内容正文:
鸡西实验中学2025-2026学年度第二学期开学考试
高二学年物理试卷
考试时间:75分钟 试卷分值:100分
一、单选题(本题共9小题,共36分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求,每小题4分)
1. 在如图所示的四幅图中,正确标明了通电导线所受安培力方向的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据左手定则可知,该通电导线所受安培力方向向左,A错误;
B.根据左手定则可知,该通电导线所受安培力方向斜向左上,B正确;
C.根据左手定则可知,该通电导线所受安培力方向垂直纸面向里,C错误;
D.该通电导线电流方向与磁场方向平行,可知不受安培力,D错误。
故选B。
2. 如图所示,把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近,磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面.当线圈内通以图中方向的电流后,线圈的运动情况是 ( )
A. 线圈向左运动
B. 线圈向右运动
C. 从上往下看顺时针转动
D. 从上往下看逆时针转动
【答案】A
【解析】
【详解】电流方向如图中所示时,根据右手螺旋定则,环形电流可以等效为小磁针,小磁针的N极指向右,根据异性相吸,知线圈向左运动,靠近磁铁运动.故A正确,BCD错误;故选A.
【点睛】此题考查了右手螺旋定则和磁极间相互作用的应用,注意线圈产生的磁场与条形磁体产生的磁场很相似,可以利用右手螺旋定则判断磁场的N、S极.
3. 一根长为L,横截面积为S的金属棒,其材料的电阻率为ρ。棒内单位体积自由电子数为n,电子的质量为m,电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时,棒内产生电流,自由电子定向运动的平均速率为v。则金属棒内的电场强度大小为( )
A. B. C. ρnev D.
【答案】C
【解析】
【分析】考查电路和电场知识
【详解】,I=neSv,,,联立得E=ρnev,故选C。
4. 在如图所示的电路中,输入电压U恒为8V,灯泡L标有“3V 6W”字样,电动机线圈的电阻RM=1Ω。若灯泡恰能正常发光,下列说法正确的是( )
A. 整个电路消耗的电功率是10W B. 电动机的输出功率8W
C. 电动机的效率是80% D. 流过电动机的电流是2A
【答案】D
【解析】
【详解】D.灯泡正常发光,则电路中的电流为
由于电路串联,因此流过电动机的电流是2A,故D正确;
A.整个电路消耗的功率为
故A错误;
B.灯泡正常发光时的电压等于其额定电压,故电动机的输入电压为
电动机的热功率为
电动机输出功率为
故B错误;
C.电动机的效率为
故C错误。
故选D。
5. 半径为的圆环进入磁感应强度为的匀强磁场,当其圆心经过磁场边界时,速度与边界成角,圆环中感应电流为,此时圆环所受安培力的大小和方向是( )
A. ,方向与速度方向相反
B. ,方向垂直向下
C. ,方向垂直向下
D. ,方向与速度方向相反
【答案】B
【解析】
【详解】圆环中的电流为,在磁场部分的等效长度等于圆环的直径,由安培力公式,可得此时圆环所受安培力的大小
由楞次定律和右手螺旋定则可判定,感应电流的方向是顺时针方向,故再由左手定则可判定圆环所受的安培力的方向垂直MN向下。
故选B。
6. 如图所示的天平可用来测定磁感应强度,天平的右臂下面挂有一个矩形线圈,宽为,共匝,线圈的下部悬在匀强磁场中,磁场方向垂直于纸面.当线圈中通有顺时针方向的电流时,在天平左、右两边加上质量各为、的砝码,天平平衡.当电流反向(大小不变)时,左边再加上质量为的砝码后,天平重新平衡.由上可知( )
A. 磁感应强度的方向垂直纸面向里,大小为
B. 磁感应强度的方向垂直纸面向外,大小为
C. 磁感应强度的方向垂直纸面向外,大小为
D. 磁感应强度的方向垂直纸面向里,大小为
【答案】B
【解析】
【详解】AD.当的方向垂直纸面向里,开始线圈所受安培力的方向向下,电流方向相反,则安培力方向反向,变为竖直向上,相当于右边少了两倍的安培力大小,所以右边应加砝码,与题干矛盾,故AD错误;
BC.当的方向垂直纸面向外,开始线圈所受安培力的方向向上,电流方向相反,则安培力方向反向,变为竖直向下,相当于右边多了两倍的安培力大小,也说明原来的安培力是向上的,需要在左边加砝码,设线框的质量为,则有
联立解得
故B正确,C错误。
故选B。
7. 如图甲所示,金属圆环半径为r,电阻率为ρ。圆环是由横截面积为S的硬质细导线做成的。圆环内匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示,垂直纸面向外为磁场正方向,则在前2t0的时间内圆环中的感应电流为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据法拉第电磁感应定律
由图乙知,磁感应强度变化率一直不变,为
感应电流为
根据电阻定律
联立解得
故选A。
8. 图甲为一闭合线圈,匝数为10匝、面积为、电阻为,线圈处于一垂直纸面向里的匀强磁场中,从开始磁场按如图乙所示规律变化,则( )
A. 时线圈中电流为逆时针方向
B. 线圈中感应电动势大小为
C. 前通过导线某截面的电荷量为0
D. 前穿过线圈磁通量的变化量为0
【答案】B
【解析】
【详解】A.时穿过线圈的磁通量向里减小,根据楞次定律可知,线圈中电流为顺时针方向,A错误;
B.线圈中感应电动势大小为,B正确;
C.前线圈中电流大小和方向均不变,则通过导线某截面的电荷量不为0,C错误;
D.前穿过线圈磁通量的变化量为,D错误。
故选B。
9. 如图所示,闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁。“+”为灵敏电流计G的正接线柱位置,电流从“+”流入电流计时指针向右偏转。当磁铁向下运动(但未插入线圈内部)时,线圈中( )
A. 感应电流的方向与图中箭头方向相反,电流表指针向左偏
B. 感应电流的方向与图中箭头方向同,电流表指针向右偏
C. 仅改变线圈的绕向,线圈中感应电流的磁场方向也会改变
D. 仅改变线圈的绕向,流入电流计的电流方向也会改变
【答案】D
【解析】
【详解】AB.线圈所在处的磁场方向竖直向下;磁铁向下运动,线圈的磁通量增大,根据楞次定律,感应电流的磁场方向竖直向上;根据安培定则,感应电流的方向与图示方向相同;电流从“+”流出电流计,指针向左偏转。AB错误;
C.仅改变线圈的绕向,线圈所在处的磁场方向竖直向下;磁铁向下运动,线圈的磁通量增大,根据楞次定律,感应电流的磁场方向竖直向上;线圈中感应电流的磁场方向不变,C错误;
D.仅改变线圈的绕向,线圈所在处的磁场方向竖直向下;磁铁向下运动,线圈的磁通量增大,根据楞次定律,感应电流的磁场方向竖直向上;根据安培定则,电流从“+”流入电流计,电流方向发生改变。D正确。
故选D。
二、多选题(本题共4小题,共24分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
10. 关于点电荷、元电荷、检验电荷,下列说法正确的是( )
A. 点电荷是一种理想化的模型
B. 点电荷所带电荷量一定是元电荷电荷量的整数倍
C. 点电荷所带电荷量一定最小
D. 点电荷、元电荷、检验电荷是同一种物理模型
【答案】AB
【解析】
【详解】A.点电荷是一种理想化的模型,实际并不存在,A正确;
B.任何电荷所带电荷量都一定是元电荷电荷量的整数倍,B正确;
C.点电荷所带电荷量不一定最小,只是当带电体间的距离比它们本身的大小大得多,以至于带电体的形状大小和电荷分布对它们间的相互作用力的影响可忽略不计时,带电体就可以视为点电荷,C错误;
D.根据定义可知,点电荷、元电荷、检验电荷表示的意义不一样,点电荷是理想化的物理模型,元电荷是最小的电荷量,不是物理模型,检验电荷是用来检验电场是否存在的电荷,体积要小,带电量也要小;故D错误。
故选AB。
11. 如图所示,真空中a、b、c、d四点共线且等距.先在a点固定一带正电的点电荷Q,测得b点场强大小为E.若再将另一点电荷q放在d点时,c点场强大小为 .则d点放入电荷q后,b点的场强大小可能是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】AC
【解析】
【详解】在a点固定一带正电的点电荷Q,测得b点场强大小为:E=,解得:,Q在c点产生的场强为:EQ=,向右;q在b、c产生的场强分别为:、;
讨论:
a、如果q为正电荷,则c点场强为:,解得:q=Q;则b点场强为:;
b、如果q为负电荷,则c点场强为:,解得:q=Q,则b点场强为:
故AC正确,BD错误;故选AC.
【点睛】本题考查点电荷电场强度的叠加,关键是掌握点电荷的场强公式,并且分两种情况进行讨论,结合矢量叠加法则进行分析.
12. 如图所示,实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受静电力作用,根据此图可作出正确判断的是( )
A. 带电粒子的受力方向
B. 带电粒子所带电荷的电性
C. 带电粒子在a、b点的速度何处较大
D. 带电粒子在a、b两点的加速度何处较大
【答案】ACD
【解析】
【详解】AB.粒子的运动轨迹向左弯曲,说明粒子在a、b两点受到的电场力沿电场线向左。由于电场线方向不明,无法确定粒子的电性。故A正确,B错误;
C.粒子的运动轨迹向左弯曲,说明粒子在a、b两点受到的电场力沿电场线向左,若粒子从a到b运动,则电场力对粒子做负功,粒子的动能减小,速度减小,即带电粒子在a点的速度较大。同理若粒子从b到a运动,则电场力对粒子做正功,粒子的动能增大,速度增大,即带电粒子在a点的速度较大。故C正确;
D.电场线的疏密表示电场的强弱,由图可知,a处的电场线密,所以a处的电场强度大,则带电粒子在a处受到的电场力大,即带电粒子在a点的加速度较大。故D正确
故选ACD。
13. 在研究微型电动机的性能时,可采用如图所示的实验电路,当调节滑动变阻器R,使电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为0.5A和1.0V;重新调节R,使电动机恢复正常运转时,电流表和电压表的示数分别为2.0A和15.0V。则有关这台电动机正常运转时的说法正确的是( )
A. 电动机的内电阻为2Ω B. 电动机的内电阻为7.5Ω
C. 电动机的输出功率为30W D. 电动机的输出功率为22W
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.当调节滑动变阻器R,使电动机停止转动时,此时将电动机视为纯电阻,根据欧姆定律有电动机的内电阻为,故A正确,B错误;
CD.当电动机正常工作时,电动机总功率为
内阻热功率
所以电动机的输出功率为,故C错误,D正确。
故选AD。
三、解答题
14. 在一个点电荷Q的电场中,Ox坐标轴与它的一条电场线重合,坐标轴上A、B两点的坐标分别为2.0m和5.0m.放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同,电场力的大小跟试探电荷所带电量的关系图象如图中直线a,b所示,放在A点的电荷带正电,放在B点的电荷带负电.求:
(1)B点的电场强度的大小和方向.
(2)试判断点电荷Q的电性,并说明理由.
(3)点电荷Q位置坐标.
【答案】(1),方向指向x负方向(2)点电荷Q应位于A、B两点之间,带负电荷(3)2.6m
【解析】
【详解】(1)由图可知,B点的电场强度,方向指向x负方向.
(2) A点的电场强度,方向指向x正方向.
因A点的电场强度方向指向x正方向,B点的电场强度方向指向x负方向;所以点电荷Q应位于A、B两点之间,带负电荷.
(3)设点电荷Q的坐标为x,由点电荷的场强公式知,
解得x=2.6m.(另解x=1舍去)
15. 如图所示,质量为的带电微粒以的速度从水平金属板左端中间水平射入,已知板长,板间距离。当时(上极板带正电),带电微粒恰好沿直线穿过板间。重力加速度大小为取且忽略空气阻力,求:
(1)带电微粒的带电性,且它的电荷量为多少;
(2)若电压增大到某一电压值时,带电微粒恰好从上板边缘飞出,此过程中带电微粒的加速度大小;
(3)电压取值范围为多少时带电微粒能从两板间飞出。
【答案】(1)负电,
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
粒子在电场中受电场力和重力作用而处于平衡状态,由于重力竖直向下,故电场力竖直向上,由于上极板带正电,则粒子带负电,根据
可得粒子所带电荷量
又
联立代入数据,求得
【小问2详解】
粒子在板间做类平抛运动,恰好从极板右边缘飞出时有,
代入数据解得
小问3详解】
当粒子刚好打在上极板右边缘时,极板间有最大电压,可得
联立代入相关数据求得
当打在下极板右边缘时,
解得
所以电压取值范围
16. 如图所示,匀强磁场的边界CD和EF相互平行,宽度为d,磁感应强度为B,一带负电的粒子垂直于磁场方向射入,入射方向与CD边界夹角为,已知粒子的质量为m,电荷量为q,不计粒子重力。
(1)若粒子垂直磁场边界EF射出磁场,求粒子运动的速率和在磁场中运动的时间;
(2)若粒子恰好未从EF边界射出磁场,求粒子运动的速率和在磁场中运动的时间。
【答案】(1),
(2),
【解析】
【详解】(1)若恰好能垂直边界EF射出磁场,其运动轨迹如图所示。
由数学知识可得,粒子运动半径
由洛伦兹力提供向心力得
解得
粒子运动周期
由图知粒子的偏转角为
又
联立解得粒子在磁场中的运动时间
(2)若粒子运动轨迹恰好与边界EF相切,粒子运动的轨迹如图所示。
由几何关系得
所以
由洛伦兹力提供向心力得
所以
由图知粒子的偏转角为
故得粒子在磁场中的运动时间
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鸡西实验中学2025-2026学年度第二学期开学考试
高二学年物理试卷
考试时间:75分钟 试卷分值:100分
一、单选题(本题共9小题,共36分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求,每小题4分)
1. 在如图所示的四幅图中,正确标明了通电导线所受安培力方向的是( )
A B.
C. D.
2. 如图所示,把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近,磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面.当线圈内通以图中方向的电流后,线圈的运动情况是 ( )
A. 线圈向左运动
B. 线圈向右运动
C. 从上往下看顺时针转动
D. 从上往下看逆时针转动
3. 一根长为L,横截面积为S的金属棒,其材料的电阻率为ρ。棒内单位体积自由电子数为n,电子的质量为m,电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时,棒内产生电流,自由电子定向运动的平均速率为v。则金属棒内的电场强度大小为( )
A. B. C. ρnev D.
4. 在如图所示的电路中,输入电压U恒为8V,灯泡L标有“3V 6W”字样,电动机线圈的电阻RM=1Ω。若灯泡恰能正常发光,下列说法正确的是( )
A. 整个电路消耗的电功率是10W B. 电动机的输出功率8W
C. 电动机的效率是80% D. 流过电动机的电流是2A
5. 半径为的圆环进入磁感应强度为的匀强磁场,当其圆心经过磁场边界时,速度与边界成角,圆环中感应电流为,此时圆环所受安培力的大小和方向是( )
A. ,方向与速度方向相反
B. ,方向垂直向下
C. ,方向垂直向下
D. ,方向与速度方向相反
6. 如图所示的天平可用来测定磁感应强度,天平的右臂下面挂有一个矩形线圈,宽为,共匝,线圈的下部悬在匀强磁场中,磁场方向垂直于纸面.当线圈中通有顺时针方向的电流时,在天平左、右两边加上质量各为、的砝码,天平平衡.当电流反向(大小不变)时,左边再加上质量为的砝码后,天平重新平衡.由上可知( )
A. 磁感应强度的方向垂直纸面向里,大小为
B. 磁感应强度的方向垂直纸面向外,大小为
C. 磁感应强度的方向垂直纸面向外,大小为
D. 磁感应强度的方向垂直纸面向里,大小为
7. 如图甲所示,金属圆环半径为r,电阻率为ρ。圆环是由横截面积为S的硬质细导线做成的。圆环内匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示,垂直纸面向外为磁场正方向,则在前2t0的时间内圆环中的感应电流为( )
A. B. C. D.
8. 图甲为一闭合线圈,匝数为10匝、面积为、电阻为,线圈处于一垂直纸面向里的匀强磁场中,从开始磁场按如图乙所示规律变化,则( )
A. 时线圈中电流逆时针方向
B. 线圈中感应电动势大小为
C. 前通过导线某截面的电荷量为0
D. 前穿过线圈磁通量的变化量为0
9. 如图所示,闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁。“+”为灵敏电流计G的正接线柱位置,电流从“+”流入电流计时指针向右偏转。当磁铁向下运动(但未插入线圈内部)时,线圈中( )
A. 感应电流的方向与图中箭头方向相反,电流表指针向左偏
B. 感应电流的方向与图中箭头方向同,电流表指针向右偏
C. 仅改变线圈的绕向,线圈中感应电流的磁场方向也会改变
D. 仅改变线圈的绕向,流入电流计的电流方向也会改变
二、多选题(本题共4小题,共24分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
10. 关于点电荷、元电荷、检验电荷,下列说法正确的是( )
A. 点电荷是一种理想化的模型
B. 点电荷所带电荷量一定是元电荷电荷量的整数倍
C. 点电荷所带电荷量一定最小
D. 点电荷、元电荷、检验电荷是同一种物理模型
11. 如图所示,真空中a、b、c、d四点共线且等距.先在a点固定一带正电的点电荷Q,测得b点场强大小为E.若再将另一点电荷q放在d点时,c点场强大小为 .则d点放入电荷q后,b点的场强大小可能是( )
A.
B.
C.
D.
12. 如图所示,实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受静电力作用,根据此图可作出正确判断的是( )
A. 带电粒子的受力方向
B. 带电粒子所带电荷的电性
C. 带电粒子在a、b点的速度何处较大
D. 带电粒子在a、b两点的加速度何处较大
13. 在研究微型电动机的性能时,可采用如图所示的实验电路,当调节滑动变阻器R,使电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为0.5A和1.0V;重新调节R,使电动机恢复正常运转时,电流表和电压表的示数分别为2.0A和15.0V。则有关这台电动机正常运转时的说法正确的是( )
A. 电动机内电阻为2Ω B. 电动机的内电阻为7.5Ω
C. 电动机的输出功率为30W D. 电动机的输出功率为22W
三、解答题
14. 在一个点电荷Q的电场中,Ox坐标轴与它的一条电场线重合,坐标轴上A、B两点的坐标分别为2.0m和5.0m.放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同,电场力的大小跟试探电荷所带电量的关系图象如图中直线a,b所示,放在A点的电荷带正电,放在B点的电荷带负电.求:
(1)B点的电场强度的大小和方向.
(2)试判断点电荷Q的电性,并说明理由.
(3)点电荷Q位置坐标.
15. 如图所示,质量为的带电微粒以的速度从水平金属板左端中间水平射入,已知板长,板间距离。当时(上极板带正电),带电微粒恰好沿直线穿过板间。重力加速度大小为取且忽略空气阻力,求:
(1)带电微粒的带电性,且它的电荷量为多少;
(2)若电压增大到某一电压值时,带电微粒恰好从上板边缘飞出,此过程中带电微粒的加速度大小;
(3)电压取值范围为多少时带电微粒能从两板间飞出。
16. 如图所示,匀强磁场的边界CD和EF相互平行,宽度为d,磁感应强度为B,一带负电的粒子垂直于磁场方向射入,入射方向与CD边界夹角为,已知粒子的质量为m,电荷量为q,不计粒子重力。
(1)若粒子垂直磁场边界EF射出磁场,求粒子运动的速率和在磁场中运动的时间;
(2)若粒子恰好未从EF边界射出磁场,求粒子运动的速率和在磁场中运动的时间。
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