内容正文:
河北省衡水市武强县衡水街关中学2025-2026学年高二上学期11月期中物理试题
(全卷满分100分,考试时间75分钟)
一、单选题(每题4分,共28分)
1. 图中已标出电流I及电流所产生的磁场方向,其中正确的是( )
A. 直线电流 B. 直线电流 C. 通电螺线管 D. 环形电流
【答案】D
【解析】
【详解】A.由安培定则可知,电流向外的直导线周围的磁场分布为逆时针的同心圆,故A错误;
B.由安培定则可知,向上的电流左侧的磁场应向外,右侧的磁场应向里,故B错误;
C.由安培定则可知,内部磁感线应向右,故C错误;
D.由安培定则可知,环形电流的中心处磁场向上,故D正确。
故选D。
2. 下列有关磁场的四个表述,说法正确的是( )
A. 磁场是客观存在的一种物质,磁感线也是真实存在的
B. 磁场中的一小段通电导线在该处受力为零,此处磁感应强度B不一定为零
C. 由定义式可知,电流I越大,导线L越长,某点的磁感应强度B就越小
D. 在同一幅图中,磁感线越稀疏的位置,磁感应强度越大
【答案】B
【解析】
【详解】A.磁场是真实存在的,是看不见、摸不到的;磁感线不是真实存在的,是科学家为了研究方便假想出来的,故A错误;
B.小段通电导线平行放在某处不受磁场力作用,则该处的磁感应强度不一定为零,故B正确;
C.磁感应强度只是定义式,它的大小取决于场源以及磁场中的位置,与F、I、L以及通电导线在磁场中的取向无关,故C错误;
D.磁感线的疏密程度反应磁感应强度的强弱,在同一幅图中,磁感线越稀疏的位置,磁感应强度越小,故D错误。
故选B。
3. 如图所示,A、B、C、D是半径为的圆周上等间距的四个点,O是圆心,在B、C、D三点各固定一通电直导线,电流大小均为,方向均垂直纸面向里,已知每条直导线在O点产生的磁感应强度大小均为,通电直导线在O点产生磁场的磁感应强度与导线中的电流成正比。下列说法正确的是( )
A. O点的磁感应强度方向由D指向C
B. O点的磁感应强度大小为
C. 若再在A点放置一根直导线,导线中通有垂直纸面向里、大小为的电流,则O点的磁感应强度为0
D. 若再在A点放置一根直导线,导线中通有垂直纸面向外、大小为的电流,则O点的磁感应强度大小为
【答案】C
【解析】
【详解】AB.根据安培定则可知,B、D两处的电流在O点产生的合磁感应强度为0,则O点的磁感应强度等于C处的电流产生的磁感应强度,即O点的磁感应强度大小为,方向由O指向D,故AB错误;
C.若再在A点放置一根直导线,导线中通有垂直纸面向里、大小为 的电流,其在O点产生的磁感应强度与C在O点产生的磁感应强度等大反向,故O点的磁感应强度为 0,故C正确;
D.若再在A点放置一根直导线,导线中通有垂直纸面向外、大小为 的电流,其在O点产生的磁感应强度大小为2B0,方向O直向D,则O点的磁感应强度大小为 ,故D错误。
故选C。
4. 四个定值电阻按图示连接方式连入电路。已知、的规格为“10V 4W”,、的规格为“10V 2W”。这四个电阻消耗功率的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据
可知
由于通过电流相等根据
可知
因两端电压相等根据
可知
因、电阻相等,,根据
可知
即
故选A。
【点睛】本题闭合电路欧姆定律以及电路电功率的计算,需要同学们分析电路的特点进行求解。
5. 如图所示,电源的电动势、内阻,小型直流电动机M的内阻。闭合开关S后,电动机M正常转动,理想电流表的示数为,则电动机M的机械功率为( )
A. 8W B. 12W C. 20W D. 24W
【答案】B
【解析】
【详解】电动机两端电压为
电动机M的机械功率为
故选B。
6. 如图所示,我国的探月卫星在进入地月转移轨道时,由于卫星姿势的改变,卫星中一边长为,匝数为10匝的正方形导线框,由水平方向转至竖直方向,此处磁场磁感应强度,方向如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 在水平位置时,穿过线框的磁通量的大小为
B. 在竖直位置时,穿过线框的磁通量的大小为
C. 该过程中穿过线框的磁通量的变化量的大小是
D. 该过程中穿过线框的磁通量的变化量的大小是
【答案】B
【解析】
【详解】在水平位置时穿过线框的磁通量为
在竖直位置时穿过线框的磁通量的大小为
磁通量的变化量的大小为
故选B。
7. 如图所示,电路中电表均可视为理想电表,闭合开关S后将滑动变阻器滑片向左滑动,下列结论正确的是( )
A. 电流表A的示数减小 B. 电阻R消耗的电功率减小
C. 电源的输出功率一定减小 D. 电压表V1示数增大,电压表V2示数减小
【答案】D
【解析】
【详解】ABD.将滑动变阻器滑片向左滑动,则RP阻值减小,电路总电阻减小,总电流变大,则电流表A的示数变大,电阻R两端的电压变大,即电压表V1示数增大,则电阻R消耗的电功率变大;根据U=E-Ir可知,电压表V2示数减小,AB错误,D正确;
C.当外电阻与电源内阻相等时电源输出功率最大,因外电阻与内阻关系不确定,则不能判断电源输出功率的变化,C错误。
故选D。
二、多选题(每题6分,共18分。选项不全得3分,有错误选项0分)
8. 小张同学将一直流电源的总功率、输出功率和电源内部的发热功率随电流I变化的图线画在了同一坐标纸上,如图中的所示,则下列判断正确的是( )
A. 直线a表示电源的总功率
B. 曲线b表示电源的输出功率
C. 电源的电动势E=9V,内阻r=3Ω
D. 曲线c表示输出功率
【答案】AD
【解析】
【详解】A.电源消耗的总功率的计算公式
PE=EI∝I
故A正确;
BD.输出功率为
PR=PE-Pr=EI-I2r
应为开口向下的曲线,故c表示输出功率,故B错误,D正确;
C.当I=3A时,输出功率
PR=0
说明外电路短路,根据
P=EI
可得
电源内阻
故C错误。
故选AD。
9. 如图所示,倾斜光滑的金属导轨宽为L,与水平面成α角,处在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中,一金属杆ab水平放在导轨上。当回路电流强度为I时,金属杆处于静止。以下判断正确的是
A. 金属杆ab所受的安培力方向垂直ab杆沿斜面向上
B. 金属杆ab所受的安培力方向垂直ab杆水平向右
C. 金属杆ab所受的支持力FN=
D. 若把磁场撤去,则金属杆ab所受的支持力会变小
【答案】BCD
【解析】
【详解】AB.由于ab棒与磁场垂直,所以导体棒ab受到安培力的大小为:F=BIL,导体棒中电流方向为b→a,由左手定则判断可知导体棒ab受到安培力的方向为垂直于杆方向水平向右;故A错误,B正确;
CD.对导体棒受力分析,受重力、支持力和安培力,如图所示:
根据共点力平衡条件,有:
,
根据力的分解可知支持力等于重力垂直斜面的分量与安培力垂直斜面的分量之和,所以若把磁场撤去,则金属杆ab所受的支持力会变小,故CD正确。
故选BCD。
10. 两个质量相同、所带电荷量相等的带电粒子a、b,以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入垂直纸面向里的圆形匀强磁场区域,其运动轨迹如图,不计粒子重力,下列说法正确的是( )
A. a粒子带负电荷,b粒子带正电荷
B. b粒子做圆周运动的速度较大
C. a粒子在磁场中受到的洛伦兹力较小
D. b粒子在磁场中运动时间较长
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.粒子向右运动,根据左手定则,b向上偏转,应当带正电;a向下偏转,应当带负电,故A正确。
B.粒子在磁场中洛伦兹力提供向心力,做匀速圆周运动,则有
解得
由于带电粒子的B、q、m均相同,由图可知b的半径大,则运动速率越大,故B正确;
C.b粒子速度较大,根据
F=qvB
B、q均相同,可得b的洛伦兹力较大,故C正确;
D.根据
两粒子的周期相同,a的圆心角较大,则a的运动时间较长,故D错误。
故选ABC。
三、实验题(每空2分,共22分)
11. 某同学利用下列器材测定一节蓄电池的电动势和内阻。蓄电池的电动势约为3V。
A.电流表A,量程是0.6A,内阻RA=0.5Ω;
B.电压表V1,量程是3V,内阻约为6kΩ;
C.滑动变阻器,阻值为0~10Ω;
D.定值电阻R0=4Ω;
E.开关S一个,导线若干。
(1)为了使实验结果尽可能准确,图甲中的导线应连接到________处(填“①”或“②”)。
(2)用(1)问中的实验电路进行测量,读出电压表和电流表的读数,画出对应的U-I图线如图乙所示,由图线可得该蓄电池的电动势E=________V,内阻r=________ Ω。(结果均保留两位有效数字)
(3)本实验测得电源电动势的测量值和电动势的真实值的关系为:E测量________E真实;测得的电源内阻和电源内阻真实值的关系为:r测量________r真实(选填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】(1)② (2) ①. 3.2 ②. 0.83
(3) ①. 等于 ②. 等于
【解析】
【小问1详解】
因为电流表内阻已知,将导线连接到②处时,可把电流表内阻、定值电阻与电源内阻当作整体来处理,这样能更准确地测量电源的电动势和内阻。若连接到①处,电压表测量的是滑动变阻器和电流表两端的电压,会因电压表分流带来较大误差。所以导线应连接到②处;
【小问2详解】
根据闭合电路欧姆定律有
变形可得
由U-I图像可知,电源电动势为
图线的斜率表示电源内阻、定值电阻和电流表内阻之和,即
所以电源的内阻为
【小问3详解】
图中电路的连接,可以把电源、定值电阻、电流表看成等效电源,设等效电源的电动势为,断路时有
即电动势的测量值等于真实值;短路时电流
则电源内阻为
所以内阻的测量值也等于真实值。
12. 用多用电表的欧姆挡测量阻值约为几十千欧的电阻,以下给出的是可能的操作步骤,其中S为选择开关,为欧姆调零旋钮。
(1)把你认为正确的步骤前的字母按合理的顺序填写在横线上__________;
a、旋转S使其尖端对准欧姆挡
b、将两表笔分别连接到被测电阻的两端,读出的阻值后,断开两表笔
c、旋转S使其尖端对准欧姆挡
d、将两表笔短接,调节使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度,断开两表笔
e、旋转S使其尖端对准交流500V挡,并拔出两表笔
根据图所示指针位置,此被测电阻的阻值约为__________;
(2)下列关于用多用电表欧姆挡测电阻的说法中正确的是__________。
A. 测电阻时如果指针偏转角过大,应将选择开关S拨至倍率较小的挡位,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,则会影响测量结果
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
(3)用多用电表欧姆挡测量二极管正向电阻时应使二极管的正极与多用电表的__________(红表笔还是黑表笔)相连。
【答案】(1) ①. ②. (2)AC
(3)黑表笔
【解析】
【小问1详解】
[1]多用电表欧姆挡的使用步骤:选挡→欧姆调零→测量→结束归位。 测量几十千欧的电阻,应选择×1k倍率,选挡后进行欧姆调零,然后测量电阻,测量结束后将选择开关旋至交流500V挡,并拔出表笔,因此合理顺序为。
[2]指针示数为15,倍率为×1k,因此被测电阻阻值为
【小问2详解】
A.指针偏转角过大,说明被测电阻阻值较小,应换倍率更小的挡位,重新调零后测量,故A正确;
B.测量电阻时,电阻无方向性,红黑表笔插反不影响测量结果,故B错误;
C.测量电路中的电阻,必须将电阻与外电路断开,否则外电路电压可能烧坏电表,且测量的是并联后的等效电阻,结果不准确,故C正确;
D.只有更换欧姆挡倍率时才需要重新调零,若在同一倍率测量下测量不同电阻,则不需要重新调零,故D错误。
故选AC。
【小问3详解】
多用电表欧姆挡内部电源的正极连接黑表笔,负极连接红表笔,二极管正向导通时,正极需要接高电位,因此二极管的正极应与多用电表的黑表笔相连。
13. 某同学首先用游标卡尺测量该金属丝的长度,结果如图甲所示,其长__________cm:再用螺旋测微器测金属丝直径,结果如图乙所示,其直径__________mm。
【答案】 ①. 11.050 ②. 1.994##1.995##1.996
【解析】
【详解】[1]20分度游标卡尺精度为,由图甲可知,该金属丝的长度
[2]由图乙可知,金属丝直径
四、解答题
14. 如图所示,一个质量为m=1.5×10-4kg的小滑块,带有q=5×10-4C的电荷量,放置在倾角α=37°的光滑绝缘斜面上,斜面固定且置于B=0.5T的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里,小滑块由静止开始沿斜面滑下,斜面足够长,小滑块滑至某一位置时,将脱离斜面(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2)。求:
(1)小滑块带何种电荷;
(2)小滑块离开斜面时的瞬时速度多大;
(3)该斜面长度至少多长。
【答案】(1)带负电荷;(2)4.8m/s;(3)1.92m
【解析】
【分析】
【详解】(1)小滑块沿斜面下滑过程中,受重力mg、斜面支持力FN和洛伦兹力F。若要小滑块离开斜面,洛伦兹力F的方向应垂直斜面向上,根据左手定则可知,小滑块应带有负电荷。
(2)小滑块沿斜面下滑时,垂直斜面方向的加速度为零,有
当FN=0时,小滑块开始脱离斜面,此时有
得
(3)下滑过程中,只有重力做功,由动能定理得
斜面的长度至少应为
15. 如图所示,在倾角为=30°的斜面上,固定一宽L=0.25m的平行金属导轨,在导轨上端接入电源和滑动变阻器R,电源电动势E=12V,内阻r=1Ω,一质量m=40克的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好,整个装置处于磁感应强度B=0.80T、垂直于斜面向上的匀强磁场中,金属棒的电阻R1=1Ω(导轨电阻不计),金属导轨与金属棒之间的最大静摩擦力为0.1N,取g=10m/s2.
(1)判断金属棒所受到的安培力的方向;
(2)要保持金属棒在导轨上静止,求滑动变阻器R接入电路中的阻值范围.
【答案】(1)方向沿斜面向上;(2)6Ω≤R≤22Ω
【解析】
【详解】(1) 根据左手定则可判断,安培力的方向沿斜面向上.
(2)由题意可知, 当滑动变阻器R取最大值时,回路中电流最小,金属棒刚好不下滑,由平衡条件
由闭合电路欧姆定律
接入电路的最大电阻
由题意可知,,当滑动变阻器R取最小值时,回路中电流最大,金属棒刚好不上滑,由平衡条件
由闭合电路欧姆定律
接入电路的最小电阻
滑动变阻器R接入电路中的阻值范围:6Ω≤R≤22Ω
16. 如图所示,一个质量为m、电荷量为q的带负电荷的粒子,不计重力,从x轴上的P点以速度v射入第一象限内的匀强磁场中,并恰好从y轴上的Q点垂直于y轴射出第一象限。已知v与x轴正方向成60°角,。
(1)求匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(2)求带电粒子在磁场中运动的时间;
(3)若只改变匀强磁场的磁感应强度的大小,求B满足什么条件时,粒子不会从y轴射出第一象限。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据题意,画出带电粒子运动轨迹如图所示
由几何关系有
解得轨道半径为
由洛伦兹力提供向心力可得
解得匀强磁场的磁感应强度的大小为
【小问2详解】
运动时间为
【小问3详解】
由第一问可得
粒子刚好不会从y轴射出第一象限的轨迹如图所示
由几何关系得
由洛伦兹力提供向心力可得
联立解得
所以粒子不会从y轴射出第一象限,磁感应强度大小满足的条件为
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河北省衡水市武强县衡水街关中学2025-2026学年高二上学期11月期中物理试题
(全卷满分100分,考试时间75分钟)
一、单选题(每题4分,共28分)
1. 图中已标出电流I及电流所产生的磁场方向,其中正确的是( )
A. 直线电流 B. 直线电流 C. 通电螺线管 D. 环形电流
2. 下列有关磁场的四个表述,说法正确的是( )
A. 磁场是客观存在的一种物质,磁感线也是真实存在的
B. 磁场中的一小段通电导线在该处受力为零,此处磁感应强度B不一定为零
C. 由定义式可知,电流I越大,导线L越长,某点的磁感应强度B就越小
D. 在同一幅图中,磁感线越稀疏的位置,磁感应强度越大
3. 如图所示,A、B、C、D是半径为的圆周上等间距的四个点,O是圆心,在B、C、D三点各固定一通电直导线,电流大小均为,方向均垂直纸面向里,已知每条直导线在O点产生的磁感应强度大小均为,通电直导线在O点产生磁场的磁感应强度与导线中的电流成正比。下列说法正确的是( )
A. O点的磁感应强度方向由D指向C
B. O点的磁感应强度大小为
C. 若再在A点放置一根直导线,导线中通有垂直纸面向里、大小为的电流,则O点的磁感应强度为0
D. 若再在A点放置一根直导线,导线中通有垂直纸面向外、大小为的电流,则O点的磁感应强度大小为
4. 四个定值电阻按图示连接方式连入电路。已知、的规格为“10V 4W”,、的规格为“10V 2W”。这四个电阻消耗功率的大小关系为( )
A. B.
C. D.
5. 如图所示,电源的电动势、内阻,小型直流电动机M的内阻。闭合开关S后,电动机M正常转动,理想电流表的示数为,则电动机M的机械功率为( )
A. 8W B. 12W C. 20W D. 24W
6. 如图所示,我国的探月卫星在进入地月转移轨道时,由于卫星姿势的改变,卫星中一边长为,匝数为10匝的正方形导线框,由水平方向转至竖直方向,此处磁场磁感应强度,方向如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 在水平位置时,穿过线框的磁通量的大小为
B. 在竖直位置时,穿过线框的磁通量的大小为
C. 该过程中穿过线框的磁通量的变化量的大小是
D. 该过程中穿过线框的磁通量的变化量的大小是
7. 如图所示,电路中电表均可视为理想电表,闭合开关S后将滑动变阻器滑片向左滑动,下列结论正确的是( )
A. 电流表A的示数减小 B. 电阻R消耗的电功率减小
C. 电源的输出功率一定减小 D. 电压表V1示数增大,电压表V2示数减小
二、多选题(每题6分,共18分。选项不全得3分,有错误选项0分)
8. 小张同学将一直流电源的总功率、输出功率和电源内部的发热功率随电流I变化的图线画在了同一坐标纸上,如图中的所示,则下列判断正确的是( )
A. 直线a表示电源的总功率
B. 曲线b表示电源的输出功率
C. 电源的电动势E=9V,内阻r=3Ω
D. 曲线c表示输出功率
9. 如图所示,倾斜光滑的金属导轨宽为L,与水平面成α角,处在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中,一金属杆ab水平放在导轨上。当回路电流强度为I时,金属杆处于静止。以下判断正确的是
A. 金属杆ab所受的安培力方向垂直ab杆沿斜面向上
B. 金属杆ab所受的安培力方向垂直ab杆水平向右
C. 金属杆ab所受的支持力FN=
D. 若把磁场撤去,则金属杆ab所受的支持力会变小
10. 两个质量相同、所带电荷量相等的带电粒子a、b,以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入垂直纸面向里的圆形匀强磁场区域,其运动轨迹如图,不计粒子重力,下列说法正确的是( )
A. a粒子带负电荷,b粒子带正电荷
B. b粒子做圆周运动的速度较大
C. a粒子在磁场中受到的洛伦兹力较小
D. b粒子在磁场中运动时间较长
三、实验题(每空2分,共22分)
11. 某同学利用下列器材测定一节蓄电池的电动势和内阻。蓄电池的电动势约为3V。
A.电流表A,量程是0.6A,内阻RA=0.5Ω;
B.电压表V1,量程是3V,内阻约为6kΩ;
C.滑动变阻器,阻值为0~10Ω;
D.定值电阻R0=4Ω;
E.开关S一个,导线若干。
(1)为了使实验结果尽可能准确,图甲中的导线应连接到________处(填“①”或“②”)。
(2)用(1)问中的实验电路进行测量,读出电压表和电流表的读数,画出对应的U-I图线如图乙所示,由图线可得该蓄电池的电动势E=________V,内阻r=________ Ω。(结果均保留两位有效数字)
(3)本实验测得电源电动势的测量值和电动势的真实值的关系为:E测量________E真实;测得的电源内阻和电源内阻真实值的关系为:r测量________r真实(选填“大于”“小于”或“等于”)。
12. 用多用电表的欧姆挡测量阻值约为几十千欧的电阻,以下给出的是可能的操作步骤,其中S为选择开关,为欧姆调零旋钮。
(1)把你认为正确的步骤前的字母按合理的顺序填写在横线上__________;
a、旋转S使其尖端对准欧姆挡
b、将两表笔分别连接到被测电阻的两端,读出的阻值后,断开两表笔
c、旋转S使其尖端对准欧姆挡
d、将两表笔短接,调节使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度,断开两表笔
e、旋转S使其尖端对准交流500V挡,并拔出两表笔
根据图所示指针位置,此被测电阻的阻值约为__________;
(2)下列关于用多用电表欧姆挡测电阻的说法中正确的是__________。
A. 测电阻时如果指针偏转角过大,应将选择开关S拨至倍率较小的挡位,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,则会影响测量结果
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
(3)用多用电表欧姆挡测量二极管正向电阻时应使二极管的正极与多用电表的__________(红表笔还是黑表笔)相连。
13. 某同学首先用游标卡尺测量该金属丝的长度,结果如图甲所示,其长__________cm:再用螺旋测微器测金属丝直径,结果如图乙所示,其直径__________mm。
四、解答题
14. 如图所示,一个质量为m=1.5×10-4kg的小滑块,带有q=5×10-4C的电荷量,放置在倾角α=37°的光滑绝缘斜面上,斜面固定且置于B=0.5T的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里,小滑块由静止开始沿斜面滑下,斜面足够长,小滑块滑至某一位置时,将脱离斜面(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2)。求:
(1)小滑块带何种电荷;
(2)小滑块离开斜面时的瞬时速度多大;
(3)该斜面长度至少多长。
15. 如图所示,在倾角为=30°的斜面上,固定一宽L=0.25m的平行金属导轨,在导轨上端接入电源和滑动变阻器R,电源电动势E=12V,内阻r=1Ω,一质量m=40克的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好,整个装置处于磁感应强度B=0.80T、垂直于斜面向上的匀强磁场中,金属棒的电阻R1=1Ω(导轨电阻不计),金属导轨与金属棒之间的最大静摩擦力为0.1N,取g=10m/s2.
(1)判断金属棒所受到的安培力的方向;
(2)要保持金属棒在导轨上静止,求滑动变阻器R接入电路中的阻值范围.
16. 如图所示,一个质量为m、电荷量为q的带负电荷的粒子,不计重力,从x轴上的P点以速度v射入第一象限内的匀强磁场中,并恰好从y轴上的Q点垂直于y轴射出第一象限。已知v与x轴正方向成60°角,。
(1)求匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(2)求带电粒子在磁场中运动的时间;
(3)若只改变匀强磁场的磁感应强度的大小,求B满足什么条件时,粒子不会从y轴射出第一象限。
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