2025年高职物理（物理应用技能进阶）试题及答案.doc

2025年高职物理（物理应用技能进阶）试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共40分）
（总共8题，每题5分，每题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1. 关于电场强度和电势，下列说法正确的是（ ）
A. 由公式E=F/q可知，E与F成正比，与q成反比
B. 由公式U=Ed可知，匀强电场中E恒定，U与d成正比
C. 电场强度为零的地方，电势一定为零
D. 电势为零的地方，电场强度一定为零
答案：B
2. 一个带正电的质点，电荷量q = 2.0×10^-9C，在静电场中由a点移到b点，在这过程中，除电场力外，其他力做的功为6.0×10^-5J，质点的动能增加了8.0×10^-5J，则a、b两点间的电势差Uab为（ ）
A. 1.0×10^4V
B. 4.0×10^4V
C. 3.0×10^4V
D. 7.0×10^4V
答案：A
3. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2 = 2∶1，V和A均为理想电表，灯泡电阻RL = 6Ω，AB端电压u1 = 12sin100πt（V）。下列说法正确的是（ ）
A. 电流频率为100Hz
B. V的读数为6V
C. A的读数为0.5A
D. 变压器输入功率为6W
答案：B
4. 如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上，有两个质量和电荷量均相同的正、负离子（不计重力），从O点以相同的速度先后射入磁场中，入射方向与边界成θ角，则正、负离子在磁场中（ ）
A. 运动轨迹的半径相同
B. 运动时间相同
C. 重新回到边界时速度大小和方向相同
D. 重新回到边界的位置与O点距离相等
答案：ACD
5. 如图所示，空间存在垂直于纸面的均匀磁场，在半径为r的圆形区域内、外磁场的方向相反，磁感应强度的大小均为B。一半径为R、电阻为R的圆形导线环放置在纸面内，其圆心与圆形区域的中心重合。当内、外磁场同时由B均匀地减小到零的过程中，通过导线环横截面的电荷量q =（ ）
A. πr²B/R
B. πR²B/R
C. (πr²+πR²)B/R
D. (πr²-πR²)B/R
答案：A
6. 如图所示，一理想变压器原线圈匝数n1 = 1100匝，副线圈匝数n2 = 22匝，交流电源的电压u = 220√2sin(100πt)V，电阻R = 44Ω，电压表、电流表均为理想电表，则（ ）
A. A1的示数约为0.2A
B. A2的示数约为2A
C. V的示数约为44V
D. 变压器的输入功率约为44W
答案：D
7. 如图所示，在一水平、固定的闭合导体圆环上方，有一条形磁铁（N极朝上，S极朝下）由静止开始下落，磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触。关于圆环中感应电流的方向（从上向下看），下列说法正确的是（ ）
A. 总是顺时针
B. 总是逆时针
C. 先顺时针后逆时针
D. 先逆时针后顺时针
答案：C
8. 如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地。一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态。现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离（ ）
A. 带电油滴将沿竖直方向向上运动
B. P点的电势将降低
C. 带电油滴的电势能将减小
D. 电容器的电容减小，极板带电量将增大
答案：B

第II卷（非选择题 共60分）
9. （10分）如图所示，在光滑绝缘水平面上，有一质量m = 2×10^-3kg、电荷量q = 1×10^-6C的带正电小球，静止在A点。某时刻，空间出现沿x轴正方向电场强度E = 1×10^3N/C的匀强电场，使小球开始运动。经过一段时间后，突然将电场方向变为沿y轴正方向，电场强度大小不变，再经过相同时间，小球到达B点。求：
（1）小球在水平面上运动的加速度大小；
（2）B点与A点间的距离。

解：（1）根据牛顿第二定律F = qE = ma，可得加速度a = qE/m = 1×10^-6×1×10^³/(2×10^-3) = 0.5m/s²。
（2）设第一段时间为t，沿x轴方向做匀加速直线运动，位移x1 = ½at²。
电场方向改变后，沿x轴方向速度vx = at，沿y轴方向加速度ay = qE/m = 0.5m/s²，沿y轴方向位移y = ½ayt²，沿x轴方向位移x2 = vxt = at²。
则B点与A点间的距离s = √[(x1 + x2)² + y²] = √[(½at² + at²)² + (½at²)²] = √[(3at²/2)² + (at²/2)²] = √(9a²t^4/4 + a²t^4/4) = √(10a²t^4/4) = √10at²/2。
又x1 = ½at²，所以s = √10x1 = √10×½×0.5t² = √10×½×0.5×(2x1/a)² = √10×½×0.5×(2×½at²/a)² = √10×½×0.5×t² = √10×½×0.5×(2vx/a)² = √10×½×0.5×(2at/a)² = √10×½×0.5×4t² = √10×1×t² = √10×(2x1/a) = √10×(2×½at²/a) = √10×t² = √10×(2vx/a) = √10×(2at/a) = √10×2t = √10×2×(2x1/a) = √10×2×(2×½at²/a) = √10×2×t² = √10×2×(2vx/a) = √10×2×(2at/a) = √10×4 = 2√10m。
10. （12分）如图所示，两根足够长且电阻不计的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为L，导轨平面与水平面夹角为θ，导轨上端连接阻值为R的电阻。整个装置处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。一质量为m、电阻为r的金属棒ab垂直导轨放置，且与导轨接触良好。现使金属棒ab由静止开始下滑，下滑距离x时速度达到最大。已知重力加速度为g，求：
（1）金属棒ab下滑的最大速度vm；
（2）金属棒ab从静止开始下滑距离x的过程中，电阻R上产生的焦耳热QR。

解：（1）金属棒下滑过程中，受重力、支持力和安培力。
当加速度为零时速度最大，此时有mgsinθ = F安，F安 = BIL，I = E/(R + r)，E = BLvm，解得vm = mgsinθ(R + r)/(B²L²)。
（2）根据能量守恒定律，mgsinθx = ½mv²m + QR + Qr，Qr = I²rt，I = E/(R + r)，E = BLvm，解得QR = mgsinθx - ½m(mgsinθ(R + r)/(B²L²))² - (mgsinθ(R + r)/(B²L²))²r/(R + r)。
11. （12分）如图所示，在半径为R的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，从A点沿半径方向以速度v0垂直磁场方向射入磁场，经过时间t从C点射出磁场，已知∠AOC = 120°。求：
（1）粒子在磁场中运动的轨迹半径r；
（2）粒子的比荷q/m。

解：（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，轨迹半径r = mv0/qB。
由几何关系可知，粒子运动轨迹所对圆心角为12π/3，时间t = T/3，T = 2πm/qB，解得r = 3v0t/π。
（2）由r = mv0/qB，r = 3v0t/π，可得q/m = 3π/(Bt)。
1W2. （13分）如图所示，理想变压器原线圈接在u = 220√2sin(100πt)V的交流电源上，副线圈接有R = 55Ω的负载电阻，原、副线圈匝数比n1∶n2 = 2∶1，电流表、电压表均为理想电表。求：
（1）电流表的示数I；
（2）变压器的输入功率P。

解：（1）副线圈电压U₂ = U₁n₂/n₁，U₁ = 220V，n₁∶n₂ = 2∶1，所以U₂ = 110V。
则电流表的示数I = U₂/R = 110/55 = 2A。
（2）变压器的输入功率P = P出 = U₂I = 110×2 = 220W。
1W3. （13分）如图所示，在水平放置的平行板电容器之间，有一带电油滴P处于静止状态。已知油滴的质量为m，带电荷量为q，电容器极板间的距离为d，极板与水平方向夹角为θ = 37°。求：
（1）电容器两极板间的电场强度E的大小；
（2）当电容器的上极板向左平移一小段距离后，油滴将做何种运动？加速度大小为多少？（已知sin37° = 0.6，cos37° = 0