保分测5
一、单项选择题
1.(2025·潮州模拟)如图甲所示,列车车头底部安装强磁铁,线圈及电流测量仪埋设在轨道地面(测量仪未画出),P、Q为接测量仪器的端口,磁铁的匀强磁场垂直地面向下、宽度与线圈宽度相同,俯视图如图乙。关于列车经过线圈的过程,下列说法正确的是( )
A.线圈的磁通量一直增加
B.线圈没有感应电流
C.线圈的磁通量先增大后减小
D.线圈的磁通量先减小后增大
2.(2025·漳州质检)反氢原子的制成打开了通向反物质世界的大门。反氢原子与氢原子具有相同的能级结构,如图所示。若有大量处于n=4能级的反氢原子,自发跃迁辐射出不同波长的光,则其中波长最短的光是从n=4的能级跃迁到下列哪一能级产生的( )
A.n=1 B.n=2
C.n=3 D.n=5
3.一对父子玩“套圈”游戏时,分别将圈先后水平抛出,两圈恰好套中同一玩具且两次圈套在玩具上时的速度方向相同,速度大小之比为2∶1,两圈运动的部分轨迹如图所示,1为父亲抛出圈的轨迹,设圈离手后的运动为平抛运动,不计圈的大小,则父亲和儿子抛出的圈在空中运动的水平位移之比为( )
A.2∶1 B.4∶1
C.∶1 D.2∶1
4.(2025·锦州一模)“中国版星链”被称为“G60星链”,2024年12月5日,其重要组成部分“千帆极轨”03组卫星发射成功,由18颗极地轨道卫星组成。极地轨道卫星的运行轨道平面通过地球的南、北两极上空。有一颗极地卫星周期T= h,则下列关于该卫星的说法正确的是( )
A.轨道平面可能与某一经线圈一直共面
B.环绕地球运动的速度小于7.9 km/s
C.环绕地球运动的速度大于11.2 km/s
D.若从经过北极点上空开始计时,一天内经过赤道20次
5.(2025·广州联考)无线充电技术在新能源汽车领域应用前景广阔。如图甲所示,与蓄电池相连的受电线圈置于地面供电线圈正上方,供电线圈输入如图乙所示的正弦式交变电流,下列说法正确的是( )
A.t=0.01 s时受电线圈中感应电流最大
B.t=0.01 s时两线圈之间的相互作用力为零
C.受电线圈中电流的有效值一定为20 A
D.受电线圈中的电流方向每秒钟改变50次
6.(2025·广东联考)如图,地面上停有一翻斗车,车斗内有一木箱,开始处于水平位置。某次卸货过程,当车斗缓慢支起,其底面与水平面间的夹角θ逐渐增大,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,该过程中,木箱底面受到的摩擦力Ff随θ角变化的图像有可能是( )
7.(2025·稽阳联考)如图甲所示,在竖直平面内有一半径为R=0.5 m的固定光滑绝缘圆桶,在空间中有平行圆桶轴线的水平匀强磁场B=2 T,一质量为m=0.5 kg、带电量为q=+2 C的带电小球沿圆桶外壁做圆周运动,如图乙所示为带电小球所在处的截面图,AC为竖直直径,初始时带电小球位于圆环最高点A(圆桶外侧),并且有水平方向的速度v0(以水平向左为速度的正方向),重力加速度g=10 m/s2,如果带电小球在A点不脱离圆桶,带电小球初速度v0可能的取值为( )
A.3 m/s B.6 m/s
C.-3 m/s D.-6 m/s
二、多项选择题
8.(2025·广州模拟)如图是探究库仑力的装置,将两块金属圆片A、B分别固定在绝缘支架上,下支架固定在高精度电子秤的托盘上,上支架贴上距离标尺,穿过固定支架的小孔安置。现将电子秤示数清零,此时电子秤示数为零,给A、B带上同种电荷,A、B电荷可看成点电荷。下列说法正确的是( )
A.实验中A、B所带电荷量可以不相等
B.A对B的库仑力与B对A的库仑力大小相等
C.电子秤的示数与A、B间的距离成反比
D.用与A相同且不带电的金属圆片C与A接触后移开,电子秤的示数减半
9.(2025·湖北联考)如图所示,虚线MN右侧存在水平向右的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场,从MN左侧以初速度v0水平抛出一质量为m、电荷量为-q的带电小球,测得小球进入叠加场前水平位移和竖直位移之比为2∶1,若带电小球进入叠加场后做直线运动,重力加速度为g,则有( )
A.小球做平抛运动的时间t=
B.匀强电场的电场强度E=
C.匀强磁场的磁感应强度B=
D.无法确定E、B的大小,但E和B应满足=v0
10.(2025·郑州质检)如图所示,质量为3m、两端带有固定挡板的平板车静止在光滑的水平面上,质量为m的物块放在平板车上,用水平细线将物块与平板车左侧挡板连接,轻弹簧放在物块与左侧挡板之间,弹簧的左端与挡板连接,弹簧处于压缩状态,平板车两挡板间的距离为L,弹簧的原长为L,O为平板车的中点,O点左侧平板车上表面光滑,右侧粗糙。某时刻剪断细线,最终物块相对于平板车停在O点与右侧挡板之间的中点,不计物块的大小,物块被弹簧弹出后,弹簧仅又被压缩了一次,物块与平板车间的动摩擦因数为μ,不计碰撞过程的能量损失,已知重力加速度为g,则剪断细线后,下列判断正确的是( )
A.物块相对车向右运动时,车相对地面一定向左运动
B.物块与车相对运动过程中,物块与车的加速度大小之比始终为3∶1
C.物块与车相对运动过程中,物块与车的速度大小之比始终为3∶1
D.弹簧开始具有的弹性势能大小一定为μmgL
保分测5
1.C 解析 列车经过线圈的过程中,线圈的磁通量先增大后减小,根据电磁感应规律可知,线圈会有感应电流,C项正确。
2.A 解析 反氢原子只有从高能级跃迁到低能级时才能辐射出光子,D项错误;根据玻尔理论得辐射出的光子能量E=hν=h=En-Em,则λ最短时对应的能级差En-Em最大,即波长最短的光是从n=4的能级跃迁到n=1的能级产生的,A项正确。
3.B 解析 落地时的速度方向相同,速度大小之比为2∶1,则竖直分速度之比为2∶1,运动的时间之比为2∶1,水平分速度大小之比为2∶1,则水平位移之比为4∶1,B项正确。
4.B 解析 极地卫星南北转动的同时地球也在自转,轨道平面不可能与某一经线圈一直共面,A项错误;地球第一宇宙速度是最大的环绕速度,极地卫星环绕地球运动的速度小于7.9 km/s,B项正确,C项错误;若从经过北极点上空开始计时,因为极地卫星周期T= h,一天内经过赤道次数为n=2×=2×24×=12≈29次,D项错误。
5.B 解析 根据题图乙可知,0.01 s时,电流随时间的变化率为0,即线圈之中磁通量的变化率为0,此时受电线圈之中的感应电动势为0,可知该时刻受电线圈中感应电流为0,A项错误;结合上述,0.01 s时受电线圈中的感应电流为0,安培力为零,由此可知,0.01 s时两线圈之间的相互作用力为0,B项正确;供电线圈的电流有效值为20 A,受电线圈中的电流由受电线圈产生的电动势及其所在回路决定,不一定是20 A,C项错误;交流电的周期T=2×10-2 s,一个周期内电流方向改变两次,则受电线圈中的电流方向每秒钟改变次数为n=2×=100,D项错误。
6.A 解析 开始时木箱受到静摩擦力,由受力平衡可得Ff=mgsin θ,按正弦规律变化,随θ角增大(θ<90°),静摩擦力逐渐变大;当θ角增大到一定数值时,木箱与车斗底面发生滑动,木箱受到的摩擦力为滑动摩擦力,大小Ff=μmgcos θ,按余弦规律变化,随θ角增大(θ<90°),滑动摩擦力逐渐变小,A项正确。
7.A 解析 假设初速度v0向左,则小球所受洛伦兹力竖直向下,小球不脱离圆桶需满足mg+qv0B-F N=m,即F N=mg+qv0B-m≥0,解得-1 m/s≤v0≤5 m/s,A项正确。
8.ABD 解析 库仑力是电荷间的相互作用力,库仑力与电荷所带电荷量的多少有关,与电荷间的距离有关,在探究库仑力的规律时,不一定A、B所带电荷量必须相等,A项正确;A对B的库仑力与B对A的库仑力是一对相互作用力,故大小相等,B项正确;两电荷间的库仑力与它们间的距离的二次方成反比,C项错误;用与A相同且不带电的金属圆片C与A接触后移开,则C与A分别所带电荷量是原A所带电荷量的一半,因A、B间的库仑力与它们所带电荷量的乘积成正比,所以电子秤的示数将减半,D项正确。
9.BC 解析 小球在进入叠加场前做平抛运动,则根据平抛运动在不同方向上的运动特点和几何关系可得===,解得t=,A项错误;小球进入叠加场后受力分析如图所示,根据平抛运动推论tan α=2tan θ=1,则qE=mg,得E=,B项正确;由于小球进入叠加场后做直线运动,所以重力、电场力的合力等于洛伦兹力,则有qvB=,又v=,联立解得B=,所以能确定E、B的大小,C项正确,D项错误。
10.ABC 解析 物块与车组成的系统动量守恒,系统的总动量为零,因此物块相对车向右运动时,如果车也向右运动,则物块和车均向右运动,系统的总动量不为零,A项正确;根据牛顿第三定律,物块与车间的相互作用力始终等大反向,由牛顿第二定律可知F=ma1=3ma2,解得=,物块与车相对运动过程中,物块与车的加速度大小之比始终为3∶1,B项正确;由于物块与车的动量总是等大反向,mv1=3mv2,解得=,物块与车相对运动过程中,物块与车的速度大小之比始终为3∶1,C项正确;根据能量守恒定律,不计碰撞过程的能量损失,若弹簧又压缩一次后直接在O点与右侧挡板之间的中点停止,则弹簧开始具有的弹性势能为Ep1=μmg·=μmgL,若弹簧又压缩一次后与右侧挡板碰后在O点与右侧挡板之间的中点停止,则弹簧开始具有的弹性势能为Ep2=μmg·=μmgL,D项错误。(共25张PPT)
保分测5
一、单项选择题
1.(2025·潮州模拟)如图甲所示，列车车头底部安装强磁铁，线圈及电流测量仪埋设在轨道地面(测量仪未画出)，P、Q为接测量仪器的端口，磁铁的匀强磁场垂直地面向下、宽度与线圈宽度相同，俯视图如图乙。关于列车经过线圈的过程，下列说法正确的是( )
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A.线圈的磁通量一直增加
B.线圈没有感应电流
C.线圈的磁通量先增大后减小
D.线圈的磁通量先减小后增大
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列车经过线圈的过程中，线圈的磁通量先增大后减小，根据电磁感应规律可知，线圈会有感应电流，C项正确。
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2.(2025·漳州质检)反氢原子的制成打开了通向反物质世界的大门。反氢原子与氢原子具有相同的能级结构，如图所示。若有大量处于n=4能级的反氢原子，自发跃迁辐射出不同波长的光，则其中波长最短的光是从n=4的能级跃迁到下列哪一能级产生的( )
A.n=1 B.n=2
C.n=3 D.n=5
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反氢原子只有从高能级跃迁到低能级时才能辐射出光子，D项错误；根据玻尔理论得辐射出的光子能量E=hν=h=En-Em，则λ最短时对应的能级差En-Em最大，即波长最短的光是从n=4的能级跃迁到n=1的能级产生的，A项正确。
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3.一对父子玩“套圈”游戏时，分别将圈先后水平抛
出，两圈恰好套中同一玩具且两次圈套在玩具上时
的速度方向相同，速度大小之比为2∶1，两圈运动
的部分轨迹如图所示，1为父亲抛出圈的轨迹，设圈离手后的运动为平抛运动，不计圈的大小，则父亲和儿子抛出的圈在空中运动的水平位移之比为( )
A.2∶1 B.4∶1
C.∶1 D.2∶1
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落地时的速度方向相同，速度大小之比为2∶1，则竖直分速度之比为2∶1，运动的时间之比为2∶1，水平分速度大小之比为2∶1，则水平位移之比为4∶1，B项正确。
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4.(2025·锦州一模)“中国版星链”被称为“G60星链”，2024年12月5日，其重要组成部分“千帆极轨”03组卫星发射成功，由18颗极地轨道卫星组成。极地轨道卫星的运行轨道平面通过地球的南、北两极上空。有一颗极地卫星周期T= h，则下列关于该卫星的说法正确的是( )
A.轨道平面可能与某一经线圈一直共面
B.环绕地球运动的速度小于7.9 km/s
C.环绕地球运动的速度大于11.2 km/s
D.若从经过北极点上空开始计时，一天内经过赤道20次
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极地卫星南北转动的同时地球也在自转，轨道平面不可能与某一经线圈一直共面，A项错误；地球第一宇宙速度是最大的环绕速度，极地卫星环绕地球运动的速度小于7.9 km/s，B项正确，C项错误；若从经过北极点上空开始计时，因为极地卫星周期T= h，一天内经过赤道次数为n=2×=2×24×=12≈29次，D项错误。
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5.(2025·广州联考)无线充电技术在新能源汽车领域应用前景广阔。如图甲所示，与蓄电池相连的受电线圈置于地面供电线圈正上方，供电线圈输入如图乙所示的正弦式交变电流，下列说法正确的是
( )
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A.t=0.01 s时受电线圈中感应电流最大
B.t=0.01 s时两线圈之间的相互作用力为零
C.受电线圈中电流的有效值一定为20 A
D.受电线圈中的电流方向每秒钟改变50次
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根据题图乙可知，0.01 s时，电流随时间的变化率为0，即线圈之中磁通量的变化率为0，此时受电线圈之中的感应电动势为0，可知该时刻受电线圈中感应电流为0，A项错误；结合上述，0.01 s时受
解析
电线圈中的感应电流为0，安培力为零，由此可知，0.01 s时两线圈之间的相互作用力为0，B项正确；供电线圈的电流有效值为20 A，受电线圈中的电流由受电线圈产生的电动势及其所在回路决定，不一定是20 A，C项错误；交流电的周期T=2×10-2 s，一个周期内电流方向改变两次，则受电线圈中的电流方向每秒钟改变次数为n=2×=100，D项错误。
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6.(2025·广东联考)如图，地面上停有一翻斗车，
车斗内有一木箱，开始处于水平位置。某次卸货
过程，当车斗缓慢支起，其底面与水平面间的夹
角θ逐渐增大，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，
该过程中，木箱底面受到的摩擦力Ff随θ角变化的图像有可能是( )
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开始时木箱受到静摩擦力，由受力平衡可得Ff=mgsin θ，按正弦规律变化，随θ角增大(θ<90°)，静摩擦力逐渐变大；当θ角增大到一定数值时，木箱与车斗底面发生滑动，木箱受到的摩擦力为滑动摩擦力，大小Ff=μmgcos θ，按余弦规律变化，随θ角增大(θ<90°),滑动摩擦力逐渐变小，A项正确。
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7.(2025·稽阳联考)如图甲所示，在竖直平面内有一半径为R=0.5 m的固定光滑绝缘圆桶，在空间中有平行圆桶轴线的水平匀强磁场B=2 T，一质量为m=0.5 kg、带电量为q=+2 C的带电小球沿圆桶外壁做圆周运动，如图乙所示为带电小球所在处的截面图，AC为竖直直径，初始时带电小球位于圆环最高点A(圆桶外侧)，并且有水平方向的速度v0(以水平向左为速度的正方向)，重力加速度g=10 m/s2，如果带电小球在A点不脱离圆桶，带电小球初速度v0可能的取值为( )
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A.3 m/s B.6 m/s C.-3 m/s D.-6 m/s
假设初速度v0向左，则小球所受洛伦兹力竖直向下，小球不脱离圆桶需满足mg+qv0B-F N=m，即F N=mg+qv0B-m≥0，解得
-1 m/s≤v0≤5 m/s，A项正确。
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二、多项选择题
8.(2025·广州模拟)如图是探究库仑力的装置，
将两块金属圆片A、B分别固定在绝缘支架上，
下支架固定在高精度电子秤的托盘上，上支架
贴上距离标尺，穿过固定支架的小孔安置。现
将电子秤示数清零，此时电子秤示数为零，给
A、B带上同种电荷，A、B电荷可看成点电荷。下列说法正确的是( )
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A.实验中A、B所带电荷量可以不相等
B.A对B的库仑力与B对A的库仑力大小相等
C.电子秤的示数与A、B间的距离成反比
D.用与A相同且不带电的金属圆片C与A接触后移开，电子秤的示数减半
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库仑力是电荷间的相互作用力，库仑力与电荷所带电荷量的多少有关，与电荷间的距离有关，在探究库仑力的规律时，不一定A、B所带电荷量必须相等，A项正确；A对B的库仑力与B对A的库仑力是一对相互作用力，故大小相等，B项正确；两电荷间的库仑力与它们间的距离的二次方成反比，C项错误；用与A相同且不带电的金属圆片C与A接触后移开，则C与A分别所带电荷量是原A所带电荷量的一半，因A、B间的库仑力与它们所带电荷量的乘积成正比，所以电子秤的示数将减半，D项正确。
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9.(2025·湖北联考)如图所示，虚线MN右侧存在水平向右的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，从MN左侧以初速度v0水平抛出一质量为m、电荷量为-q的带电小球，测得小球进入叠加场前水平位移和竖直位移之比为2∶1，若带电小球进入叠加场后做直线运动，重力加速度为g，则有( )
A.小球做平抛运动的时间t=
B.匀强电场的电场强度E=
C.匀强磁场的磁感应强度B=
D.无法确定E、B的大小，但E和B应满足=v0
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小球在进入叠加场前做平抛运动，则根据平
抛运动在不同方向上的运动特点和几何关系
可得===，解得t=，A项错误；小
球进入叠加场后受力分析如图所示，根据平
抛运动推论tan α=2tan θ=1，则qE=mg，得E=，B项正确；由于小球进入叠加场后做直线运动，所以重力、电场力的合力等于洛伦兹力，则有qvB=，又v=，联立解得B=，所以能确定E、B的大小，C项正确，D项错误。
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10.(2025·郑州质检)如图所示，质量为3m、
两端带有固定挡板的平板车静止在光滑的水
平面上，质量为m的物块放在平板车上，用
水平细线将物块与平板车左侧挡板连接，轻弹簧放在物块与左侧挡板之间，弹簧的左端与挡板连接，弹簧处于压缩状态，平板车两挡板间的距离为L，弹簧的原长为L，O为平板车的中点，O点左侧平板车上表面光滑，右侧粗糙。某时刻剪断细线，最终物块相对于平板车停在O点与右侧挡板之间的中点，不计物块的大小，物块被弹簧弹出后，弹簧仅又被压缩了一次，物块与平板车间的动摩擦因数为μ，不计碰撞过程的能量损失，已知重力加速度为g，则剪断细线后，下列判断正确的是( )
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A.物块相对车向右运动时，车相对地面一定向左运动
B.物块与车相对运动过程中，物块与车的加速度大小之比始终为3∶1
C.物块与车相对运动过程中，物块与车的速度大小之比始终为3∶1
D.弹簧开始具有的弹性势能大小一定为μmgL
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物块与车组成的系统动量守恒，系统的总动量为零，因此物块相对车向右运动时，如果车也向右运动，则物块和车均向右运动，系统的总动量不为零，A项正确；根据牛顿第三定律，物块与车间的相互作用力始终等大反向，由牛顿第二定律可知F=ma1=3ma2,解得=，物块与车相对运动过程中，物块与车的加速度大小之比始终为3∶1，B项正确；由于物块与车的动量总是等大反向，mv1=3mv2，解得=，物块与车相对运动过程中，物块与车的速
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度大小之比始终为3∶1，C项正确；根据能量守恒定律，不计碰撞过程的能量损失，若弹簧又压缩一次后直接在O点与右侧挡板之间的中点停止，则弹簧开始具有的弹性势能为Ep1=μmg·=μmgL，若弹簧又压缩一次后与右侧挡板碰后在O点与右侧挡板之间的中点停止，则弹簧开始具有的弹性势能为Ep2=
μmg·=μmgL，D项错误。
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