廣東省物理高二上學期2024-2025學年自測試題與參考答案

2024-2025學年廣東省物理高二上學期自測試題與參考答案一、單項選擇題（本大題有7小題，每小題4分，共28分）1、在電磁感應現(xiàn)象中，下列說法正確的是()A.導體相對磁場運動，導體內一定會產生感應電流B.導體做切割磁感線的運動，導體內一定會產生感應電流C.閉合電路在磁場中做切割磁感線的運動，電路中一定會產生感應電流D.穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，電路中一定會產生感應電流答案：D解析：A選項：導體相對磁場運動，但如果沒有形成閉合回路，或者磁場的方向沒有發(fā)生變化（即磁通量沒有變化），那么導體內是不會產生感應電流的。因此，A選項錯誤。B選項：導體做切割磁感線的運動，但如果沒有形成閉合回路，那么導體內也是不會產生感應電流的。因此，B選項錯誤。C選項：閉合電路在磁場中做切割磁感線的運動，但如果這個運動并沒有導致穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化（例如，電路平面與磁場方向平行，且磁場方向不變，電路在磁場中平移），那么電路中也是不會產生感應電流的。因此，C選項錯誤。D選項：穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，這是產生感應電流的必要條件。根據法拉第電磁感應定律，只要磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就會產生感應電動勢，進而產生感應電流。因此，D選項正確。2、關于磁感應強度的方向，下列說法正確的是()A.磁感應強度的方向就是小磁針靜止時北極所指的方向B.某處磁感應強度的方向就是該處通電導線受力的方向C.某處磁感應強度的方向就是該處小磁針北極受力的方向D.某處磁感應強度的方向與放入該處的通電導線受力情況無關答案：A；C；D解析：A選項：磁感應強度的方向規(guī)定為小磁針靜止時N極所指的方向，這是磁感應強度方向的定義，所以A選項正確。B選項：某處磁感應強度的方向并不是該處通電導線受力的方向，而是與該處通電導線受力的方向垂直。這是因為安培力的方向總是垂直于磁場方向和電流方向所構成的平面，所以B選項錯誤。C選項：某處磁感應強度的方向就是該處小磁針北極受力的方向，這也是磁感應強度方向的一種描述方式，與A選項的描述是等價的，所以C選項正確。D選項：磁感應強度是由磁場本身決定的，與放入該處的通電導線受力情況無關。即使沒有通電導線，磁感應強度也是存在的，所以D選項正確。3、關于電磁感應現(xiàn)象，下列說法正確的是()A.閉合電路的一部分導體在磁場中運動時，導體中就會產生感應電流B.導體在磁場中靜止不動時，一定沒有感應電流產生C.閉合電路的一部分導體在磁場中作切割磁感線運動，導體中就會產生感應電流D.感應電流的方向與導體運動方向和磁場方向都有關答案：C；D解析：A選項：閉合電路的一部分導體在磁場中運動時，如果運動的方向與磁場方向平行，那么導體中是不會產生感應電流的。因為此時導體并沒有切割磁感線，所以A選項錯誤。B選項：導體在磁場中靜止不動時，如果磁場本身在變化（例如，磁場強度在變化，或者磁場方向在變化），那么閉合電路中的導體也是有可能產生感應電流的。這是因為磁通量的變化可以產生感應電流，而不僅僅是導體的運動。所以B選項錯誤。C選項：閉合電路的一部分導體在磁場中作切割磁感線運動時，導體中就會產生感應電流。這是電磁感應現(xiàn)象的基本條件之一，所以C選項正確。D選項：感應電流的方向是由導體運動方向和磁場方向共同決定的。根據右手定則，我們可以判斷感應電流的方向。所以D選項正確。4、下列關于機械能守恒定律的說法中正確的是()A.物體所受合外力做的功為零時，機械能一定守恒B.物體從某一高度自由下落過程中，不計空氣阻力，機械能守恒C.物體在豎直平面內做勻速圓周運動時，機械能守恒D.物體在只有重力和彈力做功時，機械能不守恒答案：B解析：A選項：機械能守恒的條件是只有重力或系統(tǒng)內彈力做功，而不是合外力做功為零。例如，在豎直方向上勻速上升的物體，合外力做功為零（因為合外力等于零），但機械能增加（因為重力勢能增加），所以A選項錯誤。B選項：物體從某一高度自由下落過程中，不計空氣阻力，那么只有重力做功，沒有其他力做功，因此機械能守恒，B選項正確。C選項：物體在豎直平面內做勻速圓周運動時，雖然只有重力和彈力（如果有的話）做功，但動能保持不變（因為是勻速），而重力勢能隨高度的變化而變化，所以機械能不守恒，C選項錯誤。D選項：根據機械能守恒的條件，物體在只有重力和彈力做功時，機械能是守恒的，D選項錯誤。5、在驗證機械能守恒定律的實驗中，下列說法正確的是()A.實驗中應先釋放紙帶再接通電源B.選取紙帶上第一點為初速度為零的點C.選取重物時，應選質量大、體積小的物體D.實驗中重物下落的高度應越大越好答案：C解析：A選項：實驗中應先接通電源，使打點計時器開始打點，然后再釋放紙帶，以保證紙帶上打出的點跡清晰且能充分利用紙帶，故A錯誤。B選項：紙帶上的第一點并不是初速度為零的點，因為打點計時器在打第一點時，重物已經有一定的速度了。我們應根據紙帶上的點跡情況，選取合適的點作為初速度為零的點（通常是速度為零且點跡清晰的點），故B錯誤。C選項：選取重物時，應選質量大、體積小的物體，這樣可以減小空氣阻力的影響，使機械能守恒的條件更容易滿足，故C正確。D選項：實驗中重物下落的高度并不是越大越好，因為高度過大時，重物的速度會很大，可能會超出打點計時器的測量范圍，導致誤差增大。同時，高度過大也會增加實驗操作的難度和風險，故D錯誤。6、關于重力勢能，下列說法正確的是()A.重力勢能的大小與零勢能面的選取無關B.重力勢能的變化與重力做功無關C.重力勢能是物體與地球所共有的D.重力勢能為負值說明物體在零勢能面以下答案：C；D解析：A選項：重力勢能的大小是相對的，與零勢能面的選取有關。選擇不同的零勢能面，物體的重力勢能可能不同。因此，A選項錯誤。B選項：重力勢能的變化與重力做功是密切相關的。重力做正功時，重力勢能減??；重力做負功時，重力勢能增加。因此，B選項錯誤。C選項：重力勢能是物體與地球之間的相互作用能，是物體與地球所共有的。因此，C選項正確。D選項：重力勢能為負值說明物體相對于零勢能面來說，位置在零勢能面以下。因此，D選項正確。綜上所述，正確答案是C和D。7、關于電磁波，下列說法正確的是()A.電磁波是橫波B.電磁波的傳播需要介質C.電磁波在真空中的傳播速度小于光速D.電磁波不能產生干涉和衍射現(xiàn)象答案：A解析：A選項，電磁波是由同相振蕩且互相垂直的電場與磁場在空間中以波的形式移動，其傳播方向垂直于電場與磁場構成的平面，為橫波。因此，A選項正確。B選項，電磁波的傳播不需要介質，它可以在真空中傳播。這與機械波（如聲波）不同，機械波的傳播需要介質。所以，B選項錯誤。C選項，電磁波在真空中的傳播速度等于光速，即c=D選項，干涉和衍射是波的基本性質，電磁波作為波的一種，同樣可以產生干涉和衍射現(xiàn)象。所以，D選項錯誤。綜上所述，正確答案是A。二、多項選擇題（本大題有3小題，每小題6分，共18分）1、關于機械能守恒定律的理解，以下說法中正確的是()A.物體做勻速運動，它的機械能一定守恒B.物體所受合外力為零時，機械能一定守恒C.物體做勻加速直線運動時，它的機械能可能守恒D.物體所受合外力不為零，機械能一定不守恒答案：C解析：A選項：物體做勻速運動時，雖然動能不變，但如果有除重力或彈力以外的力（如摩擦力）對物體做功，那么物體的重力勢能可能會發(fā)生變化，從而導致機械能不守恒。例如，物體在粗糙的斜面上勻速下滑時，機械能就不守恒。因此，A選項錯誤。B選項：物體所受合外力為零時，意味著物體處于平衡狀態(tài)，可能是靜止或勻速直線運動。但同樣，如果有除重力或彈力以外的力對物體做功（如上面提到的摩擦力），機械能就不守恒。因此，B選項錯誤。C選項：物體做勻加速直線運動時，雖然加速度恒定，但如果這個加速度是由重力產生的（如自由落體運動），那么物體在運動過程中只有重力做功，機械能守恒。因此，C選項正確。D選項：物體所受合外力不為零時，如果合外力就是重力或彈力（或它們的合力），并且沒有其他力對物體做功，那么機械能仍然可以守恒。例如，在豎直平面內做勻速圓周運動的物體（由重力和繩子的拉力共同作用），雖然合外力不為零，但機械能守恒。因此，D選項錯誤。2、下列關于電勢的說法正確的是()A.電勢差與電勢一樣，是相對量，與零電勢點的選取有關B.電勢差大的地方，電場強度一定大C.順著電場線的方向，電勢逐漸降低D.電勢降低的方向一定是電場線的方向答案：C解析：A選項：電勢差是電場中兩點間電勢的差值，它反映了電場中兩點間電勢的差異，是絕對的，與零電勢點的選取無關。而電勢是相對的，與零電勢點的選取有關。因此，A選項錯誤。B選項：電勢差與電場強度沒有直接的關系。電勢差的大小取決于電場中兩點間的距離以及這兩點沿電場線方向的距離（即電勢差等于電場強度與這兩點沿電場線方向的距離的乘積）。因此，電勢差大的地方，電場強度不一定大。B選項錯誤。C選項：電場線的方向是電勢降低最快的方向。因此，順著電場線的方向，電勢逐漸降低。C選項正確。D選項：雖然電場線的方向是電勢降低的方向，但電勢降低的方向不一定是電場線的方向。因為電勢降低的方向有無數(shù)個，而電場線的方向只有一個，即電勢降低最快的方向。D選項錯誤。3、下列說法正確的是()A.物體從外界吸收了熱量，其內能不一定增加B.外界對物體做功，物體的內能一定增加C.物體溫度升高時，其內能一定增加D.物體溫度升高時，每個分子的動能都增大答案：A；C解析：A選項：根據熱力學第一定律，ΔU=Q+W，其中ΔU是物體內能的變化量，Q是物體從外界吸收的熱量，W是外界對物體做的功。如果物體從外界吸收了熱量B選項：同樣根據熱力學第一定律，如果外界對物體做了功（即W>0），但物體同時向外界放出了熱量（即Q<C選項：物體的內能包括分子動能和分子勢能兩部分。當物體溫度升高時，分子平均動能增大（注意是平均動能，不是每個分子的動能都增大），因此內能一定增加。所以，C選項正確。D選項：雖然物體溫度升高時分子平均動能增大，但這并不意味著每個分子的動能都增大。因為分子的運動是無規(guī)則的，有的分子動能可能增大，有的分子動能可能減小，但總體上平均動能是增大的。因此，D選項錯誤。三、非選擇題（前4題每題10分，最后一題14分，總分54分）第一題題目：在豎直平面內建立直角坐標系，x軸水平，y軸豎直。在第二象限有沿y軸正方向的勻強電場E，一長為L的絕緣輕繩一端固定在A(0,4L)點，另一端系一個帶負電小球，電荷量大小為q。開始繩剛好水平伸直。重力加速度為g。(1)小球由靜止釋放，運動到y(tǒng)軸時繩斷裂，求小球能到達x軸上的B點位置坐標。(2)假設繩長可以0到4L之間調節(jié)，小球依然由原位置靜止釋放，每次到達y軸繩斷裂，其他條件不變，則小球在x軸上的落點與原點間距離最大時，求輕繩的長度及該最大距離。答案：(1)設小球在y軸上的點為C，坐標為(0,h)，在x軸上的B點坐標為(x,0)。水平方向：小球在水平方向不受力，因此做勻速直線運動。設小球從A到C的時間為t，則x=vx豎直方向：小球在豎直方向受重力和電場力作用，做勻加速直線運動。由牛頓第二定律得：mg?qE=聯(lián)立解得：h=4小球在C點速度vC繩斷裂后，小球做類平拋運動，設運動時間為t’，則：水平方向：x豎直方向：0聯(lián)立解得：x所以B點坐標為42(2)設繩長為L’，小球在y軸上的C’點坐標為(0,h’)，在x軸上的落點為B’。豎直方向：h′=水平方向：x′=聯(lián)立解得：x要使x’最大，需使h′最大，即L′=4L代入得：x所以，當繩長為4L時，小球在x軸上的落點與原點間距離最大，最大距離為42解析：本題主要考察帶電粒子在復合場中的運動，包括直線運動和類平拋運動。首先通過受力分析和運動學公式求出小球在y軸上的位置和速度，然后利用類平拋運動的規(guī)律求出小球在x軸上的位置。第二問通過調整繩長來找到x軸落點的最大距離，需要結合數(shù)學中的最值問題進行求解。第二題題目：在豎直平面內，有一勻強電場，電場方向水平向右，電場強度大小為E。同時，在該平面內還存在一勻強磁場，磁場方向垂直于紙面向里，磁感應強度大小為B?，F(xiàn)有一質量為m、帶電量為q的小球（重力不計），從某點以初速度v?水平向右拋出，試分析小球的運動情況，并求出小球做勻速圓周運動的半徑。答案：小球先做類平拋運動，后做勻速圓周運動。勻速圓周運動的半徑為mv解析：類平拋運動階段：小球開始受到水平向右的電場力和豎直向下的洛倫茲力（但由于速度方向水平，初始時刻洛倫茲力為零）。電場力對小球做功，使其速度增大，同時產生豎直向下的加速度（由洛倫茲力提供，隨速度增大而增大）。但由于題目中說明重力不計，故豎直方向的位移主要由電場力和洛倫茲力的合力決定，此階段小球做類平拋運動。當電場力在豎直方向上的分量與洛倫茲力相等時，豎直方向上的加速度為零，小球開始進入勻速圓周運動階段。勻速圓周運動階段：此時，小球所受的電場力和洛倫茲力合力為零（因為兩者大小相等、方向相反），小球僅受重力和磁場力作用。但由于重力不計，小球實際僅受洛倫茲力作用，且該力提供向心力，使小球做勻速圓周運動。洛倫茲力公式為F=圓周運動向心力公式為F=由于洛倫茲力提供向心力，故qv解得半徑R=由于小球是從初速度v?開始運動的，且速度在水平方向上始終未變（因為電場力只改變速度方向不改變速度大?。?，所以勻速圓周運動的半徑應為mv綜上所述，小球先做類平拋運動，后做勻速圓周運動，勻速圓周運動的半徑為mv第三題題目：在電路中，有三個電阻R1=6Ω，R2=4情況一：R1與R2串聯(lián)后再與情況二：R2與R3并聯(lián)后再與（1）在情況一下，求干路電流Itotal（2）在情況二下，求通過電阻R1的電流IR1答案：（1）在情況一下，干路電流I電阻R3兩端的電壓（2）在情況二下，通過電阻R1的電流電源的輸出功率P解析：（1）情況一分析：R1與R2串聯(lián)后的總電阻為R12與R3并聯(lián)，并聯(lián)部分的總電阻為干路電流Itot實際上，通過更精確的計算，考慮R12與電源內阻r的串聯(lián)關系，再與R3并聯(lián)，應用閉合電路歐姆定律，我們得到：ItotR3兩端的電壓UR3=Itotal×R3×R12R（2）情況二分析：R2與R3并聯(lián)后的總電阻為R_{23}=第四題題目：某同學要測量一節(jié)干電池的電動勢和內阻，可供選擇的器材有：電流表A（量程0～0.6A）、電壓表V（量程0～3V）、滑動變阻器R1（最大阻值30Ω）、滑動變阻器R2（最大阻值250Ω）、定值電阻R0（阻值為1.0Ω）、開關、導線若干。（1）請按照電路圖（假設電路圖已給出，但此處不具體畫出）完成實物連線。（2）為方便調節(jié)且能較準確地進行測量，滑動變阻器應選用哪一個？（填“R1”或“R2”）。（3）在實驗過程中，若電流表讀數(shù)為I，電壓表讀數(shù)為U，請寫出干電池電動勢E和內阻r的表達式，并簡述推導過程。答案：（1）由于題目中未直接給出電路圖，但根據常見測量干電池電動勢和內阻的實驗，我們可以假設使用伏安法測量，即電流表串聯(lián)在電路中，電壓表并聯(lián)在電池兩端。實物連線時，應注意電流表和電壓表的正負接線柱，以及滑動變阻器的連接方式（一般選擇限流接法或分壓接法，此處根據題目要求和器材選擇限流接法較為合適）。由于無法直接畫出電路圖，故略去連線步驟。（2）滑動變阻器應選用R1。因為本實驗中需要方便調節(jié)電流和電壓，以獲取多組數(shù)據用于擬合曲線或計算平均值，減少誤差。R1的阻值較小，調節(jié)時電流變化范圍較大，且便于控制，有利于實驗的準確性和方便性。（3）干電池電動勢E和內阻r的表達式可以通過閉合電路歐姆定律推導得出。在閉合電路中，根據歐姆定律有：E=U實驗時，通過改變滑動變阻器的阻值，可以測得多組（U，I）數(shù)據。將這些數(shù)據代入上式，可以列出多個方程。由于電源電動勢E是定值，因此可以通過多組數(shù)據擬合出一條直線（U-I圖像），該直線的斜率即為電源內阻r的負值，直線與縱軸的截距即為電源電動勢E。解析過程簡述：利用閉合電路歐姆定律建立電動勢E、路端電壓U、電流I和內阻r之間的關系式。通過實驗測量多組（U，I）數(shù)據，利用這些數(shù)據通過作圖法或計算法求出E和r的具體值。作圖法時，注意直線的斜率和截距的物理意義。第五題題目：某同學為了測量一節(jié)干電池的電動勢和內阻，設計并進行了如下實驗：他準備了以下實驗器材：電流表A（量程0~0.6A，內阻約為1Ω）電壓表V（量程0~3V，內阻約為3kΩ）滑動變阻器R（最大阻值20Ω）開關S和若干導線待測干電池E（電動勢約為1.5V，內阻約為1Ω）他選擇了合適的電路圖進行連接，并完成了實驗數(shù)據的采集。實驗數(shù)據如下表所示：序號電流I/A電壓U/V10.101.4520.201.3530.301.2540.401.1050.500.95請