场中做抛体运动,则可能不会到达平面d,故D正确;
故选BD.
【点睛】本题考查电场力做功与电势能变化的关系,掌握电势能与动能之和不变,理解电势为零处的电势能为零是解题的关键.
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.B ②.电阻 ③.1或2 ④.1
【解析】[1]当多用电表测电阻时,内部电源的正极和黑表笔连接,所以黑表笔是B;
[2]当转换开关旋到位置3时,表笔和内部电源连接,所以可以用来测量电阻;
[3]当旋到位置1或2,表头和电阻并联,并联电阻起分流作用,所以用来测电流;
[4]当旋到位置1时,并联的电阻较小,且表头与一个电阻串联,分流较大,所以1位置的电流量程较大。
12、 ①.(1)1、 ②.2 ③.1 ; ④.(2)5 ⑤.6 ⑥.6 ⑦.(3)3、 ⑧.4
【解析】多用电表测电流和电压时使用外部电源,测电阻时内部电源才接通;测电流和电压时的内部结构根据电表的改装原理判断什么档位为大量程.
【详解】(1)改装成电流表时要并联电阻分流,所以1、2是电流档;并联电阻越小,分流越大,则改装的电流表量程越大,故1位置的量程较大;
(2)改装成电压表时要串联电阻分压,故5、6位置是电压挡;串联的阻值越大,分压越大,则电压表的量程越大,故6位置量程较大;
(3)测量电阻时内部电源被接通,故3、4是电阻档.
本题正确答案是:(1)1、2 两位置,1 位置;(2)5、6 两位置,6 位置;(3)3、4 两位置.
【点睛】本题考查了对多用电表的认识,知道电流表需要并联电阻来扩大量程;电压表需要串联电阻来扩大量程,比较简单
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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