2025届黑龙江省牡丹江市三中高二物理第一学期期末学业水平测试试题含解析

2025届黑龙江省牡丹江市三中高二物理第一学期期末学业水平测试试题注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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、如图所示,AB为均匀带有电荷量为+Q的细棒,C为AB棒附近的一点,CB垂直于AB.AB棒上电荷形成的电场中C点的电势为φ0,φ0可以等效成AB棒上电荷集中于AB上某点P处、带电量为+Q的点电荷所形成的电场在C点的电势．若PC的距离为r,由点电荷电势的知识可知φ0=kQ/r.若某点处在多个点电荷形成的电场中,则电势为每一个点电荷在该点所产生的电势的代数和．根据题中提供的知识与方法,我们可将AB棒均分成两段,并看成两个点电荷,就可以求得AC连线中点C′处的电势为A.2φ0 B.

φ0C.φ0 D.4φ02、如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，其中央正上方固定一根直导线，导线与磁铁垂直，并通以垂直纸面向外的电流，则（）A.磁铁对桌面的压力减小、不受桌面摩擦力的作用B.磁铁对桌面的压力减小、受到桌面摩擦力的作用C.磁铁对桌面的压力增大、不受桌面摩擦力的作用D.磁铁对桌面的压力增大、受到桌面摩擦力的作用3、理想变压器与电阻R及交流电流表A、交流电压表V按图示方式连接，已知变压器原副线圈的匝数比为：：1，电阻，原线圈两端输入电压U随时间t变化的图象如图所示，下列说法中正确的是A.电压表的读数为220VB.电压表的读数为C.电流表的读数为0.2AD.变压器的输入功率为40W4、在如图所示的电路中E为电源，其内阻为r，R1为定值电阻（R1＞r），R2为电阻箱，R3为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小，V为理想电压表，A为理想电流表，闭合开关后，下列说法正确的是（）A.用光照射，电流表示数变小B.用光照射，电压表示数变小C.将电阻箱阻值变大，电流表示数变大D.将电阻箱阻值变大，电压表示数变大5、如图，A、B、C、D是匀强电场中的四个点，它们刚好是一个正方形的四个顶点，其中AB边水平，AD边竖直，边长为10cm。匀强电场的电场线与正方形所在平面平行，已知A点电势为10V，B点电势为20V，C点电势为20V。现将正方形以A点为转轴，平行于纸面方向顺时针转动角，到图中的虚线位置处，即正方形AB′C′D′处。由此可知A.匀强电场的场强大小为E=1V/mB.匀强电场的场强方向为竖直向下，即沿着A→D方向C.正方形ABCD的D点处电势为20VD.正方形AB′C′D′的D′点处电势为5V6、在科学发展过程中，许多科学家都做出了重要贡献，下列说法正确的是（）A.安培首先提出场的概念 B.楞次提出了分子电流假说C.库仑用油滴实验首先测定了元电荷的电量 D.法拉第首先发现了电磁感应现象二、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、如图所示，电子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于板面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出。已知电子质量为m，电荷量为-e（e>0），加速电场的电压为U0，偏转电场可看做匀强电场，极板间电压为U，极板长度为L，板间距为d。忽略电子的重力，则下列说法中正确的是A.加速电场的左极板应该带正电B.电子进入偏转电场的初速度等于C.电子在偏转电场中沿电场方向的位移（Δy）等于D.电子离开偏转电场时的动能为8、速度相同的一束带电粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列相关说法中正确的是A.速度选择器的P1极板带负电B.该束带电粒子带正电C.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝S0，粒子的比荷越大D.能通过狭缝S0的带电粒子的速率等于EB19、下列说法正确的是（）A.如图甲所示，是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，要想粒子获得的最大动能增大，可增加电压UB.如图乙所示，是磁流体发电机的结构示意图，可以判断出B极板是发电机的正极，A极板是发电机的负极C.如图丙所示，是速度选择器，带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是Eq＝qvB，即D.如图丁所示，是磁电式电流表内部结构示意图，线圈在极靴产生的匀强磁场中转动10、如图为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n＝4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光。关于这些光下列说法正确的是（）A.由n＝4能级跃到n＝1能级产生的光子能量最大B.由n＝2能级跃迁到n＝1能级产生的光子频率最小C.这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光D.由n＝4能级跃到n＝3能级产生的光子波长最长三、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）图甲是物理实验室的一种永久蹄形磁铁，某物理兴趣小组设计了一个测量蹄形磁铁磁极间磁感应强度大小的实验（1）如图乙所示，将由铜导线绕制而成的矩形线圈悬挂在支架上，导线两端分别由a、b处抽出连在两接线柱A、B上．线圈下边ab保持水平，现将一轻线的一端系在线圈ab边的中点，另一端绕过一轻小滑轮后连接一小沙桶，调整支架高度是线圈与滑轮间细线保持水平（2）将多个图甲中的蹄形磁铁紧密并列放置，水平插入线圈，使线圈下边ab处于磁铁N、S间，磁场宽度正好与线圈下边ab长度相同，当线圈中通电后，向沙桶中缓慢加入适量细沙，使导线框仍保持竖直悬挂．读出电流表示数为I，断开电源，取下沙桶，用天平称量沙桶总质量为m（3）线圈中电流由图丙电路提供，若蹄形磁铁S极在上方，N极在下方，则接线柱A应与丙图电路中的接线柱________（选填“C”或“D”）相连（4）若线圈电阻约为1Ω，允许最大电流0.5A，电流表量程为0~0.6A，内阻约为0.5Ω，电源为4节干电池串联，每节干电池的电动势为1.5V，内阻不计．R0为定值电阻，现备有10Ω和100Ω各一只，则应选_______Ω连入电路；有最大阻值分别为20Ω和1000Ω的滑动变阻器各一只，应选_______Ω连入电路（5）若线圈匝数为n，其下边ab长度为L，本地重力加速度为g，则用测得的物理量和已知量表示磁感应强度大小B=___________12．（12分）高二物理研究性学习小组在学习了恒定电流的相关知识后，设计了一个电路，该电路既能测量出电源电动势E和内阻r，同时又能描绘一定范围内灯泡的伏安特性曲线。所用器材及已经连接的部分电路如图甲。实验时，当调节滑动变阻器的阻值时，同时记录电流表A、电压表V1和电压表V2的示数。经过多次测量，最后描绘出两条U-I图线，如图乙所示，电压表内阻很大，电流表内阻不计，请回答下列问题。（1）请你将图甲的实物连线补充完整；（）（2）图乙中的___________（“①”或“②”）图线是表示电压表V的读数和电流表A的读数之间的关系；（3）电源电动势E=___________V，内阻r=___________Ω（保留两位有效数字）；（4）在坐标系中两条图线相交于P点，此时滑动变阻器连入电路的阻值为___________Ω。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）能量转化和守恒是自然界的一条普遍规律，在电磁感应现象中也不例外：(1)如图所示，两根光滑的长直金属导轨MN、PQ平行置于同一水平面上，导轨间距为L，电阻不计，NQ处接有阻值为R的电阻。长度也为L，阻值为r的金属棒ab垂直于导轨放置，导轨处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中。ab在外力作用下以速度v匀速向右运动且与导轨保持良好接触：①求ab所受安培力的大小FA；②证明：外力的功率P外与感应电流的功率P电相等；并简要说明：在上述电路中，能量是如何转化的？(2)如图所示，在水平面上固定两光滑的长直平行金属导轨MN、PQ，导轨间距为L，导轨的电阻忽略不计，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨所在平面。长度均为L、电阻均为r、质量分别为m1、m2的两根金属杆ab、cd垂直导轨置于导轨上。开始时ab杆以初速度v0向静止的cd杆运动，最终两杆达到共同速度。求cd杆由静止至达到共同速度的过程中回路中产生的电能，小王同学的解法如下：对于ab、cd两杆组成的系统，由动量守恒定律得由能量转化和守恒定律可知，回路中产生的电能等于系统减少的机械能，故你认为小王的解法是否正确？如不正确，请给出正确的解法。14．（16分）如图所示，两根相距为L的光滑平行金属导轨CD、EF固定在水平面内，并处在竖直向下的匀强磁场中，导轨足够长且电阻不计．在导轨的左端接入阻值为R的定值电阻，将质量为m、电阻可忽略不计的金属棒MN垂直放置在导轨上，可以认为MN棒的长度与导轨宽度相等，且金属棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，不计空气阻力．金属棒MN以恒定速度v向右运动过程中，假设磁感应强度大小为B且保持不变，为了方便，可认为导体棒中的自由电荷为正电荷（1）请根据法拉第电磁感应定律，推导金属棒MN中的感应电动势E；（2）在上述情景中，金属棒MN相当于一个电源，这时的非静电力与棒中自由电荷所受洛伦兹力有关．请根据电动势的定义，推导金属棒MN中的感应电动势E（3）请在图中画出自由电荷所受洛伦兹力示意图．我们知道，洛伦兹力对运动电荷不做功．那么，金属棒MN中的自由电荷所受洛伦兹力是如何在能量转化过程中起到作用的呢？请结合图中自由电荷受洛伦兹力情况，通过计算分析说明15．（12分）如图所示，虚线左侧存在方向竖直向上、强度为E的匀强电场和方向垂直纸面向里、强度为B的匀强磁场，虚线右侧存在方向竖直向下、强度也为E的匀强电场，为以O点为圆心的光滑绝缘圆弧。一质量为m，带电量为+q的小球（可视为质点）由M点静止释放，经过一段时间后运动至M点正下方的Q点（图中没有画出）。已知，电场强度，圆弧半径为L，重力加速度为g。求：（1）小球运动至N点时对轨道的压力；（2）M点和Q点之间的距离。

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、A【解析】设φ0等效成AB棒上的电荷集中于AB中点处，即AB的中点D到C的距离DC等于AD的中点E到C′的距离的一半；带电量为+Q的点电荷所形成的电场在C点的电势，将AB棒均分成两段，并看成两个点电荷，每个点电荷的电荷量为Q/2，由φ0=kQ/r可知，每个电荷量为Q/2的点电荷在C′点产生电势为φ0，两个点电荷在AC连线中点C′处的电势为2φ0，故A正确，BCD错误；故选A【点睛】考查点电荷电势的知识可知φ0=kQ/r公式的应用，理解等效思维的运用是解题的关键，注意电势的代数和2、A【解析】在磁铁外部，磁感线从极指向极，长直导线在磁铁的中央正上方，导线所在处磁场水平向左方；导线电流垂直于纸面向外，由左手定则可知，导线受到的安培力竖直向下方；由牛顿第三定律可知，导线对磁铁的作用力竖直向上，因此磁铁对桌面的压力减小，小于磁铁的重力，磁铁没有运动趋势，磁铁不受摩擦力；A．与分析相符，故A正确；B．与分析不符，故B错误；C．与分析不符，故C错误；D．与分析不符，故D错误。3、C【解析】由原线圈两端输入电压U随时间变化的图像可知，U1=220V，T=0.02sAB．根据原副线圈电压比等于匝数之比，可知所以电压表的示数为22V，故AB错误；C．根据原副线圈的电流与匝数成反比，则所以A表的读数为0.2A，故C正确；D．副线圈功率所以变压器的输入功率故D错误。故选C。4、C【解析】A、用光照射，阻值减小，则电路总电阻减小，干路总电流增大，路段电压减小，两端电压增大，则并联部分电压减小，则通过电流减小，则通过电流增大，即电流表示数增大，电压表示数增大，故AB错误；C、将变阻箱阻值变大，则电路总电阻变大，干路总电流减小，路端电压增大，两端电压减小，则并联部分电压增大，则通过电流增大，即电流表示数增大，电压表示数减小，故C正确，D错误5、D【解析】AB．由题意可知，BC连线的匀强电场中的等势线，且A点电势低于B点电势，所以匀强电场方向沿BA方向，由公式可知，电场强度大小为故AB错误；C．在匀强电场中有代入数据解得故C错误；D．沿场强方向距离为所以由于电场强度方向向左且A点电势为10V，所以电势为5V，故D正确。故选D。6、D【解析】根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可【详解】A.法拉第最早提出的场的概念，故A错误；B.楞次提出的楞次定律，安培提出的分子电流假说，故B错误；C.库仑提出的库仑定律，而元电荷的电量是由密立根据用油滴实验测出的，故C错误；D.法拉第最早发现的电磁感应现象，故D正确故选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、BD【解析】A．由于电子在电场中向右加速，所以电场方向应水平向左，则加速电场的左极板应该带负电，故A错误；B．在加速度电场中由动能定理得解得故B正确；C．在偏转电场中，电子的运动时间为：偏转距离为故C错误；D．对粒子从静止到离开偏转电场由动能定理得解得故D正确。故选BD。8、BC【解析】AB．由图可知，带电粒子进入匀强磁场B2时向下偏转，所以粒子所受的洛伦兹力方向向下，根据左手定则判断得知该束粒子带正电。在平行金属板中受到电场力和洛伦兹力两个作用而做匀速直线运动，由左手定则可知，洛伦兹力方向竖直向上，则电场力方向向下，粒子带正电，电场强度方向向下，所以速度选择器的P1极板带正电。故A错误，B正确。C．粒子进入匀强磁场B2中受到洛伦兹力而做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得，解得可见，由于v是一定的，B不变，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝S0，则半径r越小，则越大。故C正确。D．粒子能通过狭缝，电场力与洛伦兹力平衡，则有：qvB1=qE解得故D错误。故选BC。9、BC【解析】A．根据，可得粒子获得的最大动能为所以要想粒子获得的最大动能增大，可增加D形盒的半径，故A错误；B．根据左手定则，正电荷向下偏转，所以B板带正电，为发电机的正极，A极板是发电机的负极，故B正确；C．速度选择器不能判断带电粒子的电性，不管是正电，还是负电只要速度满足Eq＝qvB，即，粒子就能匀速通过速度选择器，故C正确；D．线圈在极靴产生的磁场为均匀辐向磁场，该磁场为非匀强磁场，故D错误。故选BC。10、AD【解析】A．n=4和n=1间的能级差最大，跃迁时辐射的光子能量最大，故A正确；B．从n=4跃迁到n=3，能级差最小，则辐射的光子频率最小，故B错误；C．根据=6知，这些氢原子总共可辐射出6种不同频率的光子，故C错误；D．由n=4跃迁到n=3，能级差最小，辐射光子频率最小，波长最长，故D正确；故选AD。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.（3）D；②.（4）10，③.20；④.（5）【解析】（3）磁场方向竖直向上，线圈受安培力向左，与细线的拉力平衡，则线圈中电流应由接线柱B流入，由接线柱A流出，故接线柱A应与电路中的接线柱D连接（4）线圈中最大电流为0.5A，则电路中最小电阻为12Ω，故定值电阻应选10Ω．为方便调节，滑动变阻器应选最大电阻值较小的、即20Ω的滑动变阻器（5）线圈静止时，在水平方向线圈受到的绳子的拉力与安培力大小相等方向相反，有：mg=nBIL，可得：12、①.②.①③.4.5V④.1.0Ω⑤.0Ω【解析】（1）[1]要同时测量出电源电动势E和内阻r，和描绘灯泡的伏安特性曲线，所以一个电压表测路端电压，一个电压表测灯泡的电压，电流表测量干路电流。实物连接如图所示：（2）[2]电压表V1测量的是路端电压，由U=E−Ir可知，路端电压随电流的增大而减小，成线性关系，所以图中曲线①表示电压表V1的读数和电流表A的读数之间的关系；（3）[3]根据U=E−Ir可知，曲线①在U轴的截距等于电源电动势，所以E=4.5V；[4]曲线①的斜率等于电源内阻，所以等于内阻：；（4）[5]两条图线交点处说明灯泡电压等于路端电压，滑动变阻器的电压等于零，所以此时滑动变阻器连入电路的阻值为0Ω。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)①，②证明过程见解析，电路中的电能是由外力做功消耗机械能转化而来的，即克服安培力做功将机械能转化为电能；电能又通过电流做功，转化为其它形式的能（焦耳热）；(2)不正确，原因和正确解法见解析【解析】(1)①ab棒做切割磁感线运动产生的感应电动势为回路中的感应电流安培力大小解得②导体棒匀速运动，外力F与安培力FA平衡，有所以电路中的电能是由外力做功消耗机械能转化而来的，即克服安培力做功将机械能转化为电能；电能又通过电流做功，转化为其它形式的能（焦耳热）。(2)小王的解法不正确。错误原因是此时cd杆不是纯电阻用电器。此模型ab杆相当于发电机、cd杆相当于电动机，发电机通过克服安培力做功将机械能转化为电能，故回路产生的电能等于ab杆减少的机械能，即：或14、（1）；（2）（3）