2025年高考物理“學(xué)習(xí)效果”自我診斷試題一、選擇題（共8小題，每小題6分，滿分48分）在電磁學(xué)發(fā)展過程中，許多科學(xué)家做出了貢獻(xiàn)。下列說法正確的是（）A.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流磁效應(yīng)；法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象B.麥克斯韋預(yù)言了電磁波；楞次用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在C.庫侖發(fā)現(xiàn)了點(diǎn)電荷的相互作用規(guī)律；密立根通過油滴實(shí)驗(yàn)測定了元電荷的數(shù)值D.安培發(fā)現(xiàn)了磁場對運(yùn)動電荷的作用規(guī)律；洛侖茲發(fā)現(xiàn)了磁場對電流的作用規(guī)律一根輕質(zhì)彈簧一端固定，用大小為F?的力壓彈簧的另一端，平衡時(shí)長度為l?；改用大小為F?的力拉彈簧，平衡時(shí)長度為l?。彈簧的拉伸或壓縮均在彈性限度內(nèi)，該彈簧的勁度系數(shù)為（）A.(F?+F?)/(l?-l?)B.(F?-F?)/(l?+l?)C.(F?+F?)/(l?+l?)D.(F?-F?)/(l?-l?)如圖所示，在外力作用下某質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的v-t圖象為正弦曲線。從圖中可以判斷（）A.在0～t?時(shí)間內(nèi)，外力做正功B.在0～t?時(shí)間內(nèi)，外力的功率逐漸增大C.在t?時(shí)刻，外力的功率最大D.在t?～t?時(shí)間內(nèi)，外力做的總功為零靜電除塵器是目前普遍采用的一種高效除塵器。某除塵器模型的收塵板是很長的條形金屬板，圖中直線ab為該收塵板的橫截面。工作時(shí)收塵板帶正電，其左側(cè)的電場線分布如圖所示；粉塵帶負(fù)電，在電場力作用下向收塵板運(yùn)動，最后落在收塵板上。若用粗黑曲線表示原來靜止于P點(diǎn)的帶電粉塵顆粒的運(yùn)動軌跡，下列四幅圖中可能正確的是（）新能源汽車的電池管理系統(tǒng)需要精確監(jiān)控電池溫度。某溫度傳感器的核心元件是一個(gè)半導(dǎo)體熱敏電阻，其電阻隨溫度變化的關(guān)系為R=R?e^(β/T)，其中R?、β為常數(shù)，T為熱力學(xué)溫度?，F(xiàn)將該熱敏電阻與一個(gè)阻值為R?的定值電阻串聯(lián)后接在電動勢為E的電源兩端（電源內(nèi)阻不計(jì)），則（）A.環(huán)境溫度升高時(shí)，電路中的電流增大B.環(huán)境溫度升高時(shí)，熱敏電阻兩端的電壓增大C.若環(huán)境溫度從T?升高到T?（T?>T?），電路消耗的總功率將減小D.若環(huán)境溫度從T?升高到T?（T?>T?），定值電阻兩端的電壓將增大如圖所示，在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，有一豎直放置的光滑絕緣圓環(huán)，環(huán)上套有一個(gè)帶正電的小球?，F(xiàn)給小球一個(gè)初速度，使它在環(huán)內(nèi)做圓周運(yùn)動。則下列說法正確的是（）A.小球在最高點(diǎn)時(shí)的最小速度為√(gR)B.小球在運(yùn)動過程中機(jī)械能守恒C.小球在最低點(diǎn)時(shí)對環(huán)的壓力一定大于重力D.小球在運(yùn)動過程中所受洛倫茲力的方向始終指向圓心某同學(xué)利用頻閃照片探究黏滯阻力對小球運(yùn)動的影響。實(shí)驗(yàn)中，小球在黏性液體中由靜止釋放，頻閃儀每隔Δt時(shí)間閃光一次，拍下小球的位置如圖所示。已知頻閃照片中相鄰兩位置的實(shí)際距離分別為x?、x?、x?…，重力加速度為g。若小球所受黏滯阻力f=kv（k為常數(shù)，v為瞬時(shí)速度），則下列說法正確的是（）A.小球先做勻加速運(yùn)動，后做勻速運(yùn)動B.小球最終的速度大小為v?=(x?+x???)/(2Δt)（n為足夠大的整數(shù)）C.若測得小球的質(zhì)量為m，則可求得k=mgΔt/(x?+x???)D.小球在第1個(gè)Δt內(nèi)的加速度大小為a=(x?-x?)/Δt2遠(yuǎn)距離高壓輸電可以減少電能損耗。某高壓輸電線路的示意圖如圖所示，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n?:n?，降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n?:n?。若發(fā)電機(jī)的輸出電壓為U?，輸出功率為P，輸電線的總電阻為R，不考慮變壓器的能量損失，則下列說法正確的是（）A.輸電線上的電流為I=P/(U?n?/n?)B.輸電線上損失的電壓為ΔU=PR/(U?n?/n?)C.降壓變壓器原線圈的電壓為U?=U?n?/n?-PR/(U?n?/n?)D.用戶得到的功率為P'=P-(Pn?/(U?n?))2R二、實(shí)驗(yàn)題（共2小題，滿分18分）（9分）某同學(xué)要設(shè)計(jì)一個(gè)測量磁感應(yīng)強(qiáng)度與電流關(guān)系的實(shí)驗(yàn)方案，現(xiàn)有以下器材：渦流制動演示裝置（含可轉(zhuǎn)動的金屬圓盤、電磁鐵、滑動變阻器、電源等）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、復(fù)寫紙毫米刻度尺、天平導(dǎo)線、開關(guān)（1）實(shí)驗(yàn)原理：金屬圓盤在電磁鐵產(chǎn)生的磁場中轉(zhuǎn)動時(shí)，會產(chǎn)生渦流，從而受到安培力的阻礙作用。若圓盤的角速度為ω，所受安培力的力矩為M，則M與磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電流I的關(guān)系可表示為M=kBI（k為常數(shù)）。（2）實(shí)驗(yàn)步驟：①用天平測出金屬圓盤的質(zhì)量m，半徑r；②安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，將紙帶固定在圓盤邊緣，穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；③閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流為I?，由靜止釋放圓盤，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出紙帶；④改變電流，重復(fù)步驟③，得到多組數(shù)據(jù)；⑤處理數(shù)據(jù)，求出每組數(shù)據(jù)對應(yīng)的M和BI，作出M-BI圖象。（3）回答下列問題：①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)選用______（填“電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器”或“電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器”），其電源頻率為50Hz；②若紙帶上某點(diǎn)到起始點(diǎn)的距離為x，對應(yīng)的時(shí)間為t，則圓盤的角速度ω=（用x、t、r表示）；③金屬圓盤所受安培力的力矩M=（用m、r、ω、t表示，已知圓盤的轉(zhuǎn)動慣量I=1/2mr2）；④若M-BI圖象的斜率為k，則實(shí)驗(yàn)測得的k=______（用m、r、x、t表示）。（9分）某同學(xué)利用如圖所示的裝置探究小球在黏性液體中的動力學(xué)規(guī)律。實(shí)驗(yàn)中，小球從靜止開始下落，用頻閃相機(jī)拍攝小球的運(yùn)動過程，得到頻閃照片。已知頻閃相機(jī)的閃光頻率為f，小球的質(zhì)量為m，半徑為r，液體的密度為ρ，重力加速度為g。（1）若小球在黏性液體中受到的黏滯阻力f=6πηrv（η為液體的黏度，v為小球的速度），則小球最終的速度v?=（用m、g、η、r表示）；（2）在頻閃照片中，測得小球在第n個(gè)和第n+1個(gè)位置之間的距離為x?，第n+1個(gè)和第n+2個(gè)位置之間的距離為x???，且x?≈x???，則小球的最終速度v?=（用x?、f表示）；（3）若測得小球的最終速度為v?，則可求得液體的黏度η=（用m、g、r、v?表示）；（4）若實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)小球的運(yùn)動軌跡不是豎直直線，可能的原因是。三、計(jì)算題（共3小題，滿分44分）（14分）如圖所示，在水平地面上有一質(zhì)量為M=2kg的絕緣箱，箱內(nèi)有一質(zhì)量為m=1kg的帶正電小球，小球與箱壁之間的動摩擦因數(shù)μ=0.2。絕緣箱所在的空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度E=10N/C。現(xiàn)給絕緣箱一個(gè)水平向左的初速度v?=4m/s，同時(shí)釋放小球。已知小球的電荷量q=0.5C，箱與地面之間的摩擦不計(jì)，重力加速度g=10m/s2。求：（1）小球在箱內(nèi)運(yùn)動的加速度大??；（2）小球與箱壁相對靜止時(shí)，絕緣箱的速度大小；（3）從小球釋放到與箱壁相對靜止的過程中，電場力對小球做的功。（14分）如圖所示，在傾角為θ=30°的光滑絕緣斜面上，有一質(zhì)量為m=0.1kg、帶電荷量q=+1×10??C的小球，被一勁度系數(shù)k=10N/m的絕緣輕質(zhì)彈簧拉住，彈簧的另一端固定在斜面上的擋板上。整個(gè)裝置處在垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T。現(xiàn)給小球一個(gè)沿斜面向下的初速度v?=2m/s，小球沿斜面運(yùn)動到最低點(diǎn)時(shí)，彈簧的伸長量x=0.1m。已知重力加速度g=10m/s2，不計(jì)空氣阻力。求：（1）小球在最低點(diǎn)時(shí)的速度大??；（2）小球從釋放到運(yùn)動到最低點(diǎn)的過程中，克服彈簧彈力做的功；（3）小球在最低點(diǎn)時(shí)對斜面的壓力大小。（16分）如圖所示，在xOy平面內(nèi)，有一以原點(diǎn)O為圓心、半徑R=0.2m的圓形區(qū)域，區(qū)域內(nèi)存在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T。在x軸上的A點(diǎn)（-0.4m，0）處有一粒子源，能沿y軸正方向發(fā)射質(zhì)量m=1×10?2?kg、電荷量q=2×10?1?C的帶正電粒子，粒子的初速度v?=1×10?m/s。不計(jì)粒子的重力。求：（1）粒子在磁場中運(yùn)動的半徑r；（2）粒子從發(fā)射到離開磁場的時(shí)間t；（3）若在圓形區(qū)域外再加上一個(gè)沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度E=1×10?N/C，粒子仍從A點(diǎn)沿y軸正方向發(fā)射，求粒子離開電磁場區(qū)域時(shí)的位置坐標(biāo)。四、試題解析一、選擇題答案：AC解析：奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)，法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象，A正確；麥克斯韋預(yù)言電磁波，赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)，B錯(cuò)誤；庫侖發(fā)現(xiàn)庫侖定律，密立根測定元電荷，C正確；洛侖茲發(fā)現(xiàn)磁場對運(yùn)動電荷的作用，安培發(fā)現(xiàn)磁場對電流的作用，D錯(cuò)誤。答案：A解析：設(shè)彈簧原長為l?，由胡克定律得：F?=k(l?-l?)，F(xiàn)?=k(l?-l?)，聯(lián)立解得k=(F?+F?)/(l?-l?)。答案：AD解析：0～t?時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)速度增大，動能增加，外力做正功，A正確；v-t圖象斜率表示加速度，0時(shí)刻加速度最大，速度為0，功率為0；t?時(shí)刻加速度為0，速度最大，功率為0，故外力功率先增大后減小，B錯(cuò)誤；t?時(shí)刻速度為0，功率為0，C錯(cuò)誤；t?～t?時(shí)間內(nèi)，動能變化量為0，外力總功為0，D正確。答案：A解析：粉塵帶負(fù)電，所受電場力方向與電場線方向相反，即指向收塵板（右側(cè)），且電場線密集處場強(qiáng)大，加速度大，軌跡應(yīng)向電場力方向彎曲，A正確。答案：AD解析：溫度升高時(shí)，T增大，R=R?e^(β/T)減小，電路總電阻減小，電流增大，A正確；熱敏電阻兩端電壓U=IR，I增大、R減小，無法直接判斷U變化，B錯(cuò)誤；總功率P=E2/(R+R?)，R減小則P增大，C錯(cuò)誤；定值電阻兩端電壓U'=IR?，I增大則U'增大，D正確。答案：C解析：洛倫茲力不做功，機(jī)械能守恒，但洛倫茲力方向始終與速度垂直，不一定指向圓心，B、D錯(cuò)誤；在最高點(diǎn)，洛倫茲力可能向上，最小速度可小于√(gR)，A錯(cuò)誤；在最低點(diǎn)，洛倫茲力向下，向心力向上，支持力N=mg+qvB+mv2/R>mg，C正確。答案：BC解析：小球受重力和黏滯阻力，加速度逐漸減小，最終勻速，A錯(cuò)誤；勻速時(shí)v?=(x?+x???)/(2Δt)，B正確；平衡時(shí)mg=kv?，得k=mg/v?=mgΔt/(x?+x???)，C正確；第1個(gè)Δt內(nèi)的平均速度為x?/Δt，不是瞬時(shí)加速度，D錯(cuò)誤。答案：ABCD解析：升壓變壓器副線圈電壓U?=U?n?/n?，輸電電流I=P/U?=Pn?/(U?n?)，A正確；損失電壓ΔU=IR=PRn?/(U?n?)，B正確；降壓變壓器原線圈電壓U?=U?-ΔU=U?n?/n?-PRn?/(U?n?)，C正確；損失功率ΔP=I2R=(Pn?/(U?n?))2R，用戶功率P'=P-ΔP，D正確。二、實(shí)驗(yàn)題答案：（1）電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（精度更高）（2）ω=v/r=(x/t)/r=x/(rt)（3）由動能定理Mθ=1/2Iω2，θ=ωt/2（勻加速轉(zhuǎn)動），得M=Iω2/(2θ)=Iω/t=(1/2mr2)(x/(rt))/t=mrx/(2t2)（4）k=M/(BI)=mrx/(2t2BI)答案：（1）平衡時(shí)mg=6πηrv?，得v?=mg/(6πηr)（2）勻速時(shí)v?=x?/Δt=fx?（Δt=1/f）（3）由mg=6πηrv?，得η=mg/(6πrv?)（4）小球帶電荷，受電場力作用（或液體對流、小球不球形等）三、計(jì)算題解析：（1）小球加速度a?=(qE-μmg)/m=(0.5×10-0.2×1×10)/1=3m/s2（向右）絕緣箱加速度a?=μmg/M=0.2×1×10/2=1m/s2（向右）（2）設(shè)經(jīng)過時(shí)間t相對靜止，v?-a?t=a?t，解得t=1s，共同速度v=a?t=3m/s（3）小球位移x=1/2a?t2=1.5m，電場力做功W=qEx=0.5×10×1.5=7.5J解析：（1）洛倫茲力垂直斜面向上，不做功。由動能定理：mgxsinθ-W彈=1/2mv2-1/2mv?2彈簧彈力做功W彈=1/2kx2=0.05J，解得v=√(v?2+2(gxsinθ-W彈/m))=√(4+2(0.5-0.5))=2m/s（2）克服彈簧彈力做功W=0.05J（3）最低點(diǎn)時(shí)，洛倫茲力f=qvB=1×10??×2×0.5=1×10??N支持力N=mgcosθ+f+kx=0.1×10×√3/2+1×10??+10×0.1≈0.866+0+1=1.866N解析：（1）洛倫茲力提供向心力：qv?B=mv?2/r，得r=mv?/(qB)=1×10?2?×1×10?/(2×10?1?×0.5)=0.1m（2）粒子運(yùn)動周期T=2πm/(qB)=2π×1×10?2?/(2×10?1?×0.5)=2π×10?1?s軌跡圓心角θ=60°（幾何關(guān)系），時(shí)間t=θT/(2π)=T/6=π×10?1?/3≈1.05×10?1?s（3）電場中加速度a=qE/m