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福建师范大学第二附属中学2025-2026学年物理高二第一学期期末经典试题
注意事项:
1. 答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号顺序在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、试题卷上答题无效。
4.保持卡面清洁,不要折叠,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、科学家在物理学的研究使用了许多研究方法,如控制变量法、等效法、类比法、理想模型法、微元法等等,这些方法对我们学好物理有很大帮助,以下关于所用物理学研究方法的叙述正确的是( )
A.在研究带电体时满足一定条件可以把带电体当作点电荷,这利用了等效法
B.在研究电场时,常用人为假设的电场线来描述真实的电场,这用的是微元法
C.在探究电阻与材料、长度和横截面积三者之间的关系时应用了控制变量法
D.在电路中,可以用几个合适的小电阻串联来代替一个大电阻,这利用了类比法
2、如图所示,导体AB的长为2R,绕O点以角速度ω匀速转动,OB长为R,且OBA三点在一条直线上,有一磁感应强度为B的匀强磁场充满转动平面,且与转动平面垂直,那么A、B两端的电势差为( )
A. BωR2 B.2BωR2
C.4BωR2 D.6BωR2
3、如图所示,直角三角形通电闭合线圈ABC处于匀强磁场中,磁场垂直纸面向里,则线圈所受磁场力的合力为( )
A.大小为零 B.方向竖直向上
C.方向水平向右 D.方向垂直AC斜向下
4、如图,光滑无电阻的金属框架MON竖直放置,匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直于MON平面指向纸里。质量为m,长度为l,电阻为R的金属棒ab从∠abO=45°的位置由静止释放,两端沿框架在重力作用下滑动。若当地的重力加速度为g,金属棒与轨道始终保持良好接触,下列说法正确的是()
A.棒下滑过程机械能守恒
B.下滑过程中棒产生从b到a方向的电流
C.从释放到棒全部滑至水平轨道过程中产生电能等于
D.从释放到棒全部滑至水平轨道过程中,通过棒的电荷量等于
5、如图所示,闭合金属圆环用绝缘细线挂于O点,将圆环拉离平衡位置并释放,圆环摆动过程经过水平匀强磁场区域,虚线为该磁场的竖直边界,已知磁场区域的宽度大于圆环的直径若不计空气阻力,则
A.圆环在摆动过程中始终产生感应电流
B.圆环在摆动过程中,机械能始终守恒
C.圆环磁场区域中摆动时,机械能守恒
D.圆环最终将静止在竖直方向上
6、如图所示,光滑绝缘的斜面与水平面的夹角为θ,导体棒ab静止在斜面上,ab与斜面底边平行,通有图示的恒定电流I,空间充满竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B,现缓慢增大θ(0<θ<90°),若电流I不变,且ab始终静止在斜面上(不考老磁场变化产生的影响),下列说法正确的是
A.B应缓慢减小
B.B应缓慢增大
C.B应先增大后减小
D.B应先减小后增大
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、如图所示是一直流电动机提升重物的装置;已知重物质量为m=50kg,电源输出电压U=110V保持不变,电动机线圈电阻R=4Ω,不计各处摩擦,当电动机以某一速度匀速向上提升重物时,电路中的电流I=5A(g=10m/s2)则:
A.电源的输出功率为100W
B.电动机线圈电阻R的发热功率550W
C.提升重物的功率为450W
D.电动机的效率为81.8%
8、如图所示,从F处释放一个无初速度的电子向B板方向运动,则下列对电子运动的描述中错误的是(设每节电池电动势为U)( )
A.电子到达B板时的动能是eU
B.电子从B板到达C板动能变化量为eU
C.电子到达D板时动能是3eU
D.电子在A板和D板之间做往复运动
9、如图所示,x轴上方有垂直纸面向里且足够大的匀强磁场。两个质量、电荷量均相同的带电离子(不计重力),分别带正、负电荷,以相同速度从O点射入磁场中,射入方向与x轴正方向夹角均为θ,则正、负离子在磁场中( )
A.运动时间相同 B.运动的轨道半径相同
C.重新回到x轴时速度方向相反 D.重新回到x轴时距O点的距离相等
10、为了测量某化工厂的污水排放量,技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计,该装置由绝缘材料制成,长、宽、高分别为a、b、c,左右两端开口,在垂直于上、下底面方向加磁感应强度为B的匀强磁场,在前、后两个内侧固定有金属板作为电极,污水充满管口从左向右流经该装置时,电压表将显示两个电极间的电压U。若用Q表示污水流量(单位时间内排出的污水体积),下列说法中正确的是( )
A.若污水中正离子较多,则前表面比后表面电势高
B.前表面的电势一定低于后表面的电势,与哪种离子多少无关
C.污水中离子浓度越高,电压表的示数将越大
D.污水流量Q与U成正比,与a、b无关
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)某学生用螺旋测微器在测定某一金属丝的直径时,测得的结果如下图所示,则该金属丝的直径d=_______mm.另一位学生用游标尺上标有20等分刻度的游标卡尺测一工件的长度,测得的结果如下图所示,则该工件的长度L=_____cm
12.(12分)描绘标有“3V,0.6W”小灯泡的伏安特性曲线.要求小灯泡两端的电压由零逐渐增加到3V,且便于操作.已选用的器材有:
电池组(电动势为4.5V,内阻约1Ω);电流表(量程为0~250mA,内阻约5Ω);
电压表(量程为0~3V,内阻约3kΩ);电键一个,导线若干
(1)实验中所用的滑动变阻器应选下列中的_____(填字母代号)
A.滑动变阻器(最大阻值20Ω,额定电流1A)
B.滑动变阻器(最大阻值1750Ω,额定电流0.3A)
(2)先用多用电表粗测小灯泡电阻,若用“×1”挡测量电阻,多用电表表盘如图1所示,则读数为_____Ω
(3)该实验的电路图应选用图2中的_____.(填字母代号)
(4)实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图3所示.如果将这个小灯泡接到电动势为2.0V,内阻为10Ω的电源两端,小灯泡消耗的功率是_____W
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)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
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】A.在研究带电体时满足一定条件可以把带电体当作点电荷,这利用了建立理想模型法,故A错误
B.在研究电场时,常用人为假设的电场线来描述真实的电场,这用的是假设法,故B错误
C.在探究电阻与材料、长度和横截面积三者之间的关系时应用了控制变量法,故C正确
D.在电路中,可以用几个合适的小电阻串联来代替一个大电阻,这利用了等效法.故D错误
2、C
【解析】AB两端的电势差大小等于金属棒AB中感应电动势的大小,为:E=B•2R=B•2R•=4BR2ω,故选C
3、A
【解析】若通以顺时针的电流方向,根据左手定则可知:各边所受的安培力背离中心处.如图所示:
由公式F=BIL得出各边的安培力的大小,从而得出安培力大小与长度成正比,因而两直角边的安培力与斜边的安培力等值反向;所以线圈所受磁场力的合力为零.故A正确,B、C、D错误.故选A.
4、D
【解析】A.棒在下滑过程中,棒与金属导轨组成闭合回路,磁通量在改变,会产生感应电流,棒将受到安培力作用,安培力对棒做功,棒的机械能不守恒,故A错误;
B.棒下滑过程中,围成的面积减小,根据楞次定律可知,产生感应电流,方向为到,故B错误;
C.棒从释放到滑至水平轨道过程,金属棒的重力势能减小为
金属棒减小的重力势能转化为金属棒的电能和金属棒的动能,由能量守恒定律得知棒上产生的电能小于,故C错误;
D.棒与金属导轨组成闭合回路磁通量的变化量为
根据推论得到通过棒的电荷量为
故D正确;
故选D。
5、C
【解析】A.只有当圆环进入或离开磁场区域时磁通量发生变化,会产生电流。故A错误。
B.当圆环进入或离开磁场区域时磁通量发生变化,会产生电流,机械能向电能转化,所以机械能不守恒。故B错误。
C.整个圆环进入磁场后,磁通量不发生变化,不产生感应电流,机械能守恒。故C正确。
D.在圆环不断经过磁场,机械能不断损耗过程中圆环越摆越低,最后整个圆环只会在磁场区域来回摆动,因为在此区域内没有磁通量的变化一直是最大值,所以机械能守恒,即圆环最后的运动状态为在磁场区域来回摆动,而不是静止在平衡位置。故D错误。
故选C。
6、B
【解析】如图作出右侧侧视图,则可知,金属棒受重力、支持力及向右的安培力的作用;增大角度,则支持力的方向将向左旋转,要使棒仍然平衡,则支持力与安培力的合力一直等于重力,则由图可知,安培力必须增大,故磁感应强度应增大,B正确
【点睛】本题结合安培力考查共点力平衡中的动态平衡,要掌握相应的图解法的应用,明确角度变化时支持力与安培力的合力不变,作出动态变化图即可求解
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、CD
【解析】电源输出P="UI=550" W,选项A错误;电动机线圈电阻R的发热功率P热=I2R="100" W,选项B错误;提升中重物的功率为P机="550" W–100 W="450" W,选项C正确;电动机的效率为,选项D正确
【名师点睛】此题是关于电功率的计算问题;关键是搞清电动机内部的能量转化关系,知道电热的求解公式P热=I2R
8、BC
【解析】A.释放出一个无初速度电荷量为e的电子,在电压为U电场中被加速运动,当出电场时,所获得的动能等于电场力做的功,即
W=qU=eU
故A正确;
B.由图可知,BC间没有电压,则没有电场,所以电子在此处做匀速直线运动,则电子的动能不变,故B错误;
C.电子以eU的动能进入CD电场中,在电场力的阻碍下,电子作减速运动,由于CD间的电压也为U,所以电子的到达D板时速度减为零,所以开始反向运动,故C错误;
D.由上可知,电子将会在A板和D板之间加速、匀速再减速,回头加速、匀速再减速,做往复运动,故D正确。
本题选择错误的,故选BC。
9、BD
【解析】A.因两个离子质量相同,电荷量也相等,它们垂直进入同一匀强磁场中做匀速圆周运动的周期必相等;当不等于时,两个离子在磁场中做圆周运动的圆心角不等,所以在磁场中的运动时间就不相等,故A错误;
B.根据可得:
可知运动的轨道半径相同,故B正确;
C.因离子进入磁场时射入方向与轴夹角为,那么射出磁场时速度方向必与轴夹角为,所以重新回到轴时速度方向相同,故C错误;
D.重新回到轴时距点的距离为:
因为半径相等,相等,则重新回到轴时距点的距离相等,故D正确;
故选BD。
10、BD
【解析】AB.由左手定则知正离子向后表面偏转,负离子向前表面偏转,前表面的电势一定低于后表面的电势,与离子的多少无关,故B正确A错误;
C.最终离子在电场力和洛伦兹力作用下平衡:
解得
则电压表的示数与离子浓度无关,故C错误;
D.由流量
解得
则Q与U成正比,与a、b无关,故D正确。
故选BD。
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、 ①.3.205(3.203-3.207) ②.5.015
【解析】[1]由图所示螺旋测微器可知,螺旋测微器的固定刻度示数是3mm,可动刻度示数是,螺旋测微器的示数是:
[2]由图所示游标卡尺可知,主尺示数是5cm,游标尺示数是3×0.05mm=0.15mm=0.015cm,则游标卡尺的示数是:
12、 ①.A ②.8.0 ③.C ④.0.1
【解析】(1)为方便实验操作,应选择最大阻值较小的滑动变阻器;
(2)欧姆表的电阻等于指针的读数与档位的乘积;
(3)根据题意确定滑动变阻器与电流表的接法,然后选择电路图;
(4)在I-U图象中做出等效电源的伏安特性曲线,两图象的交点为灯泡的实际工作点,由图读出电流值和电压值则可求得功率
【详解】(1)为方便实验操作,滑动变阻器应选择小电阻A;
(2)欧姆表读数为:8×1=8.0Ω;
(3)灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V,滑动变阻器应采用分压接法,
灯泡正常发光时的电阻,电流表内阻约为5Ω,电压表内阻约为3kΩ,电压表内阻远大于灯泡电阻,电流表应采用外接法,应选图C所示电路;
(4)在对应的I-U图象中作出电源的伏安特性曲线如图所示,两图的交点表示灯泡的工作点,则由图可知,电压U=1.0V,电流I=0.1A,则功率P=UI=1.0×0.1=0.1W
【点睛】要熟记电学实验基本要求:伏安法测电阻时注意电流表内外接法的选择方法,当待测电阻值远小于电压表内阻时,电流表用外接法;当待测电阻值远大于电流表内阻时,电流表用内接法.在要求电流或电压值从零调时,滑动变阻器应用分压式,此时应选阻值小的变阻器
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、 (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
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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