精品解析：江苏省无锡市宜兴中学2024-2025学年高二上学期期中物理试卷

2024-2025学年度第一学期期中考试 高二物理试卷 满分100分 时间75分钟 一、单项选择题：在每题给出的四个选项中，只有一项是最符合题意的。 1. 常用手电筒是两节干电池串联作为电源的，与之相匹配的小灯泡的规格应是下面的哪一个（所示数据为灯泡的额定电压）（　　） A. 1.5V B. 2.5V C. 4.5V D. 6.0V 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】两节干电池串联作为电源，电压为3V。 故选B。 2. 如图所示电路，电源的电动势为、内阻为，电动机的线圈电阻为，定值电阻为，当开关闭合后，电动机正常转动，电动机两端电压为，电路中电流为，下列说法正确的是（　　） A. 电动机的两端电压 B. 电动机输出的机械功率 C. 电源两端的电压 D. 电源的输出功率 【答案】BC 【解析】 【详解】A．电动机正常工作时属于非纯电阻元件，欧姆定律不适用， 只是等于电动机线圈内阻的分压，电动机正常转动时，电动机两端电压​，故A错误； B．电动机的总功率为 线圈内阻的发热功率为 根据能量守恒，输出机械功率等于总功率减去发热功率，即，故B正确； C．根据闭合电路欧姆定律，电源电动势，变形得电源两端电压，该关系对任意闭合电路都成立，故C正确； D．电源输出功率是外电路的总功率等于定值电阻的热功率和电动机的总功率，定值电阻和电动机串联，电流相等，结合选项B得外电路总功率为，故D错误。 故选BC。 3. 如图所示，为理想电流表示数，为理想电压表示数，为定值电阻消耗的功率，为电容器所带的电荷量，为通过电荷量时电源做的功，当变阻器滑动触头向右缓慢滑动过程中，下列图像能正确反映各物理量关系的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．当变阻器滑动触头向右缓慢滑动过程中，接入电路的电阻减小，根据可知，电路中电流增大，则消耗的功率为 可知是一条过原点的倾斜直线，故A错误； B．分析可知 可知是一条不过原点的倾斜直线，故B错误； C．电容器C的电压即为变阻器两端的电压，即 电容器所带电荷量 则图像是一条向下倾斜的直线，故C正确； D．电源通过电荷量时电源做的功 E是电源的电动势，为定值，则是过原点的直线，故D错误。 故选C。 4. 人从高处跳下，为更好地保护身体，双脚触地，膝盖弯曲让身体重心继续下降。着地过程这样做，可以减小（　　） A. 人动量变化的时间 B. 人受到的冲量 C. 人的动量变化量 D. 人的动量变化率 【答案】D 【解析】 【详解】人从高处跳下，双脚触地时的速度大小v一定，停下时速度是零，可知人的动量变化量不变，则人受到的冲量不变，膝盖弯曲让身体重心继续下降，此过程使人的动量变化时间t增大，取向上为正方向，由动量定理可得 解得 可知为更好地保护人身体，则要减小地面对人的作用力F，即动量变化率减小。 故选D。 5. 图为两个质量分别为、的小球在光滑水平冰面上发生对心正碰前后的图像，则下列说法正确的是（　　） A. B. 碰撞过程中两小球所受合外力相同 C. 碰撞前后质量为的小球动量的变化量大小为 D. 两小球发生的是弹性碰撞 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据题意分析可知，x-t图像的切线斜率表示速度，可知碰撞前质量为M的小球速度为0，质量为m的小球速度为 碰撞后两小球的速度分别为， 碰撞过程满足动量守恒，取m速度方向为正方向，则有mv0=Mv2+mv1 解得，故A错误； B．根据题意分析可知，碰撞过程中两小球所受合外力大小相等，方向相反。故B错误； C．根据题意分析可知，取m速度方向为正方向，碰撞前后质量为m的小球动量变化量为Δp=mv1-mv0 代入数据解得Δp=-6m 可知碰撞前后质量为m的小球动量变化量大小为6m。故C错误； D．碰撞过程中，由于碰前，碰撞后的动能为 可知碰撞过程满足机械能守恒，故两小球发生的是弹性碰撞。故D正确。 故选D。 6. 带有光滑圆弧轨道，质量为的滑车静止置于光滑水平面上，如图所示，一质量也为的小球以速度水平冲上车，到达某一高度后，小球又返回车左端，则下列错误的是（　　） A. 小球返回车的左端时，速度为零 B. 小球返回车的左端时，速度为 C. 小球上升到最高点时，小车的速度为 D. 小球在弧形槽上上升的最大高度为 【答案】B 【解析】 【详解】AB．取水平向右为正方向，根据小球和滑车组成的系统水平方向动量守恒得 根据系统机械能守恒得 解得：v球=0，v车=v0 即小球返回车的左端时，速度为0，故A正确，B错误； CD．小球上升到最高点时，小球和滑车速度相同，设为v，根据系统水平方向动量守恒得mv0=2mv 解得 根据机械能守恒定律得 解得 即小球上升到最高点时，小车的速度为，小球在弧形槽上上升的最大高度为，故C D正确。 此题选择不正确的，故选B。 7. 三根平行的长直导体棒分别过正三角形ABC的三个顶点，并与该三角形所在平面垂直，各导体棒中均通有大小相等的电流，方向如图所示．则三角形的中心O处的合磁场方向为(　 　) A. 平行于AB，由A指向B B. 平行于BC，由B指向C C. 平行于CA，由C指向A D. 由O指向C 【答案】A 【解析】 【分析】由题意可知考查磁感应强度的矢量性，根据右手螺旋定则及磁感应强度的矢量性分析可得． 【详解】根据右手螺旋定则，电流A在O产生的磁场平行于BC，且由C向B，B电流在O产生的磁场平行AC，且由A向C，电流C在O产生的磁场平行AB，且由A向B，由于三导线电流大小相同，到O点的距离相同，根据平行四边形定则，则合场强的方向平行于AB，由A指向B． A．由前面分析可知合磁场方向平行于AB，由A指向B故A正确 BCD．由前分析可知合磁场平行于AB，由A指向B故BCD错误． 【点睛】先用右手螺旋定则确定出每条导线在0处磁感应强度的大小，再矢量求和可求得合磁场的方向． 8. 如图，MN为铝质薄平板，铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场（未画出）．一带电粒子从紧贴铝板上表面的P点垂直于铝板向上射出，从Q点穿过铝板后到达PQ的中点O，已知粒子穿越铝板时，其动能损失一半，速度方向和电荷量不变，不计重力．铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为 A. 2 B. C. 1 D. 【答案】D 【解析】 【分析】带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，从而求出磁感应强度的表达式．结合动能，最终得到关于磁感应强度B与动能Ek的关系式，从关系式及题设条件--带电粒子在穿越铝板时减半，就能求出上下磁感应强度之比． 【详解】由动能公式，带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力得， 联立可得 ， 上下磁场磁感应强度之比为 ， D正确． 9. 如图所示，一群质量不同、电荷量都为的粒子，从容器下方的小孔飘入电势差为的加速电场中，可认为此时粒子的初速度为零，然后粒子从小孔射出，经过小孔沿与磁场垂直的方向进入磁感应强度为的匀强磁场中，最后打到照相底片上。已知打在照相底片上对应72和76的两种粒子质量数分别为72和76，则下列说法正确的是（　　） A. 两种粒子从射出时速度的比值为 B. 两种粒子在磁场中运动轨迹的半径的比值为 C. 两种粒子比荷的比值为 D. 两种粒子在磁场中运动时间的比值为1 【答案】AB 【解析】 【详解】A．根据可得 可得两种粒子从射出时速度的比值为，A正确； B．根据，可得 可得两种粒子在磁场中运动轨迹的半径的比值为，B正确； C．两种粒子电量相等，质量比为72:76，则比荷的比值为，C错误； D．根据，两种粒子在磁场中运动时间的比值为72:76=18:19，D错误。 故选AB。 10. 如图所示，在垂直纸面向里，磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m，带电量为+q的小球穿在足够长的水平固定绝缘的直杆上处于静止状态，小球与杆间的动摩擦因数为μ。现对小球施加水平向右的恒力F0，小球从静止开始到速度最大的过程中，下列说法中正确的是（　　） A. 直杆对小球的弹力方向不变 B. 直杆对小球的摩擦力一直减小 C. 小球运动的最大加速度为 D. 小球的最大速度为 【答案】C 【解析】 【详解】AB．小球运动受到向下的重力、向上的支持力、向上的洛伦兹力、水平向右的拉力，以及阻碍运动的摩擦力，随着速度的增大，洛伦兹力增大，支持力减小、摩擦力减小，球做加速度增大的加速运动，当向上的洛伦兹力等于重力时，此时摩擦力等于零，此后支持力向下且增大，摩擦力也开始增大，小球做加速度减小的加速运动，当加速度等于零时，速度达到最大，AB错误； C．当摩擦力等于零时小球运动的加速度最大，由牛顿第二定律可知 C正确； D．当加速度等于零时小球的最大速度 解得： D错误。 故选C。 11. 在光滑桌面上将长为L的柔软导线两端点固定在间距可忽略不计的a、b两点，导线通有图示电流I，处在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，则导线中的张力为（ ） A. 0 B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】受力分析如图 由于 当时，，则得 得 故选D。 二、非选择题：解答时请写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数据计算时，答案中必须写出数值和单位。 12. 在“测量干电池的电动势和内阻”实验中 （1）部分连线如图1所示，导线a端应连接到________（选填“A”、“B”、“C”或“D”）接线柱上。正确连接后，某次测量中电压表指针位置如图2所示，其示数为________V。 （2）测得的7组数据已标在如图3所示坐标系上，用作图法求干电池的电动势________V和内阻________Ω。（计算结果均保留两位小数） 【答案】 ①. B ②. 1.20 ③. 1.50 ④. 1.04 【解析】 【详解】（1）[1]电压表测量的电压应为路端电压，开关应能控制电路，所以导线a端应连接到B处； [2]干电池电动势约为1.5V，电压表选择量程，分度值为0.1V，题图中电压表读数为1.20V； （2）[3][4]作出如图所示 根据闭合电路欧姆定律 可知 图像纵轴截距为电源电动势可得 图像斜率的绝对值等于电源内阻 【点睛】 13. 如图所示，利用电流天平可以测量匀强磁场的磁感应强度，电流天平的右臂挂着矩形线圈，匝数为n，线圈的水平边长为L，bc边处于匀强磁场内，磁感应强度B的方向与线圈平面垂直，当线圈中通过电流I时，调节砝码使两臂达到平衡，然后使电流反向；大小不变，这时需要在左盘中增加质量为m的砝码，才能使两臂达到新的平衡。 （1）用已知量和可测量n、m、L、I计算B的表达式为______； （2）当，，，时，磁感应强度为______T。（重力加速度g取） 【答案】 ①. ②. 1 【解析】 【分析】 【详解】（1）[1]设左、右砝码质量分别为、，线圈质量为，当磁场方向垂直纸面向里时，根据平衡条件有 当磁场方向垂直纸面向外时，根据平衡条件有 联立解得 （2）[2]代入数据得 14. 如图所示，一个质量为m、带负电荷粒子的电荷量为q、不计重力的带电粒子从x轴上的P点以速度v沿与轴成的方向射入第一象限内的匀强磁场中，恰好垂直于y轴射出第一象限。已知。 （1）求匀强磁场的磁感应强度B的大小； （2）让大量这种带电粒子同时从x轴上的P点以速度v沿与轴成的方向垂直磁场射入第一象限内，求y轴上有带电粒子穿过的区域范围和带电粒子在磁场中运动的最长时间。 【答案】（1）；（2）， 【解析】 【详解】（1）粒子运动轨迹半径设为，如图所示 根据几何关系可得 解得 由洛伦兹力提供向心力可得 解得 （2）粒子从轴上之间射出，设点纵坐标为，为轨迹圆的直径，如图所示 由几何关系得 解得 可知y轴上有带电粒子穿过的区域范围为 沿方向出发的粒子在磁场中运动时间最长，设该时间为，轨迹对应的圆心角设为，如图所示 由几何关系得 解得 则有 15. 如图所示，质量为M＝4 kg的大滑块静置在光滑水平面上，滑块左侧为光滑圆弧，圆弧底端和水平面相切，顶端竖直。一质量为m＝1 kg的小物块，被压缩弹簧弹出后，冲上大滑块，能从大滑块顶端滑出，滑出时大滑块的速度为1m/s。g取10 m/s2。求： (1)小物块被弹簧弹出时的速度大小； (2)小物块滑出大滑块后能达到的最大高度h1； (3)小物块回到水平面的速度及再次滑上大滑块后能达到的最大高度h2。 【答案】(1) 5 m/s；(2) 1 m；(3) 3 m/s； 0.04 m 【解析】 【分析】 【详解】(1) 设小物块离开弹簧后的速度为v1，小物块滑上大滑块的过程中系统水平方向动量守恒 解得 (2) 小物块第一次跃升到最高点时水平速度等于v2，系统机械能守恒 解得 (3) 小物块能下落到大滑块并从大滑块上滑到水平面，系统水平方向动量守恒、机械能守恒 解得 ， 系统水平方向动量守恒、机械能守恒 解得 16. 某型号的回旋加速器的工作原理如图甲所示，图乙为俯视图。回旋加速器的核心部分为D形盒，D形盒装在真空容器中，整个装置放在电磁铁两极之间的磁场中，磁场可以认为是匀强磁场，且与D形盒盒面垂直。两盒间狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计。质子从粒子源A处进入加速电场的初速度不计，从静止开始加速到出口处所需的时间为t，已知磁场的磁感应强度为B，质子质量为m、电荷量为+q，加速器接一定频率高频交流电源，其电压为U，不考虑相对论效应和重力作用，求： （1）质子第1次经过狭缝被加速后进入D形盒运动轨道的半径r1； （2）质子第1次和第3次经过狭缝进入D形盒位置间的距离； （3）D形盒半径R。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）质子第1次经过狭缝被加速过程，根据动能定理有 粒子在磁场中做匀速圆周运动，则有 解得 （2）质子第2次经过狭缝被加速过程，根据动能定理有 粒子在磁场中做匀速圆周运动，则有 解得 则质子第1次和第3次经过狭缝进入D形盒位置间的距离 解得 （3）粒子飞出D形盒时的轨道半径为R，则有 ， 令电场中加速了n次，则有 从静止开始加速到出口处所需的时间为t，则有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年度第一学期期中考试 高二物理试卷 满分100分 时间75分钟 一、单项选择题：在每题给出的四个选项中，只有一项是最符合题意的。 1. 常用手电筒是两节干电池串联作为电源的，与之相匹配的小灯泡的规格应是下面的哪一个（所示数据为灯泡的额定电压）（　　） A. 1.5V B. 2.5V C. 4.5V D. 6.0V 2. 如图所示电路，电源的电动势为、内阻为，电动机的线圈电阻为，定值电阻为，当开关闭合后，电动机正常转动，电动机两端电压为，电路中电流为，下列说法正确的是（　　） A. 电动机的两端电压 B. 电动机输出的机械功率 C. 电源两端的电压 D. 电源的输出功率 3. 如图所示，为理想电流表示数，为理想电压表示数，为定值电阻消耗的功率，为电容器所带的电荷量，为通过电荷量时电源做的功，当变阻器滑动触头向右缓慢滑动过程中，下列图像能正确反映各物理量关系的是（　　） A. B. C. D. 4. 人从高处跳下，为更好地保护身体，双脚触地，膝盖弯曲让身体重心继续下降。着地过程这样做，可以减小（　　） A. 人动量变化的时间 B. 人受到的冲量 C. 人的动量变化量 D. 人的动量变化率 5. 图为两个质量分别为、的小球在光滑水平冰面上发生对心正碰前后的图像，则下列说法正确的是（　　） A. B. 碰撞过程中两小球所受合外力相同 C. 碰撞前后质量为的小球动量的变化量大小为 D. 两小球发生的是弹性碰撞 6. 带有光滑圆弧轨道，质量为的滑车静止置于光滑水平面上，如图所示，一质量也为的小球以速度水平冲上车，到达某一高度后，小球又返回车左端，则下列错误的是（　　） A. 小球返回车的左端时，速度为零 B. 小球返回车的左端时，速度为 C. 小球上升到最高点时，小车的速度为 D. 小球在弧形槽上上升的最大高度为 7. 三根平行的长直导体棒分别过正三角形ABC的三个顶点，并与该三角形所在平面垂直，各导体棒中均通有大小相等的电流，方向如图所示．则三角形的中心O处的合磁场方向为(　 　) A. 平行于AB，由A指向B B. 平行于BC，由B指向C C. 平行于CA，由C指向A D. 由O指向C 8. 如图，MN为铝质薄平板，铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场（未画出）．一带电粒子从紧贴铝板上表面的P点垂直于铝板向上射出，从Q点穿过铝板后到达PQ的中点O，已知粒子穿越铝板时，其动能损失一半，速度方向和电荷量不变，不计重力．铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为 A. 2 B. C. 1 D. 9. 如图所示，一群质量不同、电荷量都为的粒子，从容器下方的小孔飘入电势差为的加速电场中，可认为此时粒子的初速度为零，然后粒子从小孔射出，经过小孔沿与磁场垂直的方向进入磁感应强度为的匀强磁场中，最后打到照相底片上。已知打在照相底片上对应72和76的两种粒子质量数分别为72和76，则下列说法正确的是（　　） A. 两种粒子从射出时速度的比值为 B. 两种粒子在磁场中运动轨迹的半径的比值为 C. 两种粒子比荷的比值为 D. 两种粒子在磁场中运动时间的比值为1 10. 如图所示，在垂直纸面向里，磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m，带电量为+q的小球穿在足够长的水平固定绝缘的直杆上处于静止状态，小球与杆间的动摩擦因数为μ。现对小球施加水平向右的恒力F0，小球从静止开始到速度最大的过程中，下列说法中正确的是（　　） A. 直杆对小球的弹力方向不变 B. 直杆对小球的摩擦力一直减小 C. 小球运动的最大加速度为 D. 小球的最大速度为 11. 在光滑桌面上将长为L的柔软导线两端点固定在间距可忽略不计的a、b两点，导线通有图示电流I，处在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，则导线中的张力为（ ） A. 0 B. C. D. 二、非选择题：解答时请写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数据计算时，答案中必须写出数值和单位。 12. 在“测量干电池的电动势和内阻”实验中 （1）部分连线如图1所示，导线a端应连接到________（选填“A”、“B”、“C”或“D”）接线柱上。正确连接后，某次测量中电压表指针位置如图2所示，其示数为________V。 （2）测得的7组数据已标在如图3所示坐标系上，用作图法求干电池的电动势________V和内阻________Ω。（计算结果均保留两位小数） 13. 如图所示，利用电流天平可以测量匀强磁场的磁感应强度，电流天平的右臂挂着矩形线圈，匝数为n，线圈的水平边长为L，bc边处于匀强磁场内，磁感应强度B的方向与线圈平面垂直，当线圈中通过电流I时，调节砝码使两臂达到平衡，然后使电流反向；大小不变，这时需要在左盘中增加质量为m的砝码，才能使两臂达到新的平衡。 （1）用已知量和可测量n、m、L、I计算B的表达式为______； （2）当，，，时，磁感应强度为______T。（重力加速度g取） 14. 如图所示，一个质量为m、带负电荷粒子的电荷量为q、不计重力的带电粒子从x轴上的P点以速度v沿与轴成的方向射入第一象限内的匀强磁场中，恰好垂直于y轴射出第一象限。已知。 （1）求匀强磁场的磁感应强度B的大小； （2）让大量这种带电粒子同时从x轴上的P点以速度v沿与轴成的方向垂直磁场射入第一象限内，求y轴上有带电粒子穿过的区域范围和带电粒子在磁场中运动的最长时间。 15. 如图所示，质量为M＝4 kg的大滑块静置在光滑水平面上，滑块左侧为光滑圆弧，圆弧底端和水平面相切，顶端竖直。一质量为m＝1 kg的小物块，被压缩弹簧弹出后，冲上大滑块，能从大滑块顶端滑出，滑出时大滑块的速度为1m/s。g取10 m/s2。求： (1)小物块被弹簧弹出时的速度大小； (2)小物块滑出大滑块后能达到的最大高度h1； (3)小物块回到水平面的速度及再次滑上大滑块后能达到的最大高度h2。 16. 某型号的回旋加速器的工作原理如图甲所示，图乙为俯视图。回旋加速器的核心部分为D形盒，D形盒装在真空容器中，整个装置放在电磁铁两极之间的磁场中，磁场可以认为是匀强磁场，且与D形盒盒面垂直。两盒间狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计。质子从粒子源A处进入加速电场的初速度不计，从静止开始加速到出口处所需的时间为t，已知磁场的磁感应强度为B，质子质量为m、电荷量为+q，加速器接一定频率高频交流电源，其电压为U，不考虑相对论效应和重力作用，求： （1）质子第1次经过狭缝被加速后进入D形盒运动轨道的半径r1； （2）质子第1次和第3次经过狭缝进入D形盒位置间的距离； （3）D形盒半径R。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $