精品解析：湖北省武汉市黄陂区2024-2025学年高二上学期1月期末检测物理试题

2024-2025学年度上学期高二期末质量检测 物理试卷 本试卷共6页，15题。全卷满分100分。考试用时75分钟。 ★祝考试顺利★ 注意事项： 1.答题前，先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并认真核准准考证号条形码上的以上信息，将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。 4.考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 如图所示是描述甲、乙两个点电荷电场的部分电场线，下列说法正确的是（　　） A. 甲带负电，乙带正电 B. 甲的电荷量小于乙的电荷量 C. P点的电场强度大于Q点的电场强度 D. 在P点由静止释放一个带正电的粒子，仅在静电力的作用下，粒子会沿电场线运动到Q点 2. 下列有关磁场的四个表述，说法正确的是（　　） A. 磁场是客观存在的一种物质，磁感线也是真实存在的 B. 磁场中的一小段通电导线在该处受力为零，此处磁感应强度B不一定为零 C. 由定义式可知，电流I越大，导线L越长，某点磁感应强度B就越小 D. 在同一幅图中，磁感线越稀疏的位置，磁感应强度越大 3. 如图所示，PQRS为一正方形导线框，它以恒定速度向右进入以MN为边界的匀强磁场中，磁场方向垂直线框平面向里，MN与水平方向成角，E、F分别为PS和PQ的中点。则（　　） A. 当E点经过边界MN时，感应电流最大 B. 当F点经过边界MN时，感应电流最大 C. 当Q点经过边界MN时，感应电流最大 D. 当R点经过边界MN时，感应电流最大 4. 一对平行金属板中存在匀强电场和匀强磁场，其中电场的方向与金属板垂直，磁场的方向与金属板平行且垂直纸面向里，如图所示，一质子（）以速度自O点沿中轴线射入，恰沿中轴线做匀速直线运动。下列粒子分别自O点沿中轴线射入，能够做匀速直线运动的是（所有粒子均不考虑重力的影响）（　　） A. 以速度射入的电子（） B. 以速度射入的核（） C. 以速度射入的粒子（） D. 以速度射入的正电子（） 5. 有一个1000匝的线圈，在0.4s内通过它的磁通量从0.01Wb均匀增加到0.09Wb，如果线圈的电阻是10Ω，把一个电阻为990Ω的电热器连接在它的两端，通过电热器的电流是（　　） A. 0.1A B. 0.2A C. 0.3A D. 0.4A 6. 如图所示，一长为L的导体棒ab在磁感应强度为B的匀强磁场中绕其b端以角速度在垂直于磁场的平面内匀速转动，则ab两端产生的感应电动势为（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，以A、B、C、D为顶点的长方形处于一平行板电容器（图中未画出）形成的匀强电场中，长方形所在平面与两平行板垂直，AB的长度为8cm，BC的长度为6cm，电容器正负极板的距离为30cm。A、B、C三点的电势分别为9V、25V、16V。则（　　） A. D点电势为18V B. D点电势为32V C. 两平行板间的电势差为75V D. 两平行板间的电势差为100V 8. 如图所示，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上，当开关闭合或断开瞬间，对于线圈P回路中电流表中感应电流的方向，下列说法正确的是（　　） A. 当闭合开关S的一瞬间，电流的方向是a→b B. 当闭合开关S的一瞬间，电流的方向是b→a C. 当断开开关S的一瞬间，电流的方向是a→b D. 当断开开关S的一瞬间，电流的方向是b→a 9. 如图所示，金属棒ab质量为m，通过电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面夹角为θ，ab静止于宽为L水平导轨上。下列说法正确的是（　　） A. 金属棒受到的安培力大小为F=BIL B. 金属棒受到摩擦力大小为f=BILcosθ C. 若只改变电流方向，金属棒对导轨的压力将增大 D. 若只增大磁感应强度B，金属棒对导轨的压力将增大 10. 小明家的“迷你”电饭锅有加热和保温两挡，工作电路如图所示，其中，电饭锅在保温状态下的电路总功率是加热状态下的，下列说法正确的是（　　） A. 开关S闭合时电饭锅处于保温状态，S断开时处于加热状态 B. 加热挡的功率为550W C. 电阻的阻值约为117.3Ω D. 电饭锅处于保温状态时电路中的电流为1.5A 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 电容器是一种重要的电学元件，在电工、电子技术中应用广泛。使用图甲所示电路观察电容器的充、放电过程。电路中的电流传感器（相当于电流表）与计算机相连，可以显示电路中电流随时间的变化关系。图甲中直流电源电动势，内阻忽略不计，实验前电容器不带电。先使S与“1”端相连给电容器充电，充电结束后，使S与“2”端相连，直至放电完毕。计算机记录的电流随时间变化的i-t曲线如图乙所示。 （1）乙图中阴影部分的面积______；（填“>”“<”或“=”） （2）计算机测得，则该电容器的电容为______F；（保留两位有效数字） （3）由甲、乙两图可判断阻值______。（填“>”“<”或“=”） 12. 一根细长均匀、内芯为绝缘材料的金属管线样品，横截面外缘为正方形，如图甲所示。此金属管线样品长约30cm、电阻约10Ω，已知这种金属的电阻率为，因管芯绝缘材料截面形状不规则，无法直接测量其横截面积。请你设计一个测量管芯截面积S的电学实验方案，现有如下器材可选： A.毫米刻度尺 B.螺旋测微器 C.电流表（量程0~3A，内阻约0.1Ω） D.电流表（量程0~600mA，内阻约为1.0Ω） E.电压表V（量程0~3V，内阻约为6kΩ） F.滑动变阻器（，允许通过的最大电流2A） G.滑动变阻器（，允许通过的最大电流0.5A） H.蓄电池E（电动势为6V，内阻约为0.05Ω） I.开关一个、带夹子的导线若干 （1）上述器材中，应该选用的电流表是______，滑动变阻器是______（均填写器材前字母代号）。 （2）若用螺旋测微器测得样品截面外缘正方形边长如图乙所示，则其值为______mm。 （3）要求尽可能测出多组数据，则在图丙、丁、戊、己中应选择的电路图是______。 （4）若样品截面外缘正方形边长为a、样品长为L、电流表示数为I、电压表示数为U，则计算内芯截面积的表达式为______。 13. 在如图甲所示的电路中，均为定值电阻，且，阻值未知，是一滑动变阻器，当其滑片P从最左端滑至最右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流的变化图线如图乙所示，其中A、B两点是滑片P在滑动变阻器的两个不同端点得到的。求： （1）电源的电动势和内阻； （2）定值电阻的阻值； （3）电源的最大输出功率。 14. 如图所示，两平行金属板A、B长，两板间距离，A板比B板电势高500V，一个不计重力带正电的粒子电荷量、质量，沿电场中心线RO垂直电场线飞入电场，初速度，粒子飞出平行板电场后，可进入界面MN和光屏PS间的无电场的真空区域，最后打在光屏PS上的D点（未画出）。已知界面MN与光屏PS相距12cm，O是中心线RO与光屏PS的交点。求： （1）粒子穿过界面MN时偏离中心线RO的距离； （2）粒子射出平行板电容器时的偏转角； （3）OD两点之间的距离。 15. 如图所示，一足够长的矩形区域abcd内存在一方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，在ad边中点O，沿垂直磁场方向射入一速度方向与ad边夹角、大小为（未知量）的带正电粒子，已知粒子质量为m，电荷量为q，ad边长为L，ab边足够长，粒子重力不计。求： （1）若粒子恰好不能从磁场下边界射出，求粒子的入射速度大小； （2）若粒子恰好不能从磁场上边界射出，求粒子的入射速度大小； （3）若带电粒子的速度大小可取任意值，求粒子在磁场中运动的最长时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年度上学期高二期末质量检测 物理试卷 本试卷共6页，15题。全卷满分100分。考试用时75分钟。 ★祝考试顺利★ 注意事项： 1.答题前，先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并认真核准准考证号条形码上的以上信息，将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。 4.考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 如图所示是描述甲、乙两个点电荷电场的部分电场线，下列说法正确的是（　　） A. 甲带负电，乙带正电 B. 甲的电荷量小于乙的电荷量 C. P点的电场强度大于Q点的电场强度 D. 在P点由静止释放一个带正电的粒子，仅在静电力的作用下，粒子会沿电场线运动到Q点 【答案】C 【解析】 【详解】AB．电场线从甲出发，部分终止于乙，所以甲带正电，乙带负电，且甲的电荷量大于乙的电荷量，故AB错误； C．由于P点处的电场线比Q点处密集，所以P点的电场强度大于Q点的电场强度，故C正确； D．由于P点和Q点在同一条电场线上且电场线为曲线，所以该粒子仅在静电力作用下不可能沿电场线运动，故D错误。 故选C。 2. 下列有关磁场的四个表述，说法正确的是（　　） A. 磁场是客观存在的一种物质，磁感线也是真实存在的 B. 磁场中的一小段通电导线在该处受力为零，此处磁感应强度B不一定为零 C. 由定义式可知，电流I越大，导线L越长，某点的磁感应强度B就越小 D. 在同一幅图中，磁感线越稀疏的位置，磁感应强度越大 【答案】B 【解析】 【详解】A．磁场是真实存在的，是看不见、摸不到的；磁感线不是真实存在的，是科学家为了研究方便假想出来的，故A错误； B．小段通电导线平行放在某处不受磁场力作用，则该处的磁感应强度不一定为零，故B正确； C．磁感应强度只是定义式，它的大小取决于场源以及磁场中的位置，与F、I、L以及通电导线在磁场中的取向无关，故C错误； D．磁感线的疏密程度反应磁感应强度的强弱，在同一幅图中，磁感线越稀疏的位置，磁感应强度越小，故D错误。 故选B。 3. 如图所示，PQRS为一正方形导线框，它以恒定速度向右进入以MN为边界的匀强磁场中，磁场方向垂直线框平面向里，MN与水平方向成角，E、F分别为PS和PQ的中点。则（　　） A. 当E点经过边界MN时，感应电流最大 B. 当F点经过边界MN时，感应电流最大 C. 当Q点经过边界MN时，感应电流最大 D. 当R点经过边界MN时，感应电流最大 【答案】D 【解析】 【详解】当R点经过边界MN时，切割磁感线的有效长度最大，感应电动势及感应电流达到最大。 故选D。 4. 一对平行金属板中存在匀强电场和匀强磁场，其中电场的方向与金属板垂直，磁场的方向与金属板平行且垂直纸面向里，如图所示，一质子（）以速度自O点沿中轴线射入，恰沿中轴线做匀速直线运动。下列粒子分别自O点沿中轴线射入，能够做匀速直线运动的是（所有粒子均不考虑重力的影响）（　　） A. 以速度射入的电子（） B. 以速度射入的核（） C. 以速度射入的粒子（） D. 以速度射入的正电子（） 【答案】A 【解析】 【详解】质子（）以速度自O点沿中轴线射入，恰沿中轴线做匀速直线运动，将受到向上的洛伦兹力和电场力，满足 解得 即质子速度满足速度选择器的条件；故速度为的粒子可以自O点沿中轴线射入，能够做匀速直线运动，故A符合题意。 故选A 5. 有一个1000匝的线圈，在0.4s内通过它的磁通量从0.01Wb均匀增加到0.09Wb，如果线圈的电阻是10Ω，把一个电阻为990Ω的电热器连接在它的两端，通过电热器的电流是（　　） A. 0.1A B. 0.2A C. 0.3A D. 0.4A 【答案】B 【解析】 【详解】根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势 根据欧姆定律 故B符合题意。 故选B。 6. 如图所示，一长为L的导体棒ab在磁感应强度为B的匀强磁场中绕其b端以角速度在垂直于磁场的平面内匀速转动，则ab两端产生的感应电动势为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】ab两端产生的感应电动势是 其中 解得 故选A。 7. 如图所示，以A、B、C、D为顶点的长方形处于一平行板电容器（图中未画出）形成的匀强电场中，长方形所在平面与两平行板垂直，AB的长度为8cm，BC的长度为6cm，电容器正负极板的距离为30cm。A、B、C三点的电势分别为9V、25V、16V。则（　　） A. D点电势为18V B. D点电势为32V C. 两平行板间的电势差为75V D. 两平行板间的电势差为100V 【答案】C 【解析】 【详解】AB．匀强电场中，平行等间距的两条线段对应的电势差相等，则有 解得 故AB错误； CD．令AB连线上O点的电势为16V，则有 解得 则OC连线为一条等势线，根据电场线垂直于等势线，由高电势点指向低电势点，作出电场方向如图所示 根据几何关系有 解得 则电场强度 结合上述解得 电容器正负极板的距离为30cm，则两平行板间的电势差为 故C正确，D错误。 故选C 8. 如图所示，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上，当开关闭合或断开瞬间，对于线圈P回路中的电流表中感应电流的方向，下列说法正确的是（　　） A. 当闭合开关S一瞬间，电流的方向是a→b B. 当闭合开关S的一瞬间，电流的方向是b→a C. 当断开开关S的一瞬间，电流的方向是a→b D. 当断开开关S的一瞬间，电流的方向是b→a 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．当合上开关S的一瞬间，线圈M产生磁场，穿过线圈P的磁通量向右从无到有增加，则线圈P里有感应电流，根据楞次定律“增反减同”可得，电流方向为，故A正确，B错误； CD．当断开开关S的一瞬间，线圈M产生的磁场消失，穿过线圈P的磁通量向右从有到无减小，则线圈P里有感应电流，根据楞次定律“增反减同”可得，电流方向为，故C错误，D正确。 故选AD。 9. 如图所示，金属棒ab质量为m，通过电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面夹角为θ，ab静止于宽为L水平导轨上。下列说法正确的是（　　） A. 金属棒受到的安培力大小为F=BIL B. 金属棒受到的摩擦力大小为f=BILcosθ C. 若只改变电流方向，金属棒对导轨的压力将增大 D. 若只增大磁感应强度B，金属棒对导轨的压力将增大 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由于磁场方向与电流方向垂直，则金属棒受到的安培力大小为 F=BIL A正确； B．根据左手定则，安培力方向斜向左上方，对金属棒分析如图所示 则有 f=BILsinθ B错误； C．根据上述有 若改变电流方向，对金属棒分析如图所示 则有 可知，若只改变电流方向，导轨对金属棒的支持力将增大，根据牛顿第三定律可知，若只改变电流方向，金属棒对导轨的压力将增大，C正确； D．根据上述有 可知，若只增大磁感应强度B，导轨对金属棒的支持力将减小，根据牛顿第三定律可知，若只增大磁感应强度B，金属棒对导轨的压力将减小，D错误。 故选AC。 10. 小明家的“迷你”电饭锅有加热和保温两挡，工作电路如图所示，其中，电饭锅在保温状态下的电路总功率是加热状态下的，下列说法正确的是（　　） A. 开关S闭合时电饭锅处于保温状态，S断开时处于加热状态 B. 加热挡的功率为550W C. 电阻的阻值约为117.3Ω D. 电饭锅处于保温状态时电路中的电流为1.5A 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由图可知，当开关S闭合时，电路中只有一个电阻；当开关S断开时，电路中与串联，此时电路中总电阻为 根据 可知，当开关S闭合时，电路中电阻较小，功率较大电饭锅处于加热状态；S断开时处于保温状态，故A错误； B．当开关S闭合时，加热挡的功率为 故B正确； C．电饭锅在保温状态下的电路总功率是加热状态下的，则 则 解得 故C正确； D．电饭锅处于保温状态时电路中的电流为 故D错误。 故选BC。 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 电容器是一种重要的电学元件，在电工、电子技术中应用广泛。使用图甲所示电路观察电容器的充、放电过程。电路中的电流传感器（相当于电流表）与计算机相连，可以显示电路中电流随时间的变化关系。图甲中直流电源电动势，内阻忽略不计，实验前电容器不带电。先使S与“1”端相连给电容器充电，充电结束后，使S与“2”端相连，直至放电完毕。计算机记录的电流随时间变化的i-t曲线如图乙所示。 （1）乙图中阴影部分的面积______；（填“>”“<”或“=”） （2）计算机测得，则该电容器的电容为______F；（保留两位有效数字） （3）由甲、乙两图可判断阻值______。（填“>”“<”或“=”） 【答案】（1）= （2） （3）> 【解析】 【小问1详解】 图乙中阴影面积代表充放电中电容器上的总电量，所以两者相等。 【小问2详解】 由阴影面积代表电容器上的电量得 则电容器的电容 【小问3详解】 由图乙可知充电瞬间电流大于放电瞬间电流，且充电瞬间电源电压与放电瞬间电容器两极板电压相等，由欧姆定律可知 解得 12. 一根细长均匀、内芯为绝缘材料的金属管线样品，横截面外缘为正方形，如图甲所示。此金属管线样品长约30cm、电阻约10Ω，已知这种金属的电阻率为，因管芯绝缘材料截面形状不规则，无法直接测量其横截面积。请你设计一个测量管芯截面积S的电学实验方案，现有如下器材可选： A.毫米刻度尺 B.螺旋测微器 C.电流表（量程0~3A，内阻约为0.1Ω） D.电流表（量程0~600mA，内阻约为1.0Ω） E.电压表V（量程0~3V，内阻约为6kΩ） F.滑动变阻器（，允许通过的最大电流2A） G.滑动变阻器（，允许通过的最大电流0.5A） H.蓄电池E（电动势为6V，内阻约为0.05Ω） I.开关一个、带夹子的导线若干 （1）上述器材中，应该选用的电流表是______，滑动变阻器是______（均填写器材前字母代号）。 （2）若用螺旋测微器测得样品截面外缘正方形边长如图乙所示，则其值为______mm。 （3）要求尽可能测出多组数据，则在图丙、丁、戊、己中应选择的电路图是______。 （4）若样品截面外缘正方形边长为a、样品长为L、电流表示数为I、电压表示数为U，则计算内芯截面积的表达式为______。 【答案】（1） ①. D ②. F （2） （3）戊 （4） 【解析】 【小问1详解】 [1]由题意可知，电源电动势为6V，而由于待测电阻约为，则电路中电流最大为 故不能选用最大量程为3A的电流表，故电流表只能选用，即电流表应该选D。 [2]由题意可知，电路应采用分压接法，故滑动变阻器应选用较小的电阻，故滑动变阻器选用F。 【小问2详解】 由图乙所示螺旋测微器可知，固定刻度示数为0.5mm，可动刻度为，故螺旋测微器的示数为 【小问3详解】 由题意可知，电路应采用分压接法，电压表内阻远大于金属管线的电阻，电流表应采用外接法，故选戊。 【小问4详解】 根据欧姆定律有 根据电阻定律有 故截面积为 故金属管线内芯截面积的表达式为 13. 在如图甲所示的电路中，均为定值电阻，且，阻值未知，是一滑动变阻器，当其滑片P从最左端滑至最右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流的变化图线如图乙所示，其中A、B两点是滑片P在滑动变阻器的两个不同端点得到的。求： （1）电源的电动势和内阻； （2）定值电阻的阻值； （3）电源的最大输出功率。 【答案】（1）, （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 电源的路端电压随电流的变化图线斜率大小等于电源的内阻，则有内阻 电源的电动势 结合图像中的数据， 代入解得 【小问2详解】 当滑片P滑到最右端时，被短路，外电路的电阻最小，电流最大。此时电压，电流，则定值电阻 【小问3详解】 电源的输出功率 故当时，电源的输出功率最大为 14. 如图所示，两平行金属板A、B长，两板间距离，A板比B板电势高500V，一个不计重力的带正电的粒子电荷量、质量，沿电场中心线RO垂直电场线飞入电场，初速度，粒子飞出平行板电场后，可进入界面MN和光屏PS间的无电场的真空区域，最后打在光屏PS上的D点（未画出）。已知界面MN与光屏PS相距12cm，O是中心线RO与光屏PS的交点。求： （1）粒子穿过界面MN时偏离中心线RO的距离； （2）粒子射出平行板电容器时的偏转角； （3）OD两点之间的距离。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 带电粒子垂直进入匀强电场后做类平抛运动，加速度为 水平方向有 竖直方向有， 联立解得 【小问2详解】 设粒子射出平行板电容器时偏转角为，则 解得 【小问3详解】 带电粒子在离开电场速度反向延长线交水平位移的中点，设两界面、相距为，由相似三角形得 解得 15. 如图所示，一足够长的矩形区域abcd内存在一方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，在ad边中点O，沿垂直磁场方向射入一速度方向与ad边夹角、大小为（未知量）的带正电粒子，已知粒子质量为m，电荷量为q，ad边长为L，ab边足够长，粒子重力不计。求： （1）若粒子恰好不能从磁场下边界射出，求粒子的入射速度大小； （2）若粒子恰好不能从磁场上边界射出，求粒子的入射速度大小； （3）若带电粒子的速度大小可取任意值，求粒子在磁场中运动的最长时间。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据题意，画出粒子的运动轨迹，如图所示 由几何关系可得 解得 又有 解得 【小问2详解】 根据题意，画出粒子的运动轨迹，如图所示 由几何关系可得， 解得 又有 解得 【小问3详解】 根据题意，由公式和 可知，粒子在磁场中经过的弧所对的圆心角越大，在磁场中运动的时间也越长。在磁场中运动的半径时，运动时间最长，则圆弧所对圆心角为 所以最长时间为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$