华中师大一附中2025届高二物理第一学期期末学业水平测试模拟试题含解析

华中师大一附中2025届高二物理第一学期期末学业水平测试模拟试题考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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、回旋加速器是加速带电粒子的装置，其主体部分是两个D形金属盒，两金属盒处在垂直于盒底的匀强磁场中，并分别与高频交流电源两极相连接，从而使粒子每次经过两盒间的狭缝时都得到加速，如图所示，现要增大带电粒子从回旋加速器射出时的动能，下列方法可行的是（）A.增大金属盒的半径 B.减小狭缝间的距离C.减小磁场的磁感应强度 D.增大高频交流电压2、如图所示，两导体板水平放置，两板间电势差为U，带正电粒子以某一初速度vo沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场，则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d及在磁场中的运动时间t随着U和vo的变化情况为A.d随V0增大而增大 B.d随U增大而增大C.t随V0增大而增大 D.t随U增大而增大3、中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也.”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意图如图.结合上述材料，下列说法不正确的是()A.地理南、北极与地磁场的南、北极不重合B.地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近C.地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行D.在赤道上磁针的N极在静止时指向地理北极附近4、在水平地面上方有正交的匀强电场和匀强磁场，匀强电场方向竖直向下、匀强磁场方向水平向里。现将一个带正电的金属小球从点以初速度水平抛出，小球着地时的速度为，在空中的飞行时间为。若将磁场撤除，其他条件均不变，那么小球着地时的速度为，在空中飞行的时间为，小球所受空气阻力可忽略不计。则关于和和的大小比较，以下判断正确的是（）A. B.C. D.5、关于磁感应强度B，下列说法中正确的是()A.由定义式B=可知，磁感应强度B与F成正比，与IL成反比B.一小段通电导线放在磁感应强度为零处，它所受的磁场力一定为零C.一小段通电导线在某处不受磁场力作用，该处的磁感应强度一定为零D.磁场中某处磁感应强度的方向，与通电导线在该处所受磁场力的方向相同6、关于磁感应强度的方向，下列方法不正确的是()A.小磁针静止时S极所指的方向B.小磁针静止时N极所指的方向C.小磁针N极的受力方向D.同磁场方向一致二、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、如图所示的电路中，电源电动势E和内阻r恒定不变，滑片P从左端向右端移动，则A.电流表的示数变大 B.电压表的示数变大C.电阻消耗的功率变小 D.电灯L消耗的功率变小8、在一根较长的铁钉上，用漆包线绕上两个线圈A、B，将线圈B的两端接在一起，并把CD段漆包线拉直沿南北方向放置在静止的小磁针的上方，如图所示．下列判断正确的是A.开关闭合时，小磁针的N极垂直纸面向外转动B.开关闭合时，小磁针的N极垂直纸面向里转动C.开关断开时，小磁针的N极垂直纸面向里转动D.开关断开时，小磁针的N极垂直纸面向外转动9、如图所示，虚线A、B、C代表电场中的三条等势线，其电势分别为9V、6V，3V．实线为带电粒子在电场中运动时的轨迹，P、Q为轨迹与A、C的交点，电只受电场力作用，不计粒子重力，则下列说法正确的是（）A.粒子一定带正电B.粒子在P点的动能大于在Q点的动能C.粒子在P点的电势能大于粒子在Q点的电势能D.粒子在P点的加速度一定小于在Q点的加速度10、如图所示，矩形线圈abed在匀强磁场中分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时A.线圈绕P1转动时产生的感应电流等于绕P2转动时产生的感应电流，且均为0B.线圈绕P1转动时产生的感应电动势等于绕P2转动时产生的感应电动势C.线圈绕P1和P2转动时产生的感应电流的方向相同，都是a-b-c-dD.线圈绕P1转动时cd边受到的安培力等于绕P2转动时cd边受到的安培力三、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）某同学做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验，已知小灯泡标称值为“2.5V1.25W”，实验室中除导线和开关外，还有以下器材可供选择：电压表(量程为3V，内阻为3kΩ)；电流表(量程为100mA，内阻为10Ω)；电流表(量程为3A，内阻为0.1Ω)；滑动变阻器(0～10Ω，额定电流为2A)；滑动变阻器(0～1kΩ，额定电流为0.5A)；定值电阻(阻值为2.5Ω)；定值电阻(阻值为10Ω)；定值电阻(阻值为1kΩ)；电源E(E＝3V，内阻不计)。实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量。（1）实验中滑动变阻器应选用________，电流表应选用________(均填器材符号)，并________(填“串联”或“并联”)定值电阻。（2）在图中的虚线框内画出电路图______________。(图中标出选用的器材的符号)12．（12分）现有一个电压表、一个电阻箱、一个开关及导线若干，如何根据闭合电路欧姆定律测出一节干电池的电动势和内电阻（1）在方框中画出电路图_____（2）实验过程中，将电阻箱拨到45Ω时，电压表读数为0.90V；若将电阻箱拨到图甲所示，可以读出电阻箱的阻值为______Ω，电压表的读数如图乙所示，读数为________V.（3）根据以上实验数据，可以算出该节干电池的电动势E＝_______V，内电阻r＝_______Ω.（保留三位有效数字）（4）电动势的测量值________真实值，内电阻的测量值________真实值。（填“大于”、“小于”或“等于”）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，一导热性能良好、内壁光滑的汽缸竖直放置，在距汽缸底部处有一与汽缸固定连接的卡环，活塞与汽缸底部之间封闭了一定质量的气体．当气体的温度、大气压强时，活塞与汽缸底部之间的距离，不计活塞的质量和厚度．现对汽缸加热，使活塞缓慢上升，求：（1）活塞刚到卡环处时封闭气体的温度；（2）封闭气体温度升高到时的压强（3）汽缸内的气体从升高到的过程中，若从外界吸收了150J的热量，则在此过程中气体的内能变化了多少？假设活塞的面积为14．（16分）如图所示，在地面附近有一范围足够大的互相正交的匀强电场和匀强磁场．匀强磁场的磁感应强度为B，方向水平并垂直纸面向里，一质量为m、带电量为+q的带电微粒在此区域恰好做速度大小为v的匀速圆周运动．（重力加速度为g）（1）求此区域内电场强度的大小和方向；（2）若某时刻微粒运动到场中距地面高度为H的P点，速度与水平方向成45º，如图所示．则该微粒至少须经多长时间运动到距地面最高点？最高点距地面多高？（3）在（2）问中微粒运动P点时，突然撤去磁场，同时电场强度大小不变，方向变为水平向右，则该微粒运动中距地面的最大高度是多少？15．（12分）如图所示，在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，两根足够长的平行光滑金属轨道cd、ef固定在水平面内，相距为L，轨道左端c、e间连接一阻值为R的电阻．将一质量为m的导体棒ab垂直于cd、ef放在轨道上，与轨道接触良好．轨道和导体棒的电阻均不计(1)导体棒ab沿轨道以速度v向右做匀速运动．时，磁感应强度为，此时ab到达的位置恰好使cabe构成一个边长为L的正方形．为使闭合电路中不产生感应电流，求从开始，磁感应强度B随时间t变化的关系式(2)如果匀强磁场的磁感应强度B保持不变，为使导体棒ab沿轨道以速度v向右做匀速运动，需对导体棒ab施加一个水平向右的外力F①求外力F的大小；②通过公式推导验证：在时间内，外力F对导体棒ab所做的功W等于电路获得的电能，也等于电阻R中产生的焦耳热Q

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】带电粒子从D形盒中射出时的动能Ekm=mvm2；带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，则圆周半径R=；联立可得Ekm=显然，当带电粒子q、m一定的，则Ekm∝R2B2即Ekm随磁场的磁感应强度B、D形金属盒的半径R的增大而增大，与加速电场的电压和狭缝距离无关，故选A【点睛】本题回旋加速器考查电磁场的综合应用：在电场中始终被加速，在磁场中总是匀速圆周运动．所以容易让学生产生误解：增加射出的动能由加速电压与缝间决定．原因是带电粒子在电场中动能被增加，而在磁场中动能不变2、A【解析】不加磁场时粒子做匀速直线运动；加入磁场后，带电粒子在磁场中做圆周运动，已知偏向角则由几何关系可确定圆弧所对应的圆心角，则可求得圆的半径，由洛仑兹力充当向心力可求得带电粒子的比荷【详解】A、B项：带电粒子在电场中做类平抛运动，可将射出电场的粒子速度v分解成初速度方向与加速度方向，设出射速度与水平夹角为θ则有：而在磁场中做匀速圆周运动，设运动轨迹对应的半径为R，由几何关系可得，半径与直线MN夹角正好等于θ则有：所以又因为半径公式，则有：故d与m、v0成正比，与B、q成反比，故A正确，B错误；C、D项：设粒子质量为m，两极板间的距离为x，板长为L，带电粒子在电场中做类平抛运动出射速度与水平夹角为，则有：，所以与U、有关，粒子在磁场中运动时间为，故C、D错误故选A【点睛】带电粒子在磁场中的运动类题目关键在于确定圆心和半径，然后由向心力公式即可确定半径公式，由几何关系即可求解3、C【解析】A.地理南、北极与地磁场的南、北极不重合有一定的夹角，即为磁偏角，故A不符合题；B.磁场是闭合的曲线，地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，故B不符题意；C.由图可知，地球北半球的磁场有向下分量，不是地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行，故C符合题意；D.地理北极的附近是地磁南极，地理南极的附近是地磁北极，所以在赤道上的磁针的N极在静止时指向地理北极，故D不符合题意4、C【解析】因为洛伦兹力对小球永远不做功，则根据动能定理，磁场存在与否，重力和电场力对小球做功相同，由得小球着地时的速率都应该是相等的，即存在磁场时，小球就要受到向右上方的洛伦兹力，有竖直向上的分力，由得小球在竖直方向的加速度小于没有磁场时的加速度，在空中飞行的时间要更长些，即故C正确，ABD错误。故选C。5、B【解析】A．磁感应强度定义式为，当电流I增大时，其安培力F也随之增大，而其比值是不变的，故磁感应强度B与F、IL均无关，选项A错误；B．一小段通电直导线放在磁感应强度为零的地方，根据F=BIL，当B=0时，F=0，故它所受到的磁场力一定为零，选项B正确；C．一小段通电直导线在某处不受磁场力作用，也可能是导线与磁场方向平行，故不能说明则该处磁感应强度一定为零，选项C错误；D．磁场中某处磁感应强度的方向，与通电导线在该处所受磁场力的方向相互垂直，并不是相同的，选项D错误6、A【解析】磁感应强度的方向就是磁场的方向，是小磁针静止的时候N极所指的方向，也是小磁针的N极所受力的方向，磁感应强度的方向沿磁感线的切线方向，与通电导线所受安培力的方向垂直；【详解】磁感应强度的方向即为：小磁针静止时N极的受力方向即小磁针N的指向就是该点的磁感应强度B的方向，通磁场的方向一致，故选项A错误，选项BCD正确【点睛】本题关键要掌握磁感应强度的物理意义，知道磁场的方向就是磁场方向，与通电导线所受安培力的方向垂直二、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、AD【解析】在滑动变阻器的滑片向右端滑动过程，变阻器接入电路的电阻变小，外电路总电阻减小，由欧姆定律分析总电流的变化和路端电压的变化，来判断电表示数的变化．根据功率公式判断功率的变化情况【详解】滑动变阻器的滑片向右端滑动过程，变阻器接入电路的电阻减小，所以外电路总R减小，由欧姆定律得知总电流I增大，所以电流表示数变大；路端电压减小．电灯L的电压等于路端电压，所以电灯L的电流减小，而，所以电灯L消耗的功率变小；而总电流增大，所以通过滑动变阻器及的电流增大，根据可知电阻消耗的功率增大；的电压增大，所以R的电压减小，所以电压表的示数减小，故AD正确，BC错误【点睛】本题是简单的电路动态分析问题．对于路端电压也可以直接根据路端电压随外电阻增大而增大判断变化8、BD【解析】AB．开关闭合时，穿过线圈磁通量增加，根据楞次定律可知，线圈B中产生的感应电流流过CD的方向是从C到D，根据右手螺旋法则可知，其下方的磁场方向向里，则小磁针的N极垂直纸面向里转动，选项A错误，B正确；CD．开关断开时，穿过线圈磁通量减小，根据楞次定律可知，线圈B中产生的感应电流流过CD的方向是从D到C，根据右手螺旋法则可知，其下方的磁场方向向外，则小磁针的N极垂直纸面向外转动，选项C错误，D正确；故选BD.9、BD【解析】A、因电场线与等势面相互垂直，且由高电势指向低电势，故电场线如图所示，由粒子运动的轨迹弯曲的方向可知粒子受力沿电场线的反方向，故粒子带负电；故A错误；B、若粒子从P到Q，则电场力做负功，粒子动能减小，故P点动能大于Q点动能；若粒子从Q到P，电场力做正功，动能增大，P点动能大于Q点动能，故粒子在P点动能一定大于Q点的动能，根据能量守恒可知，带电粒子在P点电势能小于粒子在Q点电势能，故B正确，C错误D、因Q点处的等势面密集，故Q点的电场强度大，故电荷在Q点受到的电场力大于P点受到的电场力，粒子在P点的加速度小于在Q点的加速度，故D正确；【点睛】本题中解题关键在于曲线的弯曲方向的判断，应掌握根据弯曲方向判断受力方向的方法，本题中告诉的是等势面，很多同学由于思维定势当成了电场线从而出现错解10、BD【解析】AB．根据交变电流的产生规律可知，感应电动势最大值Em=NBSω，当线圈平面转到与磁场方向平行时，根据法拉第电磁感应定律可知，产生的感应电动势最大，由于两次转动的角速度相同，线框面积相同，则它们产生的最大值相同，因此线圈绕P1转动时的电动势等于绕P2转动时的电动势，根据欧姆定律可知，线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流，此时感应电流最大，不为0，故A错误，B正确。

C．对cd边由右手定则可得，在图示位置时，线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同，都是a→d→c→b，故C错误。

D．当线圈平面转到与磁场方向平行时，线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流，而安培力F=BIL，则线圈绕P1转动时cd边受到的安培力等于绕P2转动时cd边受到的安培力，故D正确。故选BD。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.R1②.A1③.并联④.【解析】[1]由于所做实验为“描绘小灯泡的伏安特性曲线”，滑动变阻器需采用分压的接法，故滑动变阻器选R1；[2][3]由电功率公式，小灯泡的额定电流为电流表A2的量程过大，无法使用；而电流表A1的量程过小，但已知电流表内阻且题目中给有定值电阻，则可把电流表进行改装使用，故把电流表与定值电阻串联且改装后的电流表需外接；由题给定的定值电阻，则选用，此时电流表的量程为[4]由以上分析可知，电路图如下12、①.②.110③.1.10④.1.30⑤.20.0⑥.小于⑦.小于【解析】(1)[1]本实验中采用电阻箱，故只需要将电阻箱与电压表并联即可完成实验；电路图如图(2)[2]电阻箱读数为[3]电压表读数为(3)[4][5]由闭合电路欧姆定律有两式联立解得(4)[6][7]根据等效电路可知，当电源没有接入电路时两端电压为电源电动势，由于此时电源与电压表串联，所以电压表的示数即为电源电动势测量值，故电动势测量值小于真实值，内阻测量值为电压表内阻与电源内阻的并联值，所以内阻测量值小于真实值。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)