山西省长治市2024-2025学年高二（上）期末模拟物理试卷（含答案）

山西省长治市2024-2025学年高二（上）期末模拟物理试卷
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.能量守恒定律是自然界最普遍的规律之一。以下不能体现能量守恒定律的是( )
A. 库仑定律 B. 焦耳定律 C. 闭合电路欧姆定律 D. 楞次定律
2.从生活走向物理，从物理走向社会，物理和生活息息相关，联系生活实际是学好物理的基础。下列有关电学知识的相关说法中，不正确的是( )
A. 图甲中工作人员在超高压带电作业时，穿用金属丝编制的工作服应用了静电屏蔽的原理
B. 图乙为家用煤气灶的点火装置，是根据尖端放电的原理而制成的
C. 图丙为静电除尘装置的示意图，带负电的尘埃被收集在带正电的金属板上
D. 图丁为静电喷漆的示意图，静电喷漆时使被喷的金属件与油漆雾滴带相同的电荷
3.如图所示的电路中，、是相同的两个小灯泡，是一个带铁芯的线圈，电阻极小。调节，稳定后两灯泡均能正常发光。则( )
A. 闭合时，立即变亮，逐渐变亮
B. 闭合时，立即变亮，逐渐变亮
C. 断开时，会突然闪亮一下而立即熄灭
D. 断开时，会突然闪亮一下而立即熄灭
4.如图所示，由同种金属材料制成的粗细均匀的闭合圆形线框用绝缘细线悬挂于天花板。已知圆形线框的半径为，圆心为，将此线框置于磁感应强度大小为、方向垂直于线框平面向外的匀强磁场中，用导线把线框上、两点，接入电流为的电路中，、处于同一高度且，不考虑线框两侧导线的影响。若线框处于静止状态时力传感器的示数为，重力加速度大小为，则圆形线框的质量为( )
A. B. C. D.
5.如图所示，电路中电源内阻，定值电阻，电流表为理想电流表。团合开关，滑片由滑向的过程中，下列说法正确的是( )
A. 电流表示数变小 B. 灯泡亮度变亮
C. 电源的效率变大 D. 电源的输出功率变大
6.质谱仪原理如图所示。电荷量为、质量的离子从容器下方的狭缝飘入初速度视为零电压为的加速电场区，然后从沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为的匀强磁场，最终到达照相底片上，则离子在磁场中的轨道半径为( )
A. B. C. D.
7.如图所示，为等腰直角三角形，边长为、。两根通电长直导线垂直纸面分别放在、两点处。点处导线中的电流大小为，方向垂直纸面向外；点处导线中的电流方向垂直纸面向里。已知直线电流在周围某点产生的磁感应强度表示该点到导线的垂直距离，为常量，经测量发现点的磁场方向沿向上，则( )
A. 点处导线中的电流大小为 B. 处磁感应强度的大小为
C. 中点处磁感应强度的方向平行向左 D. 中点处磁感应强度的大小为
8.如图所示，在中有一垂直纸面向里的匀强磁场，质量和电荷量都相等的带电粒子、、以不同的速率从点沿垂直于的方向射入磁场，图中实线是它们的轨迹。已知是的中点，不计粒子重力。下列说法中正确的是 ( )
A. 射入磁场时粒子的速率最小 B. 粒子带负电，粒子、带正电
C. 射出磁场时粒子的动能最小 D. 粒子在磁场中运动的时间最短
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9.神舟十二号乘组在与香港大中学生进行的天地连线中，聂海胜示范了太空踩单车。太空自行车是利用电磁力增加阻力的一种体育锻炼器材。某同学根据电磁学的相关知识，设计了这样的单车原理图：其中圆形结构为金属圆盘，当航天员踩脚踏板时，金属圆盘随之旋转。则下列设计中可行的方案有( )
A. B.
C. D.
10.如图所示，两个等量异种电荷固定在圆水平直径的两端，为圆周上的四个点，是以为中心的正方形下列说法正确的是( )
A. 点与点的电场强度大小相等，方向相同
B. 五点中，点的电势最高
C. 从点沿直线到点，电场强度先增大后减小
D. 从点沿直线到点，电势先升高后降低
11.如图所示，三个完全相同的半圆形光滑绝缘轨道竖直放置，图乙、图丙分别置于匀强磁场和匀强电场中，轨道两端点在同一高度上。现将、、三个相同的带正电小球同时从轨道左端的最高点由静止释放，小球均能经过轨道最低点。已知小球的带电荷量不会发生变化，则、、三个小球( )
A. 球、球在向右运动过程中始终不会脱离轨道
B. 到达轨道最低点时的速率均相同
C. 向右经过轨道最低点时，球对轨道的压力最大
D. 向左经过轨道最低点时，球对轨道的压力最小
12.如图甲所示是一种手摇发电的手电筒，内部有一固定的线圈和可来回运动的条形磁铁，其原理图如图乙所示，当沿图中箭头方向来回摇动手电筒过程中，条形磁铁在线圈内来回运动，灯泡发光。在此过程中，下列说法正确的是( )
A. 增加摇动频率，灯泡变亮
B. 线圈对磁铁的作用力方向不变
C. 磁铁从线圈一端进入与从该端穿出时，灯泡中电流方向相反
D. 磁铁从线圈一端进入再从另一端穿出的过程中，灯泡中电流方向相反
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
13.某学习小组同学如图甲所示的装置探究“影响感应电流方向的因素”，螺线管、滑动变阻器、开关与电池构成闭合回路；螺线管与电流计构成闭合电路，螺线管套在螺线管的外面。
要想使电流计指针发生偏转，下列四种操作中可行的是
闭合开关，螺线管和螺线管相对静止向上运动
闭合开关，螺线管不动，螺线管插入或拔出螺线管
闭合开关，螺线管、不动，移动滑动变阻器的滑片
螺线管、和滑动变阻器的滑片不动，闭合或断开开关
利用图乙所示的装置进一步探究感应电流的方向与磁通量变化的关系，螺线管与电流计构成闭合电路。正确连接好实验电路后，将条形磁铁极朝下插入螺线管，观察到灵敏电流计的指针向右偏。
将条形磁铁极朝下拔出螺线管，观察到灵敏电流计的指针 填“向左偏”或“向右偏”；
将条形磁铁极朝下插入螺线管，观察到灵敏电流计的指针 填“向左偏”或“向右偏”。
14.在测定两节干电池的电动势和内阻的实验中，备有下列器材
两节待测干电池电动势约，内阻不到
电流表满偏电流，内阻
电压表，内阻约为
滑动变阻器
定值电阻
开关，导线若干
某同学设计了如图所示的甲、乙、丙三种测量电路图，为了方便且能较准确地进行测量，应选用图_______所示的电路进行实验，电压表的内阻对实验结果__________填“有”或“无”影响。
根据所选用的电路图，请在下图中用比划线代替导线，将实验电路连接完整。
图为某同学根据实验中两个电表的示数做出的图线，由该图线可得被测干电池的电动势______，内阻______。结果均保留三位有效数字
四、计算题：本大题共4小题，共36分。
15.如图，为一矩形匀强磁场区域，边长为，边长为。现从点沿方向射入大量速度不等的质子，测得从点射出的质子的速度大小为。已知质子的质量为，电量为，不计质子重力。求：
矩形磁场区域磁感应强度的大小；
从点射出的质子在磁场中运动的时间；
从点射出的质子的速度大小。
16.如图所示，水平面上有电阻不计的形导轨，它们之间的宽度为，现垂直于导轨、放置一根质量为的金属棒，和之间接入一恒流源，回路中电流大小恒定为，在导轨间加一个范围足够大的匀强磁场且磁场方向始终与导体棒垂直，方向与水平面间夹角可调。取
当磁感应强度的大小，方向与水平方向成角时，棒处于静止状态，求棒受到的摩擦力大小；
若导体棒与轨道间的动摩擦因数，磁场方向斜向左下方，请你讨论磁场方向与水平方向夹角在哪个范围内，不管磁感应强度多大，导体棒都不会运动。假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，
17.如图所示，直角坐标系中的第Ⅰ象限中存在沿轴负方向的匀强电场，在第Ⅱ象限中存在垂直纸面向外的匀强磁场。一电荷量为、质量为的带正电的粒子，从负轴上的点以速率垂直磁场方向射入第二象限，然后经过轴上的点垂直于轴方向进入电场，一段时间后经过轴上的点。已知粒子在点的速度方向和轴负方向的夹角，不计粒子所受重力。求：
匀强磁场的磁感应强度的大小；
粒子经过点时的速度大小；
匀强电场的电场强度的大小。
18.如图甲所示，两块相同的平行金属板、正对着放置，相距为，板、上的小孔、与三点共线，，连线垂直于板、在以为圆心、为半径的圆形区域内存在磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场．收集屏上各点到点的距离都为，两端点、关于连线对称，屏所对的圆心角质量为、电荷量为的质子连续不断地经孔进入、间的电场，接着通过孔进入磁场．质子重力及质子间的相互作用均不计，质子在孔的速度看作零．
若、间的电压时，求质子进入磁场时速度的大小；
若、间接入如图乙所示的随时间变化的电压式中，周期已知，且在质子通过板间电场区域的极短时间内板间电场视为恒定，则质子在哪些时刻自孔进入板间，穿出磁场后均能打到收集屏上？
在上述问的情形下，当、间的电压不同时，质子从孔运动到收集屏所经历的时间会不同，求的最大值．
1.【答案】
2.【答案】
3.【答案】
4.【答案】
5.【答案】
6.【答案】
7.【答案】
8.【答案】
9.【答案】
10.【答案】
11.【答案】
12.【答案】
13.【答案】
向左偏
向左偏

14.【答案】 乙；无 ； ；
；
15.【答案】解：对从点射出的质子，轨迹如图中所示，由几何关系有
又
解得
粒子做圆周运动的周期
由于从点射出的质子做圆周运动的圆心角为，故所用的时间
对从点射出的质子，轨迹如图中所示，由几何关系得
解得
又
联立解得

16.【答案】解：受力分析如图所示：
得如下方程：，，代入数据解得；
由题意，当磁场斜向左下方时，设磁场方向与水方向的夹角为时不管磁感应强度多大，导体棒都不会运动，根据平衡条件可得：
，当足够大时，有，
解得，即磁场方向与水平方向夹角在内，不管磁感应强度多大，导体棒都不会运动。
答：棒受到的摩擦力大小；
磁场方向与水平方向夹角在内，不管磁感应强度多大，导体棒都不会运动。
17.【答案】解：设粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为，根据几何关系有
粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律有
解得；
粒子在电场中做类平抛运动，将粒子经过点时的速度分解为水平分速度和竖直分速度，粒子在电场中的运动时间设为，根据运动规律有：
水平方向
竖直方向
又
联立解得；
粒子在电场中从点运动到点，根据动能定理有
解得。

18.【答案】解：根据动能定理，有：
解得：
质子在板间运动，根据动能定理，有：
质子在磁场中运动，根据牛顿第二定律，有：
若质子能打在收集屏上，轨道半径与半径应满足的关系：
解得板间电压：
结合图象可知：质子在之间任一时刻从处进入电场，均能打到收集屏上
、间的电压越小，质子穿出电场进入磁场时的速度越小，质子在极板间经历的时间越长，同时在磁场中运动轨迹的半径越小，在磁场中运动的时间也会越长，出磁场后打到收集屏前作匀速运动的时间也越长，所以当质子打在收集屏的端时，对应时间最长，两板间的电压此时为：
在板间电场中运动时间：
在磁场中运动时间：
出磁场后打到收集屏前作匀速运动的时间：
所以，运动总时间为：
；
答：质子进入磁场时速度的大小为；
质子在之间任一时刻从处进入电场，均能打到收集屏上；
时间的最大值为．
第1页，共1页