精品解析：吉林省四平市第三高级中学2024-2025学年高二上学期期末考试物理试题

2024~2025学年度高二第一学期期末考试 物理 全卷满分100分，考试时间75分钟。 注意事项： 1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。 4.考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。 5.本卷主要考查内容：必修第三册，选择性必修第二册第一、二章。 一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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. 下列说法正确的是（　　） A. 库仑认为在电荷周围存在着一种由它产生的电场，法拉第认为场是物质存在的一种形式 B. 赫兹建立了经典的电磁场理论，麦克斯韦通过实验捕捉到了电磁波 C. 安培发现了电流的磁效应，奥斯特发现磁生电 D. 普朗克认为微观粒子的能量是量子化的或者说是不连续的 【答案】D 【解析】 【详解】A．法拉第认为在电荷周围存在着一种由它产生的电场，物理学理论和实验证实场是物质存在的一种形式，故A错误； B．麦克斯韦建立了经典的电磁场理论，赫兹通过实验捕捉到了电磁波，故B错误； C．奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现了磁生电，故C错误； D．普朗克认为微观粒子的能量是量子化的或者说是不连续的，故D正确。 故选D。 2. 如图所示，一电子仅在静电力作用下以沿AB方向的初速度从A点沿电场线运动到B点的过程中，该电子（ ） A. 速度增大 B. 速度减小 C. 加速度增大 D. 加速度不变 【答案】A 【解析】 【详解】AB．电子带负电，受到的静电力方向与电场线方向相反，即向右，电子从点沿电场线运动到点的过程，受到的静电力与运动方向相同，静电力做正功，电子的动能增大，速度增大，故A正确，B错误； CD．电场线的疏密表示电场强度的大小，从到电场线由密变疏，说明点的电场强度大于点的电场强度，由可知电子在点受到的静电力大于在点受到的静电力，根据牛顿第二定律可知，从点运动到点的过程中加速度减小，故CD错误。 故选A。 3. 某同学利用如图所示实验装置探究磁场对通电导体的作用。初始时导体棒ab静置于水平粗糙导轨上，装置处于竖直方向的匀强磁场中，闭合开关后，导体棒开始运动，已知导体棒ab始终与导轨垂直，下列说法正确的是（ ） A. 若减小磁感应强度的大小，导体棒也一定能运动 B. 若导体棒向右运动，则磁场方向向上 C. 若增大电源输出电压，开始运动瞬间，导体棒的加速度增大 D. 若磁感应强度反向，同时电源的正负极也反向，则导体棒的运动方向也反向 【答案】C 【解析】 【详解】A．由，可知，磁感应强度减小时，安培力减小，当安培力小于最大静摩擦力时，导体棒不能运动，故A错误； B．由图可知，导体棒中的电流从端流向端。若磁场方向向上，根据左手定则，导体棒所受安培力方向向左，与导体棒向右运动矛盾，故B错误。 C．电路电阻不变，增大电源输出电压，电流增大，由，可知安培力增大。导体棒开始运动瞬间所受摩擦力大小不变，根据牛顿第二定律，加速度增大，故C正确； D．磁场方向和电流方向同时反向，根据左手定则，安培力方向不变，导体棒的运动方向不变，故D错误。 故选C。 4. 下列现象利用了电磁阻尼规律的是（ ） A. 图甲，家用电磁炉加热食物 B. 图乙，线圈能使振动的条形磁铁快速停下来 C. 图丙，真空冶炼炉冶炼金属 D. 图丁，探雷装置探测地雷 【答案】B 【解析】 【详解】A．图甲中，家用电磁炉加热食物是利用交变电流通过线圈产生交变磁场，在铁锅底部产生涡流，将电能转化为内能，未利用电磁阻尼，故A错误； B．图乙中，线圈与穿过它的磁场形成闭合回路，当条形磁铁振动时，穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中产生感应电流，根据楞次定律“来拒去留”，磁铁受到阻碍其相对运动的安培力，从而快速停下来，利用了电磁阻尼规律，故B正确； C．图丙中，真空冶炼炉是利用高频交变电流产生高频交变磁场，在金属内部产生强烈的涡流来冶炼金属，未利用电磁阻尼，故C错误； D．图丁中，探雷装置是利用探测线圈发出的交变磁场在金属物体中引发涡流，涡流产生的磁场反作用于探测线圈来探测地雷，未利用电磁阻尼，故D错误。 故选B。 5. 如图，圆心为O的水平圆面上有a、b、c、d、e、f 6个点，6个点将圆周等分，AB是圆面过圆心的垂线，。现将一个带电量为Q的负电荷固定于c点，将两个带电量均为Q的正电荷固定于a、d两点。下列说法正确的是（ ） A. b点电势高于e点电势 B. e点电势高于f点电势 C. 将一个正电荷由A点沿AO移动到O点，其电势能增大 D. 将一个负电荷由O点沿OB移动到B点，其电势能减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据对称性可知固定于a、d两点的正电荷在b、e两点的电势相等，由于b点离c点处的负电荷比e点离c点处的负电荷更近，则b点电势低于e点电势，故A错误； B．根据对称性可知固定于a、d两点的正电荷在e、f两点的电势相等，由于e点离c点处的负电荷比f点离c点处的负电荷更近，则e点电势低于f点电势，故B错误； C．对于a、c两点的等量异种点电荷，AO处于a、c两点连线的中垂面上，所以a、c两点的等量异种点电荷在AO上的电势为0；对于d点的正电荷，由A点沿AO移动到O点，电势逐渐升高，根据可知，将一个正电荷由A点沿AO移动到O点，其电势能增大，故C正确； D．对于a、c两点的等量异种点电荷，OB处于a、c两点连线的中垂面上，所以a、c两点的等量异种点电荷在OB上的电势为0；对于d点的正电荷，由O点沿OB移动到B点，电势逐渐降低，根据可知，将一个负电荷由O点沿OB移动到B点，其电势能增大，故D错误。 故选C。 6. 如图所示，一块均匀的长方体样品，长、宽均为a、厚为b，若沿着AB方向测得的电阻为R，下列说法正确的是（　　） A. 沿CD方向的电阻大于R B. 该样品的电阻率为 C. 沿EF方向的电阻为 D. 增加a，不改变b，沿AB方向的电阻不变 【答案】D 【解析】 【详解】BD．设样品的电阻率为ρ，根据电阻定律，得出样品沿AB方向的电阻 解得 故增加a，不改变b，R不变，即沿AB方向的电阻不变，故B错误，D正确； A．沿CD方向的电阻为 故A错误； C．沿EF方向的电阻为 故C错误； 故选D。 7. 用伏安法测量电阻时，有一种接法如图所示。已知电压表的内阻为2400Ω，电流表的内阻为10Ω，电阻R的真实值为600Ω，下列说法正确的是（ ） A. 图中所示的接法是外接法 B. 电阻的测量值偏小 C. 电阻的测量值为480Ω D. 电阻的测量值与真实值之间的差值为10Ω 【答案】D 【解析】 【详解】A．图中所示的接法是电流表内接法，故A错误； B．电流表采用内接法，由于电流表的分压作用，使得电压表的示数大于待测电阻的两端电压，根据欧姆定律可知，电阻的测量值偏大，故B错误； CD．电阻的测量值为电流表内阻与待测电阻真实值之和，则有 电阻的测量值与真实值之间的差值为，故C错误，D正确。 故选D。 二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图所示，回旋加速器两D形盒之间所加电压大小为U，所加磁场的磁感应强度大小为B。用回旋加速器加速质子，质子从A处的质子源由静止出发，加速到最大动能后射出。下列说法中正确的是（ ） A. 质子在两D形盒之间电场中运动时加速 B. 质子在磁场中运动时速度大小保持不变 C. 与U成正比 D. 与成正比 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．回旋加速器加速的原理是利用两D形盒之间的电场加速,利用磁场偏转,仅半个圆周运动中速率不变，半个圆后又要被电场加速，同理下半个圆周运动中速率不变，但比上半个圆周运动中速率大，故A正确，B错误； CD．当粒子从回旋加速器出去时，动能最大，有 又 联立解得，故C错误，D正确。 故选AD。 9. 如图所示的U-I图像中，直线a为某电源的路端电压与电流的关系，直线b为某电阻R的电压与电流的关系。现用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图像可知（ ） A. R的阻值为4Ω B. 电源的内阻为0.5Ω C. 电源的输出功率为9W D. 电源内部消耗的功率为2W 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据图像可知，直线的斜率表示电阻，阻值为，故A正确； B．直线的纵截距表示电源的电动势，横截距表示短路电流，电源内阻大小等于直线斜率的绝对值，即，故B错误； C．两直线的交点即为电源与电阻连接成闭合电路时的工作点，此时电路电流，路端电压，电源的输出功率为，故C错误； D．电源内部消耗的功率为，故D正确。 故选AD。 10. 如图所示，一足够长的U形光滑金属导轨固定在水平面上，导轨宽为L，电阻不计，左端接一阻值为R的定值电阻，整个装置处于方向垂直轨道平面向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。一质量为m的金属棒从距导轨左侧d处，以大小为的初速度向右运动，导体棒长度为L，电阻为r，金属棒与导轨始终接触良好且保持垂直，则（ ） A. 开始运动瞬间，导体棒两端的电势差大小为 B. 开始运动瞬间，导体棒两端的电势差大小为 C. 瞬时速率为v时，安培力大小为 D. 瞬时速率为v时，安培力大小为 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．开始运动瞬间，导体棒切割磁感线产生的感应电动势为 回路电流为 导体棒两端的电势差等于定值电阻两端的电压，故A错误，B正确； CD．瞬时速率为时，回路电流为 导体棒所受安培力大小为，故C正确，D错误。 故选BC。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某兴趣小组用如图所示装置探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素。 （1）图甲中，通过实验得知：当磁体向下运动时，电流计指针向左偏转，此时线圈中磁通量在_____（填“增大”或“减小”）。 （2）为进一步探究影响感应电流方向的因素，该小组设计了如图乙的电路。若该电路连接正确，在闭合开关前滑动变阻器滑片应移至最_____（填“左”或“右”）端。 （3）若图乙电路连接正确，开关闭合后，将铁芯从线圈P中快速抽出时，观察到电流计指针______（填“偏转”或“不偏转”）。 【答案】（1）增大 （2）右 （3）偏转 【解析】 【小问1详解】 当磁体向下运动时，条形磁铁两极附近磁场(磁场的磁感应强度)强，穿过线圈的磁场为竖直向下，磁场增加，则磁通量增大 【小问2详解】 闭合开关瞬间，电路中电流增大，电磁铁的磁性增强，穿过螺线管的磁通量增加，会产生感应电流，为了防止产生的感应电流过大烧坏电流表，闭合开关前需要将滑动变阻器的滑片移到最右端，即最大阻值处。 【小问3详解】 将铁芯从线圈P中快速抽出时，穿过线圈P的磁通量改变，会产生感应电流，则观察到电流计指针偏转。 12. 某同学通过实验测量一圆柱形导体的电阻率。 （1）该同学分别用游标卡尺和螺旋测微器测量该导体的长度和直径，测量结果分别如图甲乙所示，则该导体的长度为L=________cm，直径d=________mm； （2）该同学利用图丙所示的电路测量导体的电阻率。若该同学测得电压表的读数为U，电流表的读数为I，则该导体电阻率的表达式为ρ=________（用U、I、L、d等表示） （3）若图丙中的电流表不能视为理想电表，则该同学得到的电阻率与真实值相比________（填“偏大”“偏小”或“相同”）。 【答案】（1） ①. 6.15 ②. 4.825##4.826##4.827 （2） （3）偏大 【解析】 【小问1详解】 由图甲读得导体的长度为 由图乙读得导体的直径为 【小问2详解】 根据欧姆定律，导体的电阻为 根据电阻定律有 其中横截面积 联立解得电阻率的表达式为 【小问3详解】 图丙中电流表采用内接法，电压表测量的是导体和电流表两端的总电压，测量电阻 测量值偏大，因此算得的电阻率与真实值相比偏大。 13. 如图所示，光滑的金属导轨ab、cd竖直平行固定放置，匀强磁场垂直导轨平面向外，导轨的间距为L。a、c两点用垂直导轨的导线连接，与导轨垂直放置始终保持良好接触的金属棒，受到竖直向上的拉力F（与重力mg等大）。时刻匀强磁场的磁感应强度为，金属棒从ef处开始以速度匀速下降，ef与ac相距也为L。求： （1）时刻回路的磁通量； （2）为使回路中不产生感应电流，请推导出从时刻开始，磁感应强度B随时间t变化的关系式。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 时刻，回路的面积此时回路的磁通量为 【小问2详解】 要使回路中不产生感应电流，回路中的磁通量应保持不变，即时刻的磁通量 在时刻，金属棒下滑的距离 此时回路的面积为 此时回路的磁通量为 由于 则有 解得磁感应强度随时间变化的关系式为 14. 如图所示，电源的电动势为、内阻为，R是由某种金属氧化物制成的导体，实验研究表明通过它的电流与它两端的电压遵循的关系为，其中系数。开关S闭合后，理想电流表的示数为，额定电压为、线圈的电阻为的电动机恰好正常工作，求： （1）开关S闭合后，流过导体R的电流； （2）开关S闭合后，电动机的机械效率和电源的效率。 【答案】（1）0.5A；（2）， 【解析】 【详解】（1）根据题意可知开关闭合后，理想电流表的示数为，由闭合电路欧姆定律可得 易知 结合 联立解得 （2）根据串、并联电路的电流关系可得电动机正常工作时的电流为 电动机正常工作时的额定功率为 热功率为 电动机的机械效率 电源的效率 联立解得 15. 如图所示，半径的半圆形无场区的圆心在坐标原点O处，半径，磁感应强度大小的圆形有界磁场区的圆心坐标为，两正对的平行金属板M、N的极板长，M板位于处，N板位于x轴。其中N极板收集到的粒子全部中和吸收。一位于O处的粒子源向第一、二象限均匀地发射速度大小为v的带正电粒子，经圆形磁场偏转后，从第一象限出射的粒子速度方向均沿x轴正方向，已知粒子在磁场中的运动半径，若粒子重力不计、比荷、不计粒子间的相互作用力及电场的边缘效应。 （1）求粒子的发射速度v的大小； （2）若粒子从O点沿y轴正方向射入磁场，求它离开磁场时的坐标； （3）要使进入极板间的粒子都被N板收集，则M、N板间所加的电压至少多大？上述临界情况时粒子在电场中的加速度多大？ 【答案】（1） （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力得 整理得 【小问2详解】 粒子沿轴正方向运动至半圆形无场区边界的点后进入磁场。粒子带正电且磁场方向垂直纸面向外，此时洛伦兹力沿轴正方向，故轨迹圆心为，粒子沿顺时针方向运动。取各长度的单位为，轨迹圆最高点为，且 故点在圆形磁场边界上。粒子沿轨迹运动到点时速度沿轴正方向，所以离开磁场时的坐标为 【小问3详解】 要使正粒子向板偏转，电场方向应由板指向板。设极板间距，最不利情况为粒子从板下方无限接近处沿轴正方向进入，并恰好在极板右端到达板。粒子在极板间运动的时间为 竖直方向初速度为零，由匀变速直线运动规律得 解得 由 整理得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024~2025学年度高二第一学期期末考试 物理 全卷满分100分，考试时间75分钟。 注意事项： 1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。 4.考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。 5.本卷主要考查内容：必修第三册，选择性必修第二册第一、二章。 一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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. 下列说法正确的是（　　） A. 库仑认为在电荷周围存在着一种由它产生的电场，法拉第认为场是物质存在的一种形式 B. 赫兹建立了经典的电磁场理论，麦克斯韦通过实验捕捉到了电磁波 C. 安培发现了电流的磁效应，奥斯特发现磁生电 D. 普朗克认为微观粒子的能量是量子化的或者说是不连续的 2. 如图所示，一电子仅在静电力作用下以沿AB方向的初速度从A点沿电场线运动到B点的过程中，该电子（ ） A. 速度增大 B. 速度减小 C. 加速度增大 D. 加速度不变 3. 某同学利用如图所示实验装置探究磁场对通电导体的作用。初始时导体棒ab静置于水平粗糙导轨上，装置处于竖直方向的匀强磁场中，闭合开关后，导体棒开始运动，已知导体棒ab始终与导轨垂直，下列说法正确的是（ ） A. 若减小磁感应强度的大小，导体棒也一定能运动 B. 若导体棒向右运动，则磁场方向向上 C. 若增大电源输出电压，开始运动瞬间，导体棒的加速度增大 D. 若磁感应强度反向，同时电源的正负极也反向，则导体棒的运动方向也反向 4. 下列现象利用了电磁阻尼规律的是（ ） A. 图甲，家用电磁炉加热食物 B. 图乙，线圈能使振动的条形磁铁快速停下来 C. 图丙，真空冶炼炉冶炼金属 D. 图丁，探雷装置探测地雷 5. 如图，圆心为O的水平圆面上有a、b、c、d、e、f 6个点，6个点将圆周等分，AB是圆面过圆心的垂线，。现将一个带电量为Q的负电荷固定于c点，将两个带电量均为Q的正电荷固定于a、d两点。下列说法正确的是（ ） A. b点电势高于e点电势 B. e点电势高于f点电势 C. 将一个正电荷由A点沿AO移动到O点，其电势能增大 D. 将一个负电荷由O点沿OB移动到B点，其电势能减小 6. 如图所示，一块均匀的长方体样品，长、宽均为a、厚为b，若沿着AB方向测得的电阻为R，下列说法正确的是（　　） A. 沿CD方向的电阻大于R B. 该样品的电阻率为 C. 沿EF方向的电阻为 D. 增加a，不改变b，沿AB方向的电阻不变 7. 用伏安法测量电阻时，有一种接法如图所示。已知电压表的内阻为2400Ω，电流表的内阻为10Ω，电阻R的真实值为600Ω，下列说法正确的是（ ） A. 图中所示的接法是外接法 B. 电阻的测量值偏小 C. 电阻的测量值为480Ω D. 电阻的测量值与真实值之间的差值为10Ω 二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图所示，回旋加速器两D形盒之间所加电压大小为U，所加磁场的磁感应强度大小为B。用回旋加速器加速质子，质子从A处的质子源由静止出发，加速到最大动能后射出。下列说法中正确的是（ ） A. 质子在两D形盒之间电场中运动时加速 B. 质子在磁场中运动时速度大小保持不变 C. 与U成正比 D. 与成正比 9. 如图所示的U-I图像中，直线a为某电源的路端电压与电流的关系，直线b为某电阻R的电压与电流的关系。现用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图像可知（ ） A. R的阻值为4Ω B. 电源的内阻为0.5Ω C. 电源的输出功率为9W D. 电源内部消耗的功率为2W 10. 如图所示，一足够长的U形光滑金属导轨固定在水平面上，导轨宽为L，电阻不计，左端接一阻值为R的定值电阻，整个装置处于方向垂直轨道平面向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。一质量为m的金属棒从距导轨左侧d处，以大小为的初速度向右运动，导体棒长度为L，电阻为r，金属棒与导轨始终接触良好且保持垂直，则（ ） A. 开始运动瞬间，导体棒两端的电势差大小为 B. 开始运动瞬间，导体棒两端的电势差大小为 C. 瞬时速率为v时，安培力大小为 D. 瞬时速率为v时，安培力大小为 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某兴趣小组用如图所示装置探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素。 （1）图甲中，通过实验得知：当磁体向下运动时，电流计指针向左偏转，此时线圈中磁通量在_____（填“增大”或“减小”）。 （2）为进一步探究影响感应电流方向的因素，该小组设计了如图乙的电路。若该电路连接正确，在闭合开关前滑动变阻器滑片应移至最_____（填“左”或“右”）端。 （3）若图乙电路连接正确，开关闭合后，将铁芯从线圈P中快速抽出时，观察到电流计指针______（填“偏转”或“不偏转”）。 12. 某同学通过实验测量一圆柱形导体的电阻率。 （1）该同学分别用游标卡尺和螺旋测微器测量该导体的长度和直径，测量结果分别如图甲乙所示，则该导体的长度为L=________cm，直径d=________mm； （2）该同学利用图丙所示的电路测量导体的电阻率。若该同学测得电压表的读数为U，电流表的读数为I，则该导体电阻率的表达式为ρ=________（用U、I、L、d等表示） （3）若图丙中的电流表不能视为理想电表，则该同学得到的电阻率与真实值相比________（填“偏大”“偏小”或“相同”）。 13. 如图所示，光滑的金属导轨ab、cd竖直平行固定放置，匀强磁场垂直导轨平面向外，导轨的间距为L。a、c两点用垂直导轨的导线连接，与导轨垂直放置始终保持良好接触的金属棒，受到竖直向上的拉力F（与重力mg等大）。时刻匀强磁场的磁感应强度为，金属棒从ef处开始以速度匀速下降，ef与ac相距也为L。求： （1）时刻回路的磁通量； （2）为使回路中不产生感应电流，请推导出从时刻开始，磁感应强度B随时间t变化的关系式。 14. 如图所示，电源的电动势为、内阻为，R是由某种金属氧化物制成的导体，实验研究表明通过它的电流与它两端的电压遵循的关系为，其中系数。开关S闭合后，理想电流表的示数为，额定电压为、线圈的电阻为的电动机恰好正常工作，求： （1）开关S闭合后，流过导体R的电流； （2）开关S闭合后，电动机的机械效率和电源的效率。 15. 如图所示，半径的半圆形无场区的圆心在坐标原点O处，半径，磁感应强度大小的圆形有界磁场区的圆心坐标为，两正对的平行金属板M、N的极板长，M板位于处，N板位于x轴。其中N极板收集到的粒子全部中和吸收。一位于O处的粒子源向第一、二象限均匀地发射速度大小为v的带正电粒子，经圆形磁场偏转后，从第一象限出射的粒子速度方向均沿x轴正方向，已知粒子在磁场中的运动半径，若粒子重力不计、比荷、不计粒子间的相互作用力及电场的边缘效应。 （1）求粒子的发射速度v的大小； （2）若粒子从O点沿y轴正方向射入磁场，求它离开磁场时的坐标； （3）要使进入极板间的粒子都被N板收集，则M、N板间所加的电压至少多大？上述临界情况时粒子在电场中的加速度多大？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $