湖南省株洲市茶陵县二中2025届物理高二上期末统考模拟试题含解析

湖南省株洲市茶陵县二中2025届物理高二上期末统考模拟试题注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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、匀速圆周运动是圆周运动中最为简单的一种运动形式．走时准确的钟表指针尖端的运动可以视为匀速圆周运动．下列钟表均走时准确．钟表的分针与时针的角速度之比为A.12:1 B.1:12C.60:1 D.1:602、磁场中某区域的磁感线如图所示，则（）A.a、b两处磁感应强度的大小不等，B.a、b两处的磁感应强度的大小不等，C.同一通电导线放在a处受到的安培力比放在b处小D.a处没有磁感线，所以a处磁感应强度为零3、如图所示，质量为m的通电直导线用一绝缘轻绳悬挂，电流方向垂直于纸面，匀强磁场平行于纸面，导线处于静止状态，轻绳与竖直方向的夹角为30°.以下说法中正确的是()A.安培力的大小可能等于，此时磁场的可能方向不是唯一的B.安培力的大小可能等于，此时磁场的可能方向不是唯一的C.安培力的大小可能等于mg，此时磁场的可能方向是唯一的D.安培力的大小可能等于2mg，此时磁场的可能方向是唯一的4、通过电阻R的电流强度为I时，在t时间内产生的热量为Q，若电阻为2R，电流强度为2I，则在时间t内产生的热量为（）A.2Q B.4QC.6Q D.8Q5、如图所示，在真空中，A、B两点分别放置等量异种点电荷，在A、B两点间取一正八边形路径abcdefgha，其中心O与A、B连线的中点重合，ah⊥AB。下列说法正确的是（）A.a点和d点电场强度相同B.b点和c点的电势相等C.电子在f点的电势能比在g点的电势能大D.将电子从d点沿直线移动到e点，电场力做负功6、有a、b、c、d四个小磁针，分别放置在通电螺线管的附近和内部．当小磁针静止时，小磁针指向如图所示，其中是正确的（）A.a B.bC.c D.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、如图所示，带正电的金属滑块质量为m，电荷量为q与绝缘水平面间的动摩擦因数为()。水平面上方有水平向右的匀强电场，电场强度为。如果在A点给滑块一个向左的大小为v的初速度，滑块运动到B点时速度恰好为零，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是（）A.滑块运动到B点后将保持静止B.滑块运动到B点后将返回向A点运动，来回所用时间不相同C.滑块运动到B点后将返回向A点运动，到A点时速度大小仍为vD.滑块回到A点时速度大小为8、如图所示，半径为R的光滑半圆弧绝缘轨道固定在竖直面内，磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直轨道平面向里．一可视为质点，质量为m，电荷量为q（q>0）的小球由轨道左端A无初速度滑下，当小球滑至轨道最低点C时，给小球再施加一始终水平向右的外力F，使小球能保持不变的速率滑过轨道右侧的D点，若小球始终与轨道接触，重力加速度为g，则下列判断正确的是A.小球在C点受到的洛伦兹力大小为B.小球在C点对轨道的压力大小为3mg+C.小球从C到D的过程中，外力F的大小保持不变D.小球从C到D的过程中，外力F的功率逐渐增大9、两块平行金属板间的电压是U，板间是一个匀强电场，场强是E，板间距离为d。一个带正电q的粒子质量为m，粒子从正极板处由静止开始向负极板运动，到达负极板时的动能是A.qU B.C.qEd D.10、如图所示，一小型直流电动机M的线圈绕阻，定值电阻R0=1.5Ω，电源的电动势，内阻，理想电流表的示数为，下列说法中正确的是（）A.电动机的发热功率为B.电动机消耗的电功率为C.电动机两端的电压为D.每分钟内电动机输出的机械能为三、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）一根电阻R=0.6Ω的导线弯成一个半径r=1m的圆形线圈,线圈质量m=1kg，此线圈放在绝缘光滑的水平面上，在y轴右侧有垂直线圈平面的磁感应强度B=0.5T的匀强磁场，如图所示．若线圈以初动能Ek0=5J沿x轴方向滑进磁场，当进入磁场0.5m时，线圈中产生的电能为E=3J．求此时线圈的运动速度的大小为______m/s，此时线圈加速度的大小为______m/s212．（12分）在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻”的实验中备有如下器材：A．干电池1节B．滑动变阻器（0～20Ω）C．电压表（0～3V，内阻约为20kΩ）D．电流表（0～0.6A，内阻RA=0.2Ω）E．电流表（0～3A，内阻约为0.01Ω）F．开关、导线若干（1）为减小实验误差和方便操作，选择图甲所示电路进行实验，其中电流表应选__．（填写器材前的序号）（2）某同学根据实验测得的电压表示数U和电流表示数I，画出U﹣I图象如图乙所示，由图象可得电池的电动势为__V，内电阻为__Ω．（保留到小数点后1位）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）如图所示的电路中，电源电动势，内阻，电阻，当开关S断开时，电流表的示数为1.5A，电压表的示数为3.0V，试求：(1)电阻R1和R3的阻值；(2)当S闭合后，电压表的示数；(3)R2上消耗的电功率。14．（16分）图为某种质谱仪的结构的截面示意图，该种质谱仪由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。其中静电分析器由两个相互绝缘且同心的四分之一圆柱面的金属电极和构成，点是圆柱面电极的圆心。静电分析器中的电场的等势面在该截面图中是一系列以为圆心的同心圆弧，图中虚线A是半径为r的等势线。和分别为静电分析器两端为带电粒子进出所留的狭缝。磁分析器中有以为圆心、半径为2d的四分之一圆弧的区域，该区域有垂直于截面的匀强磁场，磁场左边界与静电分析器的右边界平行，为磁分析器上为带电粒子进入所留的狭缝。离子源不断地发出正离子束，正离子束中包含电荷量均为、质量分别为的两种同位素离子。离子束从离子源发出的初速度可忽略不计，经电压为U的加速电场加速后，全部从狭缝沿垂直于的方向进入静电分析器。进入静电分析器后，同位素离子沿等势线A运动并从狭缝射出静电分析器，而后由狭缝沿垂直于的方向进入磁场中。质量为的同位素离子偏转后从磁场下边界中点沿垂直于的方向射出，而质量为的同位素离子偏转后从磁场下边界的点射出，其中。忽略离子的重力、离子之间的相互作用、离子对场的影响和场的边缘效应。求：（1）静电分析器中等势线A上各点的电场强度E的大小；（2）两种同位素离子的质量之比；（3）两种同位素离子在磁场中的运动时间之比。15．（12分）如图所示，空间分布着方向平行于纸面且与场区边界垂直的有界匀强电场，电场强度为E、场区宽度为L。在紧靠电场右侧的圆形区域内，分布着垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B大小未知，圆形磁场区域半径为r。一质量为m，电荷量为q的带正电的粒子从A点由静止释放后，在M点离开电场，并沿半径方向射入磁场区域，然后从N点射出，O为圆心，∠MON=120°，粒子重力可忽略不计，求(1)粒子经电场加速后，进入磁场时速度的大小；(2)匀强磁场磁感应强度B的大小及粒子从A点出发到从N点离开磁场所经历的时间；(3)若粒子在离开磁场前某时刻，磁感应强度方向不变，大小突然变为B′，此后粒子恰好被束缚在磁场中，则B′的最小值为多少？

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】分针、时针的周期分别为1h、12h，则周期比为根据得角速度之比为A.12:1，与结论相符，选项A正确；B.1:12，与结论不相符，选项B错误；C.60:1，与结论不相符，选项C错误；D1:60，与结论不相符，选项D错误2、A【解析】考查磁感线的性质。【详解】AB．磁感线的疏密程度反映了磁感应强度的大小，由图可知，a处磁感线密集，因此，A正确，B错误；C．通电导线在磁场中受到的安培力F=BIL这个公式成立的条件是：导线与磁场垂直。而当导线与磁场平行时，导线不受安培力作用，由于题中没说明导线放置的方向，故无法比较同一通电导线放在a处和b处安培力的大小，C错误；D．为了形象的描述磁场，引入了磁感线，而磁感线是不存在的，a点虽然没画出磁感线，但该点仍有磁场，即a点磁感应强度不为零，D错误。故选A。3、D【解析】先对导体棒受力分析，根据平衡条件并结合合成法得到安培力的最小值；然后结合安培力公式FA=BIL和左手定则分析【详解】对导体棒受力分析，受重力、安培力和细线拉力，如图所示：根据平衡条件，当安培力与线垂直向上时，安培力最小，为：FA=BIL=mgsin30°=根据左手定则，磁感线方向沿悬线向上，故此时磁场方向是唯一的；当mg≥FA＞时，有2解当FA＞mg时，有一解；当FA＜时，无解故选D【点睛】本题关键是先根据平衡条件确定安培力的最小值，然后结合左手定则分析磁感线的方向4、D【解析】根据公式可得：当通过电阻R的电流强度为I时，在t时间内产生的热量为，当若电阻为2R，电流强度为2I，则在时间t内产生的热量为，故D正确，A、B、C错误；故选D【点睛】关键是正确掌握焦耳定律公式5、C【解析】A．根据等量异种电荷的电场线分布，可知a点和d点的电场强度大小相等，但方向不同，则电场强度不同；故A错误。B．根据顺着电场线方向电势降低，知b点的电势比c点的电势高。故B错误。C．f点的电势比g点的电势低，电子从f点移动到g点，电场力做正功，电势能减小，则电子在f点的电势能比在g点的电势能大。故C正确。D．因d点和e点电势相等，则电子从d点到e点电势能不变，电场力做功为零，故D错误。故选C6、D【解析】根据安培定则可知通电螺线管N极在右端，因此右侧磁场方向水平向右，小磁针c位置不对；上方磁场方向水平向左，所以小磁针d位置正确；左侧水平向右，a位置不对；内部水平向右，b位置不对，故ABC错误，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．由题知，则物体在B点所受到的电场力大小为mg，大于其受到的最大静摩擦力，所以物体到B点速度为零后要反向运动，故A错误；BCD．滑块由A到B的过程中电场力与摩擦力都做负功，由动能定理得又解得滑块返回A的过程中电场力做正功，摩擦力做功，由动能定理得联立得由于在B点的速度都是0，而在A点的速度不相等，可知从A到B的过程与从B到A的过程中的平均速度不相等，所以滑块运动到B点后将返回向A点运动，来回所用时间不相同，故C错误，BD正确。故选BD。8、AD【解析】A.由于洛伦兹力不做功，所以从A到C过程中，只有重力做功，故有，解得，在C点受到竖直向上的洛伦兹力，大小为，A正确；B.在C点，受到向上的洛伦兹力，向上的支持力，向下的重力，三者的合力充当向心力，故有，解得，B错误；C.小球从C到D过程中，洛伦兹力和支持力沿水平方向的分力增大，所以水平外力F的增大．C错误；D.小球从C到D的过程中小球的速率不变，而洛伦兹力和支持力不做功，所以小球的动能不变，拉力F的功率与重力的功率大小相等，方向相反．由运动的合成与分解可知，小球从C向D运动的过程中，竖直方向的分速度越来越大，所以重力的功率增大，所以外力F的功率也增大，D正确.故选AD。【点睛】带电粒子在复合场中运动问题的分析思路

正确的受力分析除重力．弹力和摩擦力外，要特别注意电场力和磁场力的分析

正确分析物体的运动状态找出物体的速度．位置及其变化特点，分析运动过程．如果出现临界状态，要分析临界条件带电粒子在复合场中做什么运动，取决于带电粒子的受力情况（1）当粒子在复合场内所受合力为零时，做匀速直线运动（如速度选择器）（2）当带电粒子所受的重力与电场力等值反向，洛伦兹力提供向心力时，带电粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动（3）当带电粒子所受的合力是变力，且与初速度方向不在一条直线上时，粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子的运动轨迹既不是圆弧，也不是抛物线，由于带电粒子可能连续通过几个情况不同的复合场区，因此粒子的运动情况也发生相应的变化，其运动过程也可能由几种不同的运动阶段所组成9、AC【解析】粒子从正极板处由静止开始向负极板运动，电场力作正功，转化为粒子的动能，电场力所做的功为到达负极板时的动能是qU或qEdA.qU与分析相符，故A正确。B.与分析不符，故B错误。C.qEd与分析相符，故C正确。D.与分析不符，故D错误。10、ABD【解析】在计算电功率的公式中，总功率用P=IU来计算，发热的功率用P=I2R来计算，如果是计算纯电阻的功率，这两个公式的计算结果是一样的，但对于电动机等非纯电阻，第一个计算的是总功率，第二个只是计算发热的功率，这两个的计算结果是不一样的【详解】A．电动机的发热功率为，选项A正确；BC．电动机两端电压：UM=E-I(R0+r)=6V，则电动机消耗的电功率为P=IUM=12W，选项B正确，C错误；D．每分钟内电动机输出的机械能为E机=（P-P热）t=(12-4)×60J=480J，选项D正确；故选ABD.【点睛】对于电功率的计算，一定要分析清楚是不是纯电阻电路，对于非纯电阻电路，总功率和发热功率的计算公式是不一样的三、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、①.2②.2.5【解析】（1）由能量守恒定律得：代入数据解得：；（2）进入磁场x=0.5m时，切割磁感线的有效长度：感应电动势：E=BLv线圈受到的安培力：由牛顿第二定律得：F=ma代入数据解得：a=2.5m/s212、①.D②.1.5③.0.8【解析】（1）[1]．由于本实验中通过电源的电流不能太大，由图可知，最大电流不超过0.6A；所以电流表应选Ｄ；（2）[2][3]．将RA等效于电源的内阻，根据U=E-I(r+RA)，可知E=1.50V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)；(3)。【解析】(1)S断开时，由得，又由，求得；(2)S闭合时，、并联电阻，回路总电流，电压表示数为；(3)上消耗的功率。14、（1）（2）（3）【解析】(1)由题意可知正离子束经过加速电场时