【中原名校联盟】2024-2025学年高二上学期期末测评物理试卷

参考答案 ZM2024一2025学年上学期期末测评试卷 高二物理 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1.D【解析】电场强度是描述电场力的性质的物理量，电势是描述电场能的性质的物理量，A错误；磁感线是闭 合曲线，在磁铁外部，磁感线从N极发出指向S极，而磁铁内部磁感线从S极指向N极，B错误；若导线方向 与磁感应强度方向平行，则安培力等于0，C错误：闭合回路内只要磁通量变化就一定产生感应电流，而回路 不闭合时，只产生感应电动势而无感应电流，D正确。 2.D【解析】B点电场线密，B点的场强大于A点的，A错误：电场线从正电荷出发，到负电荷终止，沿电场线方 向电势降低，可知P处点电荷为正电荷，B错误：电场线DC是曲线，在D点静止释放一质子，在电场力作用 下质子不会一直沿着虚线DC运动，C错误；由以上分析知，A点的电势高，D点的电势低，正电荷从A点移到 D点，电势能减小，电场力做正功，D正确。 3A【解析】设电流表A的示数为1，则干路电流为2，由闭合电路欧好定律有21=1一识，解得1=3欢2 E ER 3错误；电压表V,的示数为U,=21x1.5R=3,A正确：电压表V的示数为凸=R=3R2,C错误：围 开K2,电源内阻和干路上的电阻R分得的电压减小，电压表V,的示数增大，电流表读数增大，D错误。 4.C【解析】根据题述，图2中长度为a的均匀带电圆棒在O'处产生的场强如图，由场强叠加原理可知，在O 处的场强为E合=E+2Ecos60°=2E,C正确。 、1209 60° AO'E 1209 5.B【解析】由安培定则可判断出，顺着x轴正方向观察，亥姆霍兹线圈中的电流方向为顺时针方向，A错误； 由，B=m三是=，联立解得一话B正确：粒子做圆周运动的周期T一器C错误：若安姆霍兹线圈中的 r’m 电流增大，线圈间匀强磁场磁感应强度B增大，由？=需可知，粒子做圆周运动的半径，减小，D错误。 6.D【解析】变化的磁场能够在周围的空间产生电场，变化的电场能够在周围的空间产生磁场，不需要闭合线 圈，故A、B错误；图丙不能说明电磁波是一种纵波，C错误；火花放电是空气被击穿形成的，在真空环境下进 行实验，不能观察到明显的火花放电，D正确。 7.B【解析】由对称性可知，AC边与BD边所受安培力大小相等，但电流方向相反，安培力方向相反，故A错 误；AB边受安培力为B,L,方向向上，CD边受安培力为(B。+kL)L,方向向下，安培力的合力为(B。+L)L BL=L2,由平衡条件知细线中拉力大小为mg+k几，拉力传感器读数为mg+L2,B正确：若换上质量相 参考答案第1页（共4页） 同，边长为2L的单匝正方形导体线框，AB边受安培力为2B,L,方向向上，CD边受安培力为(B。+2L)I· 2L,方向向下，合力为(B。+2kL)1·2L-2BL=4L2,细线中拉力大小为mg+4kL2,拉力传感器读数为mg+ 4L,C错误：若B,=B。+y中k=0,则AB边和CD边受到的安培力大小相等、方向相反，拉力传感器读数为 mg,D错误。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分， 选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8.BCD【解析】电容器的耐压值为5.5V,这是电容器所能承受的最大电压，只要加在电容器两端的电压不超 过这个值，电容器都能正常工作，A错误：奥斯特发现电流磁效应的实验中，为使实验效果更明显，通电导线 最好是南北放置，避免地磁场的影响，B正确；图丙中，保持电容器所带电荷量Q不变，当两极板间的距离增 大时，要克服电场力做功，电容器储存能量增大，C正确：图丁中在A线圈中接人恒定电流，则B线圈中磁通 量不变，没有感应电流产生，线圈B与电流表组成的闭合电路中没有感应电流，D正确。 9.BC【解析】由图像知F>0且不断减小，故电场为非匀强电场，A错误；由于电荷为负电荷，F>0,所以电场 方向沿x轴负方向，B正确：由F-:图像与：轴所围面积表示电场力做的功，可得：3。=2，，由 动能定理W=之…，解得：=2产，C正确：依题意从0到，的过程，电场力做正功，点电荷的动能增加。 N m 电势能减小，可得减小的电势能大小△E。=W=2Foxa,D错误。 10.BC【解析】当线圈ABCD位于如图所示的位置时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为零，根据 法拉第电磁感应定律可知，线圈ABCD产生的感应电动势为零，A错误：发电机产生的正弦交变电动势最大 值为Em=BSw,B正确：当滑动变阻器的滑动触头向下滑动，负载电阻变大，输出功率减小，变压器输出电 流减小，导致变压器输入电流减小，串联在原线圈中的电阻。两端电压减小，变压器输人电压增大，电压表 V,的示数变大，C正确：由C项分析知，变压器输出电压增大，R分压减小，可知电压表V2示数变大， D错误。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11.(1) 2字生电蛋 (2分) (2)右 (2分) (3)变压器原副线圈的电压之比约等于匝数比 (2分) 【解析】(1)将可拆变压器的0和4接线柱与学生电源的交流输出接线柱连线。(2)利用可拆变压器进行 “探究变压器线圈两端的电压与匝数之间的关系”实验时，采用多用电表交流电压挡。(3)根据表格中的数 片-可知在误差允许的施围内，变压器原副线圆的电压之比等于匝数比( 参考答案第2页（共4页）》 电极超水 12.(1) (2分)(2)A(1分)(3)0.085(3分) (4)偏小(2分) 【解析】(1)根据图甲电路，用笔画线代替导线将实物图连成实验电路，注意电流从电流表和电压表正接线 柱流入。(2)用游标卡尺测出圆柱体容器的内径d,则需要使用图乙中游标卡尺的内测量爪，即图中A。 (3)根据电阻定律r=pS=p二 h. 将d=3.00cm、h=5cm和r=62代入，解得p=0.085且·m。 (4)图甲电路中由于电压表不是理想电压表，所以实际电压表有分流，即电流表测量的是通过盐水和电压表 的总电流，所以电流测量值偏大，根据r=?可知，盐水的电阻测量值偏小，则电阻率测量值偏小。 13,)粒子从P点进人第四象限时的速度大小为，根据动能定理有心)，又k二4，解得U-易 (3分) (2)根据题述，粒子刚好未从虚线OM射出磁场，画出粒子在磁场中运动的轨迹如图所示 0 37 0 ×X×××××X× 粒子源××××××× 加速器 由图中几何关系，可得r1+r,sim9=1.6d,r1cos8=0.8d,解得r1=d (2分) 由B,三m,解得B,== a (3分) 由sin37°= 12 8a解得 (1分) 由gB,=m号，解得B,=22a 25mw-25v (3分) 14.(1)匀强磁场沿直线向右以速度，匀速运动，线框刚启动时，等效于线框向左以速度”运动，回路中产生的 感应电动势E等于ad、bc边分别产生感应电动势之和 由法拉第电磁感应定律有E=2BL (1分) 金属框中电流1=景 (1分) 所受向右的安培力F=2BL (1分) 由牛顿第二定律有F-∫=ma (1分) 联立解得a=4B-上，方向向右 (1分) mR m 参考答案第3页（共4页） (2)设列车可以达到的最大速度为。，由于磁场以速度向右运动，当金属框稳定后以最大速度，向右运动 时金属框相对于磁场的运动速度大小为"-o,回路中产生的感应电动势E等于ad、bc边分别产生感应电 动势之和，即E,=2BL(v-) (2分) 时金属框中产生的感应电流为1==2BL R (1分) 金属框受到的安培力大小为F,=2BM,L.4B(- (2分) R 当金属框速度最大时，安培力与阻力平衡，可得F,-∫=0 (1分) 联立解得6=方向向右 (2分) 15.（)。粒子在静电分析器中，根据电场力提供向心力有2。：m星 (1分) r m后 解得r=2eE (1分) (2)a粒子从第5个圆筒射出，在电场中加速了5次，根据动能定理有5·2，=之md (2分) 解得么爱 (1分) 金属圆简5的长度么=受 (1分) (3)由题意可知，从(=0时刻，Q粒子进入交变电场时刻起，《粒子动能最大的时刻为 4=a7+(n=012.3） (2分) 粒子在交变电场中，根据牛顿第二定律有2E。=ma 2eEo 解得a= m (1分) 、eET 每号时间，a粒子在x正方向前进6=之a:号 (1分) 4m 因为开始计时时a粒子的横坐标为r=2E, mvo (1分) 此后α粒子在交变电场中在x轴方向周期性匀加速后匀减速到零，在y轴方向做匀速直线运动。所以，1= =m后+(2n+1)4m T+子(a=01,2.3,…)时，a粒子的横坐标为=r+(2m+)。=2爱 eEoT n=0,1,2,3,…) (2分) a粒子的纵坐标为y=-%(2n+1号a=012.3） (1分) 所以，0时刻起，α粒子动能最大时的位置坐标为2xE m吗+(2n+1,-(2n+(n=0,12,3 (1分) 参考答案第4页（共4页）绝密★启用前 2024一2025学年上学期期末测评试卷 高二 物理 注意事项： 1.本试卷共6页，满分100分，考试时间75分钟。考生答题全部答在答题卡上，答在本 试卷上无效。 2,请认真核对监考教师在答题卡上所粘贴条形码的姓名、准考证号是否与本人相符合， 举 再将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水签字笔填写在答题卡及本试卷上。 3.答选择题必须用2B铅笔将答题卡上对应的答案标号涂黑。如需改动，请用橡皮擦干 净后，再选涂其他答案。答非选择题必须用0.5毫米黑色墨水签字笔写在答题卡的指定位 置，在其他位置答题一律无效。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1.关于电场与磁场，下列说法正确的是 然 A.电场强度和电势都是描述电场力的性质的物理量 B.磁感线从N极发出指向S极 长 C.一段导线在某处不受安培力作用，说明此处磁感应强度等于0 D.磁通量变化不一定产生感应电流 浆 2.如图所示为两等量点电荷之间的电场线分布简图，已知C点电势高于A点，A、B两点处于 P,Q连线的中垂线上，下列说法正确的是 封 A.A、B两点的电场强度相同 B.P处点电荷为负电荷 农 C.在D点静止释放一质子，它将在电场力作用下沿着虚线DC运动 D.将一正电荷从A点移到D点，电场力做正功 3.在如图所示的电路中，电压表和电流表都是理想电表，闭合开关K,和K2后，下列说法正确 的是 A.电压表V,的示数为3R+2 3ER B.电流表A的示数为3R+2, 2E C电压表y,的示数为识 D.断开K,电压表V,的示数可能减小 ZM2024一2025学年上学期期末测评试卷高二物理第1页（共6页） 4.如图1，长度为a的均匀带电圆棒，在其垂直平分线上距离 为。的0处的场强为，则三根完全相同的均匀带电期棒 71209 组成如图2所示的形状后，O'处的场强为 20 A.(1+3)E B.3E 120 C.2E D.3E 5.亥姆霍兹线圈是一对平行的完全相同的圆形线圈。如图所 图1 图2 示，通电后线圈间形成平行于中心轴线O,O2的匀强磁场，磁感应强度大小为B。沿0，O2建 立x轴，粒子源从x轴上的0点垂直于x轴竖直向上发射初速度大小为。、带正电的粒子， 粒子比荷为k,下列说法正确的是 A.顺者x轴正方向观察，亥姆霍兹线圈中的电流方向为逆时 针方向 B粒子做圆周运动的半径r一品 C.粒子做圆周运动的周期T-无 亥姆霍兹线圈 D.若亥姆霍兹线圈中的电流增大，则粒子做圆周运动的半径增大 6.麦克斯韦根据甲、乙两图所示模型得出电磁波理论，图丙是证明电磁波存在的实验。下列 说法正确的是 收 电场 修甲变化的磁场生电场 乙变化电场，生磁场 丙 A.对图甲，变化的磁场只能在其周围的闭合线圈中产生电场 B.对图乙，平行板带电就能在板间产生磁场 C.图丙的实验可以说明电磁波是一种纵波 D.在直空环境下进行图丙的实验，不能观察到明显的火花放电 7.如图所示，空间存在垂直纸面向里、范围足够大的水平磁场，磁场 B + 上边界水平，以磁场上边界的O点为坐标原点，竖直向下为y轴， 磁感应强度大小在水平方向相同、在y轴方向满足B,=B。+y,片 D 为大于零的常数。边长为L的单匝正方形导体线框ABCD通过 + X 轻质绝缘细线悬挂于天花板的拉力传感器上，线框质量为m,通 有顺时针方向的恒定电流，电流大小为I,系统处于平衡状态，已 + + 知重力加速度为g,下列说法正确的是 A.AC边与BD边所受安培力相同 B.拉力传感器读数为mg+2 ZM2024一2025学年上学期期末测评试卷高二物理第2页（共6页） C.若换上质量相同，边长为2L的单匝正方形导体线框，通入相同电流，则稳定后拉力传感 器读数为mg+2kL2 D.若B,=B。+y中k=0,则稳定后拉力传感器读数为0 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全 部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8.下列有关各图的说法中正确的是 接纯源 B 接屯流表 比容器551.0F 奥斯特实验 研究比容器实验 研究磁感应实验 图甲 图乙 图丙 图」 A.若加在图甲所示电容器两端的电压小于5.5V,电容器将不能正常工作 B.图乙奥斯特发现电流磁效应实验中，为使实验效果更明显，通电导线最好是南北放置 C.如图丙，保持电容器所带电荷量不变，当极板间距增大时，电容器储存的能量将增大 D.如图丁，在A线圈中接入恒定电流，则在B线圈与电流表组成的闭合电路中没有感应 电流 9.在空间存在着沿x轴方向的电场，质量为m、电荷量为-q的点电荷从坐标原点O静止释 放，以x轴正方向为电场力的正方向，所受电场力F随位置x变化的图像如图所示，下列说 法正确的是 A.该电场为匀强电场 B.该电场的方向沿x轴负方向 C.点电荷运动到x位置时的速率为2 m D.从O到的过程，点电荷的电势能减小了Fx 10.交流发电机串联电阻R后通过变压器向电路供电，发电机线圈电阻和输电线电阻均不 计，电压表均为理想电表，变压器为理想变压器，原副线圈匝数比为，：2=2：1，副线圈中 定值电阻R,和滑动变阻器R,串联。已知发电机中匝数为N的线圈ABCD在磁场中以角 速度ω匀速转动，线圈面积为S,线圈所处区域匀强磁场的磁感应强度为B,下列说法正确 的是 A.当线圈ABCD位于如图所示的位置时，线圈ABCD产生的感应电动势最大 B.发电机产生的正弦交变电动势最大值为NBSw ZM2024一2025学年上学期期末测评试卷 高二物理第3页（共6页）】 C.当滑动变阻器的滑动触头向下滑动，电压表V,的示数变大 D.当滑动变阻器的滑动触头向下滑动，电压表V,的示数变小 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11.(6分)利用可拆变压器进行“探究变压器线圈两端的电压与匝数之间的关系”实验。 学木业环 左 0右 (1)用笔画线代替导线将可拆变压器的“0”和“4”接线柱与学生电源的接线柱连线。 (2)利用可拆变压器进行“探究变压器线圈两端的电压与匝数之间的关系”实验时，若可 拆变压器的0和4接线柱与学生电源的接线柱正确连线，多用电表接在可拆变压器0 和14接线柱之间，则应该将选挡旋钮拨到 (选填“上”“下”“左”或“右”)侧 适当挡位。 (3)若实验时可拆变压器接入的两组线圈的匝数分别为n,=400和n=800,有关测量数 据如下表： U/V 1.80 2.80 3.80 4.90 U/V 4.00 6.01 8.02 9.98 根据表中数据可得到的实验结论： 12.(8分)物理兴趣小组设计了如图甲所示电路测量盐水的电阻率。 三盐① 电极 图甲 (1)根据图甲电路，用笔画线代替导线将下列实物图连成实验电路。 电极 (2)要用游标卡尺测出圆柱体容器的内径d,则需要使用图乙中游标卡尺的 (选 ZM2024一2025学年上学期期末测评试卷高二物理第4页（共6页）》 填“A”“B”或“C”)。 乙 (3)针对不同的盐水深度h,调节滑动变阻器R,记录电流表和电压表的示数，收集多组 数据后得到盐水电阻「与溶液深度h的图像，如图丙所示。已知圆柱内径为 3.O0cm,根据测量的数据，计算得到待测盐水的电阻率为 ·m(结果保 留两位有效数字)。 r/2 6 5 h/em 图丙 (4)由图甲电路测出的电阻率测量值比实际盐水电阻率 (选填“偏大”或“偏小”)。 13.(12分)如图所示，在平面直角坐标系x0y的第三象限内放置粒子源和静电场加速器，第 四象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，第一象限内虚线OM与x轴间有垂直纸面向外的 匀强磁场。从粒子源逸出的一个带正电的粒子（初速度可以视为零）经过加速器加速后从 y轴上y=-1.6d处的P点以速度沿x轴正方向进入第四象限，经磁场偏转后刚好从x 轴上x=0.8d的Q点射人上方磁场，粒子刚好不从OM边界射出磁场，已知带正电粒子的 比荷为k,不计粒子的重力，求： (1)静电场加速器的加速电压U (2)第四象限匀强磁场磁感应强度B,的大小与第一象 限匀强磁场磁感应强度B,的大小。 B2.. 0 37°Q:····· 粒子源 加速器 Z2024一2025学年上学期期末测评试卷高二物理第5页（共6页）】 14.(13分)磁悬浮列车牵引原理如图所示（俯视图）。在两铁轨之间边长为L的正方形区域 内存在竖直方向的匀强磁场，相邻区域的磁场方向相反、磁感应强度大小均为B。质量为 m、总电阻为R的矩形金属线框abcd(相当于列车)处于匀强磁场中，ab边长为L。t=0时 刻，匀强磁场沿直线向右以速度，匀速运动，已知线框运动时受到的阻力大小恒为∫，求： (1)线框刚启动时的加速度： (2)线框可以达到的最大速度 BB 0 !。。●×××：。··×X×:··×××!● 。。。1×××i。。票1X××:。01×××}● :。。×××:0。。××x:。。×××;0 d 15.(15分)如图甲建立竖直平面内坐标系，第Ⅱ象限的多级直线加速器的a、b接在周期为T。 的交变电源上，交变电压随时间变化如图乙(U。未知，T,已知)。位于序号为0的金属圆板 中央的一个a《粒子，通过圆板0和圆筒1之间的电场由静止开始加速，沿中心轴线冲进圆 筒1。又粒子在金属圆筒内做匀速运动且在圆筒中运动时间均为)，在金属圆筒之间的狭 年 缝中被电场加速，加速时间忽略不计，离开第5个圆筒后水平射入细管C,C右端开口在y 轴上。α粒子刚好能以速度（已知）从细管C进入位于第I象限的静电分析器并恰好做 匀速圆周运动，1=0时刻α粒子垂直于x轴进入第V象限的交变电场中，交变电场随时间 的变化关系如图丙（图上坐标均为已知物理量），规定沿x轴正方向为电场正方向，静电分 析器中电场的电场线方向为沿半径方向指向圆心O,粒子运动轨迹处场强大小为E。已 知a粒子电荷量为+2e(e为元电荷)，质量为m,重力不计。求： 游 静电分析器 U 。0吃345 T 2T 0 TT :3T 2 2 图甲 图乙 图丙 (1)α粒子在静电分析器中运动的轨迹半径： (2)图乙中U和金属圆筒5的长度： (3)从α粒子射入第V象限交变电场时刻起，α粒子动能最大的时刻和此时的位置坐标。 ZM2024一2025学年上学期期末测评试卷高二物理第6页（共6页）】