山東省莒縣2025屆物理高二第一學期期末綜合測試試題含解析

山東省莒縣2025屆物理高二第一學期期末綜合測試試題請考生注意：1．請用2B鉛筆將選擇題答案涂填在答題紙相應位置上，請用0．5毫米及以上黑色字跡的鋼筆或簽字筆將主觀題的答案寫在答題紙相應的答題區(qū)內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙上均無效。2．答題前，認真閱讀答題紙上的《注意事項》，按規(guī)定答題。一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、以下關于物理學史的說法中，正確的是（）A.奧斯特最早引入了電場的概念B.牛頓提出了萬有引力定律，并測定出萬有引力常量C.庫侖利用扭秤實驗發(fā)現(xiàn)了電荷之間相互作用規(guī)律——庫侖定律D.安培通過實驗研究，發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應2、如圖所示，直線a為某電源與可變電阻連接成閉合電路時的路端電壓U與干路電流I的關系圖象，直線b為電阻R兩端電壓的U與通過它的電流I的圖象，用該電源和該電阻組成閉合電路時，電源的輸出功率和電源的效率分別為（）A.4W、33.3% B.2W、33.3%C.4W、67% D.2W、67%3、下面的四個圖顯示了磁場對通電直導線的作用力，其中正確的是（）A. B.C. D.4、如果人造地球衛(wèi)星受到地球的引力為其在地球表面時的一半,則人造地球衛(wèi)星距地面的高度是（已知地球的半徑為R）A.R B.C. D.5、小燈泡的伏安特性曲線如圖中的AB段(曲線)所示．由圖可知，AB段燈絲的電阻因溫度的影響改變了A.10Ω B.6ΩC.5Ω D.1Ω6、如圖所示，一束粒子射入質(zhì)譜儀，經(jīng)狹縫S后分成甲、乙兩束，分別打到膠片的A、C兩點．其中，已知甲、乙粒子的電荷量相等，下列說法正確的是A.甲帶正電 B.甲的比荷小C.甲的速率小 D.甲、乙粒子的質(zhì)量比為2：3二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、如圖所示，實線表示在豎直平面內(nèi)的電場線，電場線與水平方向成α角，水平方向的勻強磁場與電場正交，有一帶電液滴沿斜向上的虛線L做直線運動，L與水平方向成β角，且α>β，則下列說法中正確的是()A.液滴一定做勻速直線運動B.液滴有可能做勻減速直線運動C.電場線方向一定斜向上D.液滴的電勢能可能增大8、三個分別帶有正電、負電和不帶電的質(zhì)量相同的顆粒,從水平放置的平行帶電金屬板左側以相同速度v0垂直電場線方向射入勻強電場,分別落在帶正電荷的下板上的a、b、c三點,如圖所示.下面判斷正確的是(

)A.落在a點的顆粒帶正電,c點的帶負電,b點的不帶電B.落在a、b、c點的顆粒在電場中的加速度的關系是C.三個顆粒在電場中運動的時間關系是D.電場力對落在c點的顆粒做負功9、回旋加速器的主要結構如圖所示，兩個D形空盒拼成一個圓形空腔，中間留一條縫隙，當其工作時，關于回旋加速器加速帶電粒子所獲得的能量，下列說法正確的是A.與加速器的半徑有關，半徑越大，能量越大B.與加速器的磁場有關，磁場越強，能量越大C.與加速器的電場有關，電場越強，能量越大D.與帶電粒子的質(zhì)量和電荷量均有關，質(zhì)量、電荷量越大，能量越大10、如圖所示，臺秤上放一光滑平板，其左邊固定一擋板，一輕質(zhì)彈簧將擋板和一條形磁鐵連接起來，此時臺秤讀數(shù)為F1，現(xiàn)在磁鐵上方中心偏左位置固定一通電導線，電流方向如圖所示，在加上電流后的一小段時間內(nèi)，臺秤讀數(shù)為F2，則以下說法正確的是()A.F1>F2B.F1<F2C.彈簧長度將變長D.彈簧長度將變短三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）設金屬導體的橫截面積為，單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為，自由電子定向移動速度為，那么在時間內(nèi)通過某一橫截面積的自由電子數(shù)為_________；若電子的電荷量為，導體中的電流為，則電子定向移動的速率為_________。12．（12分）在測定一組干電池的電動勢和內(nèi)阻的實驗中，備有下列器材：A.電流表1(量程2mA，內(nèi)阻r1=100Ω)B.電流表2(量程1A，內(nèi)阻約10ΩC.定值電阻R0(2900Ω)D.滑動變阻器R(0~20Ω)E.開關和導線若干(1)某同學根據(jù)提供的器材設計電路來完成實驗，PQ連接_________，MN連接_________(填“電流表“1”或“電流表“2”)(2)該同學利用測出的實驗數(shù)據(jù)作出的I1-I2圖線(I1為電流表1的示數(shù)，I2為電流表2的示數(shù)，且I1遠小于I2)如圖乙所示，則由圖線可得被測電池的電動勢E=_______V，內(nèi)阻r=_______Ω．（保留兩位有效數(shù)字）(3)若將圖線縱軸改為_________（用所測物理量的符號表示)，則圖線與縱軸交點的物理含義即為被測電池電動勢的大小四、計算題：本題共3小題，共38分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）電荷量q=1×10-4C的帶正電的小物塊靜止在絕緣水平面上，所在空間存在沿水平方向的電場，其電場強度E的大小與時間t的關系如圖1所示，物塊速度v的大小與時間t的關系如圖2所示.重力加速度g=10m/s2.求：（1）物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)；（2）物塊在4s內(nèi)減少的電勢能.14．（16分）如圖所示的平面直角坐標系xoy，在第二象限內(nèi)有平行于y軸的勻強電場，電場強度的大小為E，電場強度方向沿y軸正方向；在第三象限的正三角形PMN區(qū)域內(nèi)有勻強磁場，方向垂直于xoy平面向外，正三角形邊長為L，且PN邊與y軸平行．現(xiàn)有一重力不計帶負電的粒子，從y軸上的A點，以大小v0的速度沿x軸負方向射入電場，通過電場后從x軸負方向上的P點進入第三象限，且速度與x軸負方向夾角為,又經(jīng)過磁場后從y軸負方向進入第四象限，且速度與y軸負方向夾角為(已知+=，OP=2AO=4h).求：(1)帶電粒子的比荷=?(2)粒子到達P點時速度的大小和=?15．（12分）如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度為B，一帶電粒子(不計重力)以某一初速度沿圓的直徑方向射入磁場，已經(jīng)粒子穿過此磁場區(qū)域的時間為t，粒子飛出此磁場區(qū)域時速度方向偏轉角為60°，求該帶電粒子的比荷及帶電粒子在磁場中運動的周期

參考答案一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、C【解析】A．法拉第最早引入了電場的概念，選項A錯誤；B．牛頓提出了萬有引力定律，卡文迪許測定出萬有引力常量，選項B錯誤；C．庫侖利用扭秤實驗發(fā)現(xiàn)了電荷之間的相互作用規(guī)律——庫侖定律，選項C正確；D．奧斯特通過實驗研究，發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應，選項D錯誤；故選C.2、C【解析】由圖象a可知電源的電動勢E=3V，短路電流為6A，該電源和該電阻組成閉合電路時路端電壓為2V，電流I=2A電源的輸出功率即為電阻R上消耗的功率，根據(jù)得：電源的總功率為：所以效率為：故選C3、A【解析】考查安培力的方向?！驹斀狻緼．根據(jù)左手定則判斷通電導線所受安培力的方向，A項正確；B．安培力應垂直紙面向外，B項錯誤；C．磁場和導線平行，導線不受安培力，C項錯誤；D．安培力應向上，D項錯誤。故選A。4、C【解析】由萬有引力定律得：，，解得r=R，則衛(wèi)星距地面的高度h=r-R=（-1）R；故選C5、A【解析】小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大，故得出來的伏安特性曲線不是直線，由圖可知A點的電阻，B點電阻，故電阻的變化為：40?30=10Ω，故A正確，B、C、D錯誤；故選A6、D【解析】A.甲粒子在磁場中向上偏轉，根據(jù)左手定則知甲粒子帶負電，故A錯誤；B.根據(jù)洛倫茲力提供向心力，則有：解得：由圖可知r甲＜r乙，則甲的比荷大于乙的比荷，故B錯誤；C.能通過狹縫S0的帶電粒子，根據(jù)平衡條件：解得：甲、乙都能通過狹縫進入右邊的磁場，所以兩個粒子的速率相等，故C錯誤；D.由題知，甲、乙粒子的電荷量相等，根據(jù)洛倫茲力提供向心力，則有：解得：變形得：由題知，兩個粒子的半徑之比為：則兩個粒子的質(zhì)量之比為：故D正確二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、AC【解析】由題設條件可知，帶電液滴的電性、電場的方向都未知，因此需要分情況分析【詳解】A．如下圖所示，帶電液滴，在復合場中，受到重力、洛倫茲力和電場力作用，由題設條件知，帶電液滴沿斜向上的虛線L做直線運動，所以重力、洛倫茲力和電場力這三個力的合力為零，故A正確B．如果液滴有可能做勻減速直線運動，那么液滴受洛倫茲力會變小，液滴受的重力和電場力都是恒力，液滴受力合力不為零，其合力方向與液滴運動方向不在一條直線上，液滴就不會做直線運動，不符合題意，故B錯誤C．由以上分析知，電場線方向一定斜向上，且液滴帶正電，否則液滴不在沿虛線L做直線運動，故C正確D．液滴受力合力零，液滴帶正電，且在電場中從高電勢向低電勢位置運動，液滴的電勢能不可能增大，故D錯誤，故選AC?！军c睛】帶電微粒在復合場中的運動情況比較復雜，分析時要從多個角度去考慮，才有可能回答的正確8、BD【解析】由圖，電容器上極板帶負電，下極板帶正電，平行板間有豎直向上的勻強電場，正電荷在電場中受到向上的電場力，負電荷受到向下的電場力，不帶電的小球做平拋運動，帶負電的小球做類平拋運動，加速度比重力加速度大，帶正電的小球做加速度比重力加速度小的類平拋運動，由此根據(jù)平拋和類平拋運動規(guī)律求解；【詳解】A、根據(jù)題意，三小球在水平方向做勻速直線運動，則有，相同，則水平位移x與運動時間t成正比，由圖看出，水平位移的關系為，則運動時間關系為，豎直方向上三個粒子都做初速度為0的勻加速直線運動，到達下極板時，在豎直方向產(chǎn)生的位移y相等：，則知加速度關系為，由牛頓第二定律得知三個小球的合力關系為，由于平行板間有豎直向上的電場，正電荷在電場中受到向上的電場力，向下的合力最小，向下的加速度最小，負電荷受到向下的電場力，向下的合力最大，向下的加速度最大，不帶電的小球做平拋運動，加速度為重力加速度g，可知，落在a點的顆粒帶負電，c點的帶正電，b點的不帶電．故AC錯誤，B正確；D、由上分析得知，落在c點的顆粒帶正電，電場力向上，則電場力對它做負功．故D正確【點睛】確認不帶電小球做平拋運動，帶電小球做類平拋運動，分水平和豎直方向分析小球的運動，水平方向勻速直線運動，豎直方向初速度為0的勻加速直線運動，由運動的合成與分解進行分析9、AB【解析】由qvB＝得：，則最大動能為：，知最大動能與加速器的半徑、磁感線強度以及電荷的電量和質(zhì)量有關．半徑越大，能量越大；磁場越強，能量越大；故AB正確；由可知，粒子獲得的最大動能與加速電場無關．故C錯誤；由可知，質(zhì)量和電量都大，粒子獲得的最大動能不一定大．故D錯誤．故選AB10、AD【解析】通電導體在磁場中受到力的作用，力的方向可以用左手定則判斷；長直導線是固定不動的，根據(jù)物體間力的作用是相互的，得出導線給磁鐵的反作用力方向【詳解】磁鐵的磁感線在它的外部是從N極到S極，因為長直導線在磁鐵的中心偏左位置，所以此處的磁感線是斜向右上的，電流的方向垂直與紙面向里，根據(jù)左手定則，導線受磁鐵給的安培力方向是斜向右下，長直導線是固定不動的，根據(jù)物體間力的作用是相互的，導線給磁鐵的反作用力方向就是斜向左上的；導線給磁鐵的反作用力方向就是斜向左上的，將這個力在水平和豎直分解，因此光滑平板對磁鐵支持力減小，由于在水平向左產(chǎn)生分力，所以彈簧產(chǎn)生壓縮，彈簧長度將變短故AD正確，BC錯誤故選AD【點睛】本題的關鍵是知道磁場對電流的作用的方向可以通過左手定則判斷，然后根據(jù)作用力和反作用力的知識進行推理分析三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、①.②.【解析】[1]在時間內(nèi)通過某一橫截面積的自由電子數(shù)為：；[2]根據(jù)電流的定義式：解得：12、①.（1）電流表2，②.電流表1；③.（2）4.5，④.1.5；⑤.（3）I1(RO+r1)或3000I1【解析】（1）PQ連接電流表測電路電流，MN連接內(nèi)阻已知的電流表相當于改裝了一只電壓表，故PQ接電流表2，MN接電流表1.（2）由閉合電路歐姆定律，解得：，結合圖像解得：;（3）若將圖線的縱軸改為I1(R0+r1)或3000I1，則圖線與縱軸交點的物理含義即為被測電池電動勢的大小【點睛】本題沒有電壓表，所以需要利用已知內(nèi)阻的電流表改裝電壓表，并結合閉合電路歐姆定律求出坐標系所對應的數(shù)學函數(shù)，利用截距和斜率求解即可四、計算題：本題共3小題，共38分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13、（1）0.2（2）14J【解析】（1）由圖可知，前2s物塊做勻加速直線運動，由牛頓第二定律有：qE1-μmg=ma，由圖線知加速度為：a=1m/s22s后物塊做勻速運動，由平衡條件有：qE2=μmg聯(lián)立解得：q（E1-E2）=ma由圖可得：E1=3×104N/C，E2=2×104N/C，代入數(shù)據(jù)解得：m=1kg由qE2=μmg可得：μ=0．2（2）物塊在前2s的位移為：S1＝×2×2＝2m，物塊在2-4s內(nèi)的位移為：S2=vt2=4m電場力做正功為：W=qE1S1+qE2S2=3×2+2×4=14J，則電勢能減少了14J；【點睛】能根據(jù)題目提供的E-t圖和v-t圖得到相關的信息是解題的關鍵．明