2027届江西省南昌市第十五中学物理高二上期末学业水平测试试题含解析

2027届江西省南昌市第十五中学物理高二上期末学业水平测试试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。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，光滑绝缘的水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导体框．匀强磁场区域宽度为2L、磁感应强度为B、方向垂直桌面向下．导体框的一边始终与磁场边界平行，在外力作用下以恒定速度v穿过磁场．下列说法不正确的是()A.穿过磁场过程，外力做的功为B.穿过磁场过程，导体框产生的焦耳热为C.进入磁场过程，通过导体框某一横截面的电荷量为D.进入和离开磁场过程，通过导体框的电流大小都为，且方向相同2、有一个已充电的电容器，两极板之间的电压是6V，所带电荷量是4.5×10－4C.将电容器的电压降为4V，电容器所带电荷量是()A.1.5×10－4C B.3.0×10－4CC.3.5×10－4C D.4.0×10－4C3、如图，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a绕O点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环aA.顺时针加速旋转 B.顺时针减速旋转C.逆时针加速旋转 D.逆时针减速旋转4、将平行板电容器与静电计连接，充电后撤去电源，静电计指针张开某一角度θ，如图所示，若将电容器两极间距离增大，则A.两极板间电势差不变，θ不变B.两极板间电势差减小，θ减小C.电容器电容减小，θ变小D.电容器电容减小，θ变大5、如图所示，在正交匀强电场和磁场的区域内（磁场水平向里），有一正电粒子恰能沿直线飞过此区域（不计粒子重力），则下列说法正确的是（）A.可以判断出电场方向向上B.仅增大粒子电量，粒子将向上偏转C.仅增大粒子电量，粒子将向下偏转D.仅改变粒子电性，粒子仍能继续沿直线飞出6、如图，空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，电场和磁场相互垂直。在电磁场区域中，有一个竖直放置的光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球，小球可沿圆环自由运动。O点为圆环的圆心，a、b、c为圆环上的三个点，a点为最高点，c点为最低点，Ob沿水平方向。已知小球所受电场力与重力大小相等。现将小球从环的顶端a点由静止释放。下列判断正确的是（）A.当小球运动的弧长为圆周长的1/2时，洛伦兹力最大B.当小球运动的弧长为圆周长的3/8时，洛伦兹力最小C.小球从a点到b点，重力势能减小，电势能增大D.小球从b点运动到c点，电势能增大，动能先增大后减小二、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、在X射线管中，由阴极发射的电子（不计初速度）被加速后打到阳极，会产生包括X光在内的各种能量的光子，其中光子能量的最大值等于电子的动能。已知阳极与阴极之间的电势差U、普朗克常数h、电子电量e和光速c，则可知该X射线管发出的X光的（）A.最短波长为 B.最长波长为C.最小频率为 D.最大频率为8、如图所示，电路中有一段金属导体，它的横截面是宽为a、高为b的长方形，放在沿y轴正方向的匀强磁场中，导体中通有沿x轴正方向、大小为I的电流，已知金属导体中单位体积的自由电子数为n，电子电荷量为e，金属导电过程中，自由电子做定向移动可视为匀速运动，测出金属导体前后两个侧面间的电势差的大小为U，则下列说法正确的是（）A.前侧面电势较高 B.后侧面电势较高C.磁感应强度为 D.磁感应强度的大小9、中国科学家首次观察到反常霍尔效应．以下来分析一个常规霍尔效应：如图所示，厚度为h，宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中．当电流通过导体板时，在导体板的上表面A和下表面A′之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应．实验表明，当磁场不太强时，电势差U、电流I和B的关系式为，式中的比例系数K称为霍尔系数，设导体板单位体积中自由电子的个数为n，电子量为e．则下列说法正确的是（）A.A的电势高于A′的电势B.A的电势低于A′的电势C.霍尔系数D.霍尔系数10、如图所示，质量为m、带电荷量为q小滑块放置在倾角为α、足够长的固定光滑绝缘斜面上，斜面置于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里．现让小滑块在斜面上由静止释放，一段时间后小滑块离开斜面．重力加速度大小为g．下列判断正确的是A.小滑块带正电B.小滑块在斜面上滑行的过程中机械能守恒C.小滑块离开斜面时的速度大小为D.小滑块要离开斜面时的加速度大小为g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）在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中：(1)原线圈中接入的电源是____A．接入220V交流电B．接入学生电源12V以下直流输出C．接入学生电源12V以下交流输出(2)对于实验过程，下列说法正确的是______A．为便于探究，应该采用控制变量法B．因为实验所用电压较低，通电时可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路C．使用多用电表测电压时，先用中等量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量12．（12分）用多用表的欧姆档测量阻值约为几十kΩ的电阻Rx，以下给出的是可能的操作步骤，其中S为选择开关，P为欧姆档调零旋钮，把你认为正确的步骤前的字母按合理的顺序填写在下面的横线上。a.将两表笔短接，调节P使指针对准刻度盘上欧姆档的零刻度，断开两表笔b.将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出Rx的阻值后，断开两表笔c.旋转S使其尖端对准欧姆档×1kΩd.旋转S使其尖端对准欧姆档×100Ωe.旋转S使其尖端对准交流500V档，并拔出两表笔(1)_______________________________。根据上图所示指针位置，此被测电阻的阻值约为___________Ω。(2)下述关于用多用表欧姆档测电阻说法中正确的是（）A．测量电阻时如果指针偏转过大，应将选择开关S拨至倍率较小的档位，重新调零后测量；B．测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，不会影响测量结果；C．测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开；D．测量阻值不同的电阻时都必须重新调零.四、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）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14．（16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L15．（12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

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】A、根据安培力公式F=BIL，结合法拉第电磁感应定律，与闭合电路欧姆定律，及力做功表达式，即可求解；B、根据焦耳定律Q=I2Rt，即可求解；C、依据电量表达式q=It，及法拉第电磁感应定律，及闭合电路欧姆定律，即可推导电量的综合表达式，从而求解；D、根据楞次定律，结合法拉第电磁感应定律，及闭合电路欧姆定律，即可求解【详解】A、根据法拉第电磁感应定律，及闭合电路欧姆定律，则线圈穿过磁场过程产生的感应电流大小，依据安培力公式，根据力做功表达式W=Fs，那么只有在进与出磁场过程中，才有安培力，因此安培力做功，由于在外力作用下以恒定速度v穿过磁场，则外力做的功为，故A正确；B、由上分析可知，根据焦耳定律Q=I2Rt，那么穿过磁场过程，导体框产生的焦耳热为，故B正确；C、依据电量表达式q=It，及法拉第电磁感应定律，及闭合电路欧姆定律，即可推导电量的综合表达式，那么进入磁场过程，通过导体框某一横截面的电量为，故C正确；D、根据楞次定律可知，进入和离开磁场过程，通过导体框的电流方向不同，但它们的大小是相同，即为，故D错误；本题选不正确的故选D.【点睛】考查法拉第感应定律与闭合电路欧姆定律，及楞次定律的内容，掌握安培力与力做功表达式，理解电量的综合表达式的推导，注意当线圈完全进入磁场时，线圈中没有感应电流，只有在进与出过程中，才有磁通量的变化2、B【解析】电容器的电容和其两极板间的电压以及所带电荷量大小无关，即电压变化电容大小恒定不变，所以根据可知：，解得：；A．根据以上分析，A错误；B．根据以上分析，B正确；C．根据以上分析，C错误；D．根据以上分析，D错误；故选B。3、B【解析】本题中是由于a的转动而形成了感应电流，而只有a中的感应电流的变化可以在b中产生磁通量的变化，才使b中产生了感应电流；因此本题应采用逆向思维法分析判断当带正电绝缘圆环a顺时针加速旋转时，相当于顺时针方向电流，并且在增大，根据右手螺旋定则，其内（金属圆环a内）有垂直纸面向里的磁场，其外（金属圆环b处）有垂直纸面向外的磁场，并且磁场的磁感应强度在增大，金属圆环b包围的面积内的磁场的总磁感应强度是垂直纸面向里（因为向里的比向外的磁通量多，向里的是全部，向外的是部分）而且增大，根据楞次定律，b中产生的感应电流的磁场垂直纸面向外，磁场对电流的作用力向外，所以b中产生逆时针方向的感应电流，所以当带正电的绝缘圆环a顺时针减速旋转，b中产生顺时针方向的感应电流A错误B正确；当带正电的绝缘圆环a逆时针加速旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，但具有扩张趋势；当逆时针减速旋转时，b中产生逆时针方向的感应电流，但具有收缩趋势，CD错误【点睛】本题的每一选项都有两个判断，有的同学习惯用否定之否定法，如A错误，就理所当然的认为B和C都正确，因为二者相反：顺时针减速旋转和逆时针加速旋转，但本题是单选题4、D【解析】静电计是测量电势差的仪器，电势差的大小是通过指针张开的角度来体现的；又电容器充完电后与电源分开，说明电容器的电量不变，根据电容公式可知当增大时，减小，由可知，电势差增大，那么变大；A.与分析不符，故A错误；B.与分析不符，故B错误；C.与分析不符，故C错误；D.与分析相符，故D正确5、D【解析】明确速度选择器是利用电场力等于洛伦兹力的原理进行工作的，故速度选择器只能选择速度而不能选择电性。【详解】在复合场中对带电粒子进行正确的受力分析，在不计重力的情况下，离子在复合场中沿水平方向直线通过故有解得若粒子带正电，则受洛伦兹力向上，而电场力向下，所以电场强度的方向向下；若带负电，则受洛伦兹力向下，而电场力向上，所以电场强度的方向向下，所以无论粒子带何种电性的电，只要速度满足即可沿直线通过，所以ABC错误，D正确。故选D。6、D【解析】球所受的电场力与重力大小相等，二者的合力指向左下方45°，由于合力是恒力，故类似于等效的重力，所以bc弧的中点相当于平时竖直平面圆环的“最低点”.关于圆心对称的位置就是“最高点”；在“最低点”时速度最大．再根据竖直平面内的圆周运动的相关知识解题即可.【详解】A．小球受到水平向左的电场力和竖直向下的重力，二力大小相等，故二力的合力方向于水平方向成45°向左下，如图：故小球运动到圆弧bc的中点时，速度最大，此时的洛伦兹力最大，即小球运动的弧长为圆周长的时，洛仑兹力最大，故A错误；B．由A的分析可知，结合对称性可知，当小球运动的弧长为圆周长的时，洛仑兹力最小，故B错误；C．小球由a到b的过场中，电场力和重力均做正功，重力势能和电势能都减小，故C错误.D．小球从b点运动到c点，电场力做负功，电势能增加；因力的合力方向将于水平方向成45°向左下，当小球运动到圆弧bc的中点时速度最大，所以小球从b点运动到c点过程中，动能先增大，后减小，故D正确。故选D。【点睛】该题关键要能够根据受力分析找出做圆周运动等效的最高点和最低点，再根据竖直平面内的圆周运动的知识解题.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、AD【解析】AB．根据光子的能量知光子的能量越大，光的波长越短，而能量最大的光子的能量为该X射线管发出的X光的最短波长为则故A正确，B错误；CD．光子的能量越大，光子的频率越大，则X光的最大频率故C错误，D正确。故选AD。8、BC【解析】AB．电子定向移动方向和电流方向相反，所以电子定向移动方向沿x轴负方向，根据左手定则判断，电子受力方向指向前侧面，所以前侧面电势低，后侧面电势高，A错误B正确CD．当金属导体中自由电子定向移动时受洛仑兹力作用向前侧面偏转，使得前后两侧面间产生电势差，当电子所受电场力和洛仑兹力平衡时，前后两侧产生恒定的电势差，则：，，，联立以上几式解得：，D错误C正确9、BD【解析】根据左手定则判断电子的偏转方向，从而确定电势的高低．抓住电子所受的洛伦兹力和电场力平衡，结合电流的微观表达式求出霍尔系数的大小【详解】根据左手定则知，电子向A板偏转，则A的电势低于A′的电势，因为I=nevS=nevhd，解得，根据evB＝e，解得U=vhB＝，因为U=，则霍尔系数K=．故BD正确，AC错误．故选BD【点睛】解决本题的关键掌握左手定则判断洛伦兹力的方向，注意偏转的是电子，掌握电流的微观表达式，结合洛伦兹力和电场力平衡进行求解10、BC【解析】带电滑块在滑至某一位置时，由于在洛伦兹力的作用下，要离开斜面．根据磁场方向结合左手定则可得带电粒子的电性．由光滑斜面，所以小滑块在没有离开斜面之前一直做匀加速直线运动．借助于洛伦兹力公式可求出恰好离开时的速度大小；【详解】由题意可知：小滑块受到的洛伦兹力垂直斜面向上，根据左手定则可得：小滑块带负电，故A错误；滑块下滑过程中，支持力与速度垂直，且洛伦兹力与速度也垂直，因此两个力不做功，因光滑，没有摩擦力，因此只有重力做功，小滑块的机械能守恒，故B正确；由题意：当滑块离开斜面时，洛伦兹力：Bqv=mgcosα，则，故C正确；滑块要离开斜面时，重力垂直斜面的分力与洛伦兹力平衡，则重力另一分力产生加速度，那么其加速度大小为gsinα，故D错误．故选BC【点睛】本题突破口是从小滑块刚从斜面离开时，从而确定洛伦兹力的大小，进而得出刚离开时的速度大小，由于没有离开之前做匀加速直线运动，所以由运动与力学可解出运动的时间及位移三、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.C②.A【解析】(1)[1]“探究变压器的电压与匝数的关系”要用低压交流电源和交流电表，所以不需要干电池，变压器是改变电压，因此为了人身安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所用电压不超过12V，故A、B错误，C正确；故选C；(2)[2]A．探究变压器原副线圈两端的电压与匝数的关系，为便于探究，应该采用控制变量法，故A正确；B．实验通电时，可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路，这样无形之中，将人体并联电路中，导致所测数据不准确，故B错误；C．使用多用电表测电压时，先用最高量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量，故C错误；故选A。12、①.cabe②.30k③.ABC【解析】(1)[1]．测量几十kΩ的电阻Rx可选择×1kΩ的档位测量，测量前应先进行调零，然后进行测量；使用完毕应将选择开关置于OFF位置或者交流电压最大档，拔出表笔，正确的步骤为：cabe[2]．被测电阻的阻值约为30kΩ；(2)[3]．A．测量电阻时如果指针偏转过大，说