文档内容
高二物理
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分 100分,考试时间 75分钟。
2.答题前,考生务必用直径 0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用 2B 铅笔把答题卡上
对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径 0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题
区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:鲁科必修第三册。
一、选择题(本题共 10 小题,共 46 分.在每小题给出的四个选项中,第 1~7 题中只有一项
符合题目要求,每小题 4分,第 8~10题有多项符合题目要求,全部选对的得 6分,选对但不
全的得 3分,有选错的得 0分)
1.能源是人类活动的物质基础,从某种意义上讲,人类社会的发展离不开能源.下列关于能源的理解正确
的是( )
A.根据能量守恒定律可知,人类可利用的能源是取之不尽的
B.电脑长时间不用时,使其待机比较节能
C.太阳能电池板是将光能转化为电能
D.只要能源可利用,开发时不必考虑其他因素
2.随着科技的发展,电磁技术在日常生活中的应用越来越广泛,关于对电磁波的理解,下列说法正确的是
( )
A.无线通讯利用电磁波传递信息 B.恒定的磁场周围能产生电磁波
C.医院的CT检查利用的是红外线的遥感 D.遥控利用的是紫外线的传播能力较强
3.先后在磁场中A、B两点引入长度相等的短直导线,导线与磁场方向垂直.如图所示,图中a、b两图线
同分别表示在磁场中A、B两点导线所受的力F与通过导线的电流I的关系.下列说法中正确的是( )
A.A、B两点磁感应强度大小相等
B.A点的磁感应强度大小是B点的磁感应强度大小的两倍
C.A点的磁感应强度大小是B点的磁感应强度大小的一半
D.无法比较A、B两点磁感应强度的大小
4.如图所示,水平虚线上方存在垂直纸面向里的磁场,沿水平方向的磁感应强度恒定,沿竖直向上的方向
磁感应强度大小逐渐减弱,矩形导线框ABCD垂直磁场方向放置.下列说法正确的是( )A.导线框向上平移的过程中,导线框中不能产生感应电流
B.使线框绕AB轴转动的过程中,导线框中能产生感应电流
C.导线框向右平移的过程中,导线框中能产生感应电流
D.使导线框绕过C点垂直纸面的轴在纸面内转动的过程中,导线框中不能产生感应电流
5.如图所示为一簇磁感线,磁感线均为直线,上下两侧的磁感线关于水平磁感线对称,b、c两点关于水
平磁感线也对称,a、d 两点为磁场中的另外两点.下列说法正确的是( )
A.a、b、c、d 四点中a点的磁场最强
B.b、c两点的磁感应强度相同
C.若在d 点放一小磁针,小磁针静止时N极指向左侧
D.同一段通电导线分别放在a、d 两点,则导线在a点所受的作用力较大
6.如图所示,两点电荷分别固定在O、O两点,沿x轴方向各点的电势随位置坐标的变化规律如图,a、c
两点的纵坐标值相同,b点为图像的最低点.已知OO:Ob3:2.下列说法正确的是( )
A.O、O两点的点电荷为等量异种电荷,且O点的电荷带负电
B.O、O两点的点电荷所带电荷量的绝对值之比为4:9
C.ac间电场的方向沿x轴的正方向
D.电子从a点沿x轴正方向移动到c点的过程,电场力先做负功后做正功
7.如图所示,直角三角形中B 30,O为BC边的中点,AC边的长度为L,现在A、B、C三点分别
固定电荷量为2q、q、q的点电荷.若使O点的电场强度为零,有两种方案:一是在空间加一匀强电场;二是在AB边的中点F (图中未画出)固定一点电荷,静电力常量为k ,下列说法正确的是( )
kq
A.匀强电场方向由C指向A B.匀强电场的场强大小为
L2
q
C.F 点的点电荷带负电 D.F 点的点电荷所带的电荷量大小为
2
8.如图所示的电路中,电表均为理想电表,电源的内阻为r,已知r R ,当滑动变阻器R 的滑动触头向
2 1
左移动少许的过程,两电流表示数变化量的绝对值分别为ΔI、ΔI ,流过定值电阻R 的电流变化量的绝对
1 2 3
值为ΔI .下列说法正确的是( )
3
A.电流表A 的示数增加,电流表A 的示数减小 B.ΔI ΔI
1 2 1 2
C.ΔI ΔI D.电源的输出功率增加
3 1
9.如图所示为一圆环,圆心为o,a、b、c为圆周上的三点,其中ab连线刚好过圆心,c点为弧ab的三等
分点,现将两个通电直导线垂直纸面放在a、b两点,a处的电流大小为I ,方向垂直纸面向里,b处的电
0
kI
流大小未知,方向垂直纸面向外。已知通电长直导线在其周围空间某点产生的磁感应强度B ,其中I
r
表示电流强度,r表示该点到导线的距离,k 为常数,导线a在c处产生磁场的磁感应强度大小为B ,c点
0
的磁感应强度方向指向圆心o 。下列说法正确的是( )
A.导线b处的电流大小为 3I
0B.导线b在c处产生的磁感应强度大小为 3B
0
C.c处的磁感应强度大小为 3B
0
D.o 点的磁感应强度大小为2 3B
0
10.北京国际风能大会于2024年10月16日至18日在北京盛大举行,关于对风能的利用进行了广泛的探
讨,其中风力发电是风能利用的一个重要举措。如图所示为某风力发电的场景,已知风车叶片扫过圆的半
径为r,其转动时扫过圆的面积为有效面积,风速为v(假设风经过叶片后速度减为零),空气的密度为,
将风能转化为电能的效率为.则单位时间内( )
A.通过风车叶片的空气质量为πr2v
1
B.风力发电机产生的电能为 πr2v2
2
v 1
C.若风速变为 ,单位时间风车接收的动能为原来的
2 8
v 1
D.若风速变为 ,风力发电机输出的电功率为 πr2v3
2 16
二、非选择题:本题共 5小题,共 54分
11.(6分)某实验小组的同学在研究电磁感应现象时,分别设计了如图甲、图乙、图丙所示的电路图,但
图丙的电路不完整.
(1)图甲中,导体棒ab向左移动切割磁感线时,灵敏电流计的指针发生了偏转,若将蹄形磁铁上下两极
颠倒,导体棒ab向左移动切割磁感线,灵敏电流计的指针______(选填“偏转”或“不偏转”).
(2)图乙中,下列能使灵敏电流计指针发生偏转的是*
A.条形磁铁向下插入线圈B.条形磁铁置于线圈中不动
C.条形磁铁不动,线圈在条形磁铁的正下方上下运动
(3)图丙电路中的部分导线已连接,请将电路图补充完整;正确连接电路后,要使电流表的指针发生偏转,
下列可行的操作是______.
A.断开开关,线圈A插入线圈B
B.闭合开关,滑动变阻器的滑片P向左快速滑动
C.闭合开关,线圈A和线圈B以相同速度一起向上快速运动
D.闭合开关稳定时,再断开开关瞬间
12.(9 分)某同学设计了如图甲所示的电路完成了电源的电动势和内阻的测量,已知电流表的量程为
0100mA、内阻为10Ω,电压表的量程为01V、内阻为1kΩ,电源的电动势约为 3V、内阻约为
4Ω.
(1)请按照电路图甲将图乙中的实物图连线;
(2)开关S闭合之前,滑动变阻器的滑动触头应位于______(选填“最左端”或“最右端”);
(3)为了完成测量应将电流表量程扩大到0.6A,则电阻箱R 的阻值应为______Ω,电压表的量程应扩大
1
到3V,则电阻箱R 的阻值应为______;
2
(4)通过改变滑动变阻器的滑动触头,得到了多组电流表和电压表的示数,并利用得到的实验数据描绘了
如图丙所示的伏安特性曲线,由图像可知电源的电动势为E ______V,电源的内阻为r ______Ω(结果
均保留两位有效数字).13.(10 分)如图所示的直流电路,电表均为理想电表,当电键S、S 均闭合时,电压表的示数为
1 2
U 9V,电流表A、A 的示数分别为3A、2A;电键S 断开时,电压表的示数为5.4V,已知定值电阻
1 2 2
R 3Ω,导线的电阻可忽略.求:
3
(1)定值电阻R、R 的电阻值;
1 2
(2)电源的电动势E和内阻r;
(3)电键S 断开时电源的效率.
2
14.(13分)如图所示,“V”形导轨沿水平方向固定,POQ 60,OB为POQ的角平分线.在整个空
间加竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B 2T,导体棒MN 垂直OB放置在O点,从t 0时刻开
0
始导体棒向右以恒定的速度v 0.5m/s运动,导体棒始终与OB垂直且始终保持与导轨有良好的接触,从
t 1s开始空间的磁感应强度随时间的变化规律为B 0.2t1.8Tt 1s.求:(1)t 1s时穿过闭合回路的磁通量;
(2)t 2s到t 5s时穿过回路磁通量的变化量;
(3)若t 1s开始,欲使回路中没有感应电流产生,写出从t 1s开始磁感应强度随时间的变化规律.
15.(16分)如图所示,半径为R的光滑竖直半圆管道固定在光滑水平面上,圆管的内径可忽略,圆管与水
平面相切于B点,D点为圆管最高点,整个空间存在水平向左的匀强电场,电荷量为q、质量为m 、直
径略小于圆管内径的小球由水平面上的 A点静止释放,当 AB R时小球运动到B点时的速度大小为
v 2gR,重力加速度为g.求:
0
(1)电场强度大小及小球对圆管的最大压力大小;
(2)判断小球能否运动到D点,若能,求小球在D点的速度;若不能,求小球的最高点到水平面的高度;
(3)若释放点A到B点的距离为6.5R,求小球离开D点后的最小动能以及小球第一次落到水平面的点与
释放点A间的电势差.
高二物理参考答案、提示及评分细则
1.C 能量虽然守恒,但有的资源容易利用,有的资源难以利用,资源短缺成为社会发展的阻碍,因而要
合理开发利用,A错误;电脑长时间处于待机状态,仍会消耗电能,不节能,B错误;太阳能电池板是将光
能转化为电能,储存在电池板中,C正确;能源的开发和利用,必须要同时考虑其对环境的影响,D错误
2.A 无线通讯利用的是无线电波传递信息,A正确:恒定的磁场周围不能产生电场,因此恒定的磁场周
围不能形成电磁波,B错误;医院的CT利用的是X射线的穿透能力,C错误;遥控利用的红外线的遥感现
象,D错误.
3.B 根据F BL,A点磁感应强度是B点的两倍,B正确.
4.B 导线框中能产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生改变.导线框向上平移的过程中,穿
过导线框的磁通量逐渐减小,则导线框中能产生感应电流,A错误;使线框绕AB轴转动的过程中,穿过导
线框的磁通量在发生改变,则导线框中能产生感应电流,B正确;导线框向右平移的过程中,穿过导线框的
磁通量不变,则导线框中不能产生感应电流,C错误;使导线框绕过C点垂直纸面的轴在纸面内转动的过
程中,穿过导线框的磁通量在发生改变,则导线框中能产生感应电流,D错误.
5.A 磁感线的疏密程度反应磁感应强度的大小,磁感线越密磁感应强度越大,所以a点的磁场最强,A
正确;由对称性可知b、c两点的磁感应强度大小相同,但方向不相同,由于磁感应强度为矢量,则b、c两
点的磁感应强度不同,B错误;小磁针静止时N极指向为该点的磁场方向,由图可知d 点的磁场方向向右,
所以在d 点放一小磁针,小磁针静止时N极指向右侧,C错误;由图可知a点的磁感应强度大于d 点的磁
感应强度,同一段通电导线分别放在a、d 两点时,由于导线如何放置题中未说明,所以无法确定导线在这
两点所受磁场力的大小关系,D错误。
6.D 根据沿着电场线方向电势逐渐降低,可知a、b之间场强方向沿x轴的正方向,b、c之间场强方向
沿x轴的负方向,则O点的点电荷带负电,O点的点电荷带正电,A、C错误;由x图像的斜率的绝对值表示场强的大小,由图可知,b点的场强为零,由点电荷场强的公式以及电场强度的叠加原理可知
q q
k k ,又OO:Ob3:2,解得q:q4:25,B 错误;电子在ab段所受的电场力沿x轴的
Ob2 Ob2
负方向,则电子从a到b电场力做负功,电子在bc段所受的电场力沿x轴正方向,则电子从b到c电场力
做正功,D正确。
k2q
7.D A点的点电荷在O点产生的电场强度大小为E ,方向由O指向A,B点的点电荷在O点产
A L2
kq kq
生的电场强度大小为E ,方向由O指向B,C点的点电荷在O点产生的电场强度大小为E ,方
B L2 C L2
kq
向由O指向B,则B、C两点的点电荷在O点产生的合电场强度大小为E 2 ,方向由O指向B,
BC L2
kq
则将E 与E 合成,O点的合场强大小为E 2 ,方向沿CA方向,欲使O点的合场强为0,则匀强
A BC 合 L2
kq
电场的方向应沿AC方向,大小为E E 2 ,A、B错误;方案二中,F 点固定的点电荷应带正电,
合 L2
L kq
C错误;设F 点的电荷量为q,由几何关系得OF ,则由点电荷的场强公式得E ,且E E ,
2 F L 2 合 F
2
q
解得q ,D正确。
2
8.AB 滑动变阻器的滑动触头向左移动少许,滑动变阻器接入电路的电阻值减小,可知,电流表A 的示
1
数增加,电流表A 与滑动变阻器并联,则电流表A 的示数减小,A正确;同理可知流过定值电阻R 的电
2 2 3
流增加,则由串并联电路的特点得 I I I ,则ΔI ΔI ,C 错误;对定值电阻R 由欧姆定律得
1 2 3 3 1 2
U ΔU ΔU
I ,则有 R ,又由闭合电路欧姆定律得U EI r,则有 r,由于r R ,所以
2 R ΔI 2 1 ΔI 2
2 2 1
ΔI ΔI ,B正确;由于电源的内阻与外电路总电阻的关系未知,所以该过程电源输出功率如何变化不能
1 2
确定,D错误。
9.BD 由几何关系可知cba 2cab60,设圆的半径为R,则bc R,ac 3R,由安培定则可
kI
知导线a在c处的磁场由c指向b,磁感应强度大小为B 0 B ,导线b在c处的磁场由c指向a,
a 0
3R
如图所示,又c处的磁感应强度方向指向圆心,则c处的磁感应强度大小为B 2B ,导线b在c处产生的
0
kI
磁感应强度大小为B 3B ,B正确,C错误;由题意可知,B b 3B ,解得I I ,A错误;
b 0 b R 0 b 0
由以上分析可知aobobc,则两导线在o 点产生的磁感应强度大小均为 3B ,且方向均竖直向下,所
0
以o 点的磁感应强度大小为2 3B ,D正确。
010.ACD 将单位时间通过风车的空气等效为柱体,则单位时间空气柱的长度为l v,风车的接收面积为
S πr2,单位时间接收的空气的体积为V Sl πr2v,单位时间通过风车叶片的空气质量为m V ,
1 1
解得m πr2v,A正确;又E mv2,则单位时间通过风力发电机的空气的动能为E πr2v3,单
k 2 k 2
1 1 1
位时间产生的电能为E E ,解得E πr2v3,B错误;由公式E mv2 πr2v3,若风速变
k 2 k 2 2
v 1
为 ,单位时间风车接收的动能为原来的 ,C正确;设t时间内通过风车叶片的空气质量为m πr2vt,
2 8
2
1 v 1
则 t时间内通过风力发电机的动能为 E m ,解得 E πr2v3t,产生的电能为
k 2 2 k 16
1 E 1
E πr2v3t,风力发电机输出的电功率为P πr2v3,D正确.
16 t 16
11.(1)偏转 (2)AC (3)图见解析 BD
解析:(1)根据感应电流的产生条件可知,将蹄形磁铁上下两极颠倒,导体棒ab向左移动切割磁感线时,
回路中仍有感应电流产生,则灵敏电流计的指针发生偏转.
(2)线圈不动,将条形磁铁向线圈中插入线圈,穿过线圈的磁通量增大,电路中有感应电流产生,灵敏电
流计指针偏转,A正确;条形磁铁放在线圈里不动,穿过线圈的磁通量不变,电路中没有感应电流产生,
灵敏电流计指针不偏转,B错误;磁体不动,将线圈上下移动,穿过线圈的磁通量不断变化,电路中有感应
电流产生,灵敏电流计指针偏转,C正确;
(3)本实验中线圈A与电源相连,通过改变线圈B中的磁通量从而使线圈B产生电磁感应现象,故线圈B
应与灵敏电流计相连,电路如图所示;断开开关,线圈A中没有电流,则线圈A周围没有磁场产生,则穿
过线圈B的磁通量始终为零,则线圈B中没有感应电流产生,灵敏电流计指针不偏转,A错误;闭合开关,
滑动变阻器的滑片P向左快速滑动,滑动变阻器接入电路的电阻值增大,回路中的电流减小,线圈A周围
的磁场减弱,穿过线圈B的磁通量减小,线圈B中有感应电流产生,灵敏电流计指针偏转,B正确;闭合
开关,线圈A和线圈B以相同速度一起向上快速运动,穿过线圈B的磁通量不变,线圈B中没有感应电流
产生,灵敏电流计指针不偏转,C错误;闭合开关稳定时,断开开关瞬间,穿过线圈B的磁通量减为零,
则线圈B中有感应电流产生,灵敏电流计指针偏转,D正确.12.(1)电路图见解析 (2)最左端 (3)2 2000 (4)3.0 4.2
解析:(1)根据电路图甲将图乙中的实物图连线,如图所示.
(2)为了保护电路,闭合开关前滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处,根据电路图可知,应置于最左
端.
0.110
(3)由电流表的改装原理可知 0.60.1 ,解得 R 2Ω;由电压表的改装原理可知
R 1
1
1.0
3.01.0 R ,解得R 2000Ω.
1000 2 2
IR U
( 4 ) 根 据 电 路 图 , 由 闭 合 电 路 的 欧 姆 定 律 可 得 E 3U I A r, 变 形 得
R R
1 V
3R rR
ER ER
3R rR
0.12
I V 1 U 1 ,结合图像可知 1 0.12, V 1 ,解得
R rR R rR R rR R R rR R 1.0
V 1 A 1 A 1 A V 1 A
E 3.0V,r 4.2Ω.
U
13.解:(1)两电键均闭合时,由欧姆定律得R 3Ω
1 I
1
定值电阻R 两端的电压为U I R 6V
3 3 2 3由于定值电阻R、R 并联,则定值电阻R 两端的电压为U U 6V
2 3 2 2 3
流过定值电阻R 的电流为I I I 1A
2 R2 1 2
U
则定值电阻R 的电阻值为R 2 6Ω
2 2 I
R2
R R
(2)两电键均闭合时,外电路的总电阻为R 2 3 R 5Ω
外1 R R 1
2 3
由闭合电路欧姆定律得E I R r
1 外1
即E 35r
U
电键S 断开时,电压表的示数5.4V,则回路的总电流为I 1.8A
2 R
1
外电路的总电阻为R R R 9Ω
外2 1 2
由闭合电路欧姆定律得E I R r
外2
即E 1.89r
解得E 18V,r 1Ω
P I2R R
(3) 外 1 2 100% 90%
P I2R R r
总 1 2
14.解:(1)导体棒MN 向右匀速运动,1s内的位移为x vt 0.5m
1 1
x 3
有几何关系可知导体棒接在导轨间的长度为L 1 m
1 cos30 3
1 3
闭合回路围成的面积为S x L m2
1 2 1 1 12
t 1s时穿过闭合回路的磁通量大小为Φ B S
1 0 1
3
解得Φ Wb
1 6
(2)02s导体棒的位移为x vt 1m
2 2
x 2 3
由几何关系可知导体棒接在导轨间的长度为L 2 m
2 cos30 31 3
闭合回路围成的面积为S x L m2
2 2 2 2 3
t 2s时的磁感应强度为B 0.221.8T 2.2T
2
11 3
t 2s时穿过闭合回路的磁通量大小为Φ B S Wb
2 2 2 15
0 5s导体棒的位移为x vt 2.5m
3 3
x 5 3
由几何关系可知导体棒接在导轨间的长度为L 3 m
3 cos30 3
1 25 3
闭合回路围成的面积为S x L m2
3 2 3 3 12
t 5s时的磁感应强度为B 0.251.8T 2.8T
3
35 3
t 5s时穿过闭合回路的磁通量大小为Φ B S Wb
3 3 3 6
51 3
t 2s到t 5s时穿过回路的磁通量的变化量ΔΦΦ Φ Wb
3 2 10
(3)欲使回路中没有感应电流产生,则穿过回路的磁通量保持不变,即回路中的磁通量始终等于t 1s时
3
的磁通量,即为Φ Wb
1 6
1
使t时间内导体棒的位移为x vt t
2
x 3
t时导体棒接在导轨间的长度为L t
cos30 3
1 3
t时闭合回路围成的面积为S xL t2
2 12
3
t时穿过回路的磁通量为Φ BS Bt2
12
欲满足条件,应有ΦΦ
1
2
解得B Wbt 1s
t2
1
15.解:(1)小球由A到B的过程中,由动能定理得qER mv 2
2 0又v 2gR
0
mg
解得E
q
由以上分析可知qE mg
当小球运动到等效最低点 N 时速度最大,小球对轨道的压力最大,重力和电场力的合力大小为
F 2mg,方向斜向左下方与水平面成45
1
小球由A点到N 点的过程中,由动能定理得qE1cos45RmgR1cos45 mv 2
2 N
mv 2
由牛顿第二定律得F F N
N R
解得F 3 2mg
N
由牛顿第三定律可知小球对圆管的最大压力为3 2mg
(2)假设小球能运动到D点,则小球在D点的速度为0
小球的释放点到B点的距离为x,则由动能定理得qExmg2R 0
解得x 2R R,则小球不能运动到D点
小球由A到C的过程有qE2RmgR,所以小球运动的最高点位于CD之间,假设该点与圆心的连线与
水平方向的夹角为,则由动能定理得qER1cosmgR1sin
解得45
2 2
小球能达到的最高点与水平面的高度为H RRsin45 R
2
1
(3)若改变释放点的位置,小球由释放到D点的过程中,由动能定理得qE6.5Rmg2R mv 2
2 D
解得v 3 gR
D
当小球的速度与合力垂直时动能最小,此时小球的速度斜向右下方与水平方向的夹角为45,设此时的速度
3
大小为v,由斜抛运动规律可得v v cos45 2gR
D 2
1 9
小球的最小动能为E mv2 mgR
km 2 4
小球离开D点后在竖直方向做自由落体运动,水平方向向右做匀减速直线运动,小球从离开D点到落在水
22R R
平面的时间为t 2
g g1
小球在水平方向的位移为x v t gt2
D 2
解得x 4R
则落地点与释放点间的距离为Δx x x 2.5R
AB
则落地点与释放点的电势差为U EΔx
5mgR
解得U
2q