精品解析：重庆市西南大学附属中学2024-2025学年高二上学期期末考试物理试卷

西南大学附中2024—2025学年度上期期末考试 高二物理试题 （满分：100分；考试时间：75分钟） 注意事项： 1、答题前，考生先将自己的姓名、班级、考场/座位号、准考证号填写在答题卡上。 2、答选择题时，必须使用2B铅笔填涂；答非选择题时，必须使用0.5毫米的黑色签字笔书写：必须在题号对应的答题区域内作答，超出答题区域书写无效；保持答卷清洁、完整。 3、考试结束后，将答题卡交回（试题卷学生留存，以备评谢）。 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. 关于电荷在磁场中所受的洛伦兹力，下列说法正确的是（　　） A. 大小跟速度无关 B. 可以做功 C. 可以不与速度垂直 D. 总是与磁场垂直 2. 如题图，M是电动机，当电动机正常工作时通过的电流是I，电压是U，消耗的电功率是P，若电动机内阻为R，则（　　） A. B. C. D. 3. 小型交流发电机中，阻值是1Ω的金属线圈在磁场中转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图。将此线圈与一个9Ω的电阻R构成闭合电路，不计电路的其他电阻，则通过R的电流（　　） A. 周期是0.125s B. 频率是8Hz C. 有效值是 D. 有效值是 4. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时波形如图，已知波速为10m/s，则t=0.2s时的波形是（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示，理想变压器原副线圈的匝数比为1：2，副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220V，电流表读数为0.2A。闭合开关，灯泡正常发光，则电压表读数和灯泡的额定功率分别是（　　） A. 110.0V， 11W B. 110.0 V，22W C. 155.6V，22W D. 155.6V，44W 6. 如图所示，正方形区域内有垂直纸面的磁场，图中圆弧是两个相同种类的粒子在磁场中的运动轨迹，a粒子的运动方向是从M到N，则（　　） A. 两粒子在磁场中运动时加速度恒定不变 B. 两粒子的在磁场中运动的时间相同 C. b粒子的速度较大 D. b粒子的运动方向是从Q到P 7. 让一价氢离子（质量为m，电量为e）、一价氦离子（质量为4m，电量为e）和二价氦离子（质量为4m，电量为2e）先后以相同的速度从带电平行板间的P点沿垂直电场方向射入电场，其中一价氢离子恰能离开电场，轨迹如图中曲线所示，不计离子的重力，板间电场可视为匀强电场。则它们在电场中运动过程（　　） A. 一价氢离子运动的时间最短 B. 一价氢离子与一价氦离子的轨迹重合 C. 出电场时，二价氦离子的速度最小 D. 电场力对一价氢离子做的功等于对二价氦离子做的功 二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 某电场中的电势随位置x变化图像如图所示，已知垂直x轴方向无电场分量，则x轴上4个区域（　　） A. 区域1场强为零 B. 区域2电场方向沿x轴正方向 C. 区域2与区域4电场方向相反 D. 在区域4沿x正方向移动负电荷，负电荷的电势能减少 9. 如图，O为玻璃球体的球心，AB为球体的直径。自B点发出两条光线BM、BN。已知BM的折射光线平行AB， 反射光线垂直AB， ∠OBN=45°。则（　　） A. 玻璃的折射率是 B. 玻璃的折射率是 C. 光线BN在N点的不会发生全反射 D. BN在N点的反射光线会通过A点 10. 如图甲所示，圆心在x轴上的圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，在O点沿x轴正向发射一颗比荷为k的带正电粒子，粒子运动过程x、y方向的速度分量随时间变化如图乙、图丙所示，粒子所受重为不计，则（　　） A. 磁场方向垂直纸面向里 B. 粒子在穿过磁场过程速度方向改变了30° C. 磁感强度大小为 D. 圆形区域半径是 三、非选择题：本题共5小题，共57分。 11. 某同学研究发光二极管的伏安特性。 （1）先用多用电表欧姆挡判断发光二极管正负极：黑表笔与发光二极管的M端接触，红表笔与N端接触，二极管发光，可以判断___________端是二极管的正极。 （2）将发光二极管接入图甲电路时，应该将二极管的___________端与a相连接，另一端与b连接。闭合电健，为使二极管的电压变大，需将滑片P向___________（选填“左”或“右”）移动。根据实验数据绘出伏安特性曲线如图乙所示，曲线表明该发光二极管是___________元件（选填“线性”或“非线性”），正常发光的电压范围是___________ V。 12. 用电流表、电压表、滑动变阻器测量电池的电动势和内电阻。 （1）实验方案：调节滑动变阻器，测出多组路端电压U和通过电源的电流I，作出U-I图像，依据公式___________，得出E和r。 （2）甲、乙两小组探究了电表内阻对测量结果的影响。 ①甲小组：如图甲，闭合电键前，滑动变阻器滑片应置于___________（选填“a”或“b”）端。闭合电键，将导线ed的d端先后与b、c接触，发现电压表示数变化较大，电流表示数基本不变。因此，将d接在___________（选填“b”或“c”）时电表对测量结果影响较小。 ②乙小组：用图乙电路测量电流表的内阻RA，示数如图丙，则RA=___________Ω（保留2位有效数字）。用图丁电路测量电压表内阻，发现无法完成，原因是___________（仅一个正确）。 A．电路设计会损坏仪器 B．滑动变阻器接法错误 C．电压太大无法读数 D．电流太小无法读数 为了消除电表对测量结果的影响，在图甲中需将d端与___________（选填“b”或“c”）相连，实验得到如图戊所示图像，电池电动势E =___________ V（保留3位有效数字）、内阻r=___________Ω（保留2位小数）。 13. 如图是研究电磁感应现象的实验，螺线管匝数为n，与电流表组成闭合回路。条形磁铁北极在上，南极在下，控制磁铁使其沿螺线管轴线移动。实验时发现某时刻线圈中的电流方向如图中箭头所示，大小为I。若认为感应电动势只出现在螺线管中，且每一匝线圈的感应电动势大小相等，回路总电阻为R。求此时： （1）条形磁铁的运动方向： （2）螺线管中感应电动势的大小和a、b两点势高低关系； （3）每匝线圈的磁通量的变化率。 14. 两根相距为l的足够长金属直角导轨如图所示放置，MO与M'O'平行且在同一水平面内，ON与O'N'平行且在同一竖直平面内，转角O、O'处用阻值为R的细杆连接。质量为的金属细杆ab、质量为的金属细杆cd与导轨垂直接触且可以自由滑动，细杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ，两细杆的电阻均为R，导轨电阻不计。整个装置处在水平向右、磁感强度为B的匀强磁场中。当cd杆向下以某一速率匀速运动时，恰能使ab杆在水平恒力的作用下向左也做匀速运动，重力加速度为g。求： （1）cd中电流的大小； （2）cd杆的速度大小； （3）水平恒力F的大小。 15. 如图所示，PQ、MN之间存在场强为E的匀强电场，MN的上方有垂直纸面向里匀强磁场。一带正电粒子从O点沿x轴正方向以速度v0进入电场，然后从a点进入磁场，在磁场中运动后再从b点进入电场。已知a点坐标为，b点坐标为，粒子所受重力不计。求： （1）粒子的比荷； （2）磁感强度B的大小： （3）粒子从O出发到第二次经过a点所用的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 西南大学附中2024—2025学年度上期期末考试 高二物理试题 （满分：100分；考试时间：75分钟） 注意事项： 1、答题前，考生先将自己的姓名、班级、考场/座位号、准考证号填写在答题卡上。 2、答选择题时，必须使用2B铅笔填涂；答非选择题时，必须使用0.5毫米的黑色签字笔书写：必须在题号对应的答题区域内作答，超出答题区域书写无效；保持答卷清洁、完整。 3、考试结束后，将答题卡交回（试题卷学生留存，以备评谢）。 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. 关于电荷在磁场中所受的洛伦兹力，下列说法正确的是（　　） A. 大小跟速度无关 B. 可以做功 C. 可以不与速度垂直 D. 总是与磁场垂直 【答案】D 【解析】 【详解】A．洛伦兹力大小跟速度方向与磁场方向的夹角有关，速度方向与磁场方向平行时洛伦兹力为0，故A错误； BC．洛伦兹力方向总是与速度方向垂直，所以洛伦兹力永不做功，故BC错误； D．洛伦兹力方向总是垂直于速度与磁场组成的平面，则洛伦兹力方向总是与磁场方向垂直，故D正确。 故选D。 2. 如题图，M是电动机，当电动机正常工作时通过的电流是I，电压是U，消耗的电功率是P，若电动机内阻为R，则（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】AB．根据能量守恒有（为电动机的输出功率） 可知 可知 故A错误，B正确； C．因为 两边同时乘U可得 故C错误； D．结合以上分析有 两边同时乘I可得 故D错误。 故选B。 3. 小型交流发电机中，阻值是1Ω的金属线圈在磁场中转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图。将此线圈与一个9Ω的电阻R构成闭合电路，不计电路的其他电阻，则通过R的电流（　　） A. 周期是0.125s B. 频率是8Hz C. 有效值是 D. 有效值是 【答案】C 【解析】 【详解】AB．由感应电动势的图象可得，交变电流的周期为0.250s，则通过R的电流周期为0.250s，频率 故AB错误， CD．图像可知电动势有效值 则通过R的电流 故C正确，D错误。 故选C。 4. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时波形如图，已知波速为10m/s，则t=0.2s时的波形是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据 可知t=0时波形图沿x轴正方向平移2m，就可得到t=0.2s时的波形。 故选A。 5. 如图所示，理想变压器原副线圈的匝数比为1：2，副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220V，电流表读数为0.2A。闭合开关，灯泡正常发光，则电压表读数和灯泡的额定功率分别是（　　） A. 110.0V， 11W B. 110.0 V，22W C. 155.6V，22W D. 155.6V，44W 【答案】B 【解析】 【详解】根据理想变压器原副线圈匝数与电压关系，可得 解得 则电压表读数为110V，由 解得 灯泡的额定功率 故选B。 6. 如图所示，正方形区域内有垂直纸面的磁场，图中圆弧是两个相同种类的粒子在磁场中的运动轨迹，a粒子的运动方向是从M到N，则（　　） A. 两粒子在磁场中运动时加速度恒定不变 B. 两粒子的在磁场中运动的时间相同 C. b粒子的速度较大 D. b粒子的运动方向是从Q到P 【答案】C 【解析】 【详解】A．两粒子在磁场中运动时加速度为向心加速度，其方向时刻指向圆心，向心加速度时刻在改变，故A错误； B．根据 由于两个粒子为相同种类，故周期相同，几何关系可知，a粒子在磁场中扫过的圆心角比b的大，根据 可知a粒子在磁场中运动的时间更长，故B错误； C．几何关系可知，b粒子的轨迹圆半径更大，根据 可知b粒子的速度更大，故C正确； D．设两种粒子带正电，由于a粒子的运动方向是从M到N，左手定则可知磁场方向垂直于纸面向外。根据b粒子的轨迹及左手定则，可知b粒子的运动方向是从P到Q，故D错误。 故选C。 7. 让一价氢离子（质量为m，电量为e）、一价氦离子（质量为4m，电量为e）和二价氦离子（质量为4m，电量为2e）先后以相同的速度从带电平行板间的P点沿垂直电场方向射入电场，其中一价氢离子恰能离开电场，轨迹如图中曲线所示，不计离子的重力，板间电场可视为匀强电场。则它们在电场中运动过程（　　） A. 一价氢离子运动的时间最短 B. 一价氢离子与一价氦离子的轨迹重合 C. 出电场时，二价氦离子的速度最小 D. 电场力对一价氢离子做的功等于对二价氦离子做的功 【答案】D 【解析】 【详解】AB．设平行板中的电场强度为E，三种离子的初速度为，竖直方向上运动的距离 水平方向上运动的距离 联立可得 由题可知，一价氢离子恰能离开电场，一价氦离子和二价氦离子的比荷比一价氢离子的比荷小，因此一价氦离子和二价氦离子也可以离开电场。三种离子的比荷不同，因此竖直方向上运动的距离不一样，运动轨迹不一样。由于初速度相同，因此它们在电场中运动时间和一价氢离子运动的时间相同。故AB错误； C．由动能定理可得 整理可得 将一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的质量和电荷量代入可得 故C错误； D．电场力做的功 将一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的质量和电荷量代入可得 故D正确。 故选D。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 某电场中的电势随位置x变化图像如图所示，已知垂直x轴方向无电场分量，则x轴上4个区域（　　） A. 区域1场强为零 B. 区域2电场方向沿x轴正方向 C. 区域2与区域4电场方向相反 D. 在区域4沿x正方向移动负电荷，负电荷的电势能减少 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据图像斜率表示电场强度可知区域1场强为零，故A正确； B．根据沿着电场方向电势降低可知区域2电场方向沿x轴负方向，故B错误； C．根据根据图像斜率表示电场强度可知区域2与区域4电场方向相反，故C正确； D．在区域4沿x正方向电势降低，电子带负电，根据可知在区域4沿x正方向移动负电荷，负电荷的电势能增大，故D错误。 故选AC。 9. 如图，O为玻璃球体的球心，AB为球体的直径。自B点发出两条光线BM、BN。已知BM的折射光线平行AB， 反射光线垂直AB， ∠OBN=45°。则（　　） A. 玻璃的折射率是 B. 玻璃的折射率是 C. 光线BN在N点的不会发生全反射 D. BN在N点的反射光线会通过A点 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．几何关系可知OM与BM夹角，OM与AO夹角，则折射率 故A错误，B正确； C．几何关系可知ON与BN夹角为，且临界角满足 即BN光线的入射角小于临界角，光线BN会在N点发生全发射，故C错误； D．根据几何关系可知，NB的反射光线与入射光线夹角为，则BN在N点的反射光线会通过A点，故D正确。 故选BD。 10. 如图甲所示，圆心在x轴上的圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，在O点沿x轴正向发射一颗比荷为k的带正电粒子，粒子运动过程x、y方向的速度分量随时间变化如图乙、图丙所示，粒子所受重为不计，则（　　） A. 磁场方向垂直纸面向里 B. 粒子在穿过磁场过程速度方向改变了30° C. 磁感强度大小为 D. 圆形区域半径是 【答案】AC 【解析】 【详解】A．图像可知正电粒子进入磁场后y轴正方向的速度分量增大，可知进入磁场时正电粒子受到的洛伦兹力向上，左手定则可知粒子垂直于纸面向里，故A正确； B．图像可知出磁场时，x、y方向的速度分量分别为 设此时速度方向与x轴夹角为，如图 则有 可知 故此时粒子在穿过磁场过程速度方向改变了 故B错误； C．设粒子的轨迹圆半径为r，则有 解得 根据 联立解得 故C正确； D．几何关系可知 联立解得 故D错误。 故选AC。 三、非选择题：本题共5小题，共57分。 11. 某同学研究发光二极管的伏安特性。 （1）先用多用电表欧姆挡判断发光二极管正负极：黑表笔与发光二极管的M端接触，红表笔与N端接触，二极管发光，可以判断___________端是二极管的正极。 （2）将发光二极管接入图甲电路时，应该将二极管的___________端与a相连接，另一端与b连接。闭合电健，为使二极管的电压变大，需将滑片P向___________（选填“左”或“右”）移动。根据实验数据绘出伏安特性曲线如图乙所示，曲线表明该发光二极管是___________元件（选填“线性”或“非线性”），正常发光的电压范围是___________ V。 【答案】（1）M （2） ①. N ②. 右 ③. 非线性 ④. 【解析】 【小问1详解】 电流从二极管正极流入时，二极管通电发光，而多用电表黑表笔与表内电源正极相连，故M是二极管的正极。 【小问2详解】 [1]为了研究发光二极管的伏安特性，电流应从二极管正极流入，故二极管的N端与a相连接。 [2]为了为使二极管的电压变大，则需将滑片P向右端滑动； [3]根据图像可知I随U非线性变化，故说明该二极管是非线性元件。 [4]根据图像可知正常发光时即有电流通过时电压在范围。 12. 用电流表、电压表、滑动变阻器测量电池的电动势和内电阻。 （1）实验方案：调节滑动变阻器，测出多组路端电压U和通过电源的电流I，作出U-I图像，依据公式___________，得出E和r。 （2）甲、乙两小组探究了电表内阻对测量结果的影响。 ①甲小组：如图甲，闭合电键前，滑动变阻器滑片应置于___________（选填“a”或“b”）端。闭合电键，将导线ed的d端先后与b、c接触，发现电压表示数变化较大，电流表示数基本不变。因此，将d接在___________（选填“b”或“c”）时电表对测量结果影响较小。 ②乙小组：用图乙电路测量电流表的内阻RA，示数如图丙，则RA=___________Ω（保留2位有效数字）。用图丁电路测量电压表内阻，发现无法完成，原因是___________（仅一个正确）。 A．电路设计会损坏仪器 B．滑动变阻器接法错误 C．电压太大无法读数 D．电流太小无法读数 为了消除电表对测量结果的影响，在图甲中需将d端与___________（选填“b”或“c”）相连，实验得到如图戊所示图像，电池电动势E =___________ V（保留3位有效数字）、内阻r=___________Ω（保留2位小数）。 【答案】（1） （2） ①. b ②. c ③. 1.0 ④. D ⑤. b ⑥. 1.40 ⑦. 1.0 【解析】 【小问1详解】 根据闭合电流欧姆定律有 可知U-I图像斜率绝对值为r，纵截距为E。 【小问2详解】 [1]为了保护电路，闭合电键前，滑动变阻器滑片应置于b端； [2]将导线ed的d端先后与b、c接触，发现电压表示数变化较大，电流表示数基本不变，说明电流表分压较大，电压表分流小，为了减速误差，电流表应采用外接法，即将d接在c端为宜。 [3]图丙可知，则电流内阻 [4]由于将电压表串联接在电路中，电压表内阻很大，电路中电流太小，故无法完成实验的原因可能是电流太小无法读数。 故选D。 [5][6][7]为了消除电表对测量结果的影响，在图甲中需将d端与b端相连，此时有 结合图戊，可知 联立以上解得 13. 如图是研究电磁感应现象的实验，螺线管匝数为n，与电流表组成闭合回路。条形磁铁北极在上，南极在下，控制磁铁使其沿螺线管轴线移动。实验时发现某时刻线圈中的电流方向如图中箭头所示，大小为I。若认为感应电动势只出现在螺线管中，且每一匝线圈的感应电动势大小相等，回路总电阻为R。求此时： （1）条形磁铁的运动方向： （2）螺线管中感应电动势的大小和a、b两点势高低关系； （3）每匝线圈的磁通量的变化率。 【答案】（1）磁铁向下运动 （2），a点电势低于b点电势 （3） 【解析】 【小问1详解】 图像可知，从上往下看线圈产生了顺时针的感应电流，且穿过线圈的磁场方向向上，根据楞次定律可知此时线圈磁通量增加，故磁铁向下运动。 【小问2详解】 根据闭合电路欧姆定律可知，螺线管中感应电动势的大小 线圈相当于电源，电源外部，电流从正极流向负极，图像可知电流从b端流出，故b点电势高，a点电势低。 【小问3详解】 根据法拉第电磁感应定律有 联立以上，解得每匝线圈的磁通量的变化率 14. 两根相距为l的足够长金属直角导轨如图所示放置，MO与M'O'平行且在同一水平面内，ON与O'N'平行且在同一竖直平面内，转角O、O'处用阻值为R的细杆连接。质量为的金属细杆ab、质量为的金属细杆cd与导轨垂直接触且可以自由滑动，细杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ，两细杆的电阻均为R，导轨电阻不计。整个装置处在水平向右、磁感强度为B的匀强磁场中。当cd杆向下以某一速率匀速运动时，恰能使ab杆在水平恒力的作用下向左也做匀速运动，重力加速度为g。求： （1）cd中电流的大小； （2）cd杆的速度大小； （3）水平恒力F的大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 题意知cd杆向下以某一速率匀速运动，对cd杆，由平衡条件有 解得cd中电流的大小 【小问2详解】 分析可知，只有cd杆产生电动势，即cd杆相当于电源，即电动势 因为 联立以上解得 【小问3详解】 由于ab杆向左也做匀速运动，对ab杆，由平衡条件有 其中 联立解得 15. 如图所示，PQ、MN之间存在场强为E的匀强电场，MN的上方有垂直纸面向里匀强磁场。一带正电粒子从O点沿x轴正方向以速度v0进入电场，然后从a点进入磁场，在磁场中运动后再从b点进入电场。已知a点坐标为，b点坐标为，粒子所受重力不计。求： （1）粒子的比荷； （2）磁感强度B的大小： （3）粒子从O出发到第二次经过a点所用的时间。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子在电场中做类平抛运动，沿着电场方向 垂直电场方向 根据牛顿第二定律 联立解得 【小问2详解】 粒子进入磁场时的速度 可得 与水平方向夹角的正切值 解得 粒子运动轨迹如图所示 粒子在磁场中做匀速圆周运动，半径设为R，则 由几何知识可知 联立解得 【小问3详解】 粒子经过b点时速度方向与x轴正方向夹角为，则粒子从a点运动到b点的时间为 粒子从b点进入电场后运动到c点的过程，在y轴方向仍有 在x轴方向仍有 由几何关系可得 此后的运动过程与粒子从O经过a、b到c的过程相似，只是运动的轨迹向右平移，如图所示 所以粒子从O出发到第二次经过a点所用的时间为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $