福建省莆田第五中学2024-2025学年高二上学期期末考试物理试题

莆田五中2024-2025学年上学期高二年段 物理期末考试卷 本试卷满分 100 分，考试时间 75 分钟 命题人：林娴婷 审核人：卓琳琳 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 一、单项选择题（共 4 题，每小题 4 分，共 16 分。在每小题给出的四个选项中， 只有一项符合题目要求，选对的得 4 分，选错的得 0 分，答案需填涂在答题卡中。） 1．下列给出了与感应电流产生条件相关的四幅情景图，其中判断正确的是（　　） A．图甲磁铁向右插入不闭合线圈的过程中，线圈中会产生感应电动势 B．图乙正方形金属线圈水平向右移动的过程中，正方形线圈中会有感应电流 C．图丙闭合导线框以其任何一条边为轴在磁场中旋转，都能产生感应电流 D．图丁水平放置的圆形线圈直径正上方通有逐渐增大的电流，圆线圈中有感应电流 2．某电场的电场线的分布如图所示。一个带电粒子只在电场力作用下由M点沿图中虚线所示的路径运动通过N点。则下列判断正确的是：（　　） A．粒子在M点的电势比N点的电势小 B．粒子在M点的加速度比N点的加速度大 C．粒子在N点的速度比M点的速度大 D．带电粒子从M点到N点时电场力对粒子做负功 3．如图所示，质量为m，带电荷量为的微粒以速度v与水平方向成45角进入匀强电场和匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，如果微粒做匀速直线运动，则下列说法正确的是（　　） A．微粒受电场力、洛伦兹力、重力三个力作用 B．微粒受电场力、洛伦兹力两个力作用 C．匀强电场的电场强度 D．匀强磁场的磁感应强度 4．如图甲为手控可调节亮度的台灯，其内部电路可简化为如图乙所示的电路图。通过调节图乙所示电位器接入电路的阻值，即可调节电源的输出功率。若电源电动势，内阻，灯泡电阻（固定不变），调节电位器即可改变台灯亮度，电位器接入电路中的阻值可在之间调节，则（       ） A．电源的最大输出功率为8W B．灯泡L消耗的最大功率为2.5W C．电位器的最大功率为8W D．当R0=10Ω时，电源输出的功率最大 二、双项选择题（共 4 小题，每小题6分，共24分，有多项符合题目要求，全 部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分，答案需填涂在答题卡中。） 5．关于洛伦兹力的应用，下列说法正确的是（　　） A．图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，要想粒子获得的最大动能增大，可增加电压 B．图乙是磁流体发电机的结构示意图，可以判断出A极板是发电机的负极，B极板是发电机的正极 C．图丙是速度选择器，带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是 D．图丁是质谱仪的主要原理图。其中、、在磁场中偏转半径最大的是 6．如图甲所示，匝的圆形线圈M，其电阻为，它的两端点a、b与阻值为的定值电阻R相连，穿过线圈的磁通量的变化规律如图乙所示，则（　　） A．线圈中感应电流是逆时针方向 B．线圈中感应电动势大小为 C．电路中电流是 D．a、b两点的电势差为 7．在如图所示的电路中，电源电动势为E、内阻为r，C为电容器，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。开关闭合后，灯泡L能正常发光。当滑动变阻器的滑片向左移动时，下列判断错误的是（       ）     A．电容器C的电荷量将减小 B．灯泡L将变亮 C．R0两端的电压减小 D．电源的总功率变小，但电源的输出功率不一定变大 3．如图所示，矩形ABCD区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，AB边长为d，BC边长为2d，O是BC边的中点，E是AD边的中点，在O点有一粒子源，可以在纸面内向磁场内各个方向射出质量均为m、电荷量均为q、有同种电性的带电粒子，粒子射出的速度大小相同，速度与OB边的夹角为600的粒子恰好从E点射出磁场，不计粒子的重力，则（　　）    A．粒于带正电 B．粒子运动的速度大小为 C．粒子在磁场中运动的最长时间为 D．磁场区域中有粒子通过的面积为 二、填空题（每空2分，共8分） 9．图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈，A1、A2和A3是三盏相同的灯泡。实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，此时A1中电流方向 （选填“向右”、“向左”），随后逐渐变暗；若已调节滑动变阻器R的电阻值与L2的电阻值相等，则闭合S2瞬间，电感线圈L2中电流 （选填“大于”、“等于”、“小于”）变阻器R中的电流。 10．2020年12月2日22时，经过约19小时月面工作，嫦娥5号完成了月面自动采样封装，这其中要用到许多压力传感器。有些压力传感器是通过霍尔元件将压力倍号转化为电信号。如图所示，一块宽为a、长为c、厚为h的长方体半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为-e的自由电子。通入方向如图所示的电流时，电子的定向移动速度为v。若元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，此时前表面的电势 （填“高于”、“低于”或“等于”）后表面的电势。元件的前、后表面间电压U= 。 三、实验题（每空2分，共18分） 11．某同学在实验室练习使用多用电表测电阻： （1）请根据下列步骤完成电阻测量： ①将选择开关旋转到电阻挡“×10”的位置。 ②将红、黑表笔短接，旋动 （填图a中的“S”、“K”或“T”），使指针对准电流的 刻线（填“0”或“满偏电流”）。 ③将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过大。为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按 的顺序进行操作，再完成测量。 A．将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接 B．将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行欧姆调零 C．将K旋转到电阻挡“×100”的位置 D．将K旋转到电阻挡“×1”的位置 （2）正确操作后，读数如图b所示，则阻值为 Ω。 12．将铜片和锌片相隔约1cm插入一个苹果中，可制成一个水果电池。 (1)甲同学使用多用电表的欧姆挡，将红、黑表笔分别接到水果电池的铜、锌两极上，粗略测量出水果电池内阻。该同学的做法 （选填“合理”或“不合理”）。 (2)乙同学用图1所示方法测量该水果电池电动势和内阻，实验室准备了如下实验器材： 电流表（量程0.6A，内阻约） 电流表（量程20mA，内阻约） 电压表V（量程3V，内阻约） 滑动变阻器 滑动变阻器 待测水果电池（电动势E约为4V，内阻r约为） 开关S，导线若干 为尽量减小实验误差，实验中电流表选择 ；滑动变阻器选择 （填写字母代号）。 (3)乙同学根据实验数据画出图线，如图2所示。由图线可得水果电池的电动势 V，内阻 （计算结果均保留3位有效数字）。 (4)乙同学又利用图像对所选实验电路进行误差分析。在图中实线是根据实验数据描点得到的；虚线是不考虑电表内阻影响情况下的图像。下列图像表示正确的是________。 A． B． C． D． 四、解答题 13．（10分）在真空中O点放一个点电荷，直线MN通过O点，OM的距离，M点放一个点电荷，（）如图所示，求： （1）点电荷q在M点受到的库仑力大小； （2）M点的电场强度的大小； （3）拿走q后M点的场强大小。 14．（10分）在芯片制造过程中，离子注入是其中一道重要的工序，为了准确地注入离子，需要对离子的运动轨迹进行调控，如图所示便是一种调控粒子轨迹的模型。在xOy平面（纸面）内，在x>0空间存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，第三象限空间存在方向沿x轴正方向的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子（不计重力），以大小为、方向与x轴垂直的速度沿纸面从坐标为（-L，0）的点进入电场中，然后从坐标为（0，-2L）的点进入磁场区域，再次垂直经过x轴之后，最后从y轴正半轴上的点（图中未画出）射出磁场，求： （1）电场强度的大小E； （2）粒子到达点时的速度v； （3）磁场的磁感应强度大小B。 15．（12分）如图所示，两条足够长的平行金属导轨间距为0.5m，固定在倾角为37°的斜面上。导轨顶端连接一个阻值为1Ω的电阻。在下方存在方向垂直于斜面向上、大小为1T的匀强磁场。质量为0.5的金属棒从处由静止开始沿导轨下滑，其运动过程中的图像如图2所示。金属棒运动过程中与导轨保持垂直且接触良好，不计金属棒和导轨的电阻，取，，。求： （1）金属棒与导轨间的动摩擦因数； （2）金属棒在磁场中能够达到的最大速率； （3）已知金属棒从进入磁场到速度达到5时通过电阻的电荷量为1.3C，求此过程经历的时间以及电阻产生的焦耳热。 莆田五中2024-2025学年上学期高二年段 物理期末考试卷参考答案 一、单选题 题号 1 2 3 4 答案 A C D A 二、多选题 题号 5 6 7 8 答案 BC AB CD BD 三、填空题 9． 向左 小于 【详解】[1] 图1中，实验时，断开开关S1瞬间，由自感现象可知电感线圈L1会产生向右的自感电动势，此时A1中电流方向向左。 [2]图2中，闭合S2瞬间，由于自感，电感线圈L2产生阻碍电流增大的自感电动势，致使L2中电流小于变阻器R中的电流。 10． 低于 【详解】[1]电流方向向左，电子向右定向移动，根据左手定则判断可知，电子所受的洛伦兹力方向向外，则前表面积累了电子，前表面的电势比后表面的低。 [2]由电子受力平衡可得 解得 11． 满偏电流 DBA 24 【详解】（1）②[1][2]选择开关旋转到电阻挡“×10”的位置后，将红、黑表笔短接，进行欧姆调零，旋动T，使指针对准欧姆表的零刻度，电流的满偏电流刻线。 ③[3]指针偏转角度过大，说明待测电阻较小，为了得到比较准确的测量结果，应将K旋转到电阻挡“×1”的位置，再将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行欧姆调零，然后将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接的顺序进行操作，再完成测量。则正确顺序为DBA。 （2）[4]正确操作后，由图b可得，阻值为 12．(1)不合理 (2) (3) 3.78/3.79/3.80/3.81/3.82 185/186/187/188/189/190 (4)C 【详解】（1）万用表欧姆档不能直接接在电源两端测量内阻，则该方法不合理； （2）[1][2]水果电池内阻较大，则为尽量减小实验误差，实验中电流表选择小量程电流表A2；滑动变阻器选择阻值较大的R2。 （3）[1]根据 U=E-Ir 由图线可得水果电池的电动势 [2]内阻 （4）考虑到电流表内阻的影响，则内阻的测量值 则测量值偏大，即图像斜率偏大，但是电动势测量值等于真实值。 故选C。 四、计算题 13．（1）1.0×10-8N；（2）100N/C；（3）100N/C 【详解】（1）点电荷q在M点受到的库仑力大小 （2）M点的电场强度的大小 （3）拿走q后M点的场强大小仍为100N/C。 14．（1）；（2），速度方向与y轴负向成45°角；（3） 【详解】（1）粒子在电场中做类平抛运动时，如图 x轴方向有 y轴方向有 联立解得 ， （2）进入第二象限的磁场时 则速度大小为 速度方向与y轴负向成 即 （3）由几何关系可知粒子在磁场中的轨道半径 根据洛伦兹力提供向心力，有 解得 15．（1）0.25；（2）8m/s；（3）0.575s，2.95J 【详解】（1）由图2可知，金属棒在0-1s内做初速度为0的匀加速直线运动，1s后做加速度减小的加速运动，可知金属棒第1s末进入磁场.，在0-1s过程中，由图2可知，金属棒的加速度 在这个过程中，沿斜面只有重力的分力和滑动摩擦力，根据牛顿第二定律有 解得金属棒与导轨间的动摩擦因数 （2）金属棒在磁场中能够达到的最大速率时，金属棒处于平衡状态，设金属棒的最大速度为，金属棒切割磁感线产生的感应电动势为 根据闭合回路欧姆定律有 根据安培力公式有 根据平衡条件有 解得 （3）根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律，可得金属棒从进入磁场通过电阻的电荷量为 解得，金属棒在磁场下滑的位移 由动量定理有 此过程经历的时间 由动能定理有 此过程中电阻产生的焦耳热等于克服安培力做的功 解得此过程中电阻产生的焦耳热 学科网（北京）股份有限公司 $$