山西省阳泉市2024-2025学年高二上学期期末考试物理试题

姓名: 准考证号: 秘密 启用前 2024-2025学年第一学期高二年级期末质量监测 物理试题 (考试时间75分钟.满分100分) 注意事项: 1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在条形码区 域内。 2.全部答案在答题卡上完成,答在本试题上无效 3.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑 如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案用0.5毫米的黑 色笔迹签字笔写在答题卡上 4.考试结束后,将本试题和答题卡一并交回。 一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一 个选项是符合题目要求的。 1.一个光滑平行金属导轨固定在水平桌面上,导轨间距为d.两导轨间通有竖直向下的匀 强磁场,磁感应强度为B,导轨左端连接着一个定值电阻,现有四根导体棒放在导轨上均 以速度,做匀速直线运动,则下列四根导体棒产生的感应电动势不等于B,的是 2.某同学将辉光球启动后再将日光灯靠近辉光球,发现日光灯发光。通过查阅资料发现, 启动辉光球时,内部的线圈可以产生不均匀变化的电场,产生的电场会使日光灯发光 (如图所示),以下操作一定不会使日光灯发光的是 A.用金属网罩将日光灯罩起来再靠近辉光球 B.用手触碰辉光球后再将日光灯靠近辉光球 C.将辉光球用金属网罩罩起来再靠近日光灯 D.人触摸辉光球再使日光灯贴在人的手臂上 高二物理试题 第1页(共8页) 3.电吉他的原理用到了电磁感应现象,拾音器的简化结构如图甲所示,当用手拨动被磁化 的金属弦时,线圈中产生感应电流,电流经过音箱发出声音。若某次拨动琴弦时,在一 段时间0~内,线圈中的磁通量中与时间:的变化如图乙所示,线圈中产生的感应电动 势E与时间:的变化关系可能正确的是 金属弦 磁体 接放大器 0 4.某供电站向附近工地的工人宿舍供电,输电导线距离较大,等效电阻为,如图所示。若 该供电站输出电压恒定,每间宿舍的用电器相同,不考虑用电器的电阻变化及宿舍间的 导线电阻,当工人宿舍越来越多的开始用电时 A.通过导线的电流一定越小 B.每个宿舍的两端电压一定越大 -220 C.工地宿舍消耗的总功率一定越大 D.供电站的输出效率一定越小 5.某街道电线杆上有两根相互平行且平行于水平地面的长直导线甲、乙,分别固定在同一 个支架上,固定点为A、B,两根导线间的距离为d。在A、B连线的延长线上有一点C,C点 距离甲导线为2d,距离乙导线为d:在A、B两点连线的中垂线上有一点D,D点与两根导 线的距离均为d(ABD平面与导线垂直),如图所示。已知长直导线周围某点磁感应强度 的大小为B=(体为已知常数,1为导线中的电流,r为该点与导线间的最短距离),假设 某时刻两根导线中的电流大小相等,方向相反,则 高二物理试题 第2页(共8页) A.AB连线上的各点的磁感应强度均为零 B.两根导线的作用力有相互吸引的趋势 C.C点的磁感应强度大小为B=k 31 D,D点的磁感应强度大小为B= d 6.某小组将螺线管通有电流1.若将一个单匝线圈套在螺线管上且圆心通过螺线管的轴 线(线圈a的直径略大于螺线管的直径).将另一个单匝线圈b放在螺线管的上方,且与 线圈在同一竖直平面上,如图所示。当电流增大时,下列有关b线圈的电流方向(由左向 右观察).a线圈的收缩或扩张趋势判断正确的是 A.顺时针:扩张 B.顺时针:收缩 C.逆时针:收缩 D.逆时针:扩张 7.下图是电子光学中静电透镜的原理,O为球形界面的圆心,界面外部的电势均为中,内部 的电势均为,中,<P,法线是过球心的直线,一束靠近界面的平行电子束射向界面,电 子的速度为,与法线的夹角为0,经过界面后电子束发生偏折(过圆心的电子束不发生 偏折),电子的速度变为2,与法线的夹角为0,。已知电子的电荷量大小为,不计相对论 效应和电子间的相互作用.则 界而 法线 A.>E: B."sin sin, C.电子束经过界面后会聚到0点 D.电子经过界面后动能改变量为(P:一,】 高二物理试题 第3页(共8页) 二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有两个 或两个以上选项符合题目要求,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.霍尔元件的应用非常广泛.磁传感器中常用到霍尔元件。如图所示有一个霍尔元件(载 流子为电子),现通有水平向右的恒定电流/,并放在垂直纸面向外的匀强磁场B中(电流 与磁场垂直),在上下两水平面A和A'接电压表(图中未画出),并将该电压表改装成测 量磁感应强度的仪表。下列说法正确的是 A.A表面接电压表的正接线柱 B.A'表面接电压表的正接线柱 C.改装的磁感应强度表刻度均匀 D.改装的磁感应强度表刻度不均匀 9.地球表面存在着不均匀磁场(磁场方向平行于地面).已知地球表面的磁感应强度为B. 从地面起每升高1磁感应强度均匀减小B,。科学家设想用地磁场对飞行器的速度进行 干扰,若在飞行器下方固定一个边长同为的正方形单匝线框(线框面积不变),如图所 示。已知线框的电阻阻值为R,当飞行器竖直降落至地面时速度为(线框上下两边始终 处于水平),则此时 A.线框受到的安培力向下 X X B.线框中的电流为逆时针 石6 C.线框中的电流为B X D.线框受到的安培力为厚-)业 aikri六nmmA R 10.如图所示,竖直面内有一个内部光滑的绝缘半圆轨道.轨道的直径AB竖直,圆心为0 空间内存在一个水平向右的匀强电场(图中未画出)。现有一个质量为m,电荷量为+ 的带电小球静止在轨道内部C点,C0的连线与竖直方向成30 角,P点与O点等高。下 列说法正确的是 30 高二物理试题 第4页(共8页) A.电场强度为3m竖 30 B.若将电场逆时针缓慢旋转90 的过程中,为使小球仍然静止在C点,电场强度的大小 缓慢变化,则最小值为 C.若电场强度大小不变,将方向顺时针缓慢旋转45 ,小球在缓慢运动过程中,则轨道 对小球的支持力最大值为2mg D.若电场强度大小不变,将方向逆时针缓慢旋转60 ,小球在缓慢运动过程中,则小球 与圆心连线和竖直方向的夹角的正弦值最大为 三、实验题:本题共2小题,12题第二空1分,其余每空2分,共15分。 11.(6分)物理小组为了验证“楞次定律”实验,利用图甲中的器材进行了如下操作:将电 源、开关、滑动变阻器和线圈A组成电路,闭合开关,将线圈A插入线圈B,观察并记录 电流方向和线圈A的磁场方向 甲 乙 根据图乙判断在实验中线圈A的下端是 极,A线圈插入B线圈后闭合开关时 发现灵敏电流计的指针向右偏转一下(电流由左向右进入电流计,指针向左偏转,反之 右偏),将滑动变阻器滑片向右滑动到某位置时,电流计指针将向 偏一下。若 俯视线圈B,绕向为沿 (选填“顺时针”或“逆时针”)由上端绕至下端 12.(9分)某兴趣小组利用伏安法测量定值电阻的阻值,采用了以下器材: ①电压表V(量程为0~3V,内阻约3k2): ②电流表A(量程为0-0.6A.内阻约为0.1 ): 3电源E(电动势3V,内阳不计) ④滑动变阻器R(10 2A): ⑤开关、导线若干: ⑥多用电表: ⑦待测电阻。 高二物理试题 第5页(共8页) (1)小组同学先利用多用电表对待测电阻进行粗测,按操作顺序逐一写出步骤的序号: 根据图甲的数据可知.该电阻约为 2(1分) A.测量待测电阻的阻值 B.将选择开关旋转到“ 1”位置 C.将两支表笔直接接触,调节“欧姆调零旋钮”,使指针指向欧姆零点 2015 00初. 10 5 中山4,0 eerreetorrtmnnm 100 150 20 30 20 10 0 0 mTWm 1.5 2 A-V-/ 30M4 0.5 0.1 02 0.3 04∥A 内 (2)关闭多用电表后用伏安法对待测电阻的阻值进行精确测量,实验电路图如图乙所 示,为了减小系统误差和偶然误差(测量多组数据),请将图乙的电路用笔画线代替导 线连接完整。正确连线后该小组同学根据测量数据绘制出的U-图像如图丙所示, 根据图像可知该定值电阻的阻值为 2(结果保留两位有效数字)。 (3)该小组同学找来了两个电源A,B(电动势分别为E,和E,、内阻分别为,和r,),现将 待测电阻分别接入上述电源中(如图丁所示),发现两次电阻消耗的功率相等,若 E,<E2.则r r(选填“>”“<”或“=”) 高二物理试题 第6页(共8页)】 四、解答题:本题共3小题,共39分。 13.(11分)一组较大平行板电容器水平放置(极板间的电场视为匀强电场),间距为,上、 下两极板A、B接在一个电动势恒定的电源上(内阻不计),如图所示,电容器的极板中 心分别有一个圆孔O、O'。现将一个质量为m,电荷量为g的小球(直径略小于圆孔)由 距离A极板h处的高度由静止释放,恰好落至O'点返回,忽略电容器外部电场对小球 的影响及极板的厚度,重力加速度为g。求: (1)电源的电动势U: (2)若将B极板竖直向上移动令,仍使小球由同一位置释放(距离A板6处),小球能否 下落穿过O点?若能请说明理由,若不能请计算出下落的最低点距离A板的高度x 14.(12分)如图所示,平面内有一个半径为R的圆形区域,右侧存在一个截面为矩形的区 域abcd.两个区域的切点O为ad边的中点.ab=R.bc=2R,bc和cl边上分别有两个接 收屏(接收屏的长度等于矩形区域的边长)。两个区域内存在垂直纸面向外且相同的 匀强磁场两区域磁场方向平行),磁感应强度B三大,现有一簇粒子(质量为m,电荷 量为+g)以速度”。.方向竖直向上垂直磁场进入圆形区域(粒子的射入范围等于圆形区 域的直径且分布均匀),不考虑粒子的重力,射出矩形边界后的粒子不再考虑。求: (1)沿着半径射入的粒子在圆形区域内的运动时间: (2)矩形区域内粒子所经过的面积S: (3)打到d屏上的粒子数占进入矩形区域粒子数的比例V。 高二物理试题 第7页(共8页) 15.(16分)游乐园里的儿童过山车深受小朋友的喜爱,小朋友坐到轨道车中,利用电磁弹 射的原理将车弹射出去,上升到一定的高度。现将电磁弹射车的原理简化为如图所 示。ABEF和CDGH为两个宽度均为L=2m的水平光滑平行金属导轨.BDEG间有一 段绝缘轨道连接(图中阴影区域),EF和GH斜面右侧有导线连接,ABCD间为足够长的 “加速区”,存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,绝缘轨道右侧有个“减速 区”.“减速区”有n个连续宽度为d=0.2m的匀强磁场(磁场间距离也为d).磁感应强 度均为B=1T。轨道的左端分别连有电动势为E=40V的电源,内阻忽略不计,电容 C=3.125F,弹射车的下端连有一根导体棒(弹射车未画出).当单刀双掷开关拨至“1” 时,电源对电容充电,充满电后将开关拨至“2”,在导体棒的推动下弹射车的速度达到 稳定后进入绝缘轨道右侧.经过若干磁场区域后速度减小为2m/s,冲上右侧斜面才能 保证小朋友的安全:已知弹射车和导体棒的总质量为m=50kg,导体棒的有效电阻 R=6.3 1022,其他电阻忽略不计,重力加速度g取10ms,不考虑磁场间的相互影 响。求: (1)电容器储存的最大电荷量: (2)弹射车弹出“加速区”时的速度与该区域的磁感应强度的关系; (3)“减速区”的磁场最少的个数 州速区 减速区 D 高二物理试题 第8页(共8页) 2024-2025学年第一学期高二年级期末质量监测 物理试题参考答案 1.答案:C 解析:动生电动势的产生是“切料磁感线”,即E=,磁感应强度、速度和导体棒相互垂直,I为有效切料长度. A,B,D选项产生的感应电动势均为B。,C选项满足磁场、速度和导体棒相互垂直,此时导体棒的有效长度为!= 足(其中日为导体棒与导轨间的夹角,产生的电动势为:=。,故法C sin 2.答案:A 解析:由于辉光球内部的线圈产生不均匀变化的电场,用金属网罩将日光灯罩起来,根据静电屏敲的知识可知。 日光灯被屏蔽,故不能发光。若用金属网罩罩住辉光球,此时金属网罩外部仍然有不均匀变化的电场,当日光灯 常近时仍然可以使日光灯发光,故C错误:用手触碰辉光球不会对此现象产生影响。故选A。 3.答案:C 根据图甲可知线圈中磁场始终向上.由图乙可知磁通量先变大后变小再变大,其中感应电动势为￡=n d酸 通量小随时间:变化的斜率一开始最大,先变为零再变为反向最大,然后反向变为零再正向逐渐变大,由此可知 C正确,故选C 4.答案:D 解析:当开始用电的工人宿舍越多时.宿舍电路的总电阻越小,则宿舍电路的分压越小,由于总电压不变,导线的 分压变大,导线电流变大,故A.B错误:只有宿舍总电阻和导线电阻相等时工地消耗的功率最大,故C错误,供电 站的输出效率为= R 一」,当开始用电的宿舍越多时,电阻R越小.输出效率越低,故D正确故选D R+r 1+ R 5.答案:D 由图可知,O点的磁感应强度为0,但是两导线之间其他位置的磁感应强度不为零,故A错误:甲导线在右侧产生 的磁场垂直纸面向外,根据左手定则可知,乙导线所受的安培力向右,两根导线有排斥的趋势,故B错误:C点处 的篮感应强度为R=号-号-品故心错误:导找侧混图如图所示,由此可知D点的场等于月,=2 名s60 =从故D正确。 d 6.答案:A 解析:由图可知,螺线管中电流产生的磁场左端是$极,右端是N极,b线圈中的磁通量是向左增强,根据楞次定 律可知,由左向右观察,b线圈中产生顺时针的电流:由于线圈中的净剩向右的磁通量增大,则线圈有扩张的趋 势使磁通量诚小,故A正确 7.答案:D 解析:球形界面的外部电势低于界面的内部电势,在界面处的电场方向为沿着半径向外,电子经过界面受到的电 场力指向圆心,电子不会会聚到O点,故C错误:经过界面后电场力做正功为(②:-中,),电子的动能增加量为 (9:-9,).故”,<2,故A错误.D正确:电子沿着电场力方向速度变化.垂直电场力方向速度不变.则,in0,= ,n,即5=m8,故B错误,故选D r:sin 高二物理答案 第1页(共4页) 8.答案:AC 解析:根据左手定则,由于霍尔元件的载流子是电子,电子在磁场的作用下偏向A'极板,故A极板接电源的正极: 故A正确,B错误:根据电流的微观表达式I=nes(n为单位体积内电子个数,S为通过电流的横截面积,e为电子 的带电荷量,为电子定向移动速率),由于在霍尔元件中最终形成稳定的电场,其电势差为U=B(d为霍尔元 件的厚度,即上下极板间的距离).两武联立得U:悠由式子可知将电压表政装为壁感应蛋度表,刻度均匀。 故C正确,D错误。故选AC 9.答案:BC 解析:由于地磁场分布不均匀,导线框上,下两边运动方向相同,下面导线所在位置的磁场更强,线框中的电流方 向由下面导线决定,根据右手定则判断电流为逆时针方向,再根据左手定则判断,上、下两根导线的安培力方向 相反,根据F=B业可知,两根导线的电流相同,下面导线所处的位置磁场更强,左右两根导线所受的安培力等大 反向而平衡,线框整体所受安培力向上,故A错误,B正确:设地面处的磁感应强度为B,下面导线产生的电动势 更大.则线框中的电动势为E=肚-(B-A)上=B此时电路时电流为I=安培力为F=l-(B-B,) 故C正确,D错误:故选BC。」 10.【答案】ABD 【解析】由于小球在重力、电场力和支持力的作用下静止于C点,对小球进行受力分析,如图所示。 根据几何关系可得电场力为F。=mgam30 =3 ,电场强度为E==,故A正确:若将电场逆时 3g 针缓慢旋转90 ,小球若能静止在C点,根据三角形法则,画出小球的受力变化情况,如图所示: 由图中可以看出,电场力先变小后变大,当电场力与支持力垂直时电场力最小.即F=mgm30 = 2 E”=,故B正确: 2 若仅将电场顺时针旋转45 ,根据三角形法则,电场力大小不变,以)'为圆心,以电场力的大小为半径作圆,如 图所示: 由图可知,小球所受到的支持力增大,当电场方向竖直向下时支持力最大,为F,=3+3 3mg<2mg,所以小 球在缓慢运动过程中,支持力有最大值,且小于2mg,故C错误: 高二物理答案 第2页(共4页)