2025届炎德英才大联考物理高二上期末学业水平测试试题含解析

2025届炎德英才大联考物理高二上期末学业水平测试试题注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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、如图所示，在互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，电荷量为q的液滴在竖直面内做半径为R的匀速圆周运动，已知电场强度为E，磁感应强度为B，则油滴的质量和环绕速度分别为A.， B.，C.， D.，2、如图所示，一电子仅在电场力作用下从原点O由静止沿x轴正方向运动，其动能Ek与其位移x成正比，M、N是x轴上的两个点，EM、EN表示M、N两点的电场强度，φM、φN表示M、N两点的电势．下面判断正确的是（）A.EM＜EN B.EM＞ENC.φM＞φN D.φM＜φN3、如图所示，沿直线通过速度选择器的正离子从狭缝S射入磁感应强度为B2的匀强磁场中，偏转后出现的轨迹半径之比为R1∶R2＝1∶2，则下列说法正确的是()A.离子的速度之比为1∶2B.离子的比荷之比为2∶1C.离子的质量之比为1∶2D.离子的电荷量之比为1∶24、如图所示为电流产生磁场的分布图，正确的分布图是()A.①③ B.②③C.①④ D.②④5、在轨道上稳定运行空间站中，有如图所示的装置，半径分别为r和R（R＞r）的甲、乙两个光滑的圆形轨道安置在同一竖直平面上，轨道之间有一条水平轨道CD相通，宇航员让一小球以一定的速度先滑上甲轨道，通过粗糙的CD段，又滑上乙轨道，最后离开两圆轨道，那么下列说法正确的是（）A.小球在CD间由于摩擦力而做减速运动B.小球经过甲轨道最高点时比经过乙轨道最高点时速度大C.如果减少小球的初速度，小球有可能不能到达乙轨道的最高点D.小球经过甲轨道最高点时对轨道的压力大于经过乙轨道最高点时对轨道的压力6、图为演示自感现象实验装置的电路图，电源的电动势为E，内阻为r．A是灯泡，L是一个自感系数很大的线圈，线圈的直流电阻小于灯泡A正常发光时的电阻．实验时，闭合开关S，电路稳定后，灯泡A正常发光．下列说法正确的是A.闭合开关S，电路稳定后，灯泡A中电流等于线圈L中电流B.闭合开关S，电路稳定后，灯泡A中电流大于线圈L中电流C.电路稳定后突然断开开关S，灯泡A立即熄灭D.电路稳定后突然断开开关S，灯泡A闪亮一下再熄灭二、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,小灯泡A1、A2规格相同，线圈L的自感系数很大，现闭合开关S，通过调R、R1，使A1、A2正常发光，下列说法正确有A若断开S，A1、A2并未立即熄灭，A2闪亮一下再慢慢熄灭，A1不会闪亮只会慢慢熄灭B.若断开S，A1、A2均慢慢熄灭C.S断开后，再重新闭合S，A1A2会立即正常发光D.S断开后，再重新闭合S，A2会立即正常发光，A1只能逐渐地亮起来8、如图1所示，两根光滑平行导轨水平放置，间距为L，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B.垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒．从t＝0时刻起，棒上有如图2所示的持续交变电流I，周期为T，最大值为Im，图1中I所示方向为电流正方向．则金属棒A.一直向右移动 B.速度随时间周期性变化C.受到的安培力大小不随时间而变化 D.受到的安培力在一个周期内做正功9、如图所示,从MN上方存在匀强磁场，带同种电荷的粒子a、b以相同的动能同时从O点射入匀强磁场中，两粒子的入射方向与磁场边界MN的夹角分别为30o和60o，且同时到达P点，已知OP=d，则（）A.a、b两粒子运动半径之比为1：B.a、b两粒子的初速率之比为5：2C.a、b两粒子的质量之比为4：75D.a、b两粒子的电荷量之比为2：1510、如图所示电源的路端电压U随输出电流I变化的图线，图线1与I轴平行，比较可知A.三个电源的电动势相同，外电阻相同时输出电流不同B.三个电源的电动势相同，电源内阻r3＞r2＞r1C.三个电源的电动势相同，电源内阻r1＞r2＞r3D.图线1所表示的电源只是一种近似，实际上不存在三、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）利用如图1所示的装置做“用单摆测重力加速度”的实验(1)实验室有如下器材可供选用：A.长约1m的细线B.长约1m的橡皮绳C.直径约2cm的均匀铁球D.直径约5cm的均匀木球E.秒表F.时钟G.10分度的游标卡尺H.最小刻度为毫米的米尺用了游标卡尺和米尺后，还需要从上述器材中选择__________(填写器材前面的字母)(2)用10分度的游标卡尺测量小球的直径d，测量的示数如图2所示，读出小球直径的值为_________mm(3)将符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上，将其上端固定，下端自由下垂．用米尺测量摆线长度为l．小球在竖直平面内小角度平稳摆动后，测得小球完成n次全振动的总时间为t请写出重力加速度的表达式g=______．(用l,d,n,t表示)(4)正确操作后，根据多次测量数据计算出实验所在处的重力加速度值，比较后发现：此值比北京的重力加速度值略小，则实验所在处的地理位置与北京的主要不同点可能是_________________________(写出一条即可)12．（12分）如图所示,氢原子从n>2的某一能级跃迁到n=2的能级,辐射出能量为2.55eV的光子.（1）最少要给基态的氢原子提供多少电子伏特的能量,才能使它辐射上述能量的光子?（2）请在图中画出获得该能量后的氢原子可能的辐射跃迁图。.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）某高中校区拟采购一批实验器材，增强学生对电偏转和磁偏转研究的动手能力，其核心结构原理可简化为如题图所示：AB、CD间的区域有竖直方向的匀强电场，在CD的右侧有一与CD相切于M点的圆形有界匀强磁场，磁场方向垂直于纸面．一带电粒子自O点以水平初速度v0正对P点进入该电场后，从M点飞离CD边界时速度为2v0，再经磁场偏转后又从N点垂直于CD边界回到电场区域，并恰能返回O点．已知OP间距离为d，粒子质量为m，电量为q，粒子自身重力忽略不计．试求：(1)P、M两点间的距离；(2)粒子返回O点时速度大小；(3)磁感强度的大小14．（16分）如图所示，在竖直平面内，AB为水平放置的绝缘粗糙轨道，CD为竖直放置的足够长绝缘粗糙轨道，AB与CD通过四分之一绝缘光滑圆弧形轨道平滑连接，圆弧的圆心为O，半径R=0.50m，轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度的大小E=1.0×104N/C，现有质量m=0.20kg，电荷量q=8.0×10-4C的带电体（可视为质点），从A点由静止开始运动，已知SAB=1.0m，带电体与轨道AB、CD间的动摩擦因数均为0.5，假定带电体与轨道之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等．求：（取g=10m/s2）（1）带电体运动到圆弧轨道C点时的速度大小（2）带电体最终停在何处15．（12分）如图所示，一带电粒子质量为m，电量为q（不计重力），以某一速度垂直射入磁感应强度B、宽度为d的有界匀强磁场中，穿过磁场时速度方向与原来入射方向的夹角为30°．求：（1）带电粒子在匀强磁场中做圆周运动时的速度大小；（2）带电粒子穿过磁场区域的时间为多少？

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】液滴在复合场中做匀速圆周运动，可判断出电场力和重力为平衡力，从而可求出液滴的质量并可判断电场力的方向，结合电场的方向便可知液滴的电性．根据洛伦兹力的方向，利用左手定则可判断液滴的旋转方向．结合重力与电场力平衡以及液滴在洛伦兹力的作用下的运动半径公式，可求出线速度【详解】液滴在重力场、匀强电场和匀强磁场中做匀速圆周运动，可知，液滴受到的重力和电场力是一对平衡力，重力竖直向下，所以电场力竖直向上，与电场方向相反，故可知液滴带负电；磁场方向向里，洛伦兹力的方向始终指向圆心，由左手定则可判断液滴的旋转方向为顺时针；由液滴做匀速圆周运动，得知电场力和重力大小相等，得①，得，液滴在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动的半径为，联立得：，D正确【点睛】此题考查了液滴在复合场中的运动．复合场是指电场、磁场、重力场并存，或其中某两种场并存的场．液滴在这些复合场中运动时，必须同时考虑电场力、洛伦兹力和重力的作用或其中某两种力的作用，因此对液滴的运动形式的分析就显得极为重要．该题就是根据液滴的运动情况来判断受到的电场力情况2、D【解析】根据电子的运动方向结合图象，确定电场力方向，场强方向与电子所受电场力方向相反．根据场强方向判断电势的高低．由速度图象读出速度平方v2与位移x的关系，确定场强的变化情况【详解】由动能Ek与其位移x成正比，Ek=Eqx，故E为常量，为匀强电场，故AB错误；电子所受电场力逆着电场方向，电场方向沿MN，沿电场线的方向电势降低，φM＜φN，故D正确，C错误．所以D正确，ABC错误【点睛】本题实质考查分析电子受力情况和运动情况的能力，从力和能量两个角度进行分析3、B【解析】粒子沿直线通过速度选择器，可知电场力和洛伦兹力平衡，有：，解得：．可知粒子的速度之比为1：1，故A错误．粒子进入偏转磁场，根据，得荷质比，因为速度相等，磁感应强度相等，半径之比为1：2，则荷质比为2：1．故B正确；由题目条件，无法得出电荷量之比、质量之比，故CD错误．故选B.【点睛】离子通过速度选择器，所受的电场力和洛伦兹力平衡，根据平衡求出离子的速度之比．根据离子在磁场中运动的半径之比求出离子的荷质比4、C【解析】①②．通电直导线周围产生的磁场由安培定则，右手握住导线，大拇指指向电流方向，则四指弯曲的方向为磁场方向，故①正确，②错误；③④．场源为环形电流，注意让弯曲的四指指向电流的方向，右手螺旋定则判断出③错误，④正确。故选C。5、D【解析】在空间站中，所有物体都处于完全失重状态，任何物体间都没有相互作用力，小球在CD运动时所受弹力为零，摩擦力为零，A错；由于处于完全失重状态，小球运动到两个最高点时没有外力做功，机械能守恒，运动到最高点速度大小相同，B错；C错；小球做圆周运动的向心力由弹力提供，有，D对；6、D【解析】开关由闭合到断开瞬间,A灯立即熄灭,通过线圈的电流减小,线圈产生自感电动势,再根据楞次定律分析灯亮度如何变化.【详解】由于线圈的直流电阻小于灯泡A正常发光时的电阻，所以电路稳定时，流过线圈的电流大于灯泡的电流，在突然断开时由于线圈的自感作用，线圈相当于电源，对灯泡提供电流，所以灯泡不会马上熄灭，并且流过灯泡的电流大于原来灯泡的电流，所以灯泡会闪亮一下，故ABC错；D对；故选D【点睛】线圈的作用：在闭合电路时由于自感作用相当于一个大电阻；在稳定时相当于一个电阻为R的正常电阻，在断开电源时相当于一个电源对别的用电器提供电流二、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.电路稳定时，A1、A2正常发光，说明电流相等。若断开S，由于线圈中自感电动势的阻碍，A1、A2并未立即熄灭，流过A2的电流与原来的电流大小相等，方向相反，并不出现闪亮一下的情况，所以A1、A2均慢慢熄灭，故A错误，B正确；CD.闭合开关的瞬间，由于线圈中自感电动势的阻碍，A2会立即正常发光，A1只能逐渐地亮起来，故C错误，D正确。故选：BD8、ABC【解析】AB.由于电流大小不变，安培力大小不变。根据左手定则，0～时间内，金属棒受到的安培力向右，做匀加速运动；～T时间内，金属棒受到的安培力向左，做匀减速运动，T时刻速度减为零。T～时间内，金属棒受到的安培力向右，做匀加速运动；～2T时间内，金属棒受到的安培力向左，做匀减速运动，2T时刻速度减为零。所以金属棒一直向右运动，速度随时间做周期性变化，故A正确，B正确；C.根据公式F=BIL，安培力的大小随时间周期性变化，故C正确；D.根据动能定理，一个周期内，动能变化量为零，安培力做功为零，故D错误。故选：ABC。9、CD【解析】由题图可知，粒子在磁场中运动半径为；运动轨迹所对的圆心角为，运动轨迹弧长为，粒子在磁场中运动轨迹半径为，所对的圆心角为，运动轨迹弧长为，所以两粒子运动半径之比为，故A错误；因运动时间，而，即粒子的速度之比为，故B错误；因两粒子以相同的动能入射，故，所以有：两粒子的质量之比为，故C正确；因，所以两粒子的电荷量之比为，故D正确【点睛】由题意结合几何关系可求得粒子运动的半径及时间关系，则根据时间相等、动能相等等已知信息，利用带电粒子在磁场中的运动规律可解得各物理量之间的关系；本题考查带电粒子在磁场中运动规律，要注意通过几何关系找出圆心和半径，再由洛仑兹力充当向心力可求得相应关系10、ABD【解析】设电源电动势为E，内阻为r，则根据闭合电路欧姆定律可得：U=E-Ir；由图可得：I=0时，U=E，故三个电源的电动势相同；根据斜率可得：电源内阻r3＞r2＞r1=0，故B正确，C错误；外电阻R相同时，输出电流不同，故A正确；图线1所表示的电源，电源内阻r1=0，故该理想电源只是一种近似，实际上不存在，故D正确；故选ABD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.ACE②.17.6③.④.实验所在处比北京纬度低或海拔高(其他答案合理也可)【解析】(1)[1].摆线的长度不能伸长，所以摆线选择长约1m的细丝，摆球选择质量大体积小的球，所以选择直径约2cm的均匀铁球，实验中需要用秒表测量单摆摆动的时间，从而得出周期，故选ACE(2)[2].游标卡尺的主尺读数为17mm，游标读数为0.1×6mm=0.6mm，则小球直径为17.6mm(3)[3].单摆摆长，单摆的周期，根据得：(4)[4].多次测量数据计算出实验所