精品解析：广西北海中学2024-2025学年高二上学期期末学业水平测试物理试题

2024-2025学年广西北海中学高二物理期末学业水平测试试题 一、单选题（本题共6小题，每题4分，共24分） 1. 如图所示装置，从A板释放的一个无初速度电子向B板方向运动，下列电子的描述中错误的是（ ） A. 电子到达B板时的动能是eU B. 电子从B板到C板时动能变化为零 C. 电子到达D板时动能是3eU D. 电子在A板和D板之间往复运动 2. 关于元电荷的理解，下列说法正确的是（   ） A. 元电荷就是电子 B. 元电荷就是正电子 C. 元电荷就是质子 D. 元电荷是表示跟电子或质子所带电量数值相等的电荷量 3. 实验室用的小灯泡灯丝的I﹣U特性曲线可用以下哪个图象来表示（考虑灯丝的电阻随温度的升高而增大）（　　） A. B. C. D. 4. 温度不同的两块金属接触，达到热平衡后，下列物理量一定相同的是 A. 内能 B. 分子平均动能 C. 分子势能 D. 分子平均速率 5. 回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的装置，其核心部分是两个"D" 形金属盒，置于匀强磁场中，磁场方向与"D"形盒所在平面垂直，两盒分别与高频交流电源相连，带电粒子获得的最大动能与哪个因有关 A. 加速的次数 B. 交流电的频率 C. 加速电压 D. 匀强磁场的磁感应强度大小 6. 如图所示是一种转子和定子都有线圈的电动机原理图(转向器未画出)，在图示状态，线圈转动方向如图中箭头方向所示，则电源的正极应是(　　) A. a端 B. b端 C. a端或b端都可以 D. 无法判断 二、多选题（本题共4小题，每题5分，共20分） 7. 如图所示为理想变压器原线圈所接正弦交流电源两端的电压－时间图象．原、副线圈匝数比n1∶n2＝10∶1，串联在原线圈电路中交流电流表的示数为1A，则 ( ) A. 变压器原线圈所接交流电压的有效值为220V B. 变压器输出端所接电压表的示数为22V C. 变压器输出端交变电流的频率为50Hz D. 变压器的输出功率为220W 8. 关于物理学史和物理思想、方法，下列说法正确的是（ ） A. 库仑利用扭秤实验测定了元电荷的数值 B. 法拉第发现了电磁感应现象，并发明了人类历史上第一台感应发电机 C. 电场强度E＝、磁感应强度B＝都采用了比值定义法 D. 点电荷的建立采用了理想模型法，任何小带电体都可视为点电荷 9. 如图所示，一个质量m＝0.1g，电荷量q＝4×10－4C带正电的小环，套在足够长的绝缘直棒上，可以沿棒上下滑动．将棒置于正交的匀强电场和匀强磁场内，E＝10 N/C，B＝0.5 T．小环与棒之间的动摩擦因数μ＝0.2．取g＝10 m/s2，小环电荷量不变．小环从静止沿棒竖直下落，则( ) A. 小环的加速度一直减小 B. 小环的机械能一直减小 C. 小环的最大加速度为2 m/s2 D. 小环的最大速度为4 m/s 10. 如图为一种质谱仪示意图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成，若静电分析器通道中心线的半径为R，通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为E，磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外，一质量为m、电荷量为q的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器，由P点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的Q点，不计粒子重力，下列说法中正确的是 A. 极板M比极板N电势低 B. 加速电场的电压 C. 直径 D. 若一群粒子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，则该群粒子具有相同的比荷 三、实验题（本题共2小题，每题9分，共18分） 11. 如图所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率．先在平铺的白纸上放半圆形玻璃砖，用铅笔画出直径所在的位置MN、圆心O以及玻璃砖圆弧线（图中半圆实线）；再垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线，并让入射光线过圆心O；最后在玻璃砖圆弧线一侧垂直纸面插大头针P3，使P3挡住P1、P2的像．移走玻璃砖，作出与圆弧线对称的半圆虚线，过O点作垂直于MN的直线作为法线；连接OP2P1，交半圆虚线于B点，过B点作法线的垂线交法线于A点；连接OP3，交半圆实线于C点，过C点作法线的垂线交法线于D点． （1）测得AB的长度为l1，AO的长度为l2，CD的长度为l3，DO的长度为l4．计算玻璃砖折射率n的公式是n=__________（选用l1、l2、l3或l4表示）． （2）该同学在插大头针P3前，不小心将玻璃砖以O为轴顺时针转过一个小角度，该同学测得的玻璃砖折射率将__________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）． 12. 如图，某同学用伏安法测一个未知电阻的阻值，他仅将电压表接在b点，读得两表示数分别为U1=3.0V，I1=3.0mA，然后将电压表改接在a点，读得两表的示数分别为U2=2.9V，I2=4.0mA，由此可知电压表应接到_________点误差较小，测得的Rx的值为____________Ω。 四、计算题（本题共2小题，每题19分，共38分） 13. 如图所示，电源电动势有E=12V，内阻r=0.5Ω，“10V、20W”的灯泡L与直流电动机M并联在电源两极间，灯泡恰能正常发光，已知电动机线圈的电阻为RM=1Ω，求： （1）流过内阻的电流为多少？ （2）电动机的输出功率为多少？ （3）电源的效率为多少？ 14. 在密立根油滴实验中，测出某油滴所受的重力为1.8×10-9N，当电场强度为4.0×104 N/C时，油滴竖直向下做匀速直线运动，如图所示．求 （1）该油滴带何种性质的电荷？ （2）带电油滴所带电荷量是多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年广西北海中学高二物理期末学业水平测试试题 一、单选题（本题共6小题，每题4分，共24分） 1. 如图所示装置，从A板释放的一个无初速度电子向B板方向运动，下列电子的描述中错误的是（ ） A. 电子到达B板时的动能是eU B. 电子从B板到C板时动能变化为零 C. 电子到达D板时动能是3eU D. 电子在A板和D板之间往复运动 【答案】C 【解析】 【详解】A．释放出一个无初速度电荷量为e的电子，在电压为U电场中被加速运动，当出电场时，所获得的动能等于电场力做的功，即eU，故A正确，不符合题意； B．由图可知，BC间没有电压，则没有电场，所以电子在此处做匀速直线运动，则电子的动能不变。故B正确，不符合题意； C．电子以eU的动能进入CD电场中，在电场力的阻碍下，电子作减速运动，由于CD间的电压为2U，所以电子的速度减为零后，还没有到达D板，就开始反向运动。故C错误，符合题意； D．由上可知，电子将会在A板和D板之间加速、匀速再减速，回头加速、匀速再减速，这样往复运动，故D正确，不符合题意； 故选C。 2. 关于元电荷的理解，下列说法正确的是（   ） A. 元电荷就是电子 B. 元电荷就是正电子 C. 元电荷就是质子 D. 元电荷是表示跟电子或质子所带电量数值相等的电荷量 【答案】D 【解析】 【详解】元电荷是指最小的电荷量，是表示跟电子或质子所带电量数值相等的电量，物体所带的电量只能是元电荷的整数倍，元电荷不是电荷，不是指质子或者是电子； A．与分析不符，故A错误； B．与分析不符，故B错误； C．与分析不符，故C错误； D．与分析相符，故D正确； 故选D。 3. 实验室用的小灯泡灯丝的I﹣U特性曲线可用以下哪个图象来表示（考虑灯丝的电阻随温度的升高而增大）（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据可知，I-U图象的斜率大小表达电阻的倒数，因为灯丝的电阻随温度的升高而增大，因此I-U特性曲线是过原点的向电压轴倾斜的曲线，故A正确，BCD错误． 4. 温度不同的两块金属接触，达到热平衡后，下列物理量一定相同的是 A. 内能 B. 分子平均动能 C. 分子势能 D. 分子平均速率 【答案】B 【解析】 【详解】内能从微观的角度来看，是分子无规运动能量总和的统计平均值．在没有外场的情形下分子无规运动的能量包括分子的动能、分子间相互作用势能以及分子内部运动的能量．温度不同的两块金属接触，达到热平衡后，温度一定相同，分子平均动能一定相同，由于体积不一定相同，构成的分子或原子不一定相同，所以其他不一定相同．B正确 5. 回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的装置，其核心部分是两个"D" 形金属盒，置于匀强磁场中，磁场方向与"D"形盒所在平面垂直，两盒分别与高频交流电源相连，带电粒子获得的最大动能与哪个因有关 A. 加速的次数 B. 交流电的频率 C. 加速电压 D. 匀强磁场的磁感应强度大小 【答案】D 【解析】 【详解】根据洛伦兹力提供粒子圆周运动的向心力得： 最后粒子射出回旋加速器的速度为： 则最大动能为： 所以影响粒子获得的最大动能的因素有粒子比荷的大小，回旋加速器内磁感应强度的大小和回旋加速器的半径，故选D． 6. 如图所示是一种转子和定子都有线圈的电动机原理图(转向器未画出)，在图示状态，线圈转动方向如图中箭头方向所示，则电源的正极应是(　　) A. a端 B. b端 C. a端或b端都可以 D. 无法判断 【答案】C 【解析】 【详解】若a是电源的正极，则两个通电螺线管产生的磁场的方向是：N极向左，S极向右，线框所在磁场的区域的磁场方向向左；线框左侧的边电流的方向向里，由左手定则可知，该边受到的安培力向上，与题干中转动的方向相同；若b是电源的正极，则两个通电螺线管产生的磁场的方向是：S极向左，N极向右，线框所在磁场的区域的磁场方向向右；线框左侧的边电流的方向向外，由左手定则可知，该边受到的安培力向上，与题干中转动的方向相同。由分析可知，电源的正极是a端或b端都可以。 故选C。 二、多选题（本题共4小题，每题5分，共20分） 7. 如图所示为理想变压器原线圈所接正弦交流电源两端的电压－时间图象．原、副线圈匝数比n1∶n2＝10∶1，串联在原线圈电路中交流电流表的示数为1A，则 ( ) A. 变压器原线圈所接交流电压的有效值为220V B. 变压器输出端所接电压表的示数为22V C. 变压器输出端交变电流的频率为50Hz D. 变压器的输出功率为220W 【答案】AC 【解析】 【详解】由图象知交流电的电压最大值为220V，有效值为＝220V，故A正确；交流电压表测得电阻两端的电压为有效值，根据原副线圈电压比等于线圈匝数比可知：变压器输出端所接电压表的示数为，故B错误；由图象读出该交流电的周期为0.02s，根据频率与周期的关系可知：，变压器不改变频率，故C正确；变压器的输入功率为P=UI=220W，而输出功率等于输入功率，也为220W，故D错误； 故选AC． 【点睛】此题关键是掌握住理想变压器的电压、电流之间的关系，交流电的最大值和有效值之间的关系即可解决本题． 8. 关于物理学史和物理思想、方法，下列说法正确的是（ ） A. 库仑利用扭秤实验测定了元电荷的数值 B. 法拉第发现了电磁感应现象，并发明了人类历史上第一台感应发电机 C. 电场强度E＝、磁感应强度B＝都采用了比值定义法 D. 点电荷的建立采用了理想模型法，任何小带电体都可视为点电荷 【答案】BC 【解析】 【详解】A．密立根利用油滴实验测定了元电荷的数值，库仑利用库仑扭秤实验测定了静电力常量，A错误； B．法拉第发现了电磁感应现象，并发明了人类历史上第一台感应发电机，B正确； C．电场强度、磁感应强度都采用了比值定义法，C正确； D．点电荷的建立采用了理想模型法，当带电体的形状、体积和电荷量对所研究的问题影响可以忽略时，带电体才可以看成点电荷，D错误。 故选BC。 9. 如图所示，一个质量m＝0.1g，电荷量q＝4×10－4C带正电的小环，套在足够长的绝缘直棒上，可以沿棒上下滑动．将棒置于正交的匀强电场和匀强磁场内，E＝10 N/C，B＝0.5 T．小环与棒之间的动摩擦因数μ＝0.2．取g＝10 m/s2，小环电荷量不变．小环从静止沿棒竖直下落，则( ) A. 小环的加速度一直减小 B. 小环的机械能一直减小 C. 小环的最大加速度为2 m/s2 D. 小环的最大速度为4 m/s 【答案】BC 【解析】 【分析】对小环进行受力分析，再根据各力的变化，可以找出合力及加速度的变化；即可以找出小环最大速度及最大加速度的状态． 【详解】小环静止时只受电场力、重力及摩擦力，电场力水平向右，摩擦力竖直向上；开始时，小环的加速度应为，小环速度将增大，产生洛伦兹力，由左手定则可知，洛伦兹力向右，故水平方向合力将逐渐变大，摩擦力变大，故加速度减小；当摩擦力等于重力时，加速度为零，此时速度最大，则mg=μ(qvB+qE)，解得v=5m/s，以后圆环将以5m/s的最大速度做匀速运动，开始时的加速度最大，最大值为2m/s2，则C正确，AD错误；小环下落过程中，摩擦力一直做功，机械能减小，选项B正确；故选BC. 【点睛】本题要注意分析带电小环的运动过程，属于牛顿第二定律的动态应用与电磁场结合的题目，此类问题要求能准确找出物体的运动过程，并能分析各力的变化，对学生要求较高．同时注意因速度的变化，导致洛伦兹力变化，从而使合力发生变化，最终导致加速度发生变化． 10. 如图为一种质谱仪示意图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成，若静电分析器通道中心线的半径为R，通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为E，磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外，一质量为m、电荷量为q的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器，由P点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的Q点，不计粒子重力，下列说法中正确的是 A. 极板M比极板N电势低 B. 加速电场的电压 C. 直径 D. 若一群粒子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，则该群粒子具有相同的比荷 【答案】CD 【解析】 【详解】粒子经加速电场加速后进入静电分析器在电场力的作用下做匀速圆周运动，因此由电场力指向圆心可知粒子带正电，因此加速电场的场强方向由M指向N，所以M极板的电势高，故A错误；在加速电场由动能定理由，在分析器内做圆周运动，因此由，联立可得，故B错误；粒子进入磁场后再洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，由，可得，故C正确，通过C可以看出直径和粒子的比荷有关，因此通过胶片同一点的粒子比荷相同，故D正确． 三、实验题（本题共2小题，每题9分，共18分） 11. 如图所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率．先在平铺的白纸上放半圆形玻璃砖，用铅笔画出直径所在的位置MN、圆心O以及玻璃砖圆弧线（图中半圆实线）；再垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线，并让入射光线过圆心O；最后在玻璃砖圆弧线一侧垂直纸面插大头针P3，使P3挡住P1、P2的像．移走玻璃砖，作出与圆弧线对称的半圆虚线，过O点作垂直于MN的直线作为法线；连接OP2P1，交半圆虚线于B点，过B点作法线的垂线交法线于A点；连接OP3，交半圆实线于C点，过C点作法线的垂线交法线于D点． （1）测得AB的长度为l1，AO的长度为l2，CD的长度为l3，DO的长度为l4．计算玻璃砖折射率n的公式是n=__________（选用l1、l2、l3或l4表示）． （2）该同学在插大头针P3前，不小心将玻璃砖以O为轴顺时针转过一个小角度，该同学测得的玻璃砖折射率将__________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）． 【答案】 ①. （1）l1/l3 ②. （2）偏大 【解析】 【分析】用插针法测定半圆形玻璃砖折射率的原理是折射定律，利用几何知识得到入射角的正弦和折射角的正弦，推导出折射率的表达式，即可知道所要测量的量． 【详解】（1）设圆的半径为R，由几何知识得入射角的正弦为：sini=sin∠AOB=； 折射角的正弦为：sinr=sin∠DOC= 根据折射定律 （2）该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，折射光线将顺时针转动，而作图时其边界和法线不变，则入射角（玻璃砖中的角）不变，折射角（空气中的角）减小，由折射率公式可知，测得玻璃砖的折射率将偏大． 【点睛】本题采用单位圆法测量玻璃砖的折射率，是数学知识在物理实验中的运用，简单方便，分析误差关键分析入射角和折射角产生的误差，明确实验原理即可得出答案． 12. 如图，某同学用伏安法测一个未知电阻的阻值，他仅将电压表接在b点，读得两表示数分别为U1=3.0V，I1=3.0mA，然后将电压表改接在a点，读得两表的示数分别为U2=2.9V，I2=4.0mA，由此可知电压表应接到_________点误差较小，测得的Rx的值为____________Ω。 【答案】 ①. b ②. 1000 【解析】 【详解】[1]两种接法中两表示数变化分别为 则 显然，电流表示数变化较电压表示数变化明显，这说明电压表的分流作用较大，为了减小误差，应采用电流表内接法，即电压表接b点； [2]由欧姆定律可得 四、计算题（本题共2小题，每题19分，共38分） 13. 如图所示，电源电动势有E=12V，内阻r=0.5Ω，“10V、20W”的灯泡L与直流电动机M并联在电源两极间，灯泡恰能正常发光，已知电动机线圈的电阻为RM=1Ω，求： （1）流过内阻的电流为多少？ （2）电动机的输出功率为多少？ （3）电源的效率为多少？ 【答案】（1）4A （2）16W （3）83% 【解析】 【详解】(1)设流过灯泡的电流为IL，则 内阻r的电压 Ur=E-UL=12V-10V=2V 流过内阻的电流为 (2)设流过电动机的电流为IM， IM=I﹣IL=4A-2A=2 A 电动机的输入功率为 PM总=IMU=2×10=20W 电动机线圈的热功率为 PQ=I2MRM=22×1=4W 电动机输出功率为： PM出=PM总-PQ=20W-4W=16W (3)电源的总功率为 P总=IE=4×12W=48W 电源的效率为 【点睛】电功、电功率；闭合电路的欧姆定律． 14. 在密立根油滴实验中，测出某油滴所受的重力为1.8×10-9N，当电场强度为4.0×104 N/C时，油滴竖直向下做匀速直线运动，如图所示．求 （1）该油滴带何种性质的电荷？ （2）带电油滴所带电荷量是多少？ 【答案】（1）带负电；（2）4.5×10-14C 【解析】 【详解】（1）该油滴竖直向下做匀速直线运动，受重力和向上的电场力，二力平衡，因上极板带正电，可知油滴带负电； （2）根据平衡条件，有：mg=F=qE      所以： 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $