广东省深圳外国语学校2024-2025学年高二上学期期末物理试题

绝密★启用前 深圳外国语学校2024一2025学年度高二上学期期末考试 物理试题 本试卷共6页，满分100分，考试时间75分钟。 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题 卡的指定位置。考试结束后，将答题卡交回。 2.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。 3.回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 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，只有一项是符 合题目要求的。 1.中国作为文明古国，其四大发明一造纸术、印刷术、火药、指南针影响深远。 东汉时期思想家王充在《论衡》一书中有关于“司南之杓，投之于地，其柢（即 勺柄)指南”的记载。如图所示的司南是用天然磁铁矿石琢成的一个勺形物 体，放在一个刻着方位的光滑方盘上。下列说法正确的是 A.“司南之杓”可以用铜为材料制作 B.“柢”相当于磁体的S极 C.地球的磁场是人为想象出来的 D.“柢”能够指南是因为方盘对它施加了向南的力 2.关于物理概念和规律的理解，下列表述正确的是 A由B=元可知，B与F成正比，与L成反比 B.通过某个面的磁通量为零，则该处的磁感应强度一定为零 C.一段通电导线在空间某处不受磁场力的作用，该处不一定没有磁场 D.安培力F的方向一定垂直于磁感应强度B的方向，磁感应强度B的方向也一定垂直于电流 I的方向 3.“中国第一高楼”上海中心大厦首次采用了电涡流技术的阻尼器，该阻尼器底 部附着永磁铁的质量块摆动通过固定在楼板上的导体板上方时，导体板内产 生涡流，示意图如图。关于阻尼器，下列说法正确的是 A.阻尼器摆动时产生的涡流源于电流的磁效应现象 B.导体板没有形成回路，导体板不能形成感应电流 永磁铁 C.阻尼器摆动时产生的涡流源于外部电源供电 导体板 D.大厦带动永磁铁摆动时，导体板中的磁通量发生变化，阻尼器将机械能转 化为电能，达到保护大楼安全的目的 高二物理第1页（共6页） 4.空警2000是我国自主研制的大型、全天候、多传感器空中预警与指挥控制飞机，具有重要战略意 义。空警2000预警机采用的是圆盘状三面固定式主动电子扫描相控阵列雷达，据相关资料称， 其金属材质的雷达罩的直径D约为14m。假如该架空警2000正在我国南海上空沿水平方向飞 行，该空域的地磁场的磁感应强度大小为B,方向与水平面夹角为，则 雷达菌 A.穿过雷达罩的磁通量大小为BπD2 B.空警2000突然由水平变成斜向上机动飞行，雷达罩上会产生感 应电流 C.空警2000水平飞行时，右边机翼比左边机翼电势更高 D.空警2000水平调头飞行，此过程穿过雷达罩磁通量的变化量为2BπD2 5.2008年南方发生了大面积冰灾，许多电线塔被压垮倒塌，电力供应受严重影响，许多企业自备了 小型发电机保障用电。如图甲为一台小型发电机的结构及供电示意图，内阻为的线圈在匀强 磁场中匀速转动，发电机输出的电压随时间变化的规律如图乙。电压表和电流表均为理想电 表。则 220V5 2tx10-s) -220v2 甲 A在t=0.005s时，电压表的示数为220W2V B.在t=0.Q2s时，穿过线圈的磁通量为零 C.t=0时，穿过线圈的磁通量的变化率为零 D.发电机线圈转动的角速度大小为50rad/s 6.在如图所示的U一I图像中，直线I为某电源的路端电压与电流的关系图线，曲线Ⅱ为某一小灯 泡L的U一I关系图像，曲线Ⅱ与直线I的交点坐标为(1.5A,0.75V),曲线Ⅱ在该点的切线与 横轴的交点坐标为(1.0A,0),用该电源直接与小灯泡L连接成闭合电 ◆UV 路，由图像可知 A.电源电动势为2.0V B.小灯泡L接人电源时的电阻为1.5Ω 0 1.01.52.0iA C小灯泡L实际消耗的电功率为1.125W D.电源效率为50% 高二物理第2页（共6页） 7.某同学利用压敏电阻设计了如图甲所示的电路来研究一轿箱的运行情况。压敏电阻的阻值随所 受压力的增太而减小，将压敏电阻平放在轿箱内，受压面朝上，在其上表面放一绝缘物块m,轿箱 静止时电压表示数为U。,测试过程电压表的示数变化如图乙所示，下列说法正确的是 UN m Ro t/s 象 A.t1~t2时间内轿箱匀速运动 B.0~t1时间内物块m处于失重状态 C.t2~t3时间内物块m处于超重状态 D.0~t1时间内电源的输出功率一定变大 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。 8.如图甲所示，螺线管匝数n=100匝，横截面积S=10cm2,螺线管导线电阻不计，定值电阻R=52, 磁感应强度B随时间t变化的B一t图像如图乙所示（以向右为磁感应强度B的正方向），则 B/x0.1T) 6t×0.1s) 甲 A.0~0.1s内，通过R的电流方向为从A到C B.0~0.1s内回路中产生的感应电流大于0.1~0.3s内回路中产生的感应电流 C.0~0.1s和0.1~0.3s内的感应电流方向相同 D.0一0.1s内，通过R的电流大小为0.04A 9.某电磁缓冲装置如图所示，两足够长的平行金属导轨置于同一水平面内，导轨左端与一阻值为R 的定值电阻相连，导轨光滑，AA1右侧的导轨间存在竖直向下的匀强磁场，一质量为m的金属杆 垂直导轨放置。现让金属杆以初速度。沿导轨向右经过AA1进入磁场，最终恰好停在CC1处。 已知金属杆接入导轨间的阻值为R,AB=BC=d。导轨电阻不计，重力加速度为g,下列说法正 确的是 A金属杆经过BB,的速度小于号 B B.流过电阻R的电流方向由a到b C.金属杆经过AA1B,B与BB,C1C区域，金属杆所受安培力的 冲量相同 D.若将金属杆的初动能加倍，则金属杆在磁场中运动的距离是原来的2倍 高二物理第3页（共6页） 10.一款锻炼手指力量的运动器材，它的外部是一个空心的软橡胶直筒，通过手 握橡胶筒的中部并快速张合达到锻炼的目的。为了便于记录，它内置了一 个利用电磁感应原理制成的计数仪：如图，在橡胶直筒中间竖直内置了一个 匝数为1000、截面积为2×10-3m2的闭合软质导体线圈（图中未画出），线圈的电阻为0.5n, 在直筒两端各放置一磁铁，可产生磁感应强度大小为4.0×10？T、方向向右垂直穿过线圈平面 的匀强磁场。现在手指紧握横放的橡胶筒，压缩橡胶筒使导体线圈截面积在0.5s时间内收缩 为1.5×10-3m2,下列说法正确的是 A.线圈被压缩前，穿过线圈的磁通量为8×10-2T·m2 B.在0.5s时间内线圈的平均感应电动势为4×10-2V C.在0.5s时间内通过线圈的电荷量为4×10-C D.导体线圈回路中的感应电流方向与图示手抓握橡胶简的四指弯曲方向相反 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11.(6分)学生进行动手实验探究，有助于思维发展、提升实践技能、增强综合素质。某老师在高二 物理课上带领学生进行了电磁感应现象的实验研究，分别设计了如甲、乙、丙三个实验。 77777777777777777777777777 甲 乙 丙 (1)图甲中，导体棒ab向左移动切割磁感线时，灵敏电流计的指针发生了偏转，若导体棒ab沿 竖直方向上下移动，灵敏电流计的指针 (选填“偏转”或“不偏转”)。 (2)图乙中，下列能使灵敏电流计指针发生偏转的是 A.条形磁铁在线圈上方附近左右移动 B.条形磁铁向下插人线圈 C.条形磁铁置于线圈中不动 D条形磁铁不动，线圈在条形磁铁的正下方上下运动 (3)图丙中，小车静止在光滑水平地面上，小车上固定有一个线圈，线圈与反向并联的发光二极 管（具有单向导电性，通有正向电流时会发光）相连，当磁铁迅速靠近线圈时，小车会被排斥 远离磁铁，此过程原磁场方向与感应电流产生的磁场方向相反；当磁铁迅速远离线圈时，小 车会被吸引追随磁铁运动，此过程二极管 (填“A”或“B”)亮。 高二物理第4页（共6页） 12.(8分)超纯水在电子元件、半导体、光电子、光纤、航天等研究领域有着广泛的应用。电阻率是 衡量水的纯度的重要指标，某公司生产了一批超纯水，在商品宣传页（图甲）显示了该商品的标 准参照值，当电阻率不小于1.8×105Q·m时即为达标。为了检测该超纯水的电阻率是否达 标，深外教师带领实验小组设计了以下实验方案来进行检测。 买水，纯度很重要！质置 新鲜锕取洁净灌装 为什么选择它？ 电阻率1.8×103nm …8 甲 乙 12 14 cm 20 丙 ①如图乙，在长方体绝缘槽内壁插入两片竖直金属薄板（薄板略小于容器横截面积）； ②选择合适的器材，按图丙所示连接电路，电源的电动势为3V,先将a、b接线柱用导线直接连 接，调节滑动变阻器R,使灵敏电流计G达到满偏，满偏电流为1uA(1μA=10-6A)； ③保持滑动变阻器滑片位置不变，用导线将图乙的A、B分别与图丙的a、b接线柱连接，在槽内。 缓慢倒人超纯水，直到灵敏电流计指针指到0.25uA时，记录倒入超纯水的体积为720cm3。 (1)根据所学知识分析，超纯水的导电性能越 (填“强”或“弱”)水的纯度越高。 (2)用游标卡尺测得槽内部底面长度如图丁所示，则底部长度为 cm (3)根据数据分析，此部分超纯水的电阻为 Ω，该超纯水电阻率 (填“达标”或 “不达标”)。 13.(12分)如图所示，倾角为0的绝缘斜面体固定在水平面上，长直导线C固定在斜面体底端，导 体棒A放在斜面体上，导体棒A和长直导线C的质量均为m,长度均为L,导体棒A与斜面间 的动摩擦因数为u,现给A、C通有垂直纸面向里的相同恒定电流I时，导体棒A恰好静止在斜 面体上。假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g,求： (1)此时导体棒A受到的安培力F; (2)导线C在导体棒A处产生的磁感应强度B。。 高二物理第5页（共6页） 14.(12分)大疆植保无人机效率高、效果优、智能强、安全好、耐用且操作简便，革新了农业生产模 式，解放人力、高效精准增质。“赣南脐橙”果园里新购了一架T50大疆植保无人机用于吊运脐 橙，它内置了电动势E=70V、容量A=36000mA·h的智能电池，其内电阻忽略不计。若该款 无人机正常工作时电池输出的电流恒为I=30A,其他设施正常工作时的电功率为P,=100W, 飞行时电动机的工作效率7=80%。 (1)求充满一次电，该款无人机理论上正常工作的最长时间t: (2)求正常工作时无人机的电动机输出的机械功率P,; (3)已知该款无人机的总质量为m1=20kg,某次吊运的脐橙质量m2=50kg。假设该无人机飞 行时所受的空气阻力恒为f=100N,g取10m/s°，求该款无人机竖直上升过程中的最大速 度vm 15.(16分)华为Mate70系列芯片从芯片的设计、生产、制造、封测、流片100%实现国产化，这对保 障我国信息安全和科技战略安全具有重要意义，减少了对国外芯片的依赖，降低了国外技术封 锁对我国科技产业的影响，提高了我国在全球科技竞争中的战略地位。在芯片生产过程中，离 子注入是其中一道重要的工序。如图所示是离子注入简化工作原理的示意图，一粒子源从A 处不断释放质量为，带电荷量为十q的离子，其初速度视为零，经电压为U的加速电场加速 后，沿图中半径为R,的圆弧形虚线通过圆弧形静电分析器（静电分析器通道内有均匀辐向分 布的电场)后，从P点沿直径PQ方向进入半径为R2(未知)的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂 直于纸面向外，磁感应强度大小为B,经磁场偏转，离子最后垂直打在平行PQ放置且与PQ等 高的硅片上，硅片到PQ的距离为、3R2,不计离子重力及离子间的相互作用。求： (1)离子进入圆形匀强磁场区域时的速度大小口； (2)静电分析器通道内虚线处电场强度的大小E; (3)若匀强磁场的磁感应强度大小可以调节，要让从P点沿直径PQ方向进入圆形匀强磁场区 域的离子全部打在硅片上，求磁感应强度大小的取值范围。 片 加速电场 静电分析器 高二物理第6页（共6页） 深圳外国语学校2024一2025学年度高二上学期期末考试 物理参考答案 1.B【解析】铜不能被磁化，“司南之杓”不可以用铜为材料制作，故A错误；地球本身 是一个大磁体，司南是用天然磁石磨制成的勺子，其实质是一块磁铁，在地磁场的作用下， 静止时其勺柄指向南方，即指向地磁的北极，根据地磁场的特点可知，“柢”相当于磁体的 S极，故B正确：地球的磁场是真实存在的，故C错误：柢能够指南是因为受到地磁场的 作用力，故D错误。 2.C【解析】磁感应强度B由磁场本身性质决定，与F和L大小无关，故A错误；通过某个 面的磁通量为零，可能是磁场与该面平行，故该处的磁感应强度不一定为零，故B错误： 一段通电导线在空间某处不受磁场力的作用，可能是导线与磁场方向平行，该处不一定没有 磁场，故C正确：安培力F的方向一定垂直于磁感应强度B的方向，磁感应强度不一定垂 直于电流I的方向，故D错误。 3D【解析】阻尼器摆动时，永磁铁通过导体板上方使通过导体板的磁通量发生变化，从而 在导体板中产生涡流，属于电磁感应现象，故ABC错误：通过阻碍质量块和永磁铁的运动， 阻尼器将动能转化为电能，并通过电流做功将电能最终转化为焦耳热，故D正确。 4B【解析】地磁场的磁感应强度大小为B,方向与水平面夹角为0，则穿过雷达罩的磁通 量大小为西=Bsin日 号=BD2s血0，故A错误；空警2000突然由水平变成斜向 机动飞行时，穿过雷达罩的磁通量发生变化，产生感应电流，故B正确：在我国上空，地 磁场有竖直向下的分量，空警2000水平飞行时，根据右手定则，可以判断，左边机翼比右 边机翼电势更高，故C错误；空警2000水平调头飞行，此过程穿过雷达罩磁通量的变化量 为O,D错误。 5C【解折】电压表测量的是用电器两端的电压且为有效值，示数为U=B监R,故A错 R+r 误；由乙图可知，在t0.02s时发电机的输出电压为0，此时穿过线圈的磁通量变化率为0， 磁通量最大，故B错误；在0时发电机的输出电压为0，感应电动势与磁通量的变化率成 正比，该时刻穿过线圈的磁通量变化率为零，故C正确：由乙图可知，交变电流的周期为 0.02s,发电机线圈转动的角速度为0=2红=100mrad6,故D错误。 6.C【解析】设该电源电动势为E,内阻为r,由闭合电路欧姆定律有U=E-r,代入题图 直线I中数据有0.75V=E-1.5Ar,0=E-2.0Ar,解得E=3.0V,r=1.50,，故A错误： 根据题意可知，当将该电源直接与小灯泡L连接成闭合电路时，灯泡L两端的电压为 U=0.75V,流过灯泡的电流为1=1.5A,由欧姆定律可得，小灯泡L接入电源时的电阻 为风=4=050，小灯泡L实际消耗的电功率为P=U,以=1125w,放B错误，C正确： ☑_卫_0.75=25%，故D错误· 根据电源效率的计算公式刀=E3 7.B【解析】在，~2时间内，电压表的示数大于静止时的读数且保持不变，说明外电路电 阻变大且保持不变，压敏电阻所受压力减小，物块的加速度向下且保持不变，则物块处于匀 变速直线运动状态，故A错误：在0~马时间内，电压表的示数大于静止时的示数，说明外 电路电阻变大，压敏电阻所受压力减小，物块的加速度向下，物块处于失重状态，故B正 确：在2~时间内，电压表的示数大于静止时的示数，所以物块处于失重状态，故C错误； 在0~，时间内，电压表的示数大于静止时的示数，说明外电路电阻变大，但由于无法判断 初始时电源内阻与外电阻的大小关系，故无法判断电源输出功率的变化情况，故D错误。 8BD【解析】0~0.1s内磁感应强度向右增大，根据楞次定律可知，感应电流的 磁场方向与原磁场方向相反，所以流过R的电流方向为从C到A:0.1~0.3s内 磁感应强度向右减小，所以流过R的电流方向为从A到C,则0~0.1s和0.1~0.3s内的感 应电流方向不同，故AC错误：根据法拉第电磁感应定律E=n也=mS,可 =n 得0~0.1s内感应电动势为B=100×2x0x10×10V=0.2V,0.1~0.35内感应电 1×0.1 动势为E,=10x201x10x10V=0.V,所以=吾=0.04A,1,-马=0.02A,放BD 2×0.1 R R 正确。 9BC【解析】设平行金属导轨间距为L,金属杆在AA1B1B区域向右运动的过程中切割磁感 线有E=BL,I=员，金属杆在MB,B区域运动的过程中根据动量定理有公-B:, 测∑-BN=mAv,由于d=2a,可得BEd BLd =myg-my。,则Vs=% ,设 2R 2mR 金属杆在BB1CC区域运动的时间为o,同理可得，金属杆在BB1C1C区域运动的过程中有 B'Ld 2R -m,解得一，综上有，=子，则金溪杆经过88的滤度等于兰故A 2mR 错误：在整个过程中，根据右手定则，回路中电流为逆时针方向，通过R的电流方向由ā 到b,故B正确：金属杆经过AAB1B与BB1C1C区域，金属杆所受安培力的冲量大小为 =∑BL出=Ew=B -VAt= ,而金属杆经过4BB与BB1C1C区域滑行距离均为d, 2R 2R 则金属杆所受安培力的冲量相同，故C正确；金属杆的初动能加倍，则v=√2y。,由动量 定理可得 B产。-mv,金属杆在磁场中运动的距离是原来的√巨倍，故D错误。 2R 10.BC【解析】导体线圈未被压缩时，线圈的初始磁通量为中=BS,=8×105T·m2,A项错误导 体线圈回路的平均感应电动捞为E=n△P=mBAS=100X4.0x102×05x10=4x102V,B 0.5 项正确：059内导体线圈回路的平均感应电流为7-_4.0x10Y=8x10'A,通过线 R0.52 圈的电荷量为g=t=8×102×0.5C=4×102C,C项正确：因线圈面积减小，穿过线圈 的磁通量减小，根据楞次定律可知，感应电流的磁场与原磁场方向相同，根据右手螺旋定则 可知，导体线圈回路的感应电流方向与手抓握橡胶筒的四指弯曲方向相同，D项错误。 11.(1)不偏转(2分)(2)ABD(2分) (3)A(2分) 【解析】(1)导体棒上下运动，没有切割磁感线，不产生感应电流，因此指针不偏转。 (2)ABD均可使线圈的磁通量发生变化，可以产生感应电动势与感应电流，C选项线圈磁 通量不变，不会产生感应电流。 (3)磁铁迅速远离线圈时，原磁场向右且在减弱，根据楞次定律，感应磁场方向与原磁场 方向相同，结合安培定则可以判断A亮。 12.(1)弱(2分)(2)12.230(2分)(3)9×10的(2分) 达标(2分) 【解析】(1)电阻率的大小反映了各种材料导电性能的好坏，电阻率越大，导电性能越弱。 (2)20分度游标卡尺的精确度为0.05mm,由图可知槽内部底面的长度为 122mm+6×0.05mm=122.30mm=12.230cm。 (3)令R=R+R+R+r,由闭合电路欧姆定律可知，满偏电流I。= ,当电流为0254 E 可得槽内超纯水的电阻R=3R=9×10°2，根据已知数据，可得电阻 4 R+Rs 率p= 9x102x720cm3 卫.230cm≈4.33×100m>1.8×102-m’所以该超纯水电 L 12.230cm 阻率达标。 13.(1)mg cos0-mg sin8,方向沿斜面向下 (2)Lmng cos0-mgsin 一，方向垂直斜面向上 L 【解析】(1)对导体棒A受力分析，可得 mg sin0+F=f 2分 N=mg cos0 2分 f=uN 2分 可得F=mng cos0-mgsin .....分 方向沿斜面向下 …1分 (2)导体棒A受到的安培力 F=BIL 2分 解得B。=Ling cos0-mg sin日 L 1分 方向垂直斜面向上 1分 14.(1)1.2h(2)1600W (2)2m/s 【解析】(1)由题可得无人机理论上正常工作的最长时间 t=4_3600x10h=12h 1 3分 30 (2)由能量守恒定律得 P=(UE-P)7=(70×30-100)W×80%=1600W 3分 (3)当加速度aα=0时速度最大，即 F=f+(m+M)8 2分 由P=Fvm 2分 解得vm=2m/s 2分 2U 15.(1) 2qU (2) (3) R B≤B≤V3B m 3 【解析】 (1)离子通过加速电场， 由动能定理q0=m 解得v= 2qU 4分 m (2)离子经过静电分析器，电场力提供向心力B=m 解得E=2U R 4分 (3)离子最后垂直打在平行P2放置且与PQ等高的硅片上，轨 迹如图甲所示 甲 根据洛伦兹力提供向心力有gvB=m一 由几何知识可知r=R 2分 要让离子全部打在硅片上，其临界状态的轨迹如图乙所示，设圆心分别为O,、O,半径分