精品解析：陕西省西安市莲湖区2024-2025学年高二上学期期末检测物理试题

陕西省西安市莲湖区2024-2025学年高二上学期期末检测物理试题 本试卷满分100分，考试用时75分钟。 注意事项： 1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。 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、选择题：本题共10小题，共46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，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 了解物理规律的发展过程，学会像科学家那样观察和思考，是我们学习过程中重要的一环。下列说法符合事实的是（　　） A. 安培定则是用来判断通电导线在磁场中所受安培力方向的规律 B. 德国物理学家普朗克首先提出用电场线来描述电场 C. 卡文迪什通过实验验证了真空中两个静止点电荷之间的相互作用力遵循的规律 D. 奥斯特首先通过实验发现了通电导线周围存在磁场，即发现“电生磁”的第一人 2. 两个等量异种点电荷的电场线如图所示，为两电荷连线的中点，点和点在两电荷连线上，点和点在两电荷连线的中垂线上，且、。下列说法正确的是（　　） A. 点的电场强度大于点的电场强度 B. 、、、、五点中，点的电场强度最大 C. 点的电势等于点的电势 D. 点的电势低于点的电势 3. 如图所示的电路中，A、B、C是三个相同的灯泡，L是自感线圈，其电阻与灯泡电阻相等，当闭合开关S电路稳定后再断开开关S，下列说法正确的是（　　） A. S闭合后，A逐渐变亮而B、C立即亮 B. S闭合后，A立即亮而B、C逐渐变亮 C. S断开后，A闪亮一下然后逐渐变暗 D. S断开后，B、C先闪亮一下然后逐渐变暗 4. 如图所示，在一个蹄形电磁铁的两个磁极的正中间放置一根长直导线，当导线中通有垂直于纸面向外的电流时，导线所受安培力的方向为（　　） A. 向上 B. 向下 C. 向左 D. 向右 5. 氩弧焊是一种使用氩气作为保护气体的电弧焊接技术，利用氩弧焊可以获得致密，无飞溅且质量上乘的焊接接头，这使得氩弧焊在航空航天、汽车制造、水利水电、石油化工等行业得到广泛应用。氩弧焊在焊接时，电弧发出红外线、可见光、紫外线等电磁波，电磁波在真空中的速度，电弧发出的电磁波的波长范围为，则电弧发出的电磁波中，频率最小的数量级为（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示，间距为，水平放置的平行U形光滑金属导轨间有垂直于导轨平面向下，磁感应强度大小为的匀强磁场，倾斜放置的金属杆MN在外力作用下以速度平行于导轨向右匀速运动，金属杆MN与导轨的夹角为，、为金属棒与导轨的两个交点，金属杆MN运动过程中产生的感应电动势为（　　） A. BLv B. C. D. 7. 如图所示，直角三角形ABC中，，。两个点电荷分别固定在A、C两点，某试探电荷在B点受到的电场力方向与AB垂直，取，。则A、C两点处点电荷的电荷量之比为（　　） A. B. C. D. 8. 如图所示，点为固定在竖直平面内光滑绝缘的圆弧轨道的最低点，、两点位于同一高度，匀强磁场方向与轨道平面垂直。将一个带正电的小球（视为点电荷）自点由静止释放后，小球在轨道上、间做往复运动。下列说法正确的是（ ） A. 小球每次经过点时的速度均相同 B. 小球向右经过点和向左经过点时的向心加速度相同 C. 小球每次经过点时对轨道的压力均相等 D. 小球由点到点所用的时间等于由点到点所用的时间 9. 在如图甲，乙所示的两个测量电阻的电路中，电阻R、电流表、电压表和电池都是相同的，电池的内阻相对于电阻不能忽略，电流表和电压表均不是理想电表。闭合开关后，图甲，乙电路中电压表和电流表的示数分别为、和、。下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 10. 如图甲所示，螺线管匝数，横截面积，螺线管导线电阻，电阻。螺线管内部区域可视为存在水平方向的匀强磁场，以水平向右为正方向，磁感应强度大小B随时间变化的图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 回路中感应电流逐渐增大 B. 通过电阻的感应电流方向为从到 C. 时回路中的电流为0.6A D. 电阻两端的电压为4.8V 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 刘同学研究电磁感应现象的实验装置如图甲所示，该同学正确连接电路，闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下。 （1）闭合开关电路稳定后，该同学将滑动变阻器的滑片___________（填“向左”或“向右”）移动时，灵敏电流计的指针向右偏转。 （2）该同学继续用如图乙所示的实验装置来探究影响感应电流方向的因素，实验中发现感应电流从“+”接线柱流入灵敏电流计（指针向右偏转），螺线管的绕线方向在图丙中已经画出。若将条形磁铁向下插入螺线管时，指针向右偏转，则条形磁铁___________（填“上端”或“下端”）为N极。进一步实验发现，当穿过螺线管的原磁场磁通量减小时，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向___________（填“相同”或“相反”）。 12. 小华同学正准备测定一节干电池的电动势和内阻，备有下列器材： A.待测的干电池（电动势约为1.5V，内阻约为）； B.电流表A（量程为0.6A，内阻为）； C.电流表（满偏电流为500µA，内阻）； D.滑动变阻器（阻值范围为，允许通过的最大电流为2A）； E.定值电阻（阻值为，允许通过的最大电流为1A）； F.电阻箱（阻值范围为）； G.开关和导线若干。 （1）小华同学设计的实验电路图如图甲所示。由于没有电压表，小华同学经过思考，发现将电流表与电阻箱串联后便可将该电流表改装成量程为2V的电压表，则电阻箱的阻值应调整为______。 （2）实验时，闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片置于______（填“”或“”）端。 （3）在器材选择正确的情况下，按正确操作进行实验，通过调节滑动变阻器，得到了多组、数据（为电流表的示数，为电流表A的示数）。小华同学利用测出的数据绘出的图线如图乙所示，则该电池的电动势______V、内阻______。（结果均保留小数点后两位） 13. 如图所示，一个质量为，电荷量为的带电粒子，从静止开始经加速电场加速后，沿水平方向进入由两平行金属板组成的偏转电场中，粒子在偏转电场中运动一段时间后射出。已知偏转电场的电场强度大小为E，两金属板的板长为L，粒子在偏转电场中的运动时间为，不计粒子所受的重力。求： （1）加速电场的电压； （2）粒子射出偏转电场时速度偏转角的正切值。 14. 如图所示，两根金属导轨平行固定在倾角θ=30°的绝缘斜面上，导轨下端接有R=9Ω的定值电阻，导轨自身电阻忽略不计。导轨置于垂直于斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小B=0.5T。将一根质量m=0.1kg、电阻r=1Ω的金属棒ab从导轨上方某处由静止释放，金属棒沿导轨下滑，设导轨足够长，导轨宽度和金属棒长度均为d=2m。金属棒ab下滑过程中始终与导轨接触良好，金属棒ab与导轨间的动摩擦因数，当金属棒沿导轨下滑的高度h=3m时，金属棒速度恰好达到最大值。取重力加速度大小g=10m/s2，求： （1）金属棒ab达到的最大速度vm； （2）该过程中电阻R产生的焦耳热Q1。 15. 某高校拟采购一批实验器材，提高学生对电偏转和磁偏转研究的动手能力。其核心结构原理可简化为如图所示：、CD间的区域有竖直向上的匀强电场，在CD的右侧有一与CD相切于M点的圆形有界匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外。一带正电粒子自O点以水平初速度正对P点进入该电场后，从M点飞离电场进入磁场，再经磁场偏转后从N点射出磁场。已知O、P两点间的距离为d，P、M两点间的距离为，MN为圆形有界磁场的直径且长度为，粒子的质量为m、电荷量为q，粒子所受重力忽略不计，求： （1）粒子从M点进入磁场时的速度v的大小； （2）磁感应强度B的大小； （3）粒子在磁场与在电场中运动的时间之比。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 陕西省西安市莲湖区2024-2025学年高二上学期期末检测物理试题 本试卷满分100分，考试用时75分钟。 注意事项： 1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。 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、选择题：本题共10小题，共46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，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 了解物理规律的发展过程，学会像科学家那样观察和思考，是我们学习过程中重要的一环。下列说法符合事实的是（　　） A. 安培定则是用来判断通电导线在磁场中所受安培力方向的规律 B. 德国物理学家普朗克首先提出用电场线来描述电场 C. 卡文迪什通过实验验证了真空中两个静止点电荷之间的相互作用力遵循的规律 D. 奥斯特首先通过实验发现了通电导线周围存在磁场，即发现“电生磁”的第一人 【答案】D 【解析】 【详解】A．左手定则是用来判断通电导线在磁场中所受安培力方向的现律，安培定则用来判断通电导线或线圈周围的磁场方向，故A错误； B．英国物理学家法拉第首先提出用电场线来描述电场，故B错误； C．库仑通过实验验证了真空中两个静止点电荷之间的相互作用力遵循的规律，故C错误； D．奥斯特首先通过实验发现了通电导线周围存在磁场，即发现“电生磁”的第一人，故D正确。 故选D。 2. 两个等量异种点电荷的电场线如图所示，为两电荷连线的中点，点和点在两电荷连线上，点和点在两电荷连线的中垂线上，且、。下列说法正确的是（　　） A. 点的电场强度大于点的电场强度 B. 、、、、五点中，点的电场强度最大 C. 点的电势等于点的电势 D. 点的电势低于点的电势 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据对称性和矢量的合成可知，A点与B点的电场强度大小相等，方向相同，故A错误； B．在两个等量异种点电荷的连线上，中点O的电场强度最小，A、B两点场强都大于O点场强，故B错误： C．C、D两点在等量异种点电荷连线的中垂线上，而中垂线为等势面，所以C点的电势等于D点的电势，故C正确； D．等量异种点电荷连线之间的场强方向由正点电荷指向负点电荷，根据沿电场方向电势逐渐降低可知，A点的电势高于B点的电势，故D错误。 故选C。 3. 如图所示的电路中，A、B、C是三个相同的灯泡，L是自感线圈，其电阻与灯泡电阻相等，当闭合开关S电路稳定后再断开开关S，下列说法正确的是（　　） A. S闭合后，A逐渐变亮而B、C立即亮 B. S闭合后，A立即亮而B、C逐渐变亮 C. S断开后，A闪亮一下然后逐渐变暗 D. S断开后，B、C先闪亮一下然后逐渐变暗 【答案】A 【解析】 【详解】AB．S闭合后，B、C立即亮，由于灯泡A与自感线圈串联，线圈会阻碍电流的增大，所以A慢慢变亮，A正确，B错误； CD．S断开后，由于线圈的作用阻碍电流的减小，所以A慢慢变暗，因为线圈电阻与灯泡电阻相等，所以在开关闭合时通过灯泡BC和A的电流大小相等，所以当开关断开后线圈与A、B、C构成闭合回路，此时B、C不会先变亮，而是逐渐变暗，CD错误。 故选A。 4. 如图所示，在一个蹄形电磁铁的两个磁极的正中间放置一根长直导线，当导线中通有垂直于纸面向外的电流时，导线所受安培力的方向为（　　） A. 向上 B. 向下 C. 向左 D. 向右 【答案】B 【解析】 【详解】根据右手螺旋定则可知，蹄形电磁铁的右端为N极，左端为S极，这长直导线所在处的磁场方向向左，根据左手定则可知，导线所受安培力的方向向下。 故选B。 5. 氩弧焊是一种使用氩气作为保护气体的电弧焊接技术，利用氩弧焊可以获得致密，无飞溅且质量上乘的焊接接头，这使得氩弧焊在航空航天、汽车制造、水利水电、石油化工等行业得到广泛应用。氩弧焊在焊接时，电弧发出红外线、可见光、紫外线等电磁波，电磁波在真空中的速度，电弧发出的电磁波的波长范围为，则电弧发出的电磁波中，频率最小的数量级为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据可知，电弧发出的电磁波中，频率最小为 故选B。 6. 如图所示，间距为，水平放置的平行U形光滑金属导轨间有垂直于导轨平面向下，磁感应强度大小为的匀强磁场，倾斜放置的金属杆MN在外力作用下以速度平行于导轨向右匀速运动，金属杆MN与导轨的夹角为，、为金属棒与导轨的两个交点，金属杆MN运动过程中产生的感应电动势为（　　） A. BLv B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】倾斜放置的金属杆MN在外力作用下以速度平行于导轨向右匀速运动，金属杆MN切割磁感线的有效长度为，则金属杆MN运动过程中产生的感应电动势为 故选A。 7. 如图所示，直角三角形ABC中，，。两个点电荷分别固定在A、C两点，某试探电荷在B点受到的电场力方向与AB垂直，取，。则A、C两点处点电荷的电荷量之比为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】某试探电荷在B点受到的电场力方向与AB垂直，假设垂直AB向上，则试探电荷在B点的受力如图所示 设A点的电荷量为、C点的电荷量为，试探电荷的电荷量为，由库仑定律有 ， 由几何关系有 ， 联立可得 故选D。 8. 如图所示，点为固定在竖直平面内光滑绝缘的圆弧轨道的最低点，、两点位于同一高度，匀强磁场方向与轨道平面垂直。将一个带正电的小球（视为点电荷）自点由静止释放后，小球在轨道上、间做往复运动。下列说法正确的是（ ） A. 小球每次经过点时的速度均相同 B. 小球向右经过点和向左经过点时的向心加速度相同 C. 小球每次经过点时对轨道的压力均相等 D. 小球由点到点所用的时间等于由点到点所用的时间 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．小球在运动过程中，只有重力做功，其所受弹力和洛伦兹力均不做功，小球的机械能守恒，根据机械能守恒定律可知，小球每次经过最低点时，速度大小总相等，但方向相反，小球向右经过点和向左经过点时的向心加速度的大小和方向均相同，故A错误，B正确； C．对小球受力分析可知，小球向右经过点时轨道对其的支持力小于其向左经过点时轨道对其的支持力，可知小球向右经过点时对轨道的压力小于其向左经过点时对轨道的压力，故C错误； D．由于洛伦兹力的方向总与速度方向垂直，因此只有重力做功对小球的速度大小有影响，根据对称性可知，小球由点到点所用的时间等于由点到点所用的时间，故D正确。 故选BD。 9. 在如图甲，乙所示的两个测量电阻的电路中，电阻R、电流表、电压表和电池都是相同的，电池的内阻相对于电阻不能忽略，电流表和电压表均不是理想电表。闭合开关后，图甲，乙电路中电压表和电流表的示数分别为、和、。下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由题意知，图甲电压表测的是R两端的电压，而图乙电压表测的是R与电流表两端的电压，即电源电压，故U甲＜U乙，故A正确； B．由题意知，图甲电流表测的是流过电阻和电压表的电流之和，图乙电流表测的是流过电阻的电流，由于电压表存在电阻要分流，故I甲＞I乙，故B错误； CD．由题意知，图甲中， 图乙中 所以，故C正确，D错误。 故选AC。 10. 如图甲所示，螺线管匝数，横截面积，螺线管导线电阻，电阻。螺线管内部区域可视为存在水平方向的匀强磁场，以水平向右为正方向，磁感应强度大小B随时间变化的图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 回路中感应电流逐渐增大 B. 通过电阻的感应电流方向为从到 C. 时回路中的电流为0.6A D. 电阻两端的电压为4.8V 【答案】CD 【解析】 【详解】A．因为磁通量均匀增加，磁通量变化率恒定，根据法拉第电磁感应定律可知感应电动势恒定，感应电流恒定，故A错误； B．由图可知，磁感应强度均匀增加，穿过螺线管的磁通量向右增加，结合螺线管的导线缠绕方向，由楞次定律和安培定则可知通过电阻R的感应电流方向为从C到D，故B错误； C．根据法拉第电磁感应定律可知 根据闭合电路欧姆定律，可知时回路中的电流为，故C正确； D．根据欧姆定律可知电阻R两端的电压为U=IR=0.6×8V=4.8V，故D正确。 故选CD。 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 刘同学研究电磁感应现象的实验装置如图甲所示，该同学正确连接电路，闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下。 （1）闭合开关电路稳定后，该同学将滑动变阻器的滑片___________（填“向左”或“向右”）移动时，灵敏电流计的指针向右偏转。 （2）该同学继续用如图乙所示的实验装置来探究影响感应电流方向的因素，实验中发现感应电流从“+”接线柱流入灵敏电流计（指针向右偏转），螺线管的绕线方向在图丙中已经画出。若将条形磁铁向下插入螺线管时，指针向右偏转，则条形磁铁___________（填“上端”或“下端”）为N极。进一步实验发现，当穿过螺线管的原磁场磁通量减小时，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向___________（填“相同”或“相反”）。 【答案】 ①. 向右 ②. 上端 ③. 相同 【解析】 【详解】（1）[1]闭合开关时通过线圈B的磁通量增大，灵敏电流计的指针向左偏，则要使灵敏电流计的指针向右偏转，应使通过线圈B的磁场变弱（即通过线圈B的磁通量减小），通过线圈A的电流应减小，则滑动变阻器的滑片应该向右滑动。 （2）[2][3]根据题述电流方向可知，感应电流的磁场方向竖直向下，结合楞次定律可知，原磁场磁通量方向向上，即条形磁铁上端为N极。根据楞次定律可知，感应电流产生的磁场方向总是阻碍引起感应电流的原磁场磁通量的变化，当穿过螺线管的原磁场磁通量减小时，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相同。 12. 小华同学正准备测定一节干电池的电动势和内阻，备有下列器材： A.待测的干电池（电动势约为1.5V，内阻约为）； B.电流表A（量程为0.6A，内阻为）； C.电流表（满偏电流为500µA，内阻）； D.滑动变阻器（阻值范围为，允许通过的最大电流为2A）； E.定值电阻（阻值为，允许通过的最大电流为1A）； F.电阻箱（阻值范围为）； G.开关和导线若干。 （1）小华同学设计的实验电路图如图甲所示。由于没有电压表，小华同学经过思考，发现将电流表与电阻箱串联后便可将该电流表改装成量程为2V的电压表，则电阻箱的阻值应调整为______。 （2）实验时，闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片置于______（填“”或“”）端。 （3）在器材选择正确的情况下，按正确操作进行实验，通过调节滑动变阻器，得到了多组、数据（为电流表的示数，为电流表A的示数）。小华同学利用测出的数据绘出的图线如图乙所示，则该电池的电动势______V、内阻______。（结果均保留小数点后两位） 【答案】（1）3410 （2）b （3） ①. 1.44 ②. 2.40 【解析】 【小问1详解】 电流表与电阻箱串联后便可将该电流表改装成量程为2V的电压表，则电阻箱的阻值应调整为 【小问2详解】 滑动变阻器采用限流式接法，为了确保电路安全，闭合开关之前，应使滑动变阻器接入电阻达到最大，即实验时，闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片置于b端。 【小问3详解】 [1][2]为电流表的示数，为电流表A的示数，则有 则有 结合上述可知 结合图乙有， 解得， 13. 如图所示，一个质量为，电荷量为的带电粒子，从静止开始经加速电场加速后，沿水平方向进入由两平行金属板组成的偏转电场中，粒子在偏转电场中运动一段时间后射出。已知偏转电场的电场强度大小为E，两金属板的板长为L，粒子在偏转电场中的运动时间为，不计粒子所受的重力。求： （1）加速电场的电压； （2）粒子射出偏转电场时速度偏转角的正切值。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 水平方向做匀速直线运动，则粒子刚射入偏转电场时的速度 在加速电场中，由动能定理 解得 【小问2详解】 粒子从偏转电场中射出时的竖直速度 粒子射出偏转电场时速度偏转角的正切值 14. 如图所示，两根金属导轨平行固定在倾角θ=30°的绝缘斜面上，导轨下端接有R=9Ω的定值电阻，导轨自身电阻忽略不计。导轨置于垂直于斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小B=0.5T。将一根质量m=0.1kg、电阻r=1Ω的金属棒ab从导轨上方某处由静止释放，金属棒沿导轨下滑，设导轨足够长，导轨宽度和金属棒长度均为d=2m。金属棒ab下滑过程中始终与导轨接触良好，金属棒ab与导轨间的动摩擦因数，当金属棒沿导轨下滑的高度h=3m时，金属棒速度恰好达到最大值。取重力加速度大小g=10m/s2，求： （1）金属棒ab达到的最大速度vm； （2）该过程中电阻R产生的焦耳热Q1。 【答案】（1）2m/s；（2）0.9J 【解析】 【详解】（1）金属棒ab达到最大速度时恰好匀速下滑，根据受力平衡有 又 FA=BdIm 解得 vm=2m/s （2）金属棒下滑过程中，整个电路释放的焦耳热为Q，根据功能关系有 根据焦耳定律，R上的焦耳热为 解得 Q1=0.9J 15. 某高校拟采购一批实验器材，提高学生对电偏转和磁偏转研究的动手能力。其核心结构原理可简化为如图所示：、CD间的区域有竖直向上的匀强电场，在CD的右侧有一与CD相切于M点的圆形有界匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外。一带正电粒子自O点以水平初速度正对P点进入该电场后，从M点飞离电场进入磁场，再经磁场偏转后从N点射出磁场。已知O、P两点间的距离为d，P、M两点间的距离为，MN为圆形有界磁场的直径且长度为，粒子的质量为m、电荷量为q，粒子所受重力忽略不计，求： （1）粒子从M点进入磁场时的速度v的大小； （2）磁感应强度B的大小； （3）粒子在磁场与在电场中运动的时间之比。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）粒子自O点至M点做类平抛运动，设运动时间为t1，粒子从M点进入磁场时的竖直分速度大小为vy，根据运动学规律有 ① ② 联立①②解得 ③ 粒子从M点进入磁场时的速度v的大小为 ④ （2）设粒子从M点进入磁场时的速度方向与水平方向的夹角为，根据几何关系有 ⑤ 粒子从M点进入磁场后做匀速圆周运动，设匀速圆周运动的半径为r，根据牛顿第二定律有 ⑥ 根据几何关系有 ⑦ 联立④⑤⑥⑦解得 ⑧ （3）粒子在磁场中做圆周运动的周期为 ⑨ 粒子在磁场中运动的时间为 ⑩ 联立①⑨⑩可得粒子在磁场与在电场中运动的时间之比为 ⑪ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $