内容正文:
2025-2026学年度第一学期高二级第三阶段考试
物理科试题
本试卷满分100分,考试时间75分钟
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题列出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1. 如图所示,虚线为一簇以固定点电荷为圆心的同心圆,位于不同圆周上的a、b两点的电势分别为、;一试探电荷在a、b两点的电势能分别为、。下列判断正确的是( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】A
【解析】
【详解】正点电荷产生的电场,电场线由点电荷指向无穷远处,以点电荷为圆心的同心圆为等势线,顺着电场线方向电势降低,所以
根据可知,正电荷所处位置电势越高,电势能越大,所以
故选A。
2. 科学家设计了一种“量子浮萍”实验:在真空环境中,将一个带电的圆形石墨烯薄片放置在竖直向下的匀强电场中,石墨烯薄片恰好能静止悬浮。若将电场方向反向(大小不变),则该石墨烯薄片将( )
A. 仍静止悬浮 B. 向下加速 C. 向上加速 D. 向右加速
【答案】B
【解析】
【详解】初始时,石墨烯静止,说明电场力与重力平衡。电场方向竖直向下,若石墨烯带负电,则电场力方向向上,与重力平衡,即
当电场反向为竖直向上时,负电荷受电场力方向变为向下,大小不变。此时合力为
由牛顿第二定律,加速度 ,方向向下,故石墨烯向下加速。
故选B
3. 安培观察到通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场很相似,提出了“分子电流”假说。他认为,在物质内部存在着一种环形电流——分子电流(分子电流实际上是由原子内部电子绕核运动形成的,如图所示),分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体,它的两侧相当于两个磁极。下列将分子电流(箭头表示电子运动方向)等效为小磁体的选项图中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】右手握住环形电流(电流方向与电子运动方向相反),弯曲四指指向电流方向,伸直的拇指指向即为小磁体的N 极。对题目中的环形电流,拇指指向左侧,因此小磁体的 N 极在左、S 极在右。
故选 B。
4. 如图所示,将滑动变阻器滑片P滑到最左端,闭合S后移动滑片P灯泡L不亮,但电压表有示数,电流表示数很小。若电路只有一处出现断路故障,当用多用电表的电压挡检测故障位置时( )
A. 若多用电表接在滑动变阻器两端有示数,则可能是灯泡L断路
B. 若多用电表接在滑动变阻器两端有示数,则可能是滑动变阻器R断路
C. 若多用电表接在灯泡L两端有示数,则可能是滑动变阻器R断路
D. 若多用电表与电容器的两极板相连有示数,则可能是灯泡L断路
【答案】B
【解析】
【详解】电路有断路故障,多用电表(电压挡)与用电器并联有示数,说明多用电表和电源相连部分通路,与多用电表并联部分可能断路。所以B正确。
故选B。
5. 如图所示,通有恒定电流的长直导线水平固定在空中,金属圆环水平,其圆心与直导线在同一竖直面内,金属圆环竖直,与直导线在同一竖直面内。现将两圆环都由静止释放,不计空气阻力,不计地磁场及两圆环间的相互作用,则在两圆环下落过程中,下列说法正确的是( )
A. 两圆环的机械能都减小
B. 两圆环的机械能都守恒
C. 圆环的机械能减小,圆环的机械能守恒
D. 圆环的机械能减小,圆环的机械能守恒
【答案】D
【解析】
【详解】圆环中磁通量始终为零,因此不受安培力,机械能守恒;圆环的磁通量减小,产生感应电流,受安培力作用,且克服安培力做功,机械能减小。
故选D。
6. 图中通有电流大小为I的导体所受安培力的大小正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
详解】电流方向,磁场方向互相垂直,故安培力
故选A。
7. 如图所示,带电量分别为、的A、B小球,用绝缘细线悬挂于同一点,两球静止时,它们位于同一水平面上,相距,线与竖直方向的夹角分别为、,且,重力加速度为,静电力常数为。若同时剪断两根细线,空气阻力不计,两球带电量不变,则( )
A. B. 球的质量为
C. 两球将同时落地 D. 落地时,球的水平位移更大
【答案】C
【解析】
【详解】A.虽然二者之间所受的库仑力相等,但是没法判断二者之间电荷量的关系,故A错误;
B.对A、B两球进行受力分析,均受重力、细线拉力和库仑斥力三个力的作用而处于平衡状态,对A球有
对B有
解得
由于,所以
且
解得
故B错误;
C.二者在竖直方向上均只受重力,故在竖直方向上均做自由落体运动,运动时间相同,两球同时落地,故C正确;
D.剪断细线后,在水平方向上,A、B组成的系统动量守恒,故任一时刻有
因 ,所以 ;又因时间相等,所以,故D错误。
故选C。
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错不选的得0分)
8. 如图中关于磁场中四种仪器的说法中正确的是( )
A. 甲图中回旋加速器加速带电粒子的最大动能与回旋加速器的加速电压有关
B. 乙图中不改变质谱仪各区域的电场磁场,击中光屏同一位置的粒子比荷相同
C. 丙图中霍尔元件的自由电荷为负电荷,加上如图所示的电流和磁场时M侧带负电荷
D. 丁图长宽高分别为、、的电磁流量计加上如图所示磁场,若流量恒定,则前后两个金属侧面的电压与有关
【答案】BD
【解析】
【详解】A.在回旋加速器中,根据洛伦兹力提供向心力,有
粒子射出时的动能为
联立解得
所以回旋加速器加速带电粒子的最大动能与回旋加速器的半径有关,与加速电压无关,故A错误;
B.带电粒子在加速电场中,由动能定理可得
带电粒子在复合场中,由共点力平衡条件可得
带电粒子在磁场中运动,由牛顿第二定律可得
联立解得
所以不改变质谱仪各区域的电场磁场时击中光屏同一位置的粒子比荷相同,故B正确;
C.丙图中自由电荷为负电荷的霍尔元件通上如图所示电流和加上如图磁场时,由左手定则可知,负电荷所受的洛伦兹力方向向左,所以N侧带负电荷,故C错误;
D.最终正负离子会受到电场力和洛伦兹力而平衡,即
又因
而水的流量为
联立可得
所以前后两个金属侧面的电压与流量、磁感应强度以及有关,与、无关,故D正确。
故选BD。
9. 如图,一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动。现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场,圆盘开始减速。以下说法不正确的是( )
A. 处于磁场中的圆盘部分,靠近圆心处电势低
B. 所加磁场越强越易使圆盘停止转动
C. 若所加磁场反向,圆盘将加速转动
D. 若圆盘初始转动方向相反则转速会增大
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.把圆盘看成沿半径方向紧密排列的“辐条”,由右手定则知,靠近圆心处电势高,故A错误;
B.所加磁场越强,感应电流越强,安培力越大,对圆盘转动的阻碍越大,故B正确;
C.如果磁场反向,由楞次定律可知,安培力仍阻碍圆盘转动,故C错误;
D.若圆盘初始转动方向相反,圆盘中感应电流的方向相反,仍然会阻碍圆盘转动,使得圆盘减速运动,故D错误。
要求选择不正确选项,故选ACD。
10. 如图所示,电源电动势E、内阻r恒定,定值电阻的阻值等于r,闭合开关S,平行板电容器两板间有一带电液滴刚好处于静止状态。将滑动变阻器滑片向下滑动,理想电压表、、的示数变化量的绝对值分别为、、,理想电流表A示数变化量的绝对值为,下列说法正确的是( )
A. 带电液滴将向下运动,电阻中有从b流向a的瞬间电流
B.
C.
D. 电源的输出功率变大,电源效率变小
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.将滑动变阻器滑片向下滑动,滑动变阻器接入电路的阻值减小,电路总电阻变小,由闭合电路欧姆定律
可知电路电流增大,根据
可知电容器极板间电压减小,根据
可知电容器的电荷量减少,电容器放电,所以定值电阻中有从流向的瞬间电流;由
可知极板间匀强电场的电场强度减小,向上的电场力减小,则带电液滴将向下运动,故A错误;
BC.理想电压表测量定值电阻两端的电压,根据欧姆定律可得
理想电压表测量电源的路端电压,根据闭合电路欧姆定律可得
则有,
由于定值电阻的阻值等于,则有,故BC正确;
D.电源的输出功率为
可知当外电阻等于内阻时,电源的输出功率最大;由于定值电阻的阻值等于电源内阻,则电路的外电阻大于内阻且在减小,则电源的输出功率变大;电源效率为
由于外电阻减小,则电源效率减小,故D正确。
故选BCD。
三、非选择题(本题共5小题,共54分。考生根据要求作答)
11. 为了验证动量守恒定律,某实验小组的同学设计了如图所示的实验装置:将一足够长气垫导轨放置在水平桌面上,光电门1和光电门2相隔适当距离安装好,在滑块A和B相碰的端面上装有弹性碰撞架,它们的上端装有宽度均为d的挡光片,测得滑块A、B(包含遮光片)的质量分别为和。
(1)滑块A置于光电门1的左侧,滑块B静置于两光电门之间,给A一个向右的初速度,A与静止的滑块B发生碰撞且不粘连。与光电门1相连的计时器显示的遮光时间为,与光电门2相连的计时器先后显示的两次遮光时间分别为和。为使滑块A能通过光电门2,则______(填“小于”或“等于”或“大于”)。
(2)在误差允许范围内满足表达式______(用、、、、表示),则表明两物块碰撞过程动量守恒;该装置在用于“验证动量守恒定律”时______(填“需要”或“不需要”)测出挡光片的宽度d。
【答案】(1)大于 (2) ①. ②. 不需要
【解析】
【小问1详解】
设碰撞前滑块A的速度为,碰撞后的速度为,
弹性碰撞过程中,动量守恒
弹性碰撞过程中,机械能守恒
联立可得滑块A的速度
要求滑块A能通过光电门2,即与方向相同,所以要求大于
【小问2详解】
[1]动量守恒的表达式
由光电门测速原理知,,
化简后可得
[2]由上一问的解析可知,验证动量守恒时不需要测量挡光片的宽度d
12. 某实验小组准备利用表头设计一个多挡位欧姆表,量程为,但不知道其内阻。为了精确测量表头内阻,小组首先采用“电桥法”进行测量。实验电路如图所示:
(1)闭合开关,将滑动变阻器滑片置于合适位置。调节,当灵敏电流计G中的电流为______(选填“满偏”、“半偏”或“0”)时,电阻箱的读数为。已知定值电阻,,计算出______。
(2)将表头改装成具有“”、“”或“”三个挡位的欧姆表,如图乙所示。电源电动势,内阻忽略,为调节范围足够的滑动变阻器,且接线柱3未接电阻。表笔b为______(填“红”或“黑”)表笔;当开关S接接线桩3时,对应的倍率为______(填“”、“”或“”)。
(3)将开关拨至“”测量某个电阻,进行欧姆调零后,将两表笔接待测电阻两端,示数如图丙所示,该电阻的阻值为______。
【答案】(1) ①. 0 ②. 1800.0
(2) ①. 黑 ②.
(3)190
【解析】
【小问1详解】
[1][2] 调节,当灵敏电流计中的电流为0时,根据
解得
【小问2详解】
[1] 表笔b接内部电源正极,为电流流出端,故应为黑表笔
[2] 接线柱3未接电阻,表头和分流电阻构成的电流表量程最小,对应欧姆表的内电阻最大,测量电阻时的倍率最大,可知倍率为“”。
【小问3详解】
量程为,读数为190Ω。
【点睛】
电桥法测电阻
当电流计中电流为0时,,即,
根据欧姆定律,
解得
13. 如图所示,金属杆的质量为,长为,通过的电流为,处在磁感应强度为5T的匀强磁场中,磁场方向与导轨平面为37°角斜向上,结果静止于水平导轨上,金属杆与导轨之间的动摩擦因数为0.8。求。
(1)金属杆受到的安培力大小;
(2)金属杆对导轨的压力大小;
(3)金属杆受到的摩擦力大小;
【答案】(1)5N (2)6N
(3)3N
【解析】
【小问1详解】
B与I相互垂直,故金属杆ab受到的安培力
代入数据可得
【小问2详解】
根据平衡条件
根据牛顿第三定律,金属杆对导轨的压力与大小相等
解得
小问3详解】
对金属杆ab受力分析,由平衡关系可知
解得
14. 如图所示的坐标系的第一象限内,有垂直于坐标平面方向向里的匀强磁场,磁感应强度为B,x轴上有A、B两点,且O、A两点距离与A、B两点距离相等都为L,y轴上的C点与O点距离也为L,现有甲、乙两粒子自A点分别以不同的速率垂直于x轴方向射入第一象限,其中甲粒子会经过B点,乙粒子会经过C点,已知两个粒子的质量均为m,所带电荷量的绝对值都为q,不计两粒子所受的重力与粒子间的相互作用力。求:
(1)甲、乙两粒子运动的轨道半径;
(2)甲、乙两粒子的速率之比;
(3)甲粒子从A点到B点所用的时间。
【答案】(1),
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
甲、乙两粒子的运动轨迹如图所示,甲的运动为半圆,乙的轨迹为四分之一圆弧
由图可得,
【小问2详解】
根据洛伦兹力提供向心力
可得
所以
【小问3详解】
由得
故甲粒子从A点到B点所用的时间
15. 如图所示,在直角坐标系第二象限内存在沿轴正向匀强电场,电场强度大小为(未知)。第一象限内分界线与轴夹角为,以上的区域Ⅰ中存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为(未知),以下的区域Ⅱ中存在大小和方向均未知的电场和垂直平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为(未知)。一质量为、电荷量为的带正电粒子从点以初速度沿轴正向进入第二象限,由点进入第一象限,后经点垂直穿过分界线,恰好在区域Ⅱ中做匀速直线运动,不计空气阻力、粒子重力及电磁场的边界效应。求:
(1)第二象限内电场强度的大小;
(2)区域Ⅰ中磁场的磁感应强度的大小;
(3)区域Ⅱ中电场的电场强度。
【答案】(1)
(2)
(3),方向沿方向
【解析】
【小问1详解】
由牛顿第二定律
粒子在平行于电场方向上做匀变速直线运动
粒子在垂直于电场方向上做匀速直线运动
解得
【小问2详解】
粒子经过点时沿电场方向的分速度
此时速度大小
速度与轴正向的夹角满足
得
由几何关系可知,粒子在区域Ⅰ中做圆周运动的半径
由洛伦兹力提供向心力
解得
【小问3详解】
粒子在区域Ⅱ中,受力平衡
解得
由左手定则,带正电的粒子所受洛伦兹力沿方向,则其所受电场力沿方向,故电场强度沿方向。
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2025-2026学年度第一学期高二级第三阶段考试
物理科试题
本试卷满分100分,考试时间75分钟
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题列出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1. 如图所示,虚线为一簇以固定点电荷为圆心同心圆,位于不同圆周上的a、b两点的电势分别为、;一试探电荷在a、b两点的电势能分别为、。下列判断正确的是( )
A. , B. ,
C , D. ,
2. 科学家设计了一种“量子浮萍”实验:在真空环境中,将一个带电的圆形石墨烯薄片放置在竖直向下的匀强电场中,石墨烯薄片恰好能静止悬浮。若将电场方向反向(大小不变),则该石墨烯薄片将( )
A. 仍静止悬浮 B. 向下加速 C. 向上加速 D. 向右加速
3. 安培观察到通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场很相似,提出了“分子电流”假说。他认为,在物质内部存在着一种环形电流——分子电流(分子电流实际上是由原子内部电子绕核运动形成的,如图所示),分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体,它的两侧相当于两个磁极。下列将分子电流(箭头表示电子运动方向)等效为小磁体的选项图中正确的是( )
A. B.
C. D.
4. 如图所示,将滑动变阻器滑片P滑到最左端,闭合S后移动滑片P灯泡L不亮,但电压表有示数,电流表示数很小。若电路只有一处出现断路故障,当用多用电表的电压挡检测故障位置时( )
A. 若多用电表接在滑动变阻器两端有示数,则可能是灯泡L断路
B. 若多用电表接在滑动变阻器两端有示数,则可能滑动变阻器R断路
C. 若多用电表接在灯泡L两端有示数,则可能是滑动变阻器R断路
D. 若多用电表与电容器的两极板相连有示数,则可能是灯泡L断路
5. 如图所示,通有恒定电流的长直导线水平固定在空中,金属圆环水平,其圆心与直导线在同一竖直面内,金属圆环竖直,与直导线在同一竖直面内。现将两圆环都由静止释放,不计空气阻力,不计地磁场及两圆环间的相互作用,则在两圆环下落过程中,下列说法正确的是( )
A. 两圆环的机械能都减小
B. 两圆环的机械能都守恒
C. 圆环的机械能减小,圆环的机械能守恒
D. 圆环的机械能减小,圆环的机械能守恒
6. 图中通有电流大小为I的导体所受安培力的大小正确的是( )
A. B. C. D.
7. 如图所示,带电量分别为、的A、B小球,用绝缘细线悬挂于同一点,两球静止时,它们位于同一水平面上,相距,线与竖直方向的夹角分别为、,且,重力加速度为,静电力常数为。若同时剪断两根细线,空气阻力不计,两球带电量不变,则( )
A. B. 球的质量为
C. 两球将同时落地 D. 落地时,球水平位移更大
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错不选的得0分)
8. 如图中关于磁场中四种仪器的说法中正确的是( )
A. 甲图中回旋加速器加速带电粒子的最大动能与回旋加速器的加速电压有关
B. 乙图中不改变质谱仪各区域电场磁场,击中光屏同一位置的粒子比荷相同
C. 丙图中霍尔元件的自由电荷为负电荷,加上如图所示的电流和磁场时M侧带负电荷
D. 丁图长宽高分别为、、的电磁流量计加上如图所示磁场,若流量恒定,则前后两个金属侧面的电压与有关
9. 如图,一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动。现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场,圆盘开始减速。以下说法不正确的是( )
A. 处于磁场中的圆盘部分,靠近圆心处电势低
B. 所加磁场越强越易使圆盘停止转动
C. 若所加磁场反向,圆盘将加速转动
D. 若圆盘初始转动方向相反则转速会增大
10. 如图所示,电源电动势E、内阻r恒定,定值电阻的阻值等于r,闭合开关S,平行板电容器两板间有一带电液滴刚好处于静止状态。将滑动变阻器滑片向下滑动,理想电压表、、的示数变化量的绝对值分别为、、,理想电流表A示数变化量的绝对值为,下列说法正确的是( )
A. 带电液滴将向下运动,电阻中有从b流向a的瞬间电流
B.
C.
D. 电源的输出功率变大,电源效率变小
三、非选择题(本题共5小题,共54分。考生根据要求作答)
11. 为了验证动量守恒定律,某实验小组的同学设计了如图所示的实验装置:将一足够长气垫导轨放置在水平桌面上,光电门1和光电门2相隔适当距离安装好,在滑块A和B相碰的端面上装有弹性碰撞架,它们的上端装有宽度均为d的挡光片,测得滑块A、B(包含遮光片)的质量分别为和。
(1)滑块A置于光电门1的左侧,滑块B静置于两光电门之间,给A一个向右的初速度,A与静止的滑块B发生碰撞且不粘连。与光电门1相连的计时器显示的遮光时间为,与光电门2相连的计时器先后显示的两次遮光时间分别为和。为使滑块A能通过光电门2,则______(填“小于”或“等于”或“大于”)。
(2)在误差允许范围内满足表达式______(用、、、、表示),则表明两物块碰撞过程动量守恒;该装置在用于“验证动量守恒定律”时______(填“需要”或“不需要”)测出挡光片的宽度d。
12. 某实验小组准备利用表头设计一个多挡位欧姆表,量程为,但不知道其内阻。为了精确测量表头内阻,小组首先采用“电桥法”进行测量。实验电路如图所示:
(1)闭合开关,将滑动变阻器滑片置于合适位置。调节,当灵敏电流计G中的电流为______(选填“满偏”、“半偏”或“0”)时,电阻箱的读数为。已知定值电阻,,计算出______。
(2)将表头改装成具有“”、“”或“”三个挡位的欧姆表,如图乙所示。电源电动势,内阻忽略,为调节范围足够的滑动变阻器,且接线柱3未接电阻。表笔b为______(填“红”或“黑”)表笔;当开关S接接线桩3时,对应的倍率为______(填“”、“”或“”)。
(3)将开关拨至“”测量某个电阻,进行欧姆调零后,将两表笔接待测电阻两端,示数如图丙所示,该电阻的阻值为______。
13. 如图所示,金属杆的质量为,长为,通过的电流为,处在磁感应强度为5T的匀强磁场中,磁场方向与导轨平面为37°角斜向上,结果静止于水平导轨上,金属杆与导轨之间的动摩擦因数为0.8。求。
(1)金属杆受到的安培力大小;
(2)金属杆对导轨的压力大小;
(3)金属杆受到的摩擦力大小;
14. 如图所示的坐标系的第一象限内,有垂直于坐标平面方向向里的匀强磁场,磁感应强度为B,x轴上有A、B两点,且O、A两点距离与A、B两点距离相等都为L,y轴上的C点与O点距离也为L,现有甲、乙两粒子自A点分别以不同的速率垂直于x轴方向射入第一象限,其中甲粒子会经过B点,乙粒子会经过C点,已知两个粒子的质量均为m,所带电荷量的绝对值都为q,不计两粒子所受的重力与粒子间的相互作用力。求:
(1)甲、乙两粒子运动的轨道半径;
(2)甲、乙两粒子的速率之比;
(3)甲粒子从A点到B点所用的时间。
15. 如图所示,在直角坐标系第二象限内存在沿轴正向的匀强电场,电场强度大小为(未知)。第一象限内分界线与轴夹角为,以上的区域Ⅰ中存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为(未知),以下的区域Ⅱ中存在大小和方向均未知的电场和垂直平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为(未知)。一质量为、电荷量为的带正电粒子从点以初速度沿轴正向进入第二象限,由点进入第一象限,后经点垂直穿过分界线,恰好在区域Ⅱ中做匀速直线运动,不计空气阻力、粒子重力及电磁场的边界效应。求:
(1)第二象限内电场强度的大小;
(2)区域Ⅰ中磁场的磁感应强度的大小;
(3)区域Ⅱ中电场的电场强度。
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