精品解析：福建省莆田市第十五中学2024-2025学年高二上学期期末考试物理试题

莆田第十五中学2024-2025上学期高二期末测试卷 物理试题 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用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．回答非选择题时，将答案写在答题卡上．写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中只有一项是符合题目要求的。 1. 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. 法拉第发现了电流的磁效应现象 C. 由电场强度可知，电场强度E与电荷量q成反比 D. 电动势越大，说明电源把其它形式的能转化为电能的本领越强 2. 下列各图的线圈中能产生感应电流的是（　　） A. B. C. D. 3. 如图为电容式话筒的原理图，为电源，为电阻，薄片P和Q为电容器两金属极板，人对着P说话，P振动而Q不动，在P、Q间距离减小的过程中（　　） A. 中有从N流向M的电流 B. 中有从M流向N的电流 C. 电容器的电容不变 D. Q极板的带电量变小 4. 如图所示，真空中固定两个等量同种点电荷，为两电荷连线的中点，直线是两电荷连线的中垂线，、是两电荷连线上关于对称的两个点，、是直线上关于对称的两个点。下列说法正确的是（　　） A. 、两点的场强相同，将一质子沿两电荷连线由移动到，其所受静电力先减小后增大 B. 、两点的场强不同，将一质子沿两电荷连线由移动到，其电势能先减小后增大 C. 、两点的场强不同，将一电子沿直线由移动到，其所受静电力先增大后减小 D. c，d两点的场强相同，将一电子沿直线由移动到，其电势能先减小后增大 二、双项选择题．本题共4小题，每小题6分，共24分．每小题有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 5. 如图所示，在直线MN上有一个点电荷，A、B是直线MN上的两点，间距为L，A、B两点场强大小分别为E和，方向沿直线MN向左，则（　　） A. 该点电荷一定是正电荷 B. 该点电荷一定是负电荷 C. 该点电荷一定距在A点的右侧处 D. 该点电荷一定在距A点的左侧L处 6. 扫地机器人是智能家用电器的一种，能凭借一定的人工智能，自动在房间内完成地板清理工作。若机器人直流电动机的额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为r，当它正常工作时，下列说法正确的是（　　） A. 电动机的电流 B. 电动机消耗的电功率 C. 电动机输出的机械功率为 D. 电动机产生的热量 7. 如图所示电路，电源内阻不可忽略，电压表、电流表为理想电表，开关S闭合后，在滑动变阻器R的滑动端向左滑动的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 电压表的示数减小 B. 电流表的示数减小 C. 电源的输出功率减小 D. 电源的效率增大 8. 空间存在一沿x轴方向的静电场，质子由原点O点开始仅在电场力的作用下沿x轴的正方向运动，该过程中质子的电势能关于位移x的变化规律如图所示。其中图线为顶点在的开口向上的抛物线，以后的图线为倾斜的直线。下列说法正确的是（　　） A. O位置和位置的电场强度方向相同 B. 图中处的电势最低，处的电势最高 C. 段质子做匀变速直线运动 D. 在段该电场沿x轴的正方向 三、填空题（本题共3小题，每空1分，共9分。） 9. 某静电除尘器的除尘原理示意图如图所示，一带正电的金属板和一个带负电的放电极形成电场，它们之间的电场线分布如图所示，虚线为一带电烟尘颗粒的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，不计烟尘颗粒的重力。由电场的分布特点可知，a点电场强度_________b点电场强度（填“大于”“小于”或“等于”）；根据烟尘颗粒的运动轨迹，判断该颗粒是_________（填“正电荷”“负电荷”或“不带电”），在a点烟尘颗粒的动能_________在b点烟尘颗粒的动能（填“大于”“小于”或“等于”）。 10. 用某合金制成的甲、乙两根电阻丝的粗细相同，长度不同，其横截面积为，乙电阻丝的长度为，甲、乙电阻的图像如图所示，则电阻大的电阻丝为_________（填“甲”或“乙”），甲电阻丝的长度为_________，该合金的电阻率为_________。 11. 如图所示，MN是矩形导线框的对称轴，其左侧有垂直于纸面向外的匀强磁场，已知磁感应强度为B，，。则此时导线框的磁通量为________，当导线框绕bc转过，导线框磁通量为________，这个过程导线框的磁通量变化量为________。 四、实验题（12题每空2分，共6分；13题每空2分，共6分，两题共12分） 12. 某同学在测量金属丝（阻值约为）电阻率的实验中，主要器材如下： A．电压表（量程，内阻约为） B．电流表A（量程，内阻约为） C．滑动变阻器（，） D．干电池两节 （1）先用螺旋测微器测量该金属丝直径，如图甲所示，读数为______________； （2）为了精确测量金属丝的电阻率，请将图乙中的实物连线补充完整______； （3）某次实验测得接入电路的金属丝长度为、直径为、电压表读数和电流表读数，可得金属丝电阻率______________（用题中测得的物理量符号表示）。 13. 某同学想通过一个多用电表中的欧姆挡，直接去测量某电压表（量程为10V）的内阻（大约为几十千欧），该多用电表刻度盘上读出电阻刻度中间值为15，欧姆挡的选择开关拨至___________挡（选填×10，×100，×1k），先将红、黑表笔短接调零后，选用图甲中___________方式连接（选填A或B）。 在实验中，某同学读出如图乙（a）所示欧姆表的读数为___________，这时图乙（b）所示电压表的读数为___________V。 五、解答题（本题共3小题，共39分。） 14. 如图所示的电路中，电源电动势，内阻，电灯L上标有“6V，12W”字样，直流电动机M线圈电阻。接通电源后，电灯恰能正常发光。求： （1）通过电灯的电流I； （2）电动机两端的电压； （3）电动机输出的机械功率。 15. 如图所示，长的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中的A点，此时绳与竖直方向的夹角。已知小球所带电荷量，匀强电场的场强大小，重力加速度，，。求： （1）小球所受电场力F的大小； （2）小球的质量m； （3）将小球从最低点O静止释放，小球回到A点时轻绳对小球的拉力大小， 16. 在现代科学实验和技术设备中，常常利用电场来控制带电粒子的运动。如图所示，一电荷量为q、质量为m的带正电粒子从靠近加速器正极板M中心处由静止释放，并从负极板N上的小孔射出；接着该粒子沿水平放置的两平行金属板P、Q间中线水平向右射入两板间，恰好从金属板Q边缘的A点飞出电场。已知加速器两极板间的电势差为，金属板P、Q的长度是板间距离的1倍，不计粒子的重力。求： （1）粒子射出极板N的速度大小。 （2）金属板P、Q间的电势差U。 （3）粒子到达A点时速度v的大小和方向。 （4）仅改变大小，粒子从金属板P、Q间飞出电场时沿电场方向的位移是之前的二分之一，求改变后的大小U′。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 莆田第十五中学2024-2025上学期高二期末测试卷 物理试题 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用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．回答非选择题时，将答案写在答题卡上．写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中只有一项是符合题目要求的。 1. 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. 法拉第发现了电流的磁效应现象 C. 由电场强度可知，电场强度E与电荷量q成反比 D. 电动势越大，说明电源把其它形式的能转化为电能的本领越强 【答案】D 【解析】 【详解】A．库仑利用扭秤实验得到了两点电荷之间的静电力与距离平方成反比的规律，密立根利用油滴实验测定了元电荷的数值，故A错误； B．法拉第发现了电磁感应现象，奥斯特发现了电流的磁效应，故B错误； C．公式为电场强度的定义式，电场的电场强度与用来定义它的物理量无关，只与电场本身的性质有关，故C错误； D．电动势越大，说明电源把其它形式的能转化为电能的本领越强，故D正确。 故选D。 2. 下列各图的线圈中能产生感应电流的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．该图线圈不闭合，不能产生感应电流，故A错误； B．该图中穿过线圈的磁通量不发生变化，闭合回路不会产生感应电流，故B错误； C．该图中直线电流产生的磁场在下面的圆形线圈中的磁通量为零，增大直线电流时，穿过线圈的磁通量总为零不变，则线圈中不会产生感应电流，故C错误； D．该图中两金属棒以方向不同的速度向相反方向运动，则穿过回路的磁通量会发生变化，闭合回路会产生感应电流，故D正确。 故选D。 3. 如图为电容式话筒的原理图，为电源，为电阻，薄片P和Q为电容器两金属极板，人对着P说话，P振动而Q不动，在P、Q间距离减小的过程中（　　） A. 中有从N流向M的电流 B. 中有从M流向N的电流 C. 电容器的电容不变 D. Q极板的带电量变小 【答案】A 【解析】 【详解】在P、Q间距离减小的过程中，根据 可知电容器的电容增大；根据 由于电压保持不变，则电容器极板所带的电荷量增大，电容器充电，中有从N流向M的电流。 故选A。 4. 如图所示，真空中固定两个等量同种点电荷，为两电荷连线的中点，直线是两电荷连线的中垂线，、是两电荷连线上关于对称的两个点，、是直线上关于对称的两个点。下列说法正确的是（　　） A. 、两点的场强相同，将一质子沿两电荷连线由移动到，其所受静电力先减小后增大 B. 、两点的场强不同，将一质子沿两电荷连线由移动到，其电势能先减小后增大 C. 、两点的场强不同，将一电子沿直线由移动到，其所受静电力先增大后减小 D. c，d两点的场强相同，将一电子沿直线由移动到，其电势能先减小后增大 【答案】B 【解析】 【详解】AB．根据电场的叠加原理可知，、两点的电场强度大小相等方向相反，因此两点的电场强度不同，质子从a到b的过程中，由于O点的场强为零，质子受到的静电力先减小后增大，静电力先做正功，后做负功，电势能先减小后增大，A错误，B正确； CD．同理可知，、两点的场强不同，设点电荷在c点的场强大小为与MN的夹角为，则合场强 将一电子沿直线由移动到，电子从c到O的过程中，离场源电荷越来越近，E逐渐增大，与MN的夹角逐渐增大，则逐渐减小，故电子受到的电场力可能一直减小，也可能先增大再减小；从c到O的过程中，电场力做正功，电势能减小，O到d的过程中，电场力做负功，电势能增大，故从c到d的过程中，电子的电势能先减小后增大，CD错误。 故选B。 二、双项选择题．本题共4小题，每小题6分，共24分．每小题有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 5. 如图所示，在直线MN上有一个点电荷，A、B是直线MN上的两点，间距为L，A、B两点场强大小分别为E和，方向沿直线MN向左，则（　　） A. 该点电荷一定是正电荷 B. 该点电荷一定是负电荷 C. 该点电荷一定距在A点的右侧处 D. 该点电荷一定在距A点的左侧L处 【答案】AC 【解析】 【详解】因为场强方向沿直线MN向左，且B点场强较大，可知点电荷一定是正电荷且在B点右侧位置，设距离A点x位置，则根据 解得 故选AC。 6. 扫地机器人是智能家用电器的一种，能凭借一定的人工智能，自动在房间内完成地板清理工作。若机器人直流电动机的额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为r，当它正常工作时，下列说法正确的是（　　） A. 电动机的电流 B. 电动机消耗的电功率 C. 电动机输出的机械功率为 D. 电动机产生的热量 【答案】BC 【解析】 【详解】AC．电动机是非纯电阻，根据能量守恒有 即 明显 得 电动机输出的机械功率为 故A错误，C正确； B．经过时间t，电动机消耗的电能为 电动机消耗的电功率为 故B正确； D．经过时间t，电动机产生的热量为 故D错误。 故选BC。 7. 如图所示电路，电源内阻不可忽略，电压表、电流表为理想电表，开关S闭合后，在滑动变阻器R的滑动端向左滑动的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 电压表的示数减小 B. 电流表的示数减小 C. 电源的输出功率减小 D. 电源的效率增大 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．滑动变阻器R的滑动端向左滑动的过程中，外电路电阻增加，整个回路总电阻增加，总的电流强度减小，电流表的示数减小；内电压降低，路端电压升高，电压表的示数增加，A错误，B正确； C．当内电阻等于外电阻时，电源的输出功率最大，由于没给出内电阻与外电阻之间的关系，因此无法判断电源输出功率的变化情况，C错误； D．电源的效率 当外电阻增加时，电源的效率增加，D正确。 故选BD。 8. 空间存在一沿x轴方向的静电场，质子由原点O点开始仅在电场力的作用下沿x轴的正方向运动，该过程中质子的电势能关于位移x的变化规律如图所示。其中图线为顶点在的开口向上的抛物线，以后的图线为倾斜的直线。下列说法正确的是（　　） A. O位置和位置的电场强度方向相同 B. 图中处的电势最低，处的电势最高 C. 段质子做匀变速直线运动 D. 在段该电场沿x轴的正方向 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据 可知，图像的切线斜率的绝对值等于，由题图可知处切线斜率为零，故处电场强度最小且为零，O位置和位置关于位置对称，则O位置和位置的电场强度大小相等，方向相反，故A错误； B．根据 由于质子带正电，可知质子所在位置电势能越大，电势越高，则图中处的电势最低，处的电势最高，故B正确； C．段图像的斜率不变，则质子所受的电场力不变，质子的加速度不变，则该过程质子做匀变速直线运动，故C正确； D．根据沿电场方向电势降低，可知左侧的电场沿x轴的正方向，右侧的电场沿x轴的负方向，故D错误。 故选BC。 三、填空题（本题共3小题，每空1分，共9分。） 9. 某静电除尘器的除尘原理示意图如图所示，一带正电的金属板和一个带负电的放电极形成电场，它们之间的电场线分布如图所示，虚线为一带电烟尘颗粒的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，不计烟尘颗粒的重力。由电场的分布特点可知，a点电场强度_________b点电场强度（填“大于”“小于”或“等于”）；根据烟尘颗粒的运动轨迹，判断该颗粒是_________（填“正电荷”“负电荷”或“不带电”），在a点烟尘颗粒的动能_________在b点烟尘颗粒的动能（填“大于”“小于”或“等于”）。 【答案】 ①. 大于 ②. 负电荷 ③. 小于 【解析】 【详解】[1]由电场的分布特点可知，a点电场线较b点密集，可知a点的电场强度大于b点电场强度； [2][3]根据烟尘颗粒的运动轨迹，粒子受电场力大致向上，可知该颗粒是负电荷，从a到b电场力做正功，动能增加，则粒子在a点烟尘颗粒的动能小于在b点烟尘颗粒的动能。 10. 用某合金制成的甲、乙两根电阻丝的粗细相同，长度不同，其横截面积为，乙电阻丝的长度为，甲、乙电阻的图像如图所示，则电阻大的电阻丝为_________（填“甲”或“乙”），甲电阻丝的长度为_________，该合金的电阻率为_________。 【答案】 ①. 乙 ②. 16 ③. 【解析】 【详解】[1]根据 可知I-U图像的斜率的倒数等于电阻，可知电阻大的电阻丝为乙； [2]因 根据 而 可得甲电阻丝的长度为 [3]根据 R甲=8Ω 该合金的电阻率为 11. 如图所示，MN是矩形导线框的对称轴，其左侧有垂直于纸面向外的匀强磁场，已知磁感应强度为B，，。则此时导线框的磁通量为________，当导线框绕bc转过，导线框磁通量为________，这个过程导线框的磁通量变化量为________。 【答案】 ①. ②. 0 ③. 【解析】 【详解】[1]开始时，线框平面与磁场方向垂直，则穿过线框的磁通量为 [2]当导线框绕bc转过，线框平面与磁场方向平行，导线框磁通量为 [3]转动过程导线框的磁通量变化量为 四、实验题（12题每空2分，共6分；13题每空2分，共6分，两题共12分） 12. 某同学在测量金属丝（阻值约为）电阻率的实验中，主要器材如下： A．电压表（量程，内阻约为） B．电流表A（量程，内阻约为） C．滑动变阻器（，） D．干电池两节 （1）先用螺旋测微器测量该金属丝直径，如图甲所示，读数为______________； （2）为了精确测量金属丝的电阻率，请将图乙中的实物连线补充完整______； （3）某次实验测得接入电路的金属丝长度为、直径为、电压表读数和电流表读数，可得金属丝电阻率______________（用题中测得的物理量符号表示）。 【答案】 ①. 1.729##1.730##1.731 ②. ③. 【解析】 【详解】（1）[1]螺旋测微器的精确值为，由图甲可知该金属丝直径为 （2）[2]由于两节干电池的电动势约为，若滑动变阻器采用分压接法，由于 可知电流大于滑动变阻器的额定电流，则滑动变阻器应采用限流接法；由于待测金属丝阻值约为，远小于电压表内阻，则电流表采用外接法，电路图如图所示 （3）[3]根据电阻定律可得 又 ， 联立可得金属丝电阻率为 13. 某同学想通过一个多用电表中的欧姆挡，直接去测量某电压表（量程为10V）的内阻（大约为几十千欧），该多用电表刻度盘上读出电阻刻度中间值为15，欧姆挡的选择开关拨至___________挡（选填×10，×100，×1k），先将红、黑表笔短接调零后，选用图甲中___________方式连接（选填A或B）。 在实验中，某同学读出如图乙（a）所示欧姆表的读数为___________，这时图乙（b）所示电压表的读数为___________V。 【答案】 ①. ×1k ②. A ③. ④. 5.0 【解析】 【详解】[1][2]当欧姆表的指针指在中间位置附近时，测量值较为准确，根据读数为：示数×倍率=读数知，选择×1K的挡较好；欧姆表的正极插孔与内部电源的负极相连，与电压表构成一闭合回路，电流从负极流出，进入电压表的正极，所以选择图A正确； [3][4]欧姆表的读数为：40×1K=40kΩ；电压表的读数为5.0V。 五、解答题（本题共3小题，共39分。） 14. 如图所示的电路中，电源电动势，内阻，电灯L上标有“6V，12W”字样，直流电动机M线圈电阻。接通电源后，电灯恰能正常发光。求： （1）通过电灯的电流I； （2）电动机两端的电压； （3）电动机输出的机械功率。 【答案】（1）2A；（2）28V；（3）48W 【解析】 【详解】（1）流过电灯的电流 （2）电动机两端的电压 （3）电动机的输出功率 15. 如图所示，长的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中的A点，此时绳与竖直方向的夹角。已知小球所带电荷量，匀强电场的场强大小，重力加速度，，。求： （1）小球所受电场力F的大小； （2）小球的质量m； （3）将小球从最低点O静止释放，小球回到A点时轻绳对小球的拉力大小， 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据题意，由公式可得，小球所受电场力F的大小为 （2）根据题意，对小球受力分析，由平衡条件得 解得 （3）根据题意，从到过程中，由动能定理有 在A点，由牛顿第二定律有 联立解得 16. 在现代科学实验和技术设备中，常常利用电场来控制带电粒子的运动。如图所示，一电荷量为q、质量为m的带正电粒子从靠近加速器正极板M中心处由静止释放，并从负极板N上的小孔射出；接着该粒子沿水平放置的两平行金属板P、Q间中线水平向右射入两板间，恰好从金属板Q边缘的A点飞出电场。已知加速器两极板间的电势差为，金属板P、Q的长度是板间距离的1倍，不计粒子的重力。求： （1）粒子射出极板N的速度大小。 （2）金属板P、Q间的电势差U。 （3）粒子到达A点时速度v的大小和方向。 （4）仅改变大小，粒子从金属板P、Q间飞出电场时沿电场方向的位移是之前的二分之一，求改变后的大小U′。 【答案】（1）；（2）；（3），与水平方向成45°；（4） 【解析】 【详解】（1）粒子从极板M加速运动到极板N过程，由动能定理可得 解得 （2）设金属板P、Q的板间距离为d，则金属板的长度为d，带电粒子在金属板P、Q间做类平抛运动，两板间的电场强度为 根据牛顿第二定律得 设粒子在两金属板间的运动时间为t，根据类平抛运动的运动规律，水平方向得 竖直方向得 联立解得 （3）设粒子出电场时速度与水平方向夹角为，根据平抛运动的推论，速度偏转角的正切值为位移偏转角正切值的二倍，有 解得 粒子到达A点时的速度大小为 联立解得 （4）当金属板MN间的电压减小后，由动能定理有 在水平方向有 在竖直方向有 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $