2025届山西省太原市山西大学附中物理高二第一学期期末经典模拟试题含解析

2025届山西省太原市山西大学附中物理高二第一学期期末经典模拟试题注意事项1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、下列关于能量的转化，下列说法中正确的是（）A.因为能量守恒，所以“永动机”是存在的B.摩擦生热的过程是不可逆过程C.空调既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性D.由于能的转化过程符合能量守恒定律，所以不会发生能源危机2、已知直导线中电流在周围空间产生的磁感应强度大小为B=k，k为常量，I为电流强度，r为到导线的距离。b、c、d三根长通电直导线垂直于纸面放置，电流方向如图所示，ac垂直于bd且ab=ad=ac，b、c、d三根导线中电流强度分别为I、I、2I。已知导线c在a点的磁感应强度大小为B，则a点处的合磁感应强度大小为（）A.B B.3BC.2B D.B3、在磁感应强度B的定义式B=F/IL中，有关各物理量间的关系，下列说法中正确的是（）A.B由F、I和L决定 B.F由B、I和L决定C.I由B、F和L决定 D.L由B、F和I决定4、如图所示，一条形磁铁放在水平地面上，在条形磁铁的左上方固定一根与磁场垂直的长直导线，当导线中通以图示方向的电流时（）A.磁铁对桌面的压力减小，且受到向左的摩擦力作用B.磁铁对桌面的压力减小，且受到向右的摩擦力作用C.磁铁对桌面的压力增大，且受到向左的摩擦力作用D.磁铁对桌面的压力增大，且受到向左的摩擦力作用5、如图所示，匀强磁场磁感应强度B＝0.2T，通电直导线与磁场方向垂直，导线长度L＝0.2m，导线中电流I＝1A．该导线所受安培力F的大小为()A.0.01N B.0.02NC.0.03N D.0.04N6、关于通电导线在磁场中受到的安培力、运动电荷在磁场中受到的洛仑兹力、通电导线周围产生的磁场方向及闭合导体回路中导体棒切割磁感线产生电流的情况分别如图A、B、C、D所示，其中方向关系正确的是()A.B.C.D.二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，下列说法中正确的是()A.回旋加速器中，粒子加速的时间和做圆周运动的周期相等B.带电粒子在D形盒内从狭缝间的电场获得能量C.增大D形盒的半径，可以增大粒子从D形盒射出时的动能D.狭缝宽度越小，粒子从D形盒射出时的动能越大8、在如图所示的电路，电源的内阻为r，现闭合电键S，将滑片P向左移动一段距离后，下列结论正确的是A.灯泡L变亮 B.电压表读数变小C.电流表读数变小 D.电容器C上的电荷量增大9、如图是医用回旋加速器示意图，其核心部分是两个D形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连．现用该装置加速氘核(带电量为e、质量为2m)和氦核(带电量为2e、质量为4m)．若不考虑粒子重力及在电场中的运动时间，则下列说法中正确的有（电源频率可保证电荷到达Ｄ型盒间隙时能改变电压方向）A.氘核和氦核运动的周期相同B.氘核和氦核的最大动能相同C.要使氘核的最大动能变成原来的4倍，可仅将磁感应强度增大为原来的2倍D.要使氘核的最大动能变成原来的1/4，可仅将磁感应强度变为原来的1/210、如图所示，闭合矩形线圈abcd与长直导线MN在同一平面内，线圈的ab，dc两边与直导线平行，直导线中有逐渐增大，但方向不明的电流，则（）A.可知道线圈中的感应电流方向B.可知道线圈各边所受到磁场力的方向C.可知道整个线圈所受的磁场力的方向D.无法判断线圈中的感应电流方向，也无法判断线圈所受磁场力的方向三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）荷兰物理学家洛伦兹首先提出，磁场对运动电荷有力的作用．为了纪念他，人们称这种力为_____，该力的方向可以用_____（填“左手定则”或“右手定则”）来判断12．（12分）一个20匝、面积为200dm2的线圈，放在磁场中，磁场的方向与线圈平面成30°角，若磁感应强度在5s内由1T增加到5T，在此过程中磁通量变化了_________磁通量的平均变化率是__________线圈中感应电动势的大小是_________四、计算题：本题共3小题，共38分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示的xoy坐标系中，在第I象限内存在沿y轴负向的匀强电场，第IV象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场．一个比荷q/m=102c/kg的带正电粒子从y轴上的P点垂直进入匀强电场，经过x轴上的Q点以速度v=2m/s进入磁场，方向与x轴正向成30°．若粒子在磁场中运动后恰好能再回到电场，已知OQ长L=6m，粒子的重力不计，电场强度E和磁感应强度B大小均未知．求：(1)OP的距离(2)磁感应强度B的大小(3)若在O点右侧44m处放置一平行于y轴的挡板，粒子能击中挡板并被吸收，求粒子从P点进入电场到击中挡板的时间.14．（16分）如图，固定于水平面的两平行金属导轨处于竖直向下、磁感应强度为B=2T的匀强磁场中，两平行导轨间距为l=0.5m，左端接一电动势E=3V、内阻r=1Ω的电源。一质量为m=0.5kg、电阻为R=2Ω的导体棒MN垂直导轨放置并接触良好。闭合开关S导体棒从静止开始运动。忽略摩擦阻力和导轨的电阻，平行轨道足够长。求：(1)导体棒运动的最大速度(2)导体棒从开始到达到稳定速度的过程中，导体棒上产生的焦耳热15．（12分）如图所示，P点距坐标原点的距离为L，坐标平面内的第一象限内有方向垂直坐标平面向外的匀强磁场(图中未画出），磁感应强度大小为B。有一质量为m、电荷量为q的带电粒子从P点以与y轴正方向夹角为θ=的速度垂直磁场方向射入磁场区域，在磁场中运动，不计粒子重力。求：（1）若粒子垂直于x轴离开磁场，则粒子进入磁场时的初速度大小；（2）若粒子从y轴离开磁场，求粒子在磁场中运动的时间。

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、B【解析】第一类永动机违反能量守恒定律，所以不可能制成；第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但是违反热力学第二定律，所以也是不可能制成的，选项A错误；根据热力学第二定律，一切与热现象有关的过程都不可能自发的进行，则摩擦生热的过程是不可逆过程，选项B正确；空调既能制热又能制冷，是消耗了电能，不是自发进行的，故C错误．能量的转化过程尽管符合能量守恒定律，高品质的能量能够自发的变为内能耗散到空中，但耗散的低品质的能量不能再集中利用，所以会发生能源危机，故D错误；故选B.2、A【解析】由于直导线c在a点处的磁感应强度大小为B，又因为b、c、d三根导线中电流强度分别为I、I、2I，且，所以直导线b在a点的磁感应强度大小也等于B，而直导线d在a点的磁感应强度大小等于2B，根据安培定则可判断方向如下图所示b和d直导线在a点产生的磁感应强度方向向左，合成后大小为3B，c直导线在a点产生的磁感应强度方向向下，大小为B，根据平行四边形法则，可知a点的磁感应强度大小为故BCD错误，A正确。故选A。3、B【解析】公式中B表示磁感应强度，有磁场自身的因素决定；I为导体棒中的电流，由电路决定；L为导体棒的有效长度，由导体棒及其放在磁场中的形式决定；F为导体棒在磁场中受到的安培力，由B、I、L共同决定，故ACD错误，B正确.4、B【解析】条形磁铁外部磁场由N指向S，根据左手定则知，直导线所受的安培力的方向斜向右下方；根据牛顿第三定律知，条形磁铁所受直导线的磁场力的方向斜向左上方，可知条形磁铁有向左的运动趋势，所受的摩擦力方向向右，磁铁对桌面的压力减小。故B正确，ACD错误。故选B。5、D【解析】根据F=BIL可知导线所受安培力F的大小为F=0.2×1×0.2N=0.04N，故选D.6、D【解析】判断通电导线在磁场中受的安培力的方向以及带电粒子在磁场中受洛伦兹力的方向用左手定则；判断通电直导线周围的磁场方向用右手定则；判断闭合导体回路中导体棒切割磁感线产生电流用右手定则【详解】A图是通电导线在磁场中受到的安培力，由左手定则可知安培力方向应该向上，选项A错误；B图是运动电荷在磁场中受到的洛仑兹力，根据左手定则可知洛伦兹力的方向应该向上，选项B错误；C图是通电导线周围产生的磁场方向，根据右手定则可知导线的上边磁场向里，下边向外，选项C错误；D图是闭合导体回路中导体棒切割磁感线产生电流，根据右手定则可知，导线中产生的电流向下，选项D正确；故选D.【点睛】此题关键要搞清左手定则和右手定则的使用范围，这是易错易混淆的问题，必须要记清楚.二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、BC【解析】回旋加速器粒子在磁场中运动的周期和高频交流电的周期相等．当粒子从D形盒中出来时，速度最大，根据动能表达式求解【详解】回旋加速器中，粒子每经过D型盒狭缝时都被加速一次，加速电场的变化周期等于粒子在磁场中做圆周运动的周期，选项A错误；带电粒子在D形盒内从狭缝间的电场获得能量，选项B正确；根据，则，则增大D形盒的半径R，可以增大粒子从D形盒射出时的动能，与狭缝的宽度无关，选项C正确，D错误；故选BC.【点睛】解决本题的关键知道回旋加速器电场和磁场的作用，知道粒子的最大动能与狭缝的宽度无关，与磁感应强度大小和D形盒的半径有关8、CD【解析】滑片P向左移动一段距离后电阻变大，故电路的电流减小，电流表读数变小，灯泡L变暗；路端电压变大，故电压表读数变大；滑动变阻器两端电压变大，根据Q=CU可知，电容器C上的电荷量增大，选项CD正确，AB错误.9、ACD【解析】A项：带电粒子大磁场中运动周期，两粒子的比荷相等，所以周期相等，故A正确；B项：根据得，最大动能，所以氦核的最大动能较大，故B错误；C、D项：由可知，要使氘核最大动能变成原来的4倍，磁场变为原来的2倍，同理可知，要使氘核的最大动能变成原来的1/4，可仅将磁感应强度变为原来的1/2故CD正确故选ACD10、BC【解析】当直导线中有逐渐增大的电流，导线框中的磁通量增大，根据楞次定律，为了“阻碍”这种增大的趋势，导线框有向右运动的趋势，且可知道ab边受向右的力比bc边向左方向的力大，但感应的电流方向无法判断，BC正确三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、①.洛伦兹力②.左手定则【解析】已知磁场方向、带电粒子的速度方向，由左手定则可以判断出洛伦兹力的方向【详解】[1]通过学习磁场对运动电荷的作用我们知道，首先提出磁场对运动电荷有作用力的观点的物理学家是洛伦兹[2]为了纪念他，人们称这种力为洛伦兹力，该力的方向可以用左手定则【点睛】本题考查了判断洛伦兹力方向问题，熟练应用左手定则即可正确解题，注意运动的方向不一定与磁场垂直，但洛伦兹力一定与磁场及运动方向垂直12、①.4Wb②.0.8Wb/s③.16V【解析】线圈在匀强磁场中，现让磁感强度在5s内由1T均匀地增加到5T，磁通量的变化量为：；磁通量的平均变化率为：；线圈中感应电动势的大小为：四、计算题：本题共3小题，共38分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13、(1)(2)B=5×10-3T(3)【解析】(1)粒子在电场中做类平抛运动，根据平行四边形定则求出粒子在沿电场方向和垂直电场方向上的速度，结合运动学公式求出OP间的距离；(2)粒子恰好能再回到电场，结合几何关系求出临界半径，结合半径公式求出磁感应强度的大小；(3)根据几何关系求出一个周期内在x轴上发生的距离，确定出粒子能完成周期运动的次数．结合在电场中和磁场中运动的时间，以及最后2L内的时间求出粒子从P点进入电场到击中挡板的时间【详解】(1)粒子在Q点进入磁场时，vx=vcos30°，vy=vsin30°，粒子从P点运动到Q点时间t=