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文档简介
第=page11页,共=sectionpages11页2025-2026学年四川省广安市高二(上)期末物理试卷一、单选题:本大题共7小题,共28分。1.物理学的发展反映了人类对自然规律的认识,下列说法正确的是(
)A.体积很小的电荷就能看作是点电荷
B.越靠近正电荷电场强度越大,越靠近负电荷电场强度越小
C.牛顿发现了电流的磁效应
D.电场强度和磁感应强度都是矢量2.如图所示,实线表示某一电场的电场线。在电场力的作用下,一带电粒子(不计重力)经A点飞向B点,径迹如图中虚线所示,下列说法正确的是(
)A.场强EA>EB
B.电势φA>φ3.同学们在日常生活中所用的公交卡原理如图所示,图中上半部分表示读卡机内的线圈,下半部分表示芯片卡内的线圈。读卡机线圈中的电流会产生磁场,当芯片卡接近读卡机时,这个磁场会在芯片卡中产生感应电流,驱动芯片发出信息。若从上往下看读卡机线圈中有顺时针的电流,当芯片卡接近读卡机时则会(
)A.有逆时针方向的电流且两线圈相互吸引 B.有逆时针方向的电流且两线圈相互排斥
C.有顺时针方向的电流且两线圈相互吸引 D.有顺时针方向的电流且两线圈相互排斥4.某同学发现其使用的智能手机,可以利用指南针功能测量磁场大小。于是他找来了两根相同导线,分别接入从南向北和从西向东的等大电流。如图所示,从上向下看ABCD四点与导线在同一水平面且到两根导线的距离相等,该同学所在的北半球地磁场具有竖直向下的分量,当手机放于ABCD四点时显示磁场最强的地方是(
)A.A点
B.B点
C.C点
D.D点5.扫地机器人主要由动力系统、清扫系统、导航系统、控制系统组成,其动力系统主要由电动机与直流电源构成。如图所示电源电动势为20V其内阻为2Ω,当电动机正常工作时电流表示数为2A,图中电流表电压表均为理想电表。下列说法正确的是(
)A.电压表的示数为20V
B.电源内阻消耗的热功率为4W
C.电动机的输入功率为32W
D.若电动机的输出功率为20W,则线圈电阻为5Ω6.如图所示,空间中存在着方向竖直向上大小为E的匀强电场与方向垂直于纸面向里磁感应强度大小为B的匀强磁场叠加的区域。一质量为m、电荷量为q的带电粒子以某一速度射入该区域。已知粒子在该区域恰做直线运动。不计粒子重力,则该粒子(
)A.可能做匀加速直线运动
B.入射速度的大小一定为EB
C.入射速度的方向水平向右
D.7.如图所示,在直线MN上固定有电荷量分别为−q和+2q(q>0)的两点电荷,两者相距为3L。以−q的点电荷所在位置为圆心、L为半径画圆,a、b、c、d是圆周上四点,其中a、c在MN直线上,b、d两点连线通过圆心且垂直于MN,取无穷远处电势为0,下列说法正确的是(
)A.圆周上所有点中,c点的场强最大
B.在MN连线上一共有3个点电场强度为零
C.圆周上b、d两点的电场强度相同
D.将一负点电荷从a沿圆弧经b移动到c,电势能变大二、多选题:本大题共3小题,共18分。8.某静电场的电势φ在x轴上分布如图所示,下列说法正确的是(
)A.负电荷从x1移到x2,电场力做正功
B.负电荷从x1移到x2,电势能增加
C.x1处的电场强度大于x9.如图所示,电源的电动势为E,内阻为r,R1为定值电阻(且r<R1),R2为滑动变阻器,C为电容器,L为小灯泡,电表均为理想电表,闭合开关S电路达到稳定状态后,若将滑动A.小灯泡变亮
B.电容器极板上的电荷量减少
C.电源的输出功率一定变小
D.电压表示数与电流表示数的比值UI10.2025年9月22日,中国海军宣布,歼−15T、歼−35和空警−600三型舰载机,已于此前成功完成在福建舰上的首次电磁弹射起飞训练。关于电磁弹射系统可以简化成如图所示,两条足够长的平行金属导轨M、N距离为L,导轨左侧通过单刀双掷开关K分别与电容器C和电动势为E的电源相连;整个装置水平放置于方向垂直于导轨平面向里大小为B的匀强磁场中。现将一质量为m电阻为R的金属滑块垂直放置于导轨的滑槽内,且与两导轨良好接触。将开关K置于a让电容器充电,充电结束后,再将K置于b,金属滑块会在电磁力的驱动下向右运动。不计导轨和电路其他部分的电阻,忽略金属滑块运动过程中的一切摩擦阻力。下列说法正确的是(
)
A.开关K置于b后,电容器最终带电量为零
B.开关K置于b的瞬间,金属滑块的加速度大小为BLEmR
C.金属滑块在轨道上运动的最大速度为EBL
D.开关K置于b三、实验题:本大题共2小题,共16分。11.某物理兴趣小组通过以下实验来探究“电磁感应现象”。
(1)小组同学按甲图所示将线圈A插入线圈B中,在闭合开关S时发现灵敏电流计指针向左偏了一下。那么闭合开关后将线圈A从线圈B拔出时,电流计指针将向
偏(选填“右”或“左”)。
(2)当线圈A插入线圈B且闭合开关后,将滑动变阻器触头从最右端滑到最左端,第一次快速滑动,第二次滑动较慢,两情况下通过线圈B导线横截面电荷量的大小分别是q1和q2,则q1
q2(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
(3)图乙是小组同学制作的“楞次定律演示仪”。演示仪由反向并联的A、B两只发光二极管、一定匝数的螺线管以及条形磁铁组成。正确连接好实验电路后,将条形磁铁从图示位置迅速向上移动过程中,观察到的实验现象是
。
A.灯泡A、B都会发光
B.灯泡B发光,灯泡A不发光
C.灯泡A、B都不发光
D.灯泡A发光,灯泡12.某同学想知道某电阻的阻值,设计了以下实验。
(1)该同学先用多用电表的欧姆“×10Ω”挡粗测该电阻在常温下的阻值,发现指针偏转角度过小,则该同学应换用
挡(选填“×100Ω”或“×1Ω”),换挡后重新测量,欧姆表示数如图甲所示,则此时电阻RT=
Ω。
(2)该同学为了进一步测量该电阻阻值,设计了如图乙所示的实验电路,定值电阻R1=3.0kΩ,则在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于最
(选填“左”或“右”)端。在某次测量中,若毫安表A1的示数为5.0mA,A2的示数为2.0mA,两电流表都视为理想电表,则此时电阻RT=
kΩ(结果保留两位有效数字)。
(3)若两电流表都存在电阻,则采用上述方法测出阻值与实际值相比四、计算题:本大题共3小题,共38分。13.如图所示,在一足够大的空间内存在着水平向右的匀强电场,电场强度大小为E;有一个质量为m的带负电小球,用长度为L的绝缘轻细绳悬挂起来;当细绳向左偏离竖直方向的角度θ=37°时,带电小球恰好静止。若将小球向左拉到细绳水平后静止释放,经过一段时间小球到达竖直最低点。重力加速度大小为g,不计空气阻力。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)求小球所带的电荷量q的大小;
(2)求小球到达竖直最低点时速度大小和绳子拉力的大小。14.2025年我国重大科技基础设施“人造太阳”核聚变实验装置(EAST)首次完成1亿摄氏度一千秒“高质量燃烧”,EAST是利用强磁场约束带电粒子运动从而实现可控核聚变的装置。其原理如图所示,在xOy平面内有圆心为O,内径为L外径为2L的环形匀强磁场,环形磁场磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里。位于坐标为(−2L,0)的S点有一放射源,可以发出任意方向的质量为m、电荷量为q的带负电粒子,忽略粒子的重力。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)若放射源发射的负电粒子沿x轴正方向从S点射出,恰好不进入中间无磁场圆形区域,求粒子速度大小;
(2)若放射源发射的负电粒子沿y轴正方向从S点射出,经磁场一次偏转后恰能经过O点,求粒子从S点到O点的时间;15.如图所示,间距L=1m的平行光滑金属导轨倾斜固定放置,导轨足够长且与平面的倾角θ=30°,导轨下端分别连接有内阻r=0.5Ω的直流电源,R1=0.5Ω的定值电阻;一质量m=0.2kg、阻值R2=0.5Ω的金属棒放在导轨上,轻绳通过光滑的定滑轮,一端悬吊质量M=0.3kg的重物,另一端连接在金属棒的中点;整个空间有大小B=1T方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场。金属棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好,金属棒与定滑轮间的轻绳与导轨平行,重力加速度为g=10m/s2,重物离地足够高,金属导轨电阻不计。
(1)若只闭合开关S1,金属棒恰好处于静止状态,求电源电动势E的大小;
(2)若断开S1闭合开关S2后,重物M开始带动金属棒运动,
①求金属棒做匀速运动时速度大小;
②
答案解析1.【答案】D
【解析】解:A、点电荷的判断依据是带电体的形状、大小对研究问题的影响是否可忽略,不是仅由体积大小决定,故A错误;
B、根据E=kQr2,无论是正电荷还是负电荷,电场强度的大小都随距离减小而增大,故B错误;
C、电流的磁效应是奥斯特发现的,并非牛顿,故C错误;
D、电场强度和磁感应强度都既有大小又有方向,属于矢量,故D正确。
故选:D。
2.【答案】B
【解析】解:A.A点电场线较B点稀疏,故A点场强小于B点场强,故A错误;
B.沿电场线方向移动,电势减小,故B点电势较低,故B正确;
C.负电荷在电势低的地方电势能高,所以粒子在B点电势能高,只有电场力做功电势能和动能守恒,电势能高,动能低,所以粒子在B点速度小,故C错误;
D.根据曲线运动规律,物体所受力的方向指向曲线轨迹的凹侧,与场强方向相反,故该粒子带负电,故D错误。
故选:B。
由电场线疏密判断场强大小,沿电场线方向电势降低,结合粒子轨迹弯曲方向判断受力,进而分析速度与带电性质。
本题结合电场线性质与粒子轨迹分析,考查场强、电势的判断及受力与运动的关联,注重对基本规律的综合应用能力。3.【答案】B
【解析】解:从上往下看读卡机线圈中有顺时针的电流,根据安培定则,可知读卡机中电流产生的磁场向下,当芯片卡接近读卡机时,穿过芯片线圈的磁场向下且逐渐增大,根据楞次定律可知,芯片线圈中感应电流的磁场方向向上,根据安培定则可知,芯片线圈产生的感应电流的方向为逆时针方向,两者磁场的方向相反,则相互排斥。故ACD错误,B正确。
故选:B。
先根据安培定则判断读卡机线圈产生的磁场的方向,再判断穿过线圈的磁通量增大或减小,最后根据楞次定律判断芯片线圈中的电流。
该题考查楞次定律的应用,掌握楞次定律使用的基本步骤即可正确解答。4.【答案】C
【解析】解:电流从南向北导线东侧的磁场方向垂直纸面向里,西侧的磁场方向垂直纸面向外;电流从西向东导线上方,的磁场方向垂直纸面向外,下方的磁场方向垂直纸面向里。
A.A点南北向导线产生向上磁场,东西向导线产生向上磁场,与地球磁场向下分量反向,合磁场削弱。
B.B点南北向导线产生向下磁场,东西向导线产生向上磁场,二者方向相反相互抵消,合磁场较弱。
C.C点南北向导线产生向下磁场,东西向导线产生向下磁场,二者方向相同,且与地球磁场向下分量同向,合磁场增强。
D.D点南北向导线产生向上磁场,东西向导线产生向下磁场,二者方向相反相互抵消,合磁场较弱。
本题要求选择磁场最强的,故选:C。
用安培定则分别判断南北向、东西向导线在四点产生的磁场方向,叠加地球磁场竖直分量后,分析各点合磁场强弱,确定磁场最强的位置。
本题考查安培定则与磁场叠加,需结合地球磁场分量和电流磁场方向分析,易在磁场方向的叠加判断上出错。5.【答案】C
【解析】解:A.正常工作时电流表示数为2A,根据E=I(R+r)
则电压表示数为U=E−Ir
代入数据得U=16V,故A错误;
B.电源内阻消耗的热功率为Pr=I2r
代入数据得P=8W,故B错误;
C.电动机的输入功率为P=UI
代入数据得P=32W,故C正确;
D.若电动机输出功率为20W,则产生的热功率为P热=P−P输出
代入数据得P热=12W
根据P=I2R6.【答案】B
【解析】解:A.因为洛伦兹力始终与速度垂直,如果粒子做匀加速运动,则洛伦兹力大小时刻改变,则合力不可能始终与速度在一条直线上,故不可能做匀加速直线运动,一定做匀速直线运动,故A错误;
B.根据平衡条件
Eq=qvB
可知速度v=EB
故B正确;
CD.如果粒子带负电,从右向左运动,电场力与洛伦兹力仍平衡,所以无法判断粒子电性,故CD错误。
故选:B。
A.根据粒子的平衡特点分析判断;
B.根据平衡条件求入射速度的大小;
CD.根据不同的电性以及入射方向的可能性分析判断。7.【答案】A
【解析】解:A.C点处,−q的场强为E1=kqL2(方向向左),+2q的场强为E2=k⋅2q(2L)2=kq2L2(方向向左,因c在+2q左侧,正电荷场强背离自身),合场强Ec=E1+E2=3kq2L2,方向向左,a、b、d到正电荷的距离比c远,所以正电荷在a、b、d产生的产生的场强小于c,故A正确;
B.根据E=kqL2,设MN线上场强为零的点坐标为x,以−q为原点,向右为正x<0区域,根据仅1个点满足场强为零,0<x<3L区域:两电荷场强方向均向左,合场强不为零,x>3L区域,无满足条件的点,因此MN线上仅1个点场强为零,故B错误;
C.b、d两点关于x轴对称,−q8.【答案】AC
【解析】解:AB.根据题图可知,在x1处电势为0,在x2处的电势大于0,即φ2>φ1=0即负电荷从x1处移到x2处电势能减小,电场力做正功,故AB正确;
CD.在φ−x图像中,图线某点的斜率表示该点电场强度,由题图可知,在x1处斜率大于0,在x2处斜率为0,所以x1处电场强度不为0,x2处电场强度为0,x1处的电场强度大于x2处的电场强度,故C9.【答案】CD
【解析】解:A、滑动变阻器的滑片向左滑动,电阻R2变大,结合闭合电路欧姆定律,可得:I=ER2+RL+R1+r,UC=E−I(r+R1),即电流I变小,电容两端电压UC变大;根据电流变小,可得灯泡变暗,故A错误;
B、根据A选项分析,可知电容两端电压UC变大,电容定义式:C=QUC,可知电容器极板上的电荷量增大,故B错误;
C、电源输出功率为:P=(ER2+R10.【答案】BD
【解析】解:B.开关K置于b的瞬间,流过金属滑块的电流最大,此时对应的安培力最大,滑块的加速度最大,根据牛顿第二定律可得F=BIL=mam,I=ER
代入数据得am=BELmR,故B正确;
ACD.金属滑块运动后,切割磁感线产生电动势,当电容器电压与滑块切割磁感线产生电动势相等时,滑块速度不再变化,做匀速直线运动,此时速度达到最大。设金属滑块加速运动到最大速度时两端电压为U,电容器放电过程中的电荷量变化为Δq,放电时间为Δt,流过金属滑块的平均电流为I−,在金属块滑动过程中,由动量定理得BILΔt=mv−0
由电流的定义Δq=I−Δt
由电容的定义C=ΔqΔU
电容器放电过程的电荷量变化为Δq=CΔU且ΔU=E−U
故BLC(E−U)=mv金属滑块速度最大时,根据法拉第电磁感应定律可得U=BLv
联立解得v=BLCECB2L211.【答案】右等于B
【解析】解:(1)在闭合开关S时,穿过线圈B的磁通量增加,闭合开关后将线圈A从线圈B拔出时,穿过线圈B的磁通量方向不变,大小变小,所以此时线圈B产生的感应电流方向与闭合开关时产生的感应电流方向相反,则指针将向右偏转。
(2)根据法拉第电磁感应定律可得线圈B产生的平均感应电动势为E−=NΔΦΔt,设线圈B的电阻为R,电路中的平均电流为I−=E−R,则通过线圈B某一截面的电荷量为q=I−Δt,联立解得q=NΔΦR,两次移动滑片,穿过线圈B的磁通量变化量是相同的,所以q1等于q2
(3)条形磁铁从图示位置迅速向上移动过程中,穿过螺线管的磁通量向下的减小,根据楞次定律可知螺线管产生的感应电流方向是从上端流出,从下端流入,根据二极管的单向导电性可知灯泡B发光,灯泡A不发光,故B正确,ACD错误。
故选:B。
故答案为:(1)右;(2)12.【答案】×1002200左2.0偏小
【解析】(1)欧姆表测电阻,欧姆表指针偏转角度过小,欧姆表指针对应示数过大,说明选取倍率太小,故应换用×100Ω挡;待测电阻RT=22×100Ω=2200Ω
(2)滑动变阻器采用分压器的接法,为了保证电路安全,因此图乙中开关S闭合之前,应把滑动变阻器的滑片置于左端;
根据串联、并联电路的特点和欧姆定律I2R1=(I1−I2)RT
电阻RT=I2R1I1−I2=2×3.05.0−2.0kΩ=2.0kΩ
(3)考虑电流表内阻的影响,根据串联、并联电路的特点和欧姆定律I213.【答案】小球所带的电荷量q的大小为3mg4E
小球到达竖直最低点时速度大小为2gL2【解析】解:(1)小球恰好静止时,对小球受力分析如图所示:
将力平移构建矢量三角形,有qE=mgtan37°,代入数据可得q=3mg4E;
(2)小球由释放到最低点,由动能定理可知12mv2=mgL−qEL,在最低点,由牛顿第二定律可知T−mg=mv2L,代入数据可得v=2gL2,T=32mg。
答:(1)小球所带的电荷量q的大小为3mg4E14.【答案】粒子速度大小是3qBL2m
粒子从S点到O点的时间是127πm【解析】解:(1)带负电的粒子沿x轴正方向从S点射出,
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