浙江省宁波市北仑中学2025-2026学年高二上学期返校考试物理试卷(Word版附解析)
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1. 电压单位用基本单位表述正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据电功率公式
得
电压单位用基本单位表述为。
故选D。
2. 下列关于重力的说法中正确的是( )
A. 物体只有静止时才受重力作用
B. 重力的方向总是指向地心
C. 地面上的同一物体在赤道上所受重力最小
D. 物体挂在弹簧测力计下,弹簧测力计的示数一定等于物体的重力
【答案】C
【解析】
【详解】A.物体受到重力的作用,与物体的运动状态无关,A错误;
B.重力的方向总是竖直向下,不一定指向地心,B错误;
C.赤道上重力加速度最小,因此地面上的同一物体在赤道上所受重力最小,C正确;
D.物体挂在弹簧测力计下处于平衡状态时,弹簧测力计的示数才等于物体的重力,D错误。
故选C。
3. 如图所示,在光滑水平桌面上,小铁球沿直线向右运动。若在桌面A处放一块磁铁,关于小球的运动下列说法正确的是( )
A. 小铁球做匀速直线运动
B. 小铁球做匀变速曲线运动
C. 小铁球做匀加速直线运动
D. 小铁球做变加速曲线运动
【答案】D
【解析】
【详解】小球的速度方向沿曲线的切线方向,小球所受合力方向指向磁铁的方向,两者不共线,球将做曲线运动,向A的位置发生弯曲,由于条形磁铁的各位置的磁感应强度大小不同,所以小球受到的磁场力的大小是不断变化的,只能做变加速的曲线运动,故D正确,ABC错误。
故选D。
4. 某航天器绕地球运行的轨道如图所示。航天器先进入近地圆轨道1做匀速圆周运动,再经椭圆轨道2,最终进入圆轨道3做匀速圆周运动。轨道2分别与轨道1、轨道3相切于P、Q两点。则航天器( )
A. 在轨道2由P点到Q点的过程机械能增加
B. 从轨道2变到轨道3需要在Q点点火加速
C. 在轨道3的机械能小于在轨道1的机械能
D. 正常运行时在轨道2上Q点的加速度大于在轨道3上Q点的加速度
【答案】B
【解析】
【详解】A.在轨道2由P点到Q点过程只有万有引力做功,机械能守恒,故A错误;
B.从轨道2变到轨道3,轨道半径变大,需要在Q点点火加速使其做离心运动,故B正确;
C.从轨道1到轨道2需要点火加速,从轨道2到轨道3也需要点火加速,即从轨道1到轨道3除了万有引力的其他力对卫星做正功,机械能增大,即在轨道3的机械能大于在轨道1的机械能,故C错误;
D.根据牛顿第二定律
可得
可知正常运行时在轨道2上Q点的加速度等于在轨道3上Q点的加速度,故D错误。
故选B。
5. 如图所示,虚线a、b、c代表电场中的三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,即,实线为一带负电的微粒仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、R、Q是这条轨迹上的三点,R点在等势面b上,据此可知( )
A. 三个等势面中,c的电势最高
B. 带电微粒在P点的电势能比在Q点的小
C. 带电微粒在P点和在R点的速度大小可能相等
D. 带电微粒在P点的加速度比在Q点的加速度小
【答案】A
【解析】
【详解】A.带电微粒做曲线运动,仅受电场力,则电场力方向必定沿电场线指向运动轨迹的内侧,又由于电场线方向和等势面垂直,则电场力方向应垂直于等势面指向轨迹内侧,微粒带负电,则电场线大致由c等势面指向a等势面,沿着电场线的方向电势越来越低,则c的电势最高,故A正确;
B.结合上述,电场力方向应垂直于等势面指向轨迹内侧,若带电微粒从P点运动到Q点,电场力做正功,电势能减小,即带电微粒在P点的电势能比在Q点的大,故B错误;
C.结合上述,若带电微粒从P点运动到R点,电场力做正功,带电微粒的速度增大,故C错误;
D.等差等势面分布的密集程度间接表示电场的强弱,根据图示可知,P点的电场强度大于Q点的电场强度,则带电微粒在P点受到的电场力大于在Q点受到的电场力,根据牛顿第二定律可知带电微粒在P点的加速度比在Q点的加速度大,故D错误。
故选A。
6. 为检测某新能源动力车的刹车性能,现在平直公路上做刹车实验,某动力车在刹车过程中位移和时间的比值与t之间的关系图像如图所示。下列说法正确的是( )
A. 动力车的初速度为20m/s
B. 刹车过程中加速度大小为
C. 刹车过程持续的时间为6s
D. 从开始刹车时计时,经过8s,该车的位移大小为80m
【答案】C
【解析】
【详解】AB.根据题意,由运动学公式有
整理可得
结合图像可得
,
解得
即刹车过程中加速度大小为,故AB错误;
C.刹车过程持续时间为
故C正确;
D.从开始刹车时计时,经过8s,该车的位移大小为
故D错误。
故选C。
7. 如图所示,质量为2m、长度为L的小车静止在光滑水平面上,质量为m的小物块(可视为质点)放在小车的最左端。现用一水平恒力F作用在小物块上,使小物块从静止开始做匀加速直线运动。小物块和小车之间的动摩擦因数为,重力加速度为g,小物块滑到小车的最右端时,小车运动的距离为x。此过程中,以下结论正确的是( )
A. 小车运动的加速度大小为
B. 小物块到达小车最右端时,小车具有的动能为
C. 小物块克服摩擦力所做的功为
D. 小物块和小车增加的机械能为
【答案】C
【解析】
【详解】A.对小车进行分析,根据牛顿第二定律有
解得
故A错误;
B.小物块到达小车最右端过程,小车运动的距离为x,根据动能定理有
解得
故B错误;
C.物块对小车的相对位移为L,小车运动的距离为x,则物块的位移为,则小物块克服摩擦力所做的功为
故C正确;
D.物块对小车的相对位移为L,则有
物块的速度
小车运动的距离为x,则有
对物块进行分析,根据牛顿第二定律有
物块的动能
小物块和小车增加的机械能为
解得
故D错误。
故选C。
8. 如图所示,一小物块由静止开始沿斜面向下滑动,最后停在水平地面上。斜面和地面平滑连接,且物块与斜面、物块与地面间的动摩擦因数均为常数。该过程中,物块的动能与水平位移x关系的图象是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由题意可知设斜面倾角为θ,动摩擦因数为μ,则物块在斜面上下滑距离在水平面投影距离为x,根据动能定理,有
整理可得
即在斜面上运动时动能与x成线性关系;
当小物块在水平面运动时,根据动能定理由
即
为物块刚下滑到平面上时的动能,则即在水平面运动时物块动能与x也成线性关系。
故选A。
9. 如图所示,利用霍尔元件可以监测无限长直导线的电流。无限长直导线在空间任意位置激发磁场的磁感应强度大小为:,其中k为常量,I为直导线中电流大小,d为空间中某点到直导线的距离。霍尔元件的工作原理是将金属薄片垂直置于磁场中,在薄片的两个侧面a、b间通以电流时,e、f两侧会产生电势差。下列说法正确的是( )
A. 该装置无法确定通电直导线的电流方向
B. 输出电压随着直导线电流强度均匀变化
C. 若想增加测量精度,可增大霍尔元件沿磁感应强度方向的厚度
D. 用单位体积内自由电子个数更多的材料制成霍尔元件,能够提高测量精度
【答案】B
【解析】
【详解】A.若电流向右,根据左手定则,安培力向内,载流子是自由电子,故后表面带负电,前表面带正电,故前表面e面电势较高;若电流向左,前表面f面电势较高;则可以根据e、f两侧电势高低判断通电导线中的电流方向,故A错误;
B.设前后表面的厚度为,金属薄片的厚度为h,导线中单位体积的电子数为n,最终电子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡,有
根据电流微观表达式,有
解得
所以输出电压随着直导线的电流强度均匀变化,故B正确;
CD.由可得
可知增大霍尔元件沿磁感应强度方向的厚度h,用单位体积内自由电子个数n更多的材料制成霍尔元件,在直导线电流一定时,e、f两侧的电势差减小,测量精度减小,故CD错误。
故选B。
10. 如图甲所示电路,其中电源电动势,内阻,定值电阻,滑动变阻器电阻最大阻值为20Ω,已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效阻值Rr的关系如图乙所示,则下列说法中正确的是( )
A. 图乙中滑动变阻器的最大功率
B. 图乙中
C. 滑动变阻器消耗的功率P最大时,电源输出功率也最大
D. 无论如何调整滑动变阻器Rr的阻值,都无法使电源的输出功率达到9W
【答案】D
【解析】
【详解】A.由闭合电路欧姆定律的推论可知,当电路外电阻R等于内阻r时,输出功率最大,最大值为
把定值电阻看成电源内阻一部分,当有
时滑动变阻器消耗的功率最大,最大功率为
故A错误;
B.滑动变阻器的阻值为时与阻值为R2时消耗的功率相等,有
解得
故B错误;
C.当电路外电阻等于内阻时,输出功率最大,因为定值电阻大于电源内阻,故随着滑动变阻器接入电路阻值变大,电源输出功率减小,故滑动变阻器接入电路阻值为零时,电源输出功率最大,故C错误;
D.当滑动变阻器接入电路阻值为零时,电路中电流最大,最大值为电源输出功率最大,为
所以
故D正确。
故选D。
二、多项选择题(本大题共 3 题,每题 4 分,共 12 分,全部选对得 4 分, 选对但不全得 2 分,有错选的得0 分)
11. 假设某同学研究白炽灯得到某白炽灯的伏安特性曲线如图所示。图像上A点与原点连线与横轴成α角,曲线在A点的切线与横轴成β角,则( )
A. 白炽灯的电阻随电压的增大而减小
B. 在A点,白炽灯的电阻可表示为tanβ
C. 在A点,白炽灯的电功率可表示为U0I0
D. 在A点,白炽灯的电阻可表示
【答案】CD
【解析】
【详解】A.由图可知白炽灯的电阻随电压的增大而增大,故A错误;
BD.在A点,白炽灯的电阻可表示为
考虑到横纵坐标的单位长度所代表的物理量的数值可能不一样,故不能表示为tan β或tan α,故B错误,D正确;
C.在A点,白炽灯的功率可表示为P=
故C正确。
故选CD。
12. 下图中是关于磁场中的一些实际应用,下列说法正确的是( )
A. 图甲是回旋加速器,要想粒子获得的最大动能增大,可增加D形盒的半径
B. 图乙是磁流体发电机,图中A极板是发电机的正极,B极板是发电机的负极
C. 图丙是速度选择器,不仅能选出速度的粒子,还能区分粒子的正负
D. 图丁是奥斯特证明电流磁效应的实验,导线通电后,其正下方小磁针的N极将向纸面内转动
【答案】AD
【解析】
【详解】A.根据公式,解得粒子获得的最大动能
可知要想粒子获得的最大动能增大,可增加D形盒的半径,故A正确;
B.由左手定则知正离子向下偏转,所以下极板带正电,A板是电源的负极,B板是电源的正极,故B错误;
C.对此速度选择器,速度的方向必须由左向右,由,可得
能选出速度的粒子,不能区分粒子的正负,故C错误;
D.图丁中导线通电后,根据安培定则可知,导线下方的磁场方向垂直纸面向里,正下方小磁针的N极向纸面里转动,故D正确。
故选AD。
13. 如图甲所示,一个轻弹簧的两端与质量分别为m1和m2的两物块A、B相连接并静止在光滑的水平地面上。现使A以3m/s的速度向B运动压缩弹簧,A、B的速度—时间图像如图乙,则有( )
A. 在时刻两物块达到共同速度且弹簧都处于压缩状态
B. 从到过程中,弹簧由压缩状态恢复原长
C. 两物块的质量之比
D. 在时刻A与B的动能之比
【答案】CD
【解析】
【详解】A.由图乙可知t1时刻之后一小段时间,A速度减小,B速度增大,则t1时刻弹簧处于压缩状态,t3时刻之后一小段时间,A速度增大,B速度减小,则t3时刻处于伸长状态。故A错误;
B.由图乙可知在t3时刻处于伸长状态,二物块速度相等,弹簧最长,t4时刻两物块速度恢复到初始状态即弹簧恢复原长,因此从t3到t4过程中弹簧由伸长状态恢复原长。故B错误;
C.根据动量守恒定律,t=0时刻和t=t1时刻系统总动量相等,有
由图乙可得
,
代入数据解得
故C正确;
D.由图乙可知在t2时刻A的速度为,B的速度为。根据
可得
故D正确。
故选CD。
三、实验题(共 18 分)
14. 采用如图甲所示的实验装置做“探究平抛运动的特点”的实验。
(1)以下是实验过程中的一些做法,其中合理的是( )
A. 要求斜槽轨道保持水平且光滑
B. 每次小球应从同一高度由静止释放
C. 为描出小球的运动轨迹,描绘的点可以用折线连接
(2)图乙为一小球做平抛运动时用闪光照相的方法获得的相片的一部分,图中背景小方格的边长为5cm,取10m/s2,则:
①小球运动的初速度v0=______m/s;
②小球过B点的竖直方向速度vBy=______m/s;
③图中A点______平抛的起点(选填“是”或“不是”)。
【答案】(1)B (2) ①. 1.5 ②. 2.0 ③. 不是
【解析】
【小问1详解】
A.要求斜槽轨道末端保持水平但是不一定必须光滑,故A错误;
B.为保证小球做平抛运动的初速度相同,则每次小球必须从同一高度由静止释放,故B正确;
C.为描出小球的运动轨迹,描绘的点要用平滑曲线连线,故C错误。
故选B。
【小问2详解】
①[1]由竖直方向做自由落体运动,有
解得拍摄时间
小球初速度为
②[2]小球过B点的竖直方向速度
③[3]根据小球竖直方向做自由落体运动,若A点为平抛的起点,则AB、BC竖直方向上位移之比应是1∶3,而不是图中3∶5,故A点不是平抛的起点。
15. 在测量一节干电池的电动势和内阻,现备有下列器材:
A.被测干电池一节
B.电流表:量程为0~0.6A,内阻约为0.4Ω
C.电流表:量程为0~0.6A,内阻
D.电压表:量程为0~3V,约为3kΩ
E.滑动变阻器:0~10Ω,允许通过的最大电流为1A
F.滑动变阻器:0~100nΩ,允许通过的最大电流为2A
G.开关、导线若干
(1)为了尽可能减小误差,以及便于调节,电流表应选用__________(填“B”或“C”),滑动变阻器应选用__________(填“E”或“F”),并在图甲的方框内画出实验电路图_______。
(2)闭合电键后,通过调节滑动变阻器,测得多组电压表和电流表的示数U、I,作出图像如图乙所示,由图像可知电池的电动势为__________V,内阻为__________Ω。(结果均保留2位有效数字)
(3)本实验__________(填“存在”或“不存在”)因电表内阻引起的系统误差。
【答案】 ①. C ②. E ③. 见解析 ④. 1.5 ⑤. 1.0 ⑥. 不存在
【解析】
【详解】(1)[1][2][3]为了尽可能减小实验误差,选用内阻已知的电流表C,为了便于调节,选用最大阻值较小的滑动变阻器E,电路图如图所示
(2)[4][5]由图像可知,电池的电动势为1.5V,内阻
(3)[6]由于求内阻时考虑了电流表的内阻,不存在因电表内阻引起的系统误差。
四、解答题(共 40 分)
16. 如图所示,两平行正对金属板之间的距离,上极板带正电,下极板带负电,电荷量Q均为时,两极板之间的电势差。
(1)求两金属板构成电容器的电容C;
(2)求两极板之间的电场强度大小E;
(3)两板间有相距的两点A和B, A、B连线与极板夹角,将电荷量的某点电荷从A点移到B点,求电场力对该点电荷所做的功W。
【答案】(1)
(2)
(3)J
【解析】
【小问1详解】
由公式可知
解得
【小问2详解】
由匀强电场电场强度与电势差关系式可知
【小问3详解】
由静电力做功公式可知
J=J
17. 如图所示,水平绝缘光滑轨道AB的B端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道BC平滑连接,圆弧的半径。在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度现有质量的带电体(可视为质点)放在水平轨道上A点处,AB两点距离,由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动,当运动到圆弧形轨道的C端时,速度恰好为零,已知带电体所带电荷量C,取,求:
(1)带电体在水平轨道上运动的加速度大小及运动到B端时的速度的大小;
(2)带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧轨道的压力大小;
(3)两点之间的电势差和A到C过程中发热量。
【答案】(1),;(2);(3),
【解析】
【详解】(1)设带电体在水平轨道上运动的加速度大小为a,根据牛顿第二定律有
解得
设带电体运动到B端的速度大小为,根据匀变速直线的规律有
解得
(2)当带电体运动到圆轨道B端时,根据牛顿第二定律有
解得
再根据牛顿第三定律可知,带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧轨道的压力大小5N。
(3)A、C两点的电势差
解得
带电体A到C过程,根据动能定理
解得
A到C过程中发热量
18. 如图所示,足够长的光滑水平地面上,静置一辆小车,长L=0.3m、不可伸长的轻质柔软细绳一端固定在车厢顶部,另一端系一质量m=1.98kg的木块(可视为质点),质量的子弹以的速度水平射入木块并留在其中,此后绳与竖直方向的最大夹角,取重力加速度大小。求:
(1)子弹射入木块时产生的热量Q;
(2)小车的质量M以及绳与竖直方向夹角为时小车的速度大小;
(3)小车的最大速度的大小。
【答案】(1)Q=396J
(2)M=6kg,
(3)
【解析】
【小问1详解】
设子弹射入木块后的速度大小为v1,由守恒定律得
产生的热量为
联立解得
【小问2详解】
设木块与小车共速时大小为v2,当木块在最高点时,木块和小车共速。
系统在水平方向动量守恒,则有
由能量守恒有
解得,
【小问3详解】
对小车进行受力分析发现,当木块再次向左回到最低点时,小车速度最大,设此时木块速度大小为v3
根据动量守恒定律得
根据机械能守恒定律得
联立可解
19. 磁聚焦和磁发散技术在许多真空系统中得到了广泛应用,如电子显微镜技术,它的出现为科学研究做出了重大贡献。现有一个磁发散装置,如图所示,在半径为R的圆形区域内存在垂直纸面向外,磁感应强度为B的匀强磁场,在圆形磁场区域右侧有一方向竖直向下,电场强度为E的匀强电场,电场左边界与圆形磁场右边界相切。在水平地面上放置一个足够长的荧光屏PQ,它与磁场相切于P点。粒子源可以持续的从P点向磁场内发射速率为v方向不同的带正电同种粒子。经观测:有一粒子a以竖直向上的初速度射入磁场,该粒子经磁场偏转后恰好以水平方向离开磁场,然后进入电场区域。粒子b进入磁场的速度方向与粒子a的速度方向夹角为(未知),进入磁场后,粒子b的运动轨迹恰好能通过圆形磁场的圆心O,最终也进入到电场区域。已知电场强度和磁感应强度的关系满足,不计粒子重力及粒子间相互作用。求:
(1)粒子的比荷;
(2)粒子b与粒子a夹角和b粒子打在荧光屏上的亮点到P点的距离x;
(3)入射方向与荧光屏所在平面成区间范围内的粒子,最终打到荧光屏上形成的亮线长度。
【答案】(1);(2),;(3)
【解析】
【详解】(1)由a粒子的运动可知粒子在磁场中运动的半径为
由牛顿第二定律有
可得粒子的比荷
(2)画出粒子b的运动轨迹,如图所示
根据几何关系可知构成一个边长为R的菱形,则
由于,b粒子经过Q点的速度方向与垂直,所以粒子b进入电场的方向也沿水平方向。b粒子进入电场中做类平抛运动,有
,
解得
所以b粒子打在荧光屏上的亮点到P点的距离为
(3)入射方向与P点右侧荧光屏成的粒子,在磁场与电场中的运动轨迹如图所示
由几何关系可知,粒子进入电场时距离荧光屏的距离为
进入电场后,粒子做类平抛运动,有
,
解得
所以该粒子打到荧光屏的位置距离P点的距离为;根据(2)可知,入射方向与P点左侧荧光屏成的粒子,打到荧光屏的位置距离P点的距离为,所以入射方向与荧光屏所在平面成区间范围内的粒子,最终打到荧光屏上形成的亮线长度为
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