浙江省杭州市杭州四中2027届高二上物理期末学业水平测试模拟试题含解析

浙江省杭州市杭州四中2027年高二上物理期末学业水平测试模拟试题考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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、长直导线与环形导线固定在同一平面内，长直导线中通有图示方向的电流。当电流逐渐增大时（）A.环形导线中可能没有感应电流B.环形导线中有感应电流，但方向不确定C.环形导线中有收缩的趋势D.环形导线有靠近长直导线的趋势2、矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势如图，则()A.t1时刻线圈中磁通量为零B.t2时刻线圈通过中性面C.t3时刻线圈中电流方向改变D.t4时刻线圈中磁通量变化率最小3、下列核反应方程中，属于重核裂变是A.卢瑟福发现质子的核方程B.贝克勒尔发现天然放射现象，其中的一种核方程C.太阳中发生的热核反应，典型的一种核方程D.核电站可控的链式反应中，典型的一种核方程4、在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献，下列说法正确的是()A.法拉第发现了电流磁效应，并提出场的概念B.库仑发现了点电荷的相互作用规律；密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值C.牛顿首次发现地球周围存在磁场；安培揭示了地磁场的规律D.安培发现了磁场对运动电荷的作用规律；洛仑兹发现了磁场对电流的作用规律5、空间存在垂直于纸面方向的均匀磁场，其方向随时间做周期性变化，磁感应强度B随时间t变化的图象如图所示．规定B＞0时，磁场的方向穿出纸面．一电荷量q＝5×10﹣7C、质量m＝5×10﹣10kg的带电粒子，位于某点O处，在t＝0时刻以初速度v0＝m/s沿某方向开始运动．不计重力的作用，不计磁场的变化可能产生的一切其他影响．则在磁场变化N个周期（N为整数）的时间内带电粒子的平均速度的大小等于（）A.m/s B.m/sC.m/s D.2m/s6、如图所示，真空中A、B两个点电荷的电荷量分别为+Q和+q，放在光滑绝缘水平面上，A、B之间用绝缘的轻弹簧连接．当系统平衡时，弹簧的伸长量为x0．若弹簧发生的均是弹性形变，则（）A.保持Q不变，将q变为2q，平衡时弹簧的伸长量等于2x0B.保持q不变，将Q变为2Q，平衡时弹簧的伸长量大于2x0C.保持Q不变，将q变为-q，平衡时弹簧的缩短量大于x0D.保持q不变，将Q变为-Q，平衡时弹簧的缩短量小于x0二、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，半径R=0.5m的圆弧型接收屏位于电场强度方向竖直向下的匀强电场中，Ob水平．一质量为m＝10－4kg、带电荷量为q＝2．0×10－6C的粒子，从与圆弧圆心O等高且距O点0．3m的a点，以初速度=3m／s沿水平方向射出，粒子重力不计，粒子恰好能垂直圆弧曲面打到弧面上的c点（图中未画出），取c点电势＝0，则（）A.该匀强电场的电场强度E＝1000V／mB.粒子到达c点的速度大小为5m／sC.粒子在a点的电势为－40VD.粒子速率为3m／s时的电势能为4×10－4J8、如图所示，闭合的矩形导体线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动，沿着OO′方向观察，线圈沿顺时针方向转动．已知匀强磁场的磁感应强度为B，线圈匝数为n，ab边的边长为L1，ad边的边长为L2，线圈电阻为R，转动的角速度为ω，则当线圈转至图示位置时（）A.线圈中感应电流的方向为abcdaB.线圈中的感应电动势为2nBL2ωC.穿过线圈的磁通量的变化率最大D.线圈ad边所受安培力的大小为，方向垂直纸面向里9、如图是一个回旋加速器示意图，其核心部分是两个D形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连。现分别加速氘核（）和氦核（），下列正确的是（）A.它们的最大速度相同B.两次所接高频电源的频率不同C.若加速电压不变，则它们的加速次数相等D.仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能10、一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示．已知发电机线圈内阻为10.0Ω，现外接一只电阻为100.0Ω的灯泡，如图乙所示，则（）A.理想电压表V的示数为220VB.电路中的电流方向每秒钟改变100次C.灯泡实际消耗的功率为200WD.0到0.005s内通过灯泡的电荷量为×10﹣2C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）图是某电场区域的电场线分布，A、B、C是电场中的三点，在这三点中，电场最强的是_______点，电场最弱的是_________点．若该电场是由一个点电荷激发的，那么这个点电荷带_______电，它位于图中的_________侧（填“左”或“右”）12．（12分）用多用电表测电阻时：（1）在某次测量中，实验操作正确，选择开关的位置如图（a）所示，表头刻度和指针位置如图（b）所示，则被测电阻的阻值为_____（2）若继续用该表测量另一阻值约为的电阻，则应将选择开关旋至倍率为____档，并在测量电阻前先进行欧姆调零操作，测量结束后，应将选择开关旋至off或交流电压最高档四、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L14．（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）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

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】AB．当直导线中电流逐渐增大时，穿过环形导线的磁通量向里增加，则环形线圈中一定有感应电流，根据楞次定律可知，电流方向为逆时针方向，选项AB错误；C．在环形电流上取小段电流元，由左手定则可知电流元所受的磁场力指向圆心，可知环形导线中有收缩的趋势，选项C正确；D．因靠近直导线部分的电流元所受的向下的磁场力较大，则环形导线有远离长直导线的趋势，选项D错误；故选C.2、C【解析】A、t1时刻感应电动势为零，磁通量最大．故A错误B、t2时刻感应电动势最大，线圈平面与中性面垂直．故B错误C、t3时刻线圈通过中性面，线圈中电流方向改变．故C正确D、t4时刻线圈中感应电动势最大，磁通量变化率最大．故D错误故选C3、D【解析】A．卢瑟福发现质子的核方程是人工转变，故A错误；B．贝克勒尔发现天然放射现象，其中的一种核方程是衰变，故B错误；C．太阳中发生的热核反应，典型的一种核方程是轻核的聚变，故C错误；D．核电站可控的链式反应中，典型的一种核方程是重核裂变，故D正确。故选D。4、B【解析】奥斯特发现了电流磁效应，法拉第提出场的概念，选项A错误；库仑发现了点电荷的相互作用规律；密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值，选项B正确；首次发现地球周围存在磁场的是我国宋代学者沈括，选项C错误；洛仑兹发现了磁场对运动电荷的作用规律；安培发现了磁场对电流的作用规律，选项D错误；故选B.5、D【解析】粒子在磁场中运动，求出粒子做圆周运动的周期和半径，即可画出粒子的运动轨迹，平均速度等于位移除以时间【详解】设粒子运动半径为r，则有：，周期为：；粒子的运动轨迹示意图如图所示：磁场变化的一个周期内，带电粒子的位移为，所以在磁场变化N个周期的时间内，带电粒子的平均速度为：；故D正确，A、B、C错误.故选D.【点睛】该题考查了带电粒子在方向随时间作周期性变化的磁场中运动的问题，此题不但要求学生要熟练的应用带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的轨道半径公式和周期公式，还要求要有较强的对物体运动的分析能力，该题关键是找出磁场变化的周期和粒子圆周运动的周期的关系．正确的绘制出粒子的轨迹图，对解决问题有非常大的帮助.6、C【解析】根据库仑定律及胡克定律列式分析，电荷量变化，库仑力变化，两球的距离变化，弹力变化，根据平衡条件列方程计算即可【详解】设弹簧的劲度系数为K,原长为x.当系统平衡时,弹簧的伸长量为x0，则有：…①A.保持Q不变，将q变为2q时，平衡时有：Kx1=…②由①②解得：x1<2x0，故A错误；B.同理可以得到保持q不变，将Q变为2Q，平衡时弹簧的伸长量小于2x0，故B错误；C.保持Q不变,将q变为−q，如果缩短量等于x0，则静电力大于弹力，故会进一步压缩弹簧，故平衡时弹簧的缩短量大于x0，故C正确；D.保持q不变，将Q变为−Q，如果缩短量等于x0，则静电力大于弹力，故会进一步压缩弹簧，故平衡时弹簧的缩短量大于x0，故D错误故选C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、AB【解析】粒子在电场中做类平抛运动，根据类平抛运动的推论与类平抛运动的规律求出电场强度；然后由匀强电场场强与电势差的关系求出A点的电势，然后求出电势能；由动能定理求出粒子在C点的速度；然后由能量守恒定律求出粒子速率为3m/s时的电势能【详解】A项：粒子在电场力作用下做类平抛运动，因粒子垂直打在C点，由类平抛运动规律知：C点速度方向的反向延长线必过O点，且OD=AO=0.3m，DC=0.4m，即有：AD=v0t，DC=联立并代入数据可得：E=1000N/C，故A正确B、C项：因UDC=E•DC=400V，而A、D两点电势相等，所以φa=400V，从A到C由动能定理知：代入数据解得：，故B正确；故C错误；D项：粒子在C点总能量：E=由能量守恒定律可知，粒子速率为3m/s时的电势能为0，故D错误故选AB【点睛】本题考查了粒子在电场中的运动，粒子在电场中做类平抛运动，应用类平抛运动规律、动能定理、能量守恒定律即可正确解题8、AC【解析】图示时刻，ad速度方向向外，bc速度方向向里，根据右手定则判断出ad中感应电流方向为d→a，bc中电流方向为b→c，线圈中感应电流的方向为abcda．故A正确．线圈中的感应电动势为E=nBSω=nBL1L2ω．故B错误．图示时刻ad、bc两边垂直切割磁感线，线圈中产生的感应电动势最大，由法拉第电磁感应定律分析得知，磁通量的变化率最大．故C正确；线圈ad边所受安培力的大小为F=nBIL2=nB•L2．故D错误．故选AC9、AC【解析】A．根据，得两粒子的比荷相等，所以最大速度相等。故A正确。B．带电粒子在磁场中运动的周期两粒子的比荷相等，所以周期和频率相等。故B错误。C．最大动能则加速次数两粒子的比荷相等，加速电压不变，则加速次数相同，选项C正确；D．根据知，仅增大高频电源的频率不能增大粒子动能，故D错误；故选AC。10、ABD【解析】由图读出电动势的最大值，求出有效值，根据欧姆定律求出外电压的有效值，即为电压表的示数．根据电流方向每个周期改变两次，求出每秒钟电流方向改变的次数．根据电压有效值求出灯泡消耗的功率．根据电流的平均值求得流过的电荷量【详解】A.由Em=220，E=220V，电压表示数为：U==200V.故A正确；B.周期T=0.02s，每个周期交流电方向改变两次，则1s内电流方向改变的次数为：n=2×=100次．故B正确；C.灯泡实际消耗的功率为：P=U2/R=2002/100W=400W，故C错误；D.产生的平均感应电动势为：，在0−0.005s内流过电荷量为：q=产生的感应电动势的最大值为：Em=NBSωω=2π/T联立解得：q=×10﹣2C，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).c(2).a(3).负(4).右【解析】如图，C处电场线最密，电场强度最大，电场最强，电场最弱的是A点；同时由图看出，电场线是汇聚的，该电场是由负电荷形成的，位于图中的右侧点睛：本题考查对电场线物理意义的理解和应用能力．电场线表示电场的强弱和方向，电场线的疏密表示场强的相对大小，其切线方向表示电场的方向12、①.1300②.【解析】（1）[1]由图（a）所示可知，欧姆表挡位是，由图（b）所示可知，则被测电阻值是；（2）[2]若继续用该表测量另一阻值约为的电阻，应将选择开关旋至倍率为挡，并在测量电阻前先进行欧姆调零操作【点睛】本题考