精品解析：黑龙江省绥化市哈尔滨师范大学青冈实验中学2024-2025学年高二上学期期末考试物理试卷

哈师大青冈实验中学2024—2025学年度高二上学期期末考试 物理试题 一、选择题（1-10题单选，每题4分，11-14题多选，每题4分，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. 最先建立完整的电磁场理论并预言电磁波存在的科学家、以及首先捕捉到电磁波的科学家分别是（　　） A. 麦克斯韦，赫兹 B. 爱因斯坦，法拉第 C. 赫兹，麦克斯韦 D. 法拉第，麦克斯韦 2. 假设一次闪电流动的电荷量约为800C，持续的时间大约是0.004s，则形成的平均电流约为（　　） A. B. C. D. 3. 体操运动员在落地时总要屈腿，这样做的效果是（ ） A. 屈腿可以减少人落地时的动量变化量 B. 屈腿可以减少人落地过程中重力的冲量 C. 屈腿可以减小地面对人的作用力 D. 减小人的动能变化量 4. 如图所示为LC振荡电路中电容器极板上的电荷量q随时间t变化的曲线，由图可知（　　） A. 在时刻，电路中的磁场能最大 B. 在时间内，电路中的电流值不断变小 C. 在时间内，电容器正在放电 D. 在时刻，电容器中的电场能最小 5. 如图所示，A、B为两个完全相同的灯泡，当S闭合时，下列说法正确的是（　　） A. A比B先亮 B. B比A先亮 C. A、B一起亮 D. 无法判断哪个灯泡先亮 6. 下图所示的四种磁场中，能产生恒定的感生电场的是（ ） A. B. C. D. 7. 如图所示，通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面，第一次将金属框由Ⅱ平移到Ⅰ，第二次将金属框绕cd边翻转到Ⅰ，设先后两次通过金属框的磁通量变化分别为和，则（　　） A. B. C. D. 不能判断 8. 如图所示，平静湖面上静止的小船的船头直立一垂钓者，距离船头右侧d处有一株荷花，当此人沿直线走到船尾时，船头恰好到达荷花处。若已知人的质量为m，船长为L，不计水的阻力，则船的质量为（　　） A. B. C. D. 9. 如图所示，光滑水平面上有竖直向下的有界匀强磁场，正方形线框abcd以与ab垂直的速度v0向右运动，一段时间后进入磁场，磁场宽度大于线框宽度。ab边刚进入磁场时的速度为v0。整个过程中ab、cd边始终与磁场边界平行。若线框进入磁场过程中通过线框的电荷量为q，线框中产生的焦耳热为Q，则线框穿出磁场过程中（　　） A. 通过线框的电荷量为 B. 通过线框的电荷量为 C. 线框中产生的焦耳热为 D. 线框中产生的焦耳热为 10. 在图乙的电路中，通入如图甲所示的交变电流，此交变电流的每个周期内，前三分之一个周期电压按正弦规律变化。已知电阻R的阻值为12Ω，电表均为理想电表。下列判断正确的是（　　） A. 电压表的示数为6V B. 该交变电流的有效值为 C. 电阻R一个周期内产生的热量一定大于9J D. 电流表的示数为0.6A 11. 一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图所示．则下列说法中正确的是（ ） A. 时刻，线圈处在中性面 B. 时刻，的变化率为0 C. 时刻，感应电动势为0 D. 从时间内，线圈转过的角度是 12. 如图所示的图像中，直线a、b分别为电阻、的伏安特性曲线，直线c为某一电源的路端电压随电流变化的关系图线，若将两个电阻分别单独接到这个电源上组成闭合电路，则（ ） A. 两个电阻、的阻值之比为2∶1 B. 在这两种连接状态下，电源内阻的发热功率之比是1∶2 C. 在这两种连接状态下，电源的输出功率之比是1∶1 D. 在这两种连接状态下，电源的效率之比为2∶1 13. 目前困扰5G发展的大难题之一是供电，5G基站系统功耗大，信号覆盖半径小。如图所示，电压为100 kV的主供电线路为某5G基站供电，基站用电器总功率为4 kW，线路电阻为40 Ω，线路损耗功率占总功率的20%（变压器均视为理想变压器），则（　　） A. 输电线路中的电流为5 A B. 输电线路中的电流为2500 A C. 高压变压器原、副线圈的匝数比为50∶1 D. 高压变压器原、副线圈的匝数比为100∶1 14. 洛伦兹力在现代科学技术中有着广泛的应用，如图为磁场中常见的4种仪器，都利用了洛伦兹力对带电粒子的作用，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中，若仅增大加速电压，粒子离开加速器时的动能不变 B. 乙图中，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越大 C. 丙图中，A极板是磁流体发电机的正极 D. 丁图中，带负电的粒子从左侧射入，若速度，将向下极板偏转 二、实验题。（14分） 15. 如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置。 （1）将图中所缺少的导线补接完整______。 （2）如果在闭合开关时发现灵敏电流计指针向右偏了一下，那么合上开关后， ①将线圈迅速插入B线圈时，灵敏电流计指针将__________（选填“向左偏”或“向右偏”）； ②线圈插入B线圈后，将滑动变阻器的阻值调大时，灵敏电流计指针将__________（选填“向左偏”或“向右偏”）。 （3）如果B线圈两端不接任何元件，则B线圈电路中将（　　） A. 因电路不闭合，无电磁感应现象 B. 有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势 C. 不能用楞次定律判断感应电动势方向 D. 可以用楞次定律判断感应电动势方向 16. 某兴趣小组利用铜片、锌片和橘子制作了水果电池，并用数字电压表（可视为理想电压表）和电阻箱测量水果电池的电动势E和内阻r，实验电路如图1所示。连接电路后，闭合开关S，多次调节电阻箱的阻值R，记录电压表的读数U，绘出图像，如图2所示，可得：该电池的电动势E = _____V，内阻r = _____kΩ。（结果保留两位有效数字） 三、解答题（30分） 17. 如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度L＝0.4m，一端连接R＝1Ω的电阻。导线所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B＝1T。导体棒MN放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。在平行于导轨的拉力F作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度v＝5m/s。求： （1）感应电动势E和感应电流I的大小； （2）拉力F的大小。 18. 如图所示，一水平轻弹簧右端固定在光滑水平面右侧的竖直墙壁上，质量为的物块静止在水平面上的点，质量为的小球用长的轻绳悬挂在点正上方的点。现将小球拉至轻绳与竖直方向成角位置，静止释放。小球到达最低点时恰好与物块发生弹性正碰。碰后小球被弹回，物块向右运动并压缩弹簧。设小球与物块只碰撞一次，不计空气阻力，物块和小球均可视为质点，重力加速度取。求： （1）小球第一次摆到最低点与物块碰撞前瞬间速度的大小； （2）弹簧的最大弹性势能。 19. 如图所示的xOy平面内，x轴上方存在平行于y轴向下的匀强电场，x轴下方存在垂直xOy平面向外的匀强磁场，在y轴上坐标为L处的P点有一质量为m、电荷量为q（q>0）的带电粒子，以v0的速度平行x轴进入电场中，并从x轴上的M点（图中未标出）以与x轴成60°角方向首次进入磁场中，粒子在磁场中做匀速圆周运动，随后从x轴上的N点（图中未标出）首次离开磁场，且恰能回到P点，不计粒子重力，求： （1）匀强电场的场强大小； （2）匀强磁场的磁感应强度大小B； （3）若改变磁感应强度的大小，粒子经多次进出磁场之后能再次经过M点，求磁感应强度可能的值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 哈师大青冈实验中学2024—2025学年度高二上学期期末考试 物理试题 一、选择题（1-10题单选，每题4分，11-14题多选，每题4分，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. 最先建立完整的电磁场理论并预言电磁波存在的科学家、以及首先捕捉到电磁波的科学家分别是（　　） A. 麦克斯韦，赫兹 B. 爱因斯坦，法拉第 C. 赫兹，麦克斯韦 D. 法拉第，麦克斯韦 【答案】A 【解析】 【详解】建立完整的电磁场理论并首先预言电磁波存在的科学家是麦克斯韦，而首先证实电磁波存在的科学家是赫兹，故A正确，BCD错误。 故选A。 2. 假设一次闪电流动的电荷量约为800C，持续的时间大约是0.004s，则形成的平均电流约为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由电流的定义式 可得 故选B。 3. 体操运动员在落地时总要屈腿，这样做的效果是（ ） A. 屈腿可以减少人落地时的动量变化量 B. 屈腿可以减少人落地过程中重力的冲量 C. 屈腿可以减小地面对人的作用力 D. 减小人的动能变化量 【答案】C 【解析】 【详解】AC．运动员落地后动量变化量一定，根据动量定理可知地面对运动员的冲量一定，屈腿的作用是延长运动员落地过程的时间，从而减小地面对人的作用力，故A错误，C正确； C．根据可知，落地时间增加，所以重力的冲量增加，故B错误； D．屈腿作用不改变前后的人的动能，所以人的动能变化量不改变，故D错误。 故选C。 4. 如图所示为LC振荡电路中电容器极板上的电荷量q随时间t变化的曲线，由图可知（　　） A. 在时刻，电路中的磁场能最大 B. 在时间内，电路中的电流值不断变小 C. 在时间内，电容器正在放电 D. 在时刻，电容器中的电场能最小 【答案】D 【解析】 【详解】A．在时刻，电容器极板上电荷量q为最大值，两板间电场能最大，线圈中磁场能最小，故A错误； B．在时间内，电容器极板上电荷量q从正的峰值降为零，电场能正在不断地转变为磁场能，电路中的电流不断增大，故B错误； C．在时间内，电容器极板上电荷量q又不断增大，表明电容器正在反向充电，故C错误； D．在时刻，电容器放电结束，极板上电荷量为零，电场能也为零，已全部转化为磁场能，故D正确。 故选D。 5. 如图所示，A、B为两个完全相同的灯泡，当S闭合时，下列说法正确的是（　　） A. A比B先亮 B. B比A先亮 C. A、B一起亮 D. 无法判断哪个灯泡先亮 【答案】B 【解析】 【详解】S闭合时，由于线圈上产生自感电动势，阻碍电流的增大，因此B比A先亮，故选B。 6. 下图所示的四种磁场中，能产生恒定的感生电场的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．由电磁场理论，结合图像，可知选项A中磁场不变，则不会产生电场，故A错误； B．选项B中磁场方向变化，而大小不变，则不会产生恒定的电场，故B错误； C．选项C中磁场随着时间均匀变化，则会产生恒定的电场，故C正确； D．选项D中磁场随着时间非均匀变化，则会产生非均匀变化的电场，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面，第一次将金属框由Ⅱ平移到Ⅰ，第二次将金属框绕cd边翻转到Ⅰ，设先后两次通过金属框的磁通量变化分别为和，则（　　） A. B. C. D. 不能判断 【答案】C 【解析】 【详解】设在位置Ⅰ时磁通量大小为，位置Ⅱ时磁通量大小为。第一次将金属框由Ⅱ平移到Ⅰ，穿过线框的磁感线方向没有改变，磁通量变化量 第二次将金属框绕边翻转到Ⅰ，穿过线框的磁感线的方向发生改变，磁通量变化量 综上分析可得 故选C。 8. 如图所示，平静湖面上静止的小船的船头直立一垂钓者，距离船头右侧d处有一株荷花，当此人沿直线走到船尾时，船头恰好到达荷花处。若已知人的质量为m，船长为L，不计水的阻力，则船的质量为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】船和垂钓者组成的系统动量守恒，故每时每刻均有 所以有 两边同乘以t，有 即 且有 其中 联立解得 故选A。 9. 如图所示，光滑水平面上有竖直向下的有界匀强磁场，正方形线框abcd以与ab垂直的速度v0向右运动，一段时间后进入磁场，磁场宽度大于线框宽度。ab边刚进入磁场时的速度为v0。整个过程中ab、cd边始终与磁场边界平行。若线框进入磁场过程中通过线框的电荷量为q，线框中产生的焦耳热为Q，则线框穿出磁场过程中（　　） A. 通过线框的电荷量为 B. 通过线框的电荷量为 C. 线框中产生的焦耳热为 D. 线框中产生的焦耳热为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．设线框边长为Ｌ，电阻为R，进入磁场过程中，通过线框的电荷量 又 联立求得 所以线框进入磁场的过程中，通过线框的电荷量为 显然线框进、出磁场的过程中，通过线框的电荷量相等，所以线框穿出磁场过程中，通过线框的电荷量仍然为q，故AB错误； CD．线框进入磁场过程中，受到安培力减速，有 又 由动量定理有 联立求得线框完全进入磁场时，线框动量改变量大小为 同理可得线框完全穿出磁场时，线框动量改变量大小为 所以求得线框穿出磁场时的速度大小为 线框进、出磁场的过程中，产生的焦耳热等于线框动能的减少量，所以线框进入磁场过程中产生的焦耳热为 线框穿出磁场过程中产生的焦耳热为 故有 故C错误，D正确。 故选D。 10. 在图乙的电路中，通入如图甲所示的交变电流，此交变电流的每个周期内，前三分之一个周期电压按正弦规律变化。已知电阻R的阻值为12Ω，电表均为理想电表。下列判断正确的是（　　） A. 电压表的示数为6V B. 该交变电流的有效值为 C. 电阻R一个周期内产生的热量一定大于9J D. 电流表的示数为0.6A 【答案】A 【解析】 【详解】AB．前三分之一个周期交变电流的有效值为 设该交变电流的有效值为U，根据等效热值法有 解得 电压表测量的是交变电流的有效值，所以其示数为6V，故A正确，B错误； C．电阻R一个周期内产生的热量为 故C错误； D．电流表的示数为 故D错误。 故选A。 11. 一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图所示．则下列说法中正确的是（ ） A. 时刻，线圈处在中性面 B. 时刻，的变化率为0 C. 时刻，感应电动势为0 D. 从时间内，线圈转过的角度是 【答案】ACD 【解析】 【详解】AC．由图像可知t＝0、t＝0.02s、t＝0.04s时刻线圈平面位于中性面位置，最大 故 E＝0 故AC正确； B．t＝0.01s时刻线圈平面与磁感线平行，最小，最大，故E最大，故B错误； D．从图像可知，从t＝0.01s时刻至t＝0.04s时刻线圈旋转周，转过的角度为，故D正确。 故选ACD。 12. 如图所示的图像中，直线a、b分别为电阻、的伏安特性曲线，直线c为某一电源的路端电压随电流变化的关系图线，若将两个电阻分别单独接到这个电源上组成闭合电路，则（ ） A. 两个电阻、的阻值之比为2∶1 B. 在这两种连接状态下，电源内阻的发热功率之比是1∶2 C. 在这两种连接状态下，电源的输出功率之比是1∶1 D. 在这两种连接状态下，电源的效率之比为2∶1 【答案】CD 【解析】 【详解】由电源图线可知纵截距，短路电流，故内阻 与电源图线交点，故 与电源图线交点，故 接时， 接时， A．，故A错误； B．内阻发热功率 则，故B错误； C．输出功率 则，，比值，故C正确； D．效率 则，故D正确。 故选CD。 13. 目前困扰5G发展的大难题之一是供电，5G基站系统功耗大，信号覆盖半径小。如图所示，电压为100 kV的主供电线路为某5G基站供电，基站用电器总功率为4 kW，线路电阻为40 Ω，线路损耗功率占总功率的20%（变压器均视为理想变压器），则（　　） A. 输电线路中的电流为5 A B. 输电线路中的电流为2500 A C. 高压变压器原、副线圈的匝数比为50∶1 D. 高压变压器原、副线圈的匝数比为100∶1 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．由题意可知，总功率 线路损耗功率 结合 解得 A正确，B错误； CD．高压变压器副线圈两端的电压 根据变压器原副线圈电压的关系 解得 C错误，D正确。 故选AD。 14. 洛伦兹力在现代科学技术中有着广泛的应用，如图为磁场中常见的4种仪器，都利用了洛伦兹力对带电粒子的作用，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中，若仅增大加速电压，粒子离开加速器时的动能不变 B. 乙图中，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越大 C. 丙图中，A极板是磁流体发电机的正极 D. 丁图中，带负电的粒子从左侧射入，若速度，将向下极板偏转 【答案】AB 【解析】 【详解】A．图甲，粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，有 可得最大动能 可知粒子离开加速器时的动能与加速电压无关，A项正确； B．图乙所有粒子通过粒子速度选择器后速度相同，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，则在磁场中运动的轨道半径越小，由 可得 可知粒子的比荷越大，B项正确； C．丙图中，由左手定则可知，正离子向下偏转，负离子向上偏转，即极板是磁流体发电机的负极，C项错误； D．丁图中，带负电的粒子从左侧射入，受向上的电场力和向下的洛伦兹力，若速度 即 则粒子将向上极板偏转，D项错误。 故选AB。 二、实验题。（14分） 15. 如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置。 （1）将图中所缺少的导线补接完整______。 （2）如果在闭合开关时发现灵敏电流计指针向右偏了一下，那么合上开关后， ①将线圈迅速插入B线圈时，灵敏电流计指针将__________（选填“向左偏”或“向右偏”）； ②线圈插入B线圈后，将滑动变阻器的阻值调大时，灵敏电流计指针将__________（选填“向左偏”或“向右偏”）。 （3）如果B线圈两端不接任何元件，则B线圈电路中将（　　） A. 因电路不闭合，无电磁感应现象 B. 有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势 C. 不能用楞次定律判断感应电动势方向 D. 可以用楞次定律判断感应电动势方向 【答案】（1） （2） ①. 向右偏 ②. 向左偏 （3）BD 【解析】 【小问1详解】 A与滑动变阻器相连，B与灵敏电流计相连，如图 【小问2详解】 [1]开关闭合时，灵敏电流计指针向右偏，表明在磁场方向不变的情况下，增大磁通量，灵敏电流计指针向右偏，所以将线圈迅速插入B线圈时，磁通量增大，灵敏电流计指针将向右偏。 [2]线圈插入B线圈后，将滑动变阻器的阻值调大时，线圈中电流减小，磁场减弱，则穿过B线圈的磁通量减小，灵敏电流计指针将向左偏。 【小问3详解】 穿过B线圈的磁通量发生变化时，即使B线圈电路不闭合，B线圈中也有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势，同样可以利用楞次定律判断感应电动势方向。 故选BD。 16. 某兴趣小组利用铜片、锌片和橘子制作了水果电池，并用数字电压表（可视为理想电压表）和电阻箱测量水果电池的电动势E和内阻r，实验电路如图1所示。连接电路后，闭合开关S，多次调节电阻箱的阻值R，记录电压表的读数U，绘出图像，如图2所示，可得：该电池的电动势E = _____V，内阻r = _____kΩ。（结果保留两位有效数字） 【答案】 ①. 1.0 ②. 3.3 【解析】 【详解】[1][2]由闭合电路欧姆定律得，解得 结合题图2可得 ， 三、解答题（30分） 17. 如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度L＝0.4m，一端连接R＝1Ω的电阻。导线所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B＝1T。导体棒MN放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。在平行于导轨的拉力F作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度v＝5m/s。求： （1）感应电动势E和感应电流I的大小； （2）拉力F的大小。 【答案】（1）2V，2A（2）0.8N 【解析】 【详解】（1）根据动生电动势公式得 E=BLv=1×0.4×5V=2V 故感应电流为 （2）金属棒匀速运动过程中，所受的安培力大小为 F安=BIL=1×2×0.4N=0.8N 由于导体棒做匀速直线运动，所以导体棒所受拉力为 F=F安=0.8N 18. 如图所示，一水平轻弹簧右端固定在光滑水平面右侧的竖直墙壁上，质量为的物块静止在水平面上的点，质量为的小球用长的轻绳悬挂在点正上方的点。现将小球拉至轻绳与竖直方向成角位置，静止释放。小球到达最低点时恰好与物块发生弹性正碰。碰后小球被弹回，物块向右运动并压缩弹簧。设小球与物块只碰撞一次，不计空气阻力，物块和小球均可视为质点，重力加速度取。求： （1）小球第一次摆到最低点与物块碰撞前瞬间速度的大小； （2）弹簧的最大弹性势能。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）根据题意，小球从开始运动到最低点的过程中，设小球到达最低点与物块碰撞前瞬间速度的大小为，由机械能守恒定律有 代入数据解得 （2）根据题意可知，小球在最低点和物块发生弹性正碰，则碰撞过程中动量守恒和能量守恒，设小球碰撞后的速度为，物块的速度为，取向右为正方向，由动量守恒定律有 由能量守恒定律有 解得 ， 由于地面光滑，物块向右压缩弹簧时，物块和弹簧组成的系统机械能守恒，则弹簧的最大弹性势能为 19. 如图所示的xOy平面内，x轴上方存在平行于y轴向下的匀强电场，x轴下方存在垂直xOy平面向外的匀强磁场，在y轴上坐标为L处的P点有一质量为m、电荷量为q（q>0）的带电粒子，以v0的速度平行x轴进入电场中，并从x轴上的M点（图中未标出）以与x轴成60°角方向首次进入磁场中，粒子在磁场中做匀速圆周运动，随后从x轴上的N点（图中未标出）首次离开磁场，且恰能回到P点，不计粒子重力，求： （1）匀强电场的场强大小； （2）匀强磁场的磁感应强度大小B； （3）若改变磁感应强度的大小，粒子经多次进出磁场之后能再次经过M点，求磁感应强度可能的值。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【详解】（1）粒子在电场中做平抛运动，由牛顿第二定律可知 根据匀变速直线运动的规律可得， 联立上述各式解得 （2）带电粒子进入磁场后做匀速圆周运动，圆心在轴上，轨迹关于轴对称，如图所示 粒子进入磁场时的速度大小 洛伦兹力提供粒子圆周运动的向心力，则有 根据几何关系可知， 解得 联立可得 （3）磁感应强度增大，将使粒子在磁场中的轨道半径变小，粒子每次进出磁场的位置将向右移动，设粒子第次出磁场的位置恰好在点，则粒子每次出磁场的位置相对于上一次出磁场的位置右移的长度正好为的分之一，即 解得 再结合牛顿第二定律可知 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $