四川省成都市石室中学2025-2026学年高二上学期第15周周考物理试题

成都石室中学高二物理第15周周练 （满分100分，考试时间75分钟） 班级________ 姓名________ 学号________ 一、单项选择题（每小题6分） 1、下列有关物理知识说法正确的是（ ） A．垂直磁场放置的通电直导线受磁场力的方向就是磁感应强度的方向 B．电场力可以对电荷做功，但洛伦兹力对电荷一定不做功 C．公式𝑃=𝐼2𝑅，只适用于计算纯电阻电路的热功率，不适用于计算非纯电阻电路的热功率 D．电场中电场线越密的地方电势一定越高 2、一弹簧振子做简谐运动，下列说法正确的是（ ） A．若振子的位移为负值，则其加速度一定为正值，速度一定为正值 B．若振子在某段时间内振动位移越来越大，则振子正在远离平衡位置运动 C．振子相邻两次通过同一位置时，加速度相同，速度也相同 D．简谐运动的振幅越小，则其运动的周期一定越短 3、如图所示为双板式静电除尘器的工作原理简化图，高压电源两极分别连接放电极与收尘极板𝑃、𝑄，在放电极表面附近形成强大的电场， 使周围的空气电离；粉尘颗粒进入静电除尘区域，粉尘颗粒吸附负离子后带负电，在电场力的作用下加速向极板𝑃、𝑄迁移并沉积，以达到除尘目的。已知图中虚线为电场线，A、𝐵、𝐶三点在同一直线上，𝐴𝐵=𝐵𝐶，粉尘颗粒在运动过程中电荷量不变且忽略颗粒之间的相互作用，下列说法正确的是（ ） A．M端为电源的负极 B．同一颗粒在𝐴、𝐵两点加速度相同 C．向极板P、Q运动的粉尘颗粒的电势能减小 D．𝐴、𝐵、𝐶三点的电势满足2𝜑𝐵=𝜑𝐴+𝜑𝐶 4、如图所示，某款军用机器狗的直流电动机的额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为R，将它与电动势为 E，内阻为r的直流电源构成闭合回路，电机恰好能正常工作。机器狗质量为m，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ） A．电源损耗的热功率为EI B．电源的效率为 ×100% C．电源的输出功率为𝐸𝐼−𝐼2𝑅 D．若该机器狗以额定功率在水平路面上奔跑，受到阻力恒为重力的k倍，则机器狗能达到的最大速度𝑣= 5、图中a、b为两根互相垂直的无限长直导线，导线中通有大小相等、方向如图的电流，O为a、b最短连线上的中点，A、B、C、D分别是纸面内正方形的四个顶点，下列选项正确的是（ ） A．O点的磁感应强度为0 B．A点与C点磁感应强度的大小相等 C．B点与D点磁感应强度的方向相同 D．撤去b导线，O点磁感应强度的方向垂直纸面向里 二、多项选择题（每小题8分） 6、一列简谐横波沿𝑥轴传播，𝑡=0.10𝑠时的波形图如图甲所示，𝑃是平衡位置在𝑥=0.7𝑚处的质点，𝑄是平衡位置在𝑥=1.2𝑚处的质点；图乙为质点𝑄的振动图像．下列说法正确的是（ ） A．该简谐波传播速度v=6m/s B．该波沿x轴负方向传播 C．0.10~0.15𝑠时间内，质点Q振动速度减小 D．0.10~0.15𝑠时间内，质点𝑃通过的路程为5cm 7、如图，电源电动势为E、内阻为r，所有电表均为理想电表，R1、R3为定值 电阻，且R1＞r，R2为热敏电阻（其阻值随温度升高而减小），C为电容器，闭合开关S，电容器C中的带正电微粒固定在A点。当室温从25℃升高到35℃ 的过程中，三只电压表的示数变化量的绝对值分别为△U1、△U2和△U3, 电流表示数变化为Δ𝐼,则在此过程中，下列说法正确的是（ ） A．V2示数增大，且Δ𝑈2/Δ𝐼 = R2 B．电源输出效率减小和输出功率增大 C．△U1＞△U3 D．带点微粒的电势能减小 8、如图1所示，在倾角𝜃=37°的足够长绝缘斜面上放有一根质量𝑚=0.2kg、长𝑙=1𝑚的导体棒，导体棒中通有方向垂直纸面向外、大小恒为𝐼=1𝐴的电流，斜面上方有平行于斜面向下的均匀磁 场，磁场的磁感应强度B随时间𝑡的变化关系如图2所示。已知导体棒与斜面间的动摩擦因数𝜇=0.25，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。在t=0时刻将导体棒由静止释放，则在导体棒沿斜面向下运动的过程中，下列说法正确的是（ ） A．导体棒受到的安培力做负功 B．导体棒从释放至达到最大速度的过程中摩擦力冲量If=3.2N.s C．导体棒的最大速度为12m/s D．导体棒受到的摩擦力的最大值为2.0N 三、实验题（9题6分，10题9分） 9、某实验小组利用如图甲所示电路研究电容器充放电规律。操作步骤如下： （1）按图甲连接电路。开关S拨至1处，对电容器进行充电，充电电流方向为______（填“逆时针”或“顺时针”）；充电过程中用电流传感器记录了充电电流变化关系如图乙所示，已知电源提供的电压恒为6.0V，测得曲线与横轴围成的面积为3.6C，电容器的电容______F。 （2）采用甲图电路，若不改变其他参数，只减小电阻的值，则充电时通过的电荷量______（填“增大”“减小”或“不变”）。 （3）采用甲图中的电路，充电完毕后电容器中储存的电能为______J。 10、小张同学利用如甲所示电路测量欧姆表内部电池的电动势和内电阻。使用的器材有： 欧姆表； 电压表（量程0~3V，内阻为RV=3kΩ）； 滑动变阻器（最大阻值2kΩ）； 导线若干。 请完善以下步骤： （1）将多用电表的选择开关调到合适档位，再将红、黑表笔短接，欧姆调零； （2）将图甲中欧姆表的两只表笔分别接a、b两端，则a端接___表笔（填“红”或“黑”）； （3）欧姆表内部可等效为一个电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图乙所示。记电池的电动势为ε，欧姆表某档位内部电路的总内阻为r，调节滑动变阻器，测得欧姆表的读数R和电压表的读数U，某次测量电压表的示数如图丙所示，读数为____V，根据实验数据画出的图像如图丁所示，图像斜率为k，纵截距为b，求得电动势ε=____（用k、b、RV表示），内部电路的总电阻r=______（用k、b、RV表示），不考虑偶然误差影响，电动势ε的测量值______真实值（填“>”“=”或“<”）。 （4）该欧姆表电池的标准电动势ε=2V，用久了后电动势会变小，电源内阻r也会变大，同学先对该表进行欧姆调零，再测量某一真实值为Rx=180Ω的电阻，其读数为240Ω，则电动势降低了____V。 四、解答题 11、（8分）如图所示，真空区域有宽度为𝐿=𝑚、磁感应强度为B1=3T的矩形匀强磁场，方向垂直于纸面向里，MN、PQ 是磁场的边界。A、B两个平行金属板之间的电压为𝑈，一个比荷q/m=0.5C/kg的带正电的粒子（不计粒子重力），从靠近A板由静止开始做加速运动后沿着与MN夹角为θ=30°的方向垂直射入B1磁场中，刚好垂直于PQ边界射出，并沿半径方向垂直进入圆形磁场，圆形磁场半径𝑅=𝑚，方向垂直纸面向外，离开圆形磁场时速度方向与水平向右方向的夹角为60°。求： （1）平行板AB间的电压U； （2）圆形磁场的磁感应强度B2 ； （3）粒子在两个磁场中运动的总时间t(结果可用𝜋表示)。 12、（10分）如图所示，竖直面内虚线的左右两侧区域Ⅰ、Ⅱ分别存在竖直向下和水平向右的足够大匀强电场， 区域Ⅰ的电场强度为E1（大小未知），区域Ⅱ的电场强度为𝐸2=1.5×102𝑉/𝑚，紧靠虚线的右侧沿竖直方向固定半径可调的绝缘竖直光滑圆弧轨道QMN，其中MN段为1/4圆弧塑料光滑管道，N端口有竖直挡板，圆心角𝛼=90°，𝜃=37°，N点所在半径始终在竖直方向上。可视为质点的带负电小球从P处以v0=8m/s水平抛出， 经过一段时间后穿过虚线边界恰好沿Q点切线进入圆弧轨道，PQ间水平距离x=6m。已知小球的质量𝑚=0.4𝑘𝑔、电量𝑞=−2×10−2𝐶，整个过程中小球电量始终保持不变，不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： （1）当轨道半径𝑅=0.8𝑚，小球第一次经过Q点瞬间圆弧轨道对小球的支持力大小； （2）小球从P到达Q点过程中，Ⅰ区电场力对小球做功为多少； （3）要使小球第一次沿圆弧轨道向上运动过程中不脱离轨道也不与𝑁端挡板相碰，求圆轨道半径R的取值范围。 13、（13分）如图所示，竖直平面内有等量异种点电荷M、N水平固定放置，其中M为正电荷，N为负电荷，所带电量大小均为Q，两电荷正下方固定一足够长的光滑水平绝缘直杆，A、B分别为杆上位于M、N正下方的两点，AO=MA =NB= L，O点为AB的中点。中心开孔的小球a、b穿在杆上，分别位于A、B两点处，其中小球a质量为m、电荷量为q（q>0），小球b不带电且处于静止状态。将小球a由静止释放，已知两小球碰撞为弹性碰撞，且碰撞过程电量不转移，取无穷远处电势为零，A点电势为𝜑，重力加速度大小为g（Q、q、L、 m、𝜑均为已知），求： （1）小球a运动至O点时，小球的加速度； （2）若𝑚𝑏=，求小球a与b发生弹性碰撞后瞬间小球b的速度大小； （3）若杆AB之间变为粗糙，且与小球a的动摩擦因数𝜇=，其余部分仍光滑，小球a由静止释放后向右运动并与小球b碰撞，为使碰后小球a能一直向右运动，求小球b质量的取值范围（已知A、B段运动过程中，小球a的重力mg始终大于电场力在竖直方向的分量，a、b两球整个过程只发生一次碰撞）。 成都石室中学高二物理第15周周练答案 1、B 2、B 3、C 4、D 5、B 6、AC 7、BC 8、BD 9、（1）①. 逆时针 ②. 0.6 （2）不变 （3）10.8 10、 红 0.93-0.97 ε＝1/kRv r＝b/k 等于 0.5 11、解（1）粒子在两个磁场中轨迹如图在矩形磁场区域， 根据几何关系𝑟1= 𝐿/𝑠𝑖𝑛60° =2√3𝐿/3 =2(m) 根据洛伦兹力提供向心力可知𝑞𝑣𝐵1=𝑚𝑣2/𝑟1 可知物体的速度为𝑣=3(m/s) qU=mv2/2 U=9(V) （2）若粒子离开圆形磁场时速度方向与水平向右方向夹角为60°， 粒子在圆形 磁场区域内，根据几何关系得𝑟2=𝑅×𝑡𝑎𝑛60°=3(𝑚)， 由洛伦兹力提供向心力𝑞𝑣𝐵2=𝑚𝑣2/𝑟2 解得𝐵2=2(𝑇) （3）粒子在矩形磁场区域内，粒子转过的圆心角为60°， 粒子在矩形磁场中运动的时间𝑡1=𝑇/6 =1/6 ×2𝜋𝑚/𝑞𝐵1 = 𝜋𝑚/3𝑞𝐵1 =2𝜋/9 (s) 圆形磁场中运动时间𝑡2=𝑇2/6 =1/6 ×2𝜋𝑚/𝑞𝐵2 = 𝜋𝑚/2𝑞𝐵1 =𝜋/3 (s) 𝑡总=5𝜋𝑚/6𝑞𝐵1 =5𝜋/9 (s) 12、（1）小球在Ⅰ区类平抛运动，在Q点 ： vQ=v0/cos37° 设在Q点轨道对小球支持力为NQ，NQ - mgcos37°- (-q)E2sin37°=mvQ 2/R 综上，NQ=55(N) （2）设从P到Q过程的时间为t，竖直高度差为y，则有 x= v0t vQy= v0tan37° y= vQyt/2 设从P到Q电场力做功为W，从P到Q由动能定理有：mgy+W = mvQ 2- mv0 2 综上，W=-1.8(J) （3）设在Ⅱ区域中，重力与电场力合力为F，该力与竖直方向夹角为α，则 F==5(N)，tanα==，即α=37° 设AO与水平方向夹角为37°，BO与竖直方向夹角也为37° ① 若小球刚好到达A点时对应的半径为R1， 则从Q到A动能定理有：-FR1=0-mvQ2 解得R1=4(m)， ② 若小球刚好到达M点时对应的半径为R2，则有：-qE2= mvM 2/R2 ， 从Q到M动能定理有：-FR2(1+sin37°)= mvM2-mvQ2 解得R2=40/19(m)， ③若小球刚好到达等效最高点B点时对应的半径为R3，且则有vB=0， 从Q到B动能定理有：-2FR3=0-mvQ2 解得R3=2(m)， 综上，满足题意的半径值R的取值范围是2(m)≤R≤40/19(m) 或 R≥4(m)。 13、（1）根据等量异种点电荷的电场分布规律可知电荷连线的中垂面为等势面，电势均为0，电场线的方向垂直于中垂面向右，因为小球a带正电，则运动至O点时，小球所受电场力的方向向右， 小球在O点合力𝐹合= 2𝑘𝑄𝑞/ (√2𝐿)2𝑐𝑜𝑠45°=√2𝑘𝑄𝑞/2𝐿2 𝑎=√2𝑘𝑄𝑞/2𝑚𝐿2 方向水平向右 （2）根据对称性可知𝐴点电势为φ，𝑂点电势为0，𝐵点电势为−𝜑， A到B的过程中电场力做功为𝑊𝐴𝐵=𝑈𝐴𝐵𝑞= (𝜑𝐴−𝜑𝐵)𝑞=2𝜑𝑞 设两小球碰前小球a的速度为𝑣，根据动能定理可得： WAB =-mv2 −0 解得𝑣= 已知两小球碰撞为完全弹性碰撞，且碰撞过程电量不转移，系统动量守恒，机械能守恒 m𝑣=𝑚𝑣1+𝑣𝑏 𝑚𝑣2=𝑚𝑣12+𝑣𝑏2 解得𝑣1=𝑣/3=2/3 ， 𝑣𝑏=4𝑣/3 =8/3 （3）分析题意，从A到B，AB段变为粗糙，且与小球a的动摩擦因数 𝜇= 7𝑞𝜑/8𝑚𝑔𝐿， 关于O点左右对称的分析摩擦力大小，则克服摩擦力做功为 ∑𝜇[(𝑚𝑔+𝐹电)Δ𝑥+(𝑚𝑔−𝐹电)Δ𝑥]=∑𝜇⋅2𝑚𝑔⋅Δ𝑥=𝜇𝑚𝑔2𝐿=7𝑞𝜑/8 两小球碰前小球a的速度设为𝑣2，根据动能定理𝑊𝐴𝐵−7𝑞𝜑/8 =𝑚𝑣22−0 两小球碰撞过程，系统动量守恒，机械能守恒：𝑚𝑣2=𝑚𝑣3+𝑚𝑏𝑣𝑏 ′ 𝑚𝑣22=𝑚𝑣32+𝑚𝑏𝑣′𝑏2 则小球a从𝐵到无穷远处， 由动能定理𝑊𝐵𝑂=−𝜑𝑞=𝑚𝑣42−𝑚𝑣32 若使碰后小球a能一直向右运动，则向右运动到无穷远处小球a的速度v4>0 联立求解得：1<mb≤(17-12)m 学科网（北京）股份有限公司 $