2025屆山西省太原市山西大學(xué)附中物理高二第一學(xué)期期末經(jīng)典模擬試題含解析

2025屆山西省太原市山西大學(xué)附中物理高二第一學(xué)期期末經(jīng)典模擬試題注意事項(xiàng)1．考試結(jié)束后，請(qǐng)將本試卷和答題卡一并交回．2．答題前，請(qǐng)務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)用0．5毫米黑色墨水的簽字筆填寫在試卷及答題卡的規(guī)定位置．3．請(qǐng)認(rèn)真核對(duì)監(jiān)考員在答題卡上所粘貼的條形碼上的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)與本人是否相符．4．作答選擇題，必須用2B鉛筆將答題卡上對(duì)應(yīng)選項(xiàng)的方框涂滿、涂黑；如需改動(dòng)，請(qǐng)用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案．作答非選擇題，必須用05毫米黑色墨水的簽字筆在答題卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律無(wú)效．5．如需作圖，須用2B鉛筆繪、寫清楚，線條、符號(hào)等須加黑、加粗．一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、下列關(guān)于能量的轉(zhuǎn)化，下列說(shuō)法中正確的是（）A.因?yàn)槟芰渴睾?，所以“永?dòng)機(jī)”是存在的B.摩擦生熱的過(guò)程是不可逆過(guò)程C.空調(diào)既能制熱又能制冷，說(shuō)明熱傳遞不存在方向性D.由于能的轉(zhuǎn)化過(guò)程符合能量守恒定律，所以不會(huì)發(fā)生能源危機(jī)2、已知直導(dǎo)線中電流在周圍空間產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=k，k為常量，I為電流強(qiáng)度，r為到導(dǎo)線的距離。b、c、d三根長(zhǎng)通電直導(dǎo)線垂直于紙面放置，電流方向如圖所示，ac垂直于bd且ab=ad=ac，b、c、d三根導(dǎo)線中電流強(qiáng)度分別為I、I、2I。已知導(dǎo)線c在a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，則a點(diǎn)處的合磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為（）A.B B.3BC.2B D.B3、在磁感應(yīng)強(qiáng)度B的定義式B=F/IL中，有關(guān)各物理量間的關(guān)系，下列說(shuō)法中正確的是（）A.B由F、I和L決定 B.F由B、I和L決定C.I由B、F和L決定 D.L由B、F和I決定4、如圖所示，一條形磁鐵放在水平地面上，在條形磁鐵的左上方固定一根與磁場(chǎng)垂直的長(zhǎng)直導(dǎo)線，當(dāng)導(dǎo)線中通以圖示方向的電流時(shí)（）A.磁鐵對(duì)桌面的壓力減小，且受到向左的摩擦力作用B.磁鐵對(duì)桌面的壓力減小，且受到向右的摩擦力作用C.磁鐵對(duì)桌面的壓力增大，且受到向左的摩擦力作用D.磁鐵對(duì)桌面的壓力增大，且受到向左的摩擦力作用5、如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.2T，通電直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直，導(dǎo)線長(zhǎng)度L＝0.2m，導(dǎo)線中電流I＝1A．該導(dǎo)線所受安培力F的大小為()A.0.01N B.0.02NC.0.03N D.0.04N6、關(guān)于通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的安培力、運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的洛侖茲力、通電導(dǎo)線周圍產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向及閉合導(dǎo)體回路中導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生電流的情況分別如圖A、B、C、D所示，其中方向關(guān)系正確的是()A.B.C.D.二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7、回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻交流電極相連的兩個(gè)D形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成周期性變化的電場(chǎng)，使粒子在通過(guò)狹縫時(shí)都能得到加速，兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示，下列說(shuō)法中正確的是()A.回旋加速器中，粒子加速的時(shí)間和做圓周運(yùn)動(dòng)的周期相等B.帶電粒子在D形盒內(nèi)從狹縫間的電場(chǎng)獲得能量C.增大D形盒的半徑，可以增大粒子從D形盒射出時(shí)的動(dòng)能D.狹縫寬度越小，粒子從D形盒射出時(shí)的動(dòng)能越大8、在如圖所示的電路，電源的內(nèi)阻為r，現(xiàn)閉合電鍵S，將滑片P向左移動(dòng)一段距離后，下列結(jié)論正確的是A.燈泡L變亮 B.電壓表讀數(shù)變小C.電流表讀數(shù)變小 D.電容器C上的電荷量增大9、如圖是醫(yī)用回旋加速器示意圖，其核心部分是兩個(gè)D形金屬盒，兩金屬盒置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并分別與高頻電源相連．現(xiàn)用該裝置加速氘核(帶電量為e、質(zhì)量為2m)和氦核(帶電量為2e、質(zhì)量為4m)．若不考慮粒子重力及在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，則下列說(shuō)法中正確的有（電源頻率可保證電荷到達(dá)Ｄ型盒間隙時(shí)能改變電壓方向）A.氘核和氦核運(yùn)動(dòng)的周期相同B.氘核和氦核的最大動(dòng)能相同C.要使氘核的最大動(dòng)能變成原來(lái)的4倍，可僅將磁感應(yīng)強(qiáng)度增大為原來(lái)的2倍D.要使氘核的最大動(dòng)能變成原來(lái)的1/4，可僅將磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉?lái)的1/210、如圖所示，閉合矩形線圈abcd與長(zhǎng)直導(dǎo)線MN在同一平面內(nèi)，線圈的ab，dc兩邊與直導(dǎo)線平行，直導(dǎo)線中有逐漸增大，但方向不明的電流，則（）A.可知道線圈中的感應(yīng)電流方向B.可知道線圈各邊所受到磁場(chǎng)力的方向C.可知道整個(gè)線圈所受的磁場(chǎng)力的方向D.無(wú)法判斷線圈中的感應(yīng)電流方向，也無(wú)法判斷線圈所受磁場(chǎng)力的方向三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過(guò)程。11．（6分）荷蘭物理學(xué)家洛倫茲首先提出，磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用．為了紀(jì)念他，人們稱這種力為_____，該力的方向可以用_____（填“左手定則”或“右手定則”）來(lái)判斷12．（12分）一個(gè)20匝、面積為200dm2的線圈，放在磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的方向與線圈平面成30°角，若磁感應(yīng)強(qiáng)度在5s內(nèi)由1T增加到5T，在此過(guò)程中磁通量變化了_________磁通量的平均變化率是__________線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小是_________四、計(jì)算題：本題共3小題，共38分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖所示的xoy坐標(biāo)系中，在第I象限內(nèi)存在沿y軸負(fù)向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，第IV象限內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．一個(gè)比荷q/m=102c/kg的帶正電粒子從y軸上的P點(diǎn)垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，經(jīng)過(guò)x軸上的Q點(diǎn)以速度v=2m/s進(jìn)入磁場(chǎng)，方向與x軸正向成30°．若粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)后恰好能再回到電場(chǎng)，已知OQ長(zhǎng)L=6m，粒子的重力不計(jì)，電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小均未知．求：(1)OP的距離(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小(3)若在O點(diǎn)右側(cè)44m處放置一平行于y軸的擋板，粒子能擊中擋板并被吸收，求粒子從P點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)到擊中擋板的時(shí)間.14．（16分）如圖，固定于水平面的兩平行金屬導(dǎo)軌處于豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩平行導(dǎo)軌間距為l=0.5m，左端接一電動(dòng)勢(shì)E=3V、內(nèi)阻r=1Ω的電源。一質(zhì)量為m=0.5kg、電阻為R=2Ω的導(dǎo)體棒MN垂直導(dǎo)軌放置并接觸良好。閉合開關(guān)S導(dǎo)體棒從靜止開始運(yùn)動(dòng)。忽略摩擦阻力和導(dǎo)軌的電阻，平行軌道足夠長(zhǎng)。求：(1)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的最大速度(2)導(dǎo)體棒從開始到達(dá)到穩(wěn)定速度的過(guò)程中，導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的焦耳熱15．（12分）如圖所示，P點(diǎn)距坐標(biāo)原點(diǎn)的距離為L(zhǎng)，坐標(biāo)平面內(nèi)的第一象限內(nèi)有方向垂直坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中未畫出），磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子從P點(diǎn)以與y軸正方向夾角為θ=的速度垂直磁場(chǎng)方向射入磁場(chǎng)區(qū)域，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，不計(jì)粒子重力。求：（1）若粒子垂直于x軸離開磁場(chǎng)，則粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的初速度大??；（2）若粒子從y軸離開磁場(chǎng)，求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。

參考答案一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、B【解析】第一類永動(dòng)機(jī)違反能量守恒定律，所以不可能制成；第二類永動(dòng)機(jī)雖然不違反能量守恒定律，但是違反熱力學(xué)第二定律，所以也是不可能制成的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律，一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的過(guò)程都不可能自發(fā)的進(jìn)行，則摩擦生熱的過(guò)程是不可逆過(guò)程，選項(xiàng)B正確；空調(diào)既能制熱又能制冷，是消耗了電能，不是自發(fā)進(jìn)行的，故C錯(cuò)誤．能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程盡管符合能量守恒定律，高品質(zhì)的能量能夠自發(fā)的變?yōu)閮?nèi)能耗散到空中，但耗散的低品質(zhì)的能量不能再集中利用，所以會(huì)發(fā)生能源危機(jī)，故D錯(cuò)誤；故選B.2、A【解析】由于直導(dǎo)線c在a點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，又因?yàn)閎、c、d三根導(dǎo)線中電流強(qiáng)度分別為I、I、2I，且，所以直導(dǎo)線b在a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也等于B，而直導(dǎo)線d在a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小等于2B，根據(jù)安培定則可判斷方向如下圖所示b和d直導(dǎo)線在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向向左，合成后大小為3B，c直導(dǎo)線在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向向下，大小為B，根據(jù)平行四邊形法則，可知a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為故BCD錯(cuò)誤，A正確。故選A。3、B【解析】公式中B表示磁感應(yīng)強(qiáng)度，有磁場(chǎng)自身的因素決定；I為導(dǎo)體棒中的電流，由電路決定；L為導(dǎo)體棒的有效長(zhǎng)度，由導(dǎo)體棒及其放在磁場(chǎng)中的形式?jīng)Q定；F為導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中受到的安培力，由B、I、L共同決定，故ACD錯(cuò)誤，B正確.4、B【解析】條形磁鐵外部磁場(chǎng)由N指向S，根據(jù)左手定則知，直導(dǎo)線所受的安培力的方向斜向右下方；根據(jù)牛頓第三定律知，條形磁鐵所受直導(dǎo)線的磁場(chǎng)力的方向斜向左上方，可知條形磁鐵有向左的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，所受的摩擦力方向向右，磁鐵對(duì)桌面的壓力減小。故B正確，ACD錯(cuò)誤。故選B。5、D【解析】根據(jù)F=BIL可知導(dǎo)線所受安培力F的大小為F=0.2×1×0.2N=0.04N，故選D.6、D【解析】判斷通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受的安培力的方向以及帶電粒子在磁場(chǎng)中受洛倫茲力的方向用左手定則；判斷通電直導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)方向用右手定則；判斷閉合導(dǎo)體回路中導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生電流用右手定則【詳解】A圖是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的安培力，由左手定則可知安培力方向應(yīng)該向上，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B圖是運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的洛侖茲力，根據(jù)左手定則可知洛倫茲力的方向應(yīng)該向上，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C圖是通電導(dǎo)線周圍產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向，根據(jù)右手定則可知導(dǎo)線的上邊磁場(chǎng)向里，下邊向外，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D圖是閉合導(dǎo)體回路中導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生電流，根據(jù)右手定則可知，導(dǎo)線中產(chǎn)生的電流向下，選項(xiàng)D正確；故選D.【點(diǎn)睛】此題關(guān)鍵要搞清左手定則和右手定則的使用范圍，這是易錯(cuò)易混淆的問(wèn)題，必須要記清楚.二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7、BC【解析】回旋加速器粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期和高頻交流電的周期相等．當(dāng)粒子從D形盒中出來(lái)時(shí)，速度最大，根據(jù)動(dòng)能表達(dá)式求解【詳解】回旋加速器中，粒子每經(jīng)過(guò)D型盒狹縫時(shí)都被加速一次，加速電場(chǎng)的變化周期等于粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；帶電粒子在D形盒內(nèi)從狹縫間的電場(chǎng)獲得能量，選項(xiàng)B正確；根據(jù)，則，則增大D形盒的半徑R，可以增大粒子從D形盒射出時(shí)的動(dòng)能，與狹縫的寬度無(wú)關(guān)，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤；故選BC.【點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵知道回旋加速器電場(chǎng)和磁場(chǎng)的作用，知道粒子的最大動(dòng)能與狹縫的寬度無(wú)關(guān)，與磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和D形盒的半徑有關(guān)8、CD【解析】滑片P向左移動(dòng)一段距離后電阻變大，故電路的電流減小，電流表讀數(shù)變小，燈泡L變暗；路端電壓變大，故電壓表讀數(shù)變大；滑動(dòng)變阻器兩端電壓變大，根據(jù)Q=CU可知，電容器C上的電荷量增大，選項(xiàng)CD正確，AB錯(cuò)誤.9、ACD【解析】A項(xiàng)：帶電粒子大磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)周期，兩粒子的比荷相等，所以周期相等，故A正確；B項(xiàng)：根據(jù)得，最大動(dòng)能，所以氦核的最大動(dòng)能較大，故B錯(cuò)誤；C、D項(xiàng)：由可知，要使氘核最大動(dòng)能變成原來(lái)的4倍，磁場(chǎng)變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，同理可知，要使氘核的最大動(dòng)能變成原來(lái)的1/4，可僅將磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉?lái)的1/2故CD正確故選ACD10、BC【解析】當(dāng)直導(dǎo)線中有逐漸增大的電流，導(dǎo)線框中的磁通量增大，根據(jù)楞次定律，為了“阻礙”這種增大的趨勢(shì)，導(dǎo)線框有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，且可知道ab邊受向右的力比bc邊向左方向的力大，但感應(yīng)的電流方向無(wú)法判斷，BC正確三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過(guò)程。11、①.洛倫茲力②.左手定則【解析】已知磁場(chǎng)方向、帶電粒子的速度方向，由左手定則可以判斷出洛倫茲力的方向【詳解】[1]通過(guò)學(xué)習(xí)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用我們知道，首先提出磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有作用力的觀點(diǎn)的物理學(xué)家是洛倫茲[2]為了紀(jì)念他，人們稱這種力為洛倫茲力，該力的方向可以用左手定則【點(diǎn)睛】本題考查了判斷洛倫茲力方向問(wèn)題，熟練應(yīng)用左手定則即可正確解題，注意運(yùn)動(dòng)的方向不一定與磁場(chǎng)垂直，但洛倫茲力一定與磁場(chǎng)及運(yùn)動(dòng)方向垂直12、①.4Wb②.0.8Wb/s③.16V【解析】線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，現(xiàn)讓磁感強(qiáng)度在5s內(nèi)由1T均勻地增加到5T，磁通量的變化量為：；磁通量的平均變化率為：；線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為：四、計(jì)算題：本題共3小題，共38分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和演算步驟。13、(1)(2)B=5×10-3T(3)【解析】(1)粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平行四邊形定則求出粒子在沿電場(chǎng)方向和垂直電場(chǎng)方向上的速度，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出OP間的距離；(2)粒子恰好能再回到電場(chǎng)，結(jié)合幾何關(guān)系求出臨界半徑，結(jié)合半徑公式求出磁感應(yīng)強(qiáng)度的大??；(3)根據(jù)幾何關(guān)系求出一個(gè)周期內(nèi)在x軸上發(fā)生的距離，確定出粒子能完成周期運(yùn)動(dòng)的次數(shù)．結(jié)合在電場(chǎng)中和磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，以及最后2L內(nèi)的時(shí)間求出粒子從P點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)到擊中擋板的時(shí)間【詳解】(1)粒子在Q點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，vx=vcos30°，vy=vsin30°，粒子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)時(shí)間t=