广东省物理高二上学期2024-2025学年自测试题与参考答案

2024-2025学年广东省物理高二上学期自测试题与参考答案一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、在电磁感应现象中，下列说法正确的是()A.导体相对磁场运动，导体内一定会产生感应电流B.导体做切割磁感线的运动，导体内一定会产生感应电流C.闭合电路在磁场中做切割磁感线的运动，电路中一定会产生感应电流D.穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中一定会产生感应电流答案：D解析：A选项：导体相对磁场运动，但如果没有形成闭合回路，或者磁场的方向没有发生变化（即磁通量没有变化），那么导体内是不会产生感应电流的。因此，A选项错误。B选项：导体做切割磁感线的运动，但如果没有形成闭合回路，那么导体内也是不会产生感应电流的。因此，B选项错误。C选项：闭合电路在磁场中做切割磁感线的运动，但如果这个运动并没有导致穿过闭合电路的磁通量发生变化（例如，电路平面与磁场方向平行，且磁场方向不变，电路在磁场中平移），那么电路中也是不会产生感应电流的。因此，C选项错误。D选项：穿过闭合电路的磁通量发生变化，这是产生感应电流的必要条件。根据法拉第电磁感应定律，只要磁通量发生变化，闭合电路中就会产生感应电动势，进而产生感应电流。因此，D选项正确。2、关于磁感应强度的方向，下列说法正确的是()A.磁感应强度的方向就是小磁针静止时北极所指的方向B.某处磁感应强度的方向就是该处通电导线受力的方向C.某处磁感应强度的方向就是该处小磁针北极受力的方向D.某处磁感应强度的方向与放入该处的通电导线受力情况无关答案：A；C；D解析：A选项：磁感应强度的方向规定为小磁针静止时N极所指的方向，这是磁感应强度方向的定义，所以A选项正确。B选项：某处磁感应强度的方向并不是该处通电导线受力的方向，而是与该处通电导线受力的方向垂直。这是因为安培力的方向总是垂直于磁场方向和电流方向所构成的平面，所以B选项错误。C选项：某处磁感应强度的方向就是该处小磁针北极受力的方向，这也是磁感应强度方向的一种描述方式，与A选项的描述是等价的，所以C选项正确。D选项：磁感应强度是由磁场本身决定的，与放入该处的通电导线受力情况无关。即使没有通电导线，磁感应强度也是存在的，所以D选项正确。3、关于电磁感应现象，下列说法正确的是()A.闭合电路的一部分导体在磁场中运动时，导体中就会产生感应电流B.导体在磁场中静止不动时，一定没有感应电流产生C.闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动，导体中就会产生感应电流D.感应电流的方向与导体运动方向和磁场方向都有关答案：C；D解析：A选项：闭合电路的一部分导体在磁场中运动时，如果运动的方向与磁场方向平行，那么导体中是不会产生感应电流的。因为此时导体并没有切割磁感线，所以A选项错误。B选项：导体在磁场中静止不动时，如果磁场本身在变化（例如，磁场强度在变化，或者磁场方向在变化），那么闭合电路中的导体也是有可能产生感应电流的。这是因为磁通量的变化可以产生感应电流，而不仅仅是导体的运动。所以B选项错误。C选项：闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流。这是电磁感应现象的基本条件之一，所以C选项正确。D选项：感应电流的方向是由导体运动方向和磁场方向共同决定的。根据右手定则，我们可以判断感应电流的方向。所以D选项正确。4、下列关于机械能守恒定律的说法中正确的是()A.物体所受合外力做的功为零时，机械能一定守恒B.物体从某一高度自由下落过程中，不计空气阻力，机械能守恒C.物体在竖直平面内做匀速圆周运动时，机械能守恒D.物体在只有重力和弹力做功时，机械能不守恒答案：B解析：A选项：机械能守恒的条件是只有重力或系统内弹力做功，而不是合外力做功为零。例如，在竖直方向上匀速上升的物体，合外力做功为零（因为合外力等于零），但机械能增加（因为重力势能增加），所以A选项错误。B选项：物体从某一高度自由下落过程中，不计空气阻力，那么只有重力做功，没有其他力做功，因此机械能守恒，B选项正确。C选项：物体在竖直平面内做匀速圆周运动时，虽然只有重力和弹力（如果有的话）做功，但动能保持不变（因为是匀速），而重力势能随高度的变化而变化，所以机械能不守恒，C选项错误。D选项：根据机械能守恒的条件，物体在只有重力和弹力做功时，机械能是守恒的，D选项错误。5、在验证机械能守恒定律的实验中，下列说法正确的是()A.实验中应先释放纸带再接通电源B.选取纸带上第一点为初速度为零的点C.选取重物时，应选质量大、体积小的物体D.实验中重物下落的高度应越大越好答案：C解析：A选项：实验中应先接通电源，使打点计时器开始打点，然后再释放纸带，以保证纸带上打出的点迹清晰且能充分利用纸带，故A错误。B选项：纸带上的第一点并不是初速度为零的点，因为打点计时器在打第一点时，重物已经有一定的速度了。我们应根据纸带上的点迹情况，选取合适的点作为初速度为零的点（通常是速度为零且点迹清晰的点），故B错误。C选项：选取重物时，应选质量大、体积小的物体，这样可以减小空气阻力的影响，使机械能守恒的条件更容易满足，故C正确。D选项：实验中重物下落的高度并不是越大越好，因为高度过大时，重物的速度会很大，可能会超出打点计时器的测量范围，导致误差增大。同时，高度过大也会增加实验操作的难度和风险，故D错误。6、关于重力势能，下列说法正确的是()A.重力势能的大小与零势能面的选取无关B.重力势能的变化与重力做功无关C.重力势能是物体与地球所共有的D.重力势能为负值说明物体在零势能面以下答案：C；D解析：A选项：重力势能的大小是相对的，与零势能面的选取有关。选择不同的零势能面，物体的重力势能可能不同。因此，A选项错误。B选项：重力势能的变化与重力做功是密切相关的。重力做正功时，重力势能减小；重力做负功时，重力势能增加。因此，B选项错误。C选项：重力势能是物体与地球之间的相互作用能，是物体与地球所共有的。因此，C选项正确。D选项：重力势能为负值说明物体相对于零势能面来说，位置在零势能面以下。因此，D选项正确。综上所述，正确答案是C和D。7、关于电磁波，下列说法正确的是()A.电磁波是横波B.电磁波的传播需要介质C.电磁波在真空中的传播速度小于光速D.电磁波不能产生干涉和衍射现象答案：A解析：A选项，电磁波是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动，其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面，为横波。因此，A选项正确。B选项，电磁波的传播不需要介质，它可以在真空中传播。这与机械波（如声波）不同，机械波的传播需要介质。所以，B选项错误。C选项，电磁波在真空中的传播速度等于光速，即c=D选项，干涉和衍射是波的基本性质，电磁波作为波的一种，同样可以产生干涉和衍射现象。所以，D选项错误。综上所述，正确答案是A。二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、关于机械能守恒定律的理解，以下说法中正确的是()A.物体做匀速运动，它的机械能一定守恒B.物体所受合外力为零时，机械能一定守恒C.物体做匀加速直线运动时，它的机械能可能守恒D.物体所受合外力不为零，机械能一定不守恒答案：C解析：A选项：物体做匀速运动时，虽然动能不变，但如果有除重力或弹力以外的力（如摩擦力）对物体做功，那么物体的重力势能可能会发生变化，从而导致机械能不守恒。例如，物体在粗糙的斜面上匀速下滑时，机械能就不守恒。因此，A选项错误。B选项：物体所受合外力为零时，意味着物体处于平衡状态，可能是静止或匀速直线运动。但同样，如果有除重力或弹力以外的力对物体做功（如上面提到的摩擦力），机械能就不守恒。因此，B选项错误。C选项：物体做匀加速直线运动时，虽然加速度恒定，但如果这个加速度是由重力产生的（如自由落体运动），那么物体在运动过程中只有重力做功，机械能守恒。因此，C选项正确。D选项：物体所受合外力不为零时，如果合外力就是重力或弹力（或它们的合力），并且没有其他力对物体做功，那么机械能仍然可以守恒。例如，在竖直平面内做匀速圆周运动的物体（由重力和绳子的拉力共同作用），虽然合外力不为零，但机械能守恒。因此，D选项错误。2、下列关于电势的说法正确的是()A.电势差与电势一样，是相对量，与零电势点的选取有关B.电势差大的地方，电场强度一定大C.顺着电场线的方向，电势逐渐降低D.电势降低的方向一定是电场线的方向答案：C解析：A选项：电势差是电场中两点间电势的差值，它反映了电场中两点间电势的差异，是绝对的，与零电势点的选取无关。而电势是相对的，与零电势点的选取有关。因此，A选项错误。B选项：电势差与电场强度没有直接的关系。电势差的大小取决于电场中两点间的距离以及这两点沿电场线方向的距离（即电势差等于电场强度与这两点沿电场线方向的距离的乘积）。因此，电势差大的地方，电场强度不一定大。B选项错误。C选项：电场线的方向是电势降低最快的方向。因此，顺着电场线的方向，电势逐渐降低。C选项正确。D选项：虽然电场线的方向是电势降低的方向，但电势降低的方向不一定是电场线的方向。因为电势降低的方向有无数个，而电场线的方向只有一个，即电势降低最快的方向。D选项错误。3、下列说法正确的是()A.物体从外界吸收了热量，其内能不一定增加B.外界对物体做功，物体的内能一定增加C.物体温度升高时，其内能一定增加D.物体温度升高时，每个分子的动能都增大答案：A；C解析：A选项：根据热力学第一定律，ΔU=Q+W，其中ΔU是物体内能的变化量，Q是物体从外界吸收的热量，W是外界对物体做的功。如果物体从外界吸收了热量B选项：同样根据热力学第一定律，如果外界对物体做了功（即W>0），但物体同时向外界放出了热量（即Q<C选项：物体的内能包括分子动能和分子势能两部分。当物体温度升高时，分子平均动能增大（注意是平均动能，不是每个分子的动能都增大），因此内能一定增加。所以，C选项正确。D选项：虽然物体温度升高时分子平均动能增大，但这并不意味着每个分子的动能都增大。因为分子的运动是无规则的，有的分子动能可能增大，有的分子动能可能减小，但总体上平均动能是增大的。因此，D选项错误。三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）第一题题目：在竖直平面内建立直角坐标系，x轴水平，y轴竖直。在第二象限有沿y轴正方向的匀强电场E，一长为L的绝缘轻绳一端固定在A(0,4L)点，另一端系一个带负电小球，电荷量大小为q。开始绳刚好水平伸直。重力加速度为g。(1)小球由静止释放，运动到y轴时绳断裂，求小球能到达x轴上的B点位置坐标。(2)假设绳长可以0到4L之间调节，小球依然由原位置静止释放，每次到达y轴绳断裂，其他条件不变，则小球在x轴上的落点与原点间距离最大时，求轻绳的长度及该最大距离。答案：(1)设小球在y轴上的点为C，坐标为(0,h)，在x轴上的B点坐标为(x,0)。水平方向：小球在水平方向不受力，因此做匀速直线运动。设小球从A到C的时间为t，则x=vx竖直方向：小球在竖直方向受重力和电场力作用，做匀加速直线运动。由牛顿第二定律得：mg−qE=联立解得：h=4小球在C点速度vC绳断裂后，小球做类平抛运动，设运动时间为t’，则：水平方向：x竖直方向：0联立解得：x所以B点坐标为42(2)设绳长为L’，小球在y轴上的C’点坐标为(0,h’)，在x轴上的落点为B’。竖直方向：h′=水平方向：x′=联立解得：x要使x’最大，需使h′最大，即L′=4L代入得：x所以，当绳长为4L时，小球在x轴上的落点与原点间距离最大，最大距离为42解析：本题主要考察带电粒子在复合场中的运动，包括直线运动和类平抛运动。首先通过受力分析和运动学公式求出小球在y轴上的位置和速度，然后利用类平抛运动的规律求出小球在x轴上的位置。第二问通过调整绳长来找到x轴落点的最大距离，需要结合数学中的最值问题进行求解。第二题题目：在竖直平面内，有一匀强电场，电场方向水平向右，电场强度大小为E。同时，在该平面内还存在一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小为B。现有一质量为m、带电量为q的小球（重力不计），从某点以初速度v₀水平向右抛出，试分析小球的运动情况，并求出小球做匀速圆周运动的半径。答案：小球先做类平抛运动，后做匀速圆周运动。匀速圆周运动的半径为mv解析：类平抛运动阶段：小球开始受到水平向右的电场力和竖直向下的洛伦兹力（但由于速度方向水平，初始时刻洛伦兹力为零）。电场力对小球做功，使其速度增大，同时产生竖直向下的加速度（由洛伦兹力提供，随速度增大而增大）。但由于题目中说明重力不计，故竖直方向的位移主要由电场力和洛伦兹力的合力决定，此阶段小球做类平抛运动。当电场力在竖直方向上的分量与洛伦兹力相等时，竖直方向上的加速度为零，小球开始进入匀速圆周运动阶段。匀速圆周运动阶段：此时，小球所受的电场力和洛伦兹力合力为零（因为两者大小相等、方向相反），小球仅受重力和磁场力作用。但由于重力不计，小球实际仅受洛伦兹力作用，且该力提供向心力，使小球做匀速圆周运动。洛伦兹力公式为F=圆周运动向心力公式为F=由于洛伦兹力提供向心力，故qv解得半径R=由于小球是从初速度v₀开始运动的，且速度在水平方向上始终未变（因为电场力只改变速度方向不改变速度大小），所以匀速圆周运动的半径应为mv综上所述，小球先做类平抛运动，后做匀速圆周运动，匀速圆周运动的半径为mv第三题题目：在电路中，有三个电阻R1=6Ω，R2=4情况一：R1与R2串联后再与情况二：R2与R3并联后再与（1）在情况一下，求干路电流Itotal（2）在情况二下，求通过电阻R1的电流IR1答案：（1）在情况一下，干路电流I电阻R3两端的电压（2）在情况二下，通过电阻R1的电流电源的输出功率P解析：（1）情况一分析：R1与R2串联后的总电阻为R12与R3并联，并联部分的总电阻为干路电流Itot实际上，通过更精确的计算，考虑R12与电源内阻r的串联关系，再与R3并联，应用闭合电路欧姆定律，我们得到：ItotR3两端的电压UR3=Itotal×R3×R12R（2）情况二分析：R2与R3并联后的总电阻为R_{23}=第四题题目：某同学要测量一节干电池的电动势和内阻，可供选择的器材有：电流表A（量程0～0.6A）、电压表V（量程0～3V）、滑动变阻器R1（最大阻值30Ω）、滑动变阻器R2（最大阻值250Ω）、定值电阻R0（阻值为1.0Ω）、开关、导线若干。（1）请按照电路图（假设电路图已给出，但此处不具体画出）完成实物连线。（2）为方便调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用哪一个？（填“R1”或“R2”）。（3）在实验过程中，若电流表读数为I，电压表读数为U，请写出干电池电动势E和内阻r的表达式，并简述推导过程。答案：（1）由于题目中未直接给出电路图，但根据常见测量干电池电动势和内阻的实验，我们可以假设使用伏安法测量，即电流表串联在电路中，电压表并联在电池两端。实物连线时，应注意电流表和电压表的正负接线柱，以及滑动变阻器的连接方式（一般选择限流接法或分压接法，此处根据题目要求和器材选择限流接法较为合适）。由于无法直接画出电路图，故略去连线步骤。（2）滑动变阻器应选用R1。因为本实验中需要方便调节电流和电压，以获取多组数据用于拟合曲线或计算平均值，减少误差。R1的阻值较小，调节时电流变化范围较大，且便于控制，有利于实验的准确性和方便性。（3）干电池电动势E和内阻r的表达式可以通过闭合电路欧姆定律推导得出。在闭合电路中，根据欧姆定律有：E=U实验时，通过改变滑动变阻器的阻值，可以测得多组（U，I）数据。将这些数据代入上式，可以列出多个方程。由于电源电动势E是定值，因此可以通过多组数据拟合出一条直线（U-I图像），该直线的斜率即为电源内阻r的负值，直线与纵轴的截距即为电源电动势E。解析过程简述：利用闭合电路欧姆定律建立电动势E、路端电压U、电流I和内阻r之间的关系式。通过实验测量多组（U，I）数据，利用这些数据通过作图法或计算法求出E和r的具体值。作图法时，注意直线的斜率和截距的物理意义。第五题题目：某同学为了测量一节干电池的电动势和内阻，设计并进行了如下实验：他准备了以下实验器材：电流表A（量程0~0.6A，内阻约为1Ω）电压表V（量程0~3V，内阻约为3kΩ）滑动变阻器R（最大阻值20Ω）开关S和若干导线待测干电池E（电动势约为1.5V，内阻约为1Ω）他选择了合适的电路图进行连接，并完成了实验数据的采集。实验数据如下表所示：序号电流I/A电压U/V10.101.4520.201.3530.301.2540.401.1050.500.95请