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.摩擦生熱的過程是不可逆過程C.空調(diào)既能制熱又能制冷，說明熱傳遞不存在方向性D.由于能的轉(zhuǎn)化過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垂直的長直導(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)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.2T，通電直導(dǎo)線與磁場方向垂直，導(dǎo)線長度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)線在磁場中受到的安培力、運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中受到的洛侖茲力、通電導(dǎo)線周圍產(chǎn)生的磁場方向及閉合導(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，使粒子在通過狹縫時(shí)都能得到加速，兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場中，如圖所示，下列說法中正確的是()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中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，則下列說法中正確的有（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)能變成原來的4倍，可僅將磁感應(yīng)強(qiáng)度增大為原來的2倍D.要使氘核的最大動(dòng)能變成原來的1/4，可僅將磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼?/210、如圖所示，閉合矩形線圈abcd與長直導(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力的方向C.可知道整個(gè)線圈所受的磁場力的方向D.無法判斷線圈中的感應(yīng)電流方向，也無法判斷線圈所受磁場力的方向三、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，不要求寫出演算過程。11．（6分）荷蘭物理學(xué)家洛倫茲首先提出，磁場對(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”）來判斷12．（12分）一個(gè)20匝、面積為200dm2的線圈，放在磁場中，磁場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，第IV象限內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場．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，經(jīng)過x軸上的Q點(diǎn)以速度v=2m/s進(jìn)入磁場，方向與x軸正向成30°．若粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)后恰好能再回到電場，已知OQ長L=6m，粒子的重力不計(jì)，電場強(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。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，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(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=的速度垂直磁場方向射入磁場區(qū)域，在磁場中運(yùn)動(dòng)，不計(jì)粒子重力。求：（1）若粒子垂直于x軸離開磁場，則粒子進(jìn)入磁場時(shí)的初速度大?。唬?）若粒子從y軸離開磁場，求粒子在磁場中運(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)的過程都不可能自發(fā)的進(jìn)行，則摩擦生熱的過程是不可逆過程，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)體棒的有效長度，由導(dǎo)體棒及其放在磁場中的形式?jīng)Q定；F為導(dǎo)體棒在磁場中受到的安培力，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)線在磁場中受的安培力的方向以及帶電粒子在磁場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)生的磁場方向，根據(jù)右手定則可知導(dǎo)線的上邊磁場向里，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D型盒狹縫時(shí)都被加速一次，加速電場的變化周期等于粒子在磁場中做圓周運(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和磁場的作用，知道粒子的最大動(dòng)能與狹縫的寬度無關(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)能變成原來的4倍，磁場變?yōu)樵瓉淼?倍，同理可知，要使氘核的最大動(dòng)能變成原來的1/4，可僅將磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼?/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，不要求寫出演算過程。11、①.洛倫茲力②.左手定則【解析】已知磁場方向、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]通過學(xué)習(xí)磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用我們知道，首先提出磁場對(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垂直，但洛倫茲力一定與磁場及運(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方向和垂直電場方向上的速度，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，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)合在電場中和磁場中運(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)入電場到擊中擋板的時(shí)間【詳解】(1)粒子在Q點(diǎn)進(jìn)入磁場時(shí)，vx=vcos30°，vy=vsin30°，粒子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)時(shí)間t=