精品解析：甘肃省白银市靖远县第四中学2024-2025学年高二上学期12月月考物理试题

高二年级上学期期末考试模拟卷 物理试卷 （75分钟　100分） 考试范围：必修第三册40%，选择性必修第二册60%。 第Ⅰ卷（选择题　共43分） 一、选择题：本题共10小题，共43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5分，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 关于对能量子和热辐射的认识，下列说法正确的是（　　） A. 能量子与电磁波的频率成反比 B. 能量子假说与现实世界相矛盾，因而是错误的 C. 物体在室温时，热辐射的主要成分是波长较短的电磁波 D. 带电微粒辐射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整数倍 2. 我们在坐电梯的时候会发现这样一个现象：当超载时电梯会发出报警提示。这是由于电梯内装有的传感器是（　　） A. 压力传感器 B. 温度传感器 C. 气体传感器 D. 声音传感器 3. 丹麦物理学家奥斯特发现电流磁效应的实验示意图如图所示。他将导线沿水平方向放置在小磁针的正上方，通电后发现小磁针的极向纸面里转动。则导线中电流的方向为（　　） A. 垂直纸面向外 B. 垂直纸面向里 C. 水平向右 D. 水平向左 4. 在电视剧中，我们经常会看到士兵手持探雷器进行探雷工作。士兵将带有线圈的探雷器在地面上扫过，在线圈中通有变化着的电流。如果扫过地下埋有金属物品，探雷器就会报警。探雷器工作利用了（　　） A. 静电感应 B. 电流的热效应 C. 电磁阻尼 D. 涡流 5. 在匀强磁场中的P处放一个长度为L＝20cm，通电电流I＝0.5A的直导线，测得它受到的最大磁场力F＝1.0N，其方向竖直向上，现将该通电导线从磁场中撤走，则P处磁感应强度为( ) A. 0 B. 10T C. 0.1T D. 1T 6. 一交变电流的图像如图所示（曲线是正弦图线的一部分），该交变电流的有效值为（　　） A. B. 2A C. D. 7. 如图所示，匀强磁场的两边界和平行，且磁场区域的宽度为，磁场的方向垂直于纸面向里、磁感应强度大小为。一边长为的等边三角形导线框以速度匀速通过磁场区域，且运动过程中始终保持边与两边界垂直，取逆时针方向为感应电流的正方向，导线框的电阻为。则在导线框通过磁场区域的过程中，下列关于感应电流随时间变化的图像正确的是（　　） A. B. C. D. 8. 1876年物理学家罗兰完成了著名的“罗兰实验”。他把大量的负电荷加在一个橡胶圆盘上，然后在圆盘附近悬挂一个小磁针，将圆盘绕中心轴按照图示方向（自上向下看为顺时针）高速旋转，发现小磁针发生偏转。忽略地磁场对小磁针的影响，下列说法正确的是（　　） A. 小磁针发生偏转的原因是橡胶圆盘产生了电场 B. 小磁针发生偏转的原因是电荷运动形成的电流产生了磁场 C. 当小磁针位于圆盘的左方时，极指向下方 D. 当小磁针位于圆盘的左方时，极指向上方 9. 某生产车间为了安全采用36V的低压给车间内的两灯泡供电，而这个电压是将220V的交流电压通过变压器降压得到的，两开关、均闭合，如图所示。已知变压器可视为理想变压器，灯泡的电阻不随温度变化而变化。下列说法正确的是（　　） A. 变压器的原、副线圈匝数之比 B. 若只断开开关，则灯泡两端的电压变小 C. 若只断开开关，则流经灯泡的电流变小 D. 若只断开开关，则灯泡消耗的功率不变 10. 某航空母舰的舰载机在起飞的过程中，仅靠自身发动机不足以在飞行甲板上达到起飞速度，如果安装辅助起飞的电磁弹射系统（侧视图如图甲所示），飞机从导轨右端离开后能达到起飞速度。电磁弹射系统的俯视图如图乙所示，MN、PQ为两光滑平行金属直导轨（电阻忽略不计），AB是电磁弹射车，回路中的电流恒定，该电流产生的磁场对弹射车施加力的作用，从而带动舰载机由静止开始向右加速运动。不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 弹射车所受的安培力与电流的大小成正比 B. 弹射车向右做匀加速直线运动 C. 弹射车离开导轨时的动能和它本身的质量无关 D. 若回路中的电流反向，则弹射车不能正常被加速 第Ⅱ卷（非选择题　共57分） 二、实验探究题：本题共2小题，共15分。将符合题意的内容填写在题目中的横线上或按题目要求作答。 11. 某同学选用匝数可调的可拆变压器来“探究变压器原、副线圈两端的电压与匝数的关系”实验。 （1）该同学将原线圈接在正弦式交流电源上，用多用电表的______（选填“交流电压”或“直流电压”）挡来测量副线圈两端的电压。 （2）此时多用电表显示的电压值为交流电压的______（选填“峰值”“瞬时值”“有效值”或“平均值”）。 （3）该同学在一次实验时，变压器的原、副线圈的匝数分别选用600匝和200匝，测得原、副线圈两端的电压分别为9.00V和2.92V。这与所学的“电压比等于匝数比”不相符。他检查发现实验操作没有错误，你认为出现这一结果的主要原因是______。 12. 某实验小组用如图甲所示的电路测量电流表内阻、电源电动势及内阻。 实验器材如下：待测电源（内阻为），待测电流表A（内阻为），电压表V（量程为，内阻很大），电阻箱（阻值范围为），单刀单掷开关，单刀双掷开关，导线若干。操作如下： （1）I. 将接到，闭合，拨动电阻箱旋钮，使各旋钮盘的刻度处于如图乙所示的位置，记录此时的电压表示数为，然后断开； II. 保持电阻箱示数不变，将接，闭合，记录此时电压表的示数（如图丙所示），电流表的示数为0.1A，然后断开。 则图乙所示的电阻箱的示数为___________，图丙所示的电压表的示数为___________V。由此可算出电流表的内阻___________。 （2）在完成上述操作后，继续以下操作：将接到，闭合，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱的示数和对应的电压表示数，由测得的数据绘出了如图丁所示的图线。根据实验原理得到和的函数关系式为___________；由函数关系式和图丁可得电源电动势___________，内阻___________。（计算结果均保留3位有效数字）。 三、计算题：本题共3小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 两块水平放置的金属板间的距离为，用导线将一匝数为、电阻不计的线圈和一电阻与金属板并联，如图所示。当穿过线圈的匀强磁场在均匀变化时，两金属板间一质量为、电荷量为的油滴恰好处于静止状态。重力加速度为，求线圈中磁通量的变化率。 14. 如图甲所示，真空室中电极K发出的电子（初速度不计）经电压为的加速电场加速后，沿两水平金属板C、D间的中心线射入两极板间，最后打在荧光屏上。C、D极板间加一交变电压，电压随时间变化的图像如图乙所示，已知，未知。电子的质量为、电荷量为，C、D极板长均为，两极板间的距离为，荧光屏距到C、D极板右端的距离均为，且所有电子都能从C、D极板右端射出。若偏转电场的周期等于电子通过C、D极板时间的2倍，某时刻发出的电子最终打到荧光屏上的点。求： （1）该电子刚进入偏转电场时的速度大小； （2）该电子在偏转电场中减速运动的时间； （3）该电子打在荧光屏上点时的动能。 15. 一台小型发电机的构造示意图如图所示，匝的矩形线圈以角速度绕垂直于匀强磁场方向的轴匀速转动，产生的交变电流向外电阻供电。已知矩形线圈的面积、内阻，其余电阻不计，匀强磁场的磁感应强度大小，从图示位置开始计时，求： （1）发电机所产生的电动势的瞬时值表达式。 （2）电阻的热功率。 （3）从图示位置开始，经过，通过电阻的电荷量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二年级上学期期末考试模拟卷 物理试卷 （75分钟　100分） 考试范围：必修第三册40%，选择性必修第二册60%。 第Ⅰ卷（选择题　共43分） 一、选择题：本题共10小题，共43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5分，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 关于对能量子和热辐射的认识，下列说法正确的是（　　） A. 能量子与电磁波的频率成反比 B. 能量子假说与现实世界相矛盾，因而是错误的 C. 物体在室温时，热辐射的主要成分是波长较短的电磁波 D. 带电微粒辐射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整数倍 【答案】D 【解析】 【详解】A． 能量子的能量公式为，其中为普朗克常数，为频率。能量与频率成正比，而非反比，故A错误。 B． 能量子假说成功解释了黑体辐射实验，奠定了量子理论的基础，与现实实验现象一致，故B错误。 C． 根据维恩位移定律 ，室温（约300K）时热辐射的峰值波长位于红外区（波长较长），而非波长较短的可见光或紫外线，故C错误。 D． 普朗克提出能量量子化假说，明确指出带电微粒辐射或吸收的能量只能是能量子 的整数倍，故D正确。 故选D。 2. 我们在坐电梯的时候会发现这样一个现象：当超载时电梯会发出报警提示。这是由于电梯内装有的传感器是（　　） A. 压力传感器 B. 温度传感器 C. 气体传感器 D. 声音传感器 【答案】A 【解析】 【详解】A．电梯超载报警需要检测电梯承受的总重量是否超过额定值。压力传感器能将压力（即重量）转化为电信号，当总重量超过设定值时触发报警，A正确； B．温度传感器用于检测温度变化，与重量无关，B错误； C．气体传感器用于检测气体浓度（如烟雾、有害气体），与超载无关，C错误； D．声音传感器检测声音信号，无法直接反映重量信息，D错误。 故选A。 3. 丹麦物理学家奥斯特发现电流磁效应的实验示意图如图所示。他将导线沿水平方向放置在小磁针的正上方，通电后发现小磁针的极向纸面里转动。则导线中电流的方向为（　　） A. 垂直纸面向外 B. 垂直纸面向里 C. 水平向右 D. 水平向左 【答案】C 【解析】 【详解】通电后发现小磁针的极向纸面里转动，说明通电导线产生的磁场垂直纸面向里，根据右手螺旋定则，通电电流的方向水平向右。 故选C。 4. 在电视剧中，我们经常会看到士兵手持探雷器进行探雷工作。士兵将带有线圈的探雷器在地面上扫过，在线圈中通有变化着的电流。如果扫过地下埋有金属物品，探雷器就会报警。探雷器工作利用了（　　） A. 静电感应 B. 电流的热效应 C. 电磁阻尼 D. 涡流 【答案】D 【解析】 【详解】A．静电感应是静电场中导体电荷重新分布的现象，而探雷器涉及变化的磁场，A错误； B．电流的热效应是电能转化为热能，与探雷器报警机制无关，B错误； C．电磁阻尼是指导体在磁场中运动时因涡流产生的阻力，而探雷器中的金属物品是被动产生涡流，并非因运动受阻，C错误； D．变化的电流产生变化的磁场，金属物品中会感应出涡流，涡流产生的磁场反过来影响探雷器线圈，触发报警，D正确。 故选D。 5. 在匀强磁场中的P处放一个长度为L＝20cm，通电电流I＝0.5A的直导线，测得它受到的最大磁场力F＝1.0N，其方向竖直向上，现将该通电导线从磁场中撤走，则P处磁感应强度为( ) A. 0 B. 10T C. 0.1T D. 1T 【答案】B 【解析】 【详解】由题意，通电导线放入磁场中所受安培力最大，说明导线与磁场垂直，则有，得 故B正确． 6. 一交变电流的图像如图所示（曲线是正弦图线的一部分），该交变电流的有效值为（　　） A. B. 2A C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据有效值的定义，有 解得 故选C。 7. 如图所示，匀强磁场的两边界和平行，且磁场区域的宽度为，磁场的方向垂直于纸面向里、磁感应强度大小为。一边长为的等边三角形导线框以速度匀速通过磁场区域，且运动过程中始终保持边与两边界垂直，取逆时针方向为感应电流的正方向，导线框的电阻为。则在导线框通过磁场区域的过程中，下列关于感应电流随时间变化的图像正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】导线框在匀速进入磁场的过程中，切割磁感线的有效长度先均匀增大，感应电流均匀增大，直到顶点到达边界处，此时感应电流最大，最大值 在顶点继续向右运动到边界的过程中，导线框切割磁感线的有效长度均匀减小到零。在导线框进入磁场的过程中，由右手定则可知，感应电流沿逆时针方向，即感应电流为正方向；同理可知在导线框出磁场的过程中，感应电流先均匀增大到最大值，然后由最大值均匀减小为零，由右手定则可知，感应电流沿顺时针方向，即感应电流为负方向。 故选B。 8. 1876年物理学家罗兰完成了著名的“罗兰实验”。他把大量的负电荷加在一个橡胶圆盘上，然后在圆盘附近悬挂一个小磁针，将圆盘绕中心轴按照图示方向（自上向下看为顺时针）高速旋转，发现小磁针发生偏转。忽略地磁场对小磁针的影响，下列说法正确的是（　　） A. 小磁针发生偏转的原因是橡胶圆盘产生了电场 B. 小磁针发生偏转的原因是电荷运动形成的电流产生了磁场 C. 当小磁针位于圆盘的左方时，极指向下方 D. 当小磁针位于圆盘的左方时，极指向上方 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．小磁针发生偏转的原因是电荷运动形成的电流产生了磁场，A错误，B正确； CD．将圆盘绕中心轴按照图示方向（自上向下看为顺时针）高速旋转，产生逆时针方向的电流，根据安培定则，圆盘中心轴线上的磁感线的方向竖直向上，圆盘左方磁感线的方向竖直向下。当小磁针位于圆盘的左方时，极指向下方，C正确，D错误。 故选BC。 9. 某生产车间为了安全采用36V的低压给车间内的两灯泡供电，而这个电压是将220V的交流电压通过变压器降压得到的，两开关、均闭合，如图所示。已知变压器可视为理想变压器，灯泡的电阻不随温度变化而变化。下列说法正确的是（　　） A. 变压器的原、副线圈匝数之比 B. 若只断开开关，则灯泡两端的电压变小 C. 若只断开开关，则流经灯泡的电流变小 D. 若只断开开关，则灯泡消耗的功率不变 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据理想变压器原、副线圈电压与匝数之间的关系可知，A正确； BCD．若只断开开关，由于原、副线圈的匝数不变，因此灯泡两端的电压不变，流经灯泡的电流不变，由可知，灯泡消耗的功率不变，BC错误，D正确。 故选AD。 10. 某航空母舰的舰载机在起飞的过程中，仅靠自身发动机不足以在飞行甲板上达到起飞速度，如果安装辅助起飞的电磁弹射系统（侧视图如图甲所示），飞机从导轨右端离开后能达到起飞速度。电磁弹射系统的俯视图如图乙所示，MN、PQ为两光滑平行金属直导轨（电阻忽略不计），AB是电磁弹射车，回路中的电流恒定，该电流产生的磁场对弹射车施加力的作用，从而带动舰载机由静止开始向右加速运动。不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 弹射车所受的安培力与电流的大小成正比 B. 弹射车向右做匀加速直线运动 C. 弹射车离开导轨时的动能和它本身的质量无关 D. 若回路中的电流反向，则弹射车不能正常被加速 【答案】BC 【解析】 【详解】A．当电流的大小变化时，电流产生的磁场的磁感应强度也随之变化，由可知，安培力和电流大小不是正比关系，A项错误； B．根据可知，加速度恒定，弹射车向右做匀加速直线运动，B项正确； C．设电流为，磁感应强度大小为，导轨间距为，弹射车在导轨上运动的距离为，由动能定理可知，弹射车离开导轨时的动能和它本身的质量无关，C项正确； D．当回路中的电流反向时，导轨之间产生的磁场反向，同时中的电流方向反向，根据左手定则，则所受的安培力方向不变，弹射车能正常被加速，D项错误。 故选BC。 第Ⅱ卷（非选择题　共57分） 二、实验探究题：本题共2小题，共15分。将符合题意的内容填写在题目中的横线上或按题目要求作答。 11. 某同学选用匝数可调的可拆变压器来“探究变压器原、副线圈两端的电压与匝数的关系”实验。 （1）该同学将原线圈接在正弦式交流电源上，用多用电表的______（选填“交流电压”或“直流电压”）挡来测量副线圈两端的电压。 （2）此时多用电表显示的电压值为交流电压的______（选填“峰值”“瞬时值”“有效值”或“平均值”）。 （3）该同学在一次实验时，变压器的原、副线圈的匝数分别选用600匝和200匝，测得原、副线圈两端的电压分别为9.00V和2.92V。这与所学的“电压比等于匝数比”不相符。他检查发现实验操作没有错误，你认为出现这一结果的主要原因是______。 【答案】（1）交流电压 （2）有效值 （3）交变电流产生的磁场未完全局限在铁芯内 【解析】 【小问1详解】 由于副线圈输出的也是交变电流，因此要用多用电表的交流电压挡来测量副线圈两端的电压。 【小问2详解】 多用电表显示的电压值为交流电压的有效值。 【小问3详解】 交变电流产生的磁场未完全局限在铁芯内，会使副线圈两端的电压测量值小于理论值。 12. 某实验小组用如图甲所示的电路测量电流表内阻、电源电动势及内阻。 实验器材如下：待测电源（内阻为），待测电流表A（内阻为），电压表V（量程为，内阻很大），电阻箱（阻值范围为），单刀单掷开关，单刀双掷开关，导线若干。操作如下： （1）I. 将接到，闭合，拨动电阻箱旋钮，使各旋钮盘的刻度处于如图乙所示的位置，记录此时的电压表示数为，然后断开； II. 保持电阻箱示数不变，将接，闭合，记录此时电压表的示数（如图丙所示），电流表的示数为0.1A，然后断开。 则图乙所示的电阻箱的示数为___________，图丙所示的电压表的示数为___________V。由此可算出电流表的内阻___________。 （2）在完成上述操作后，继续以下操作：将接到，闭合，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱的示数和对应的电压表示数，由测得的数据绘出了如图丁所示的图线。根据实验原理得到和的函数关系式为___________；由函数关系式和图丁可得电源电动势___________，内阻___________。（计算结果均保留3位有效数字）。 【答案】（1） ①. 20.00 ②. 2.50 ③. 5.00 （2） ①. ②. 2.63 ③. 1.00 【解析】 【小问1详解】 [1]图乙所示的电阻箱的示数为 [2]图丙电压表的分度值为，电压表的示数为； [3]根据部分电路欧姆定律可得 解得电流表的内阻为 【小问2详解】 [1][2][3]根据闭合电路欧姆定律有 变形可得 结合图像有， 联立解得， 三、计算题：本题共3小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 两块水平放置的金属板间的距离为，用导线将一匝数为、电阻不计的线圈和一电阻与金属板并联，如图所示。当穿过线圈的匀强磁场在均匀变化时，两金属板间一质量为、电荷量为的油滴恰好处于静止状态。重力加速度为，求线圈中磁通量的变化率。 【答案】 【解析】 【详解】由带电油滴处于平衡状态，有 线圈中产生的感应电动势 由电路的特点可知 解得 14. 如图甲所示，真空室中电极K发出的电子（初速度不计）经电压为的加速电场加速后，沿两水平金属板C、D间的中心线射入两极板间，最后打在荧光屏上。C、D极板间加一交变电压，电压随时间变化的图像如图乙所示，已知，未知。电子的质量为、电荷量为，C、D极板长均为，两极板间的距离为，荧光屏距到C、D极板右端的距离均为，且所有电子都能从C、D极板右端射出。若偏转电场的周期等于电子通过C、D极板时间的2倍，某时刻发出的电子最终打到荧光屏上的点。求： （1）该电子刚进入偏转电场时的速度大小； （2）该电子在偏转电场中减速运动的时间； （3）该电子打在荧光屏上点时的动能。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 电子在加速电场中，由动能定理得 解得 【小问2详解】 电子要能达到点，电子在竖直方向先加速后减速再反向加速，且向上运动和向下运动的位移大小相等，电子在偏转电场中的运动时间 让电子先向上加速，则向上的偏移量 向下的偏移量 解得电子在偏转电场中减速运动的时间 【小问3详解】 竖直方向上，电子的速度从零反向加速运动过程的位移 静电力做的功 打在荧光屏上点时，电子的动能 15. 一台小型发电机的构造示意图如图所示，匝的矩形线圈以角速度绕垂直于匀强磁场方向的轴匀速转动，产生的交变电流向外电阻供电。已知矩形线圈的面积、内阻，其余电阻不计，匀强磁场的磁感应强度大小，从图示位置开始计时，求： （1）发电机所产生的电动势的瞬时值表达式。 （2）电阻的热功率。 （3）从图示位置开始，经过，通过电阻的电荷量。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 电动势的峰值为 则电动势的瞬时值表达式为 【小问2详解】 感应电动势的有效值为 由闭合电路的欧姆定律可知，流经电阻的电流有效值为 所以定值电阻的热功率为 【小问3详解】 从图示位置开始，经过，线圈转过的角度为 穿过线圈的磁通量的变化量大小为 根据法拉第电磁感应定律可得此过程感应电动势的平均值为 则平均感应电流为 所以此过程流经电阻的电荷量为 代入数据联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $