山東省單縣一中2025屆物理高二上期末綜合測試試題含解析

山東省單縣一中2025屆物理高二上期末綜合測試試題注意事項：1．答卷前，考生務必將自己的姓名、準考證號填寫在答題卡上。2．回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑，如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其它答案標號?；卮鸱沁x擇題時，將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。3．考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。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、電流為I的直導線處于磁感應強度為B的勻強磁場中，所受磁場力為F．關于電流I、磁感應強度B和磁場力F三者之間的方向關系，下列圖示中正確的是（）A. B.C. D.2、物理課上，老師做了一個奇妙的“跳環(huán)實驗”．如圖，她把一個帶鐵芯的線圈L、開關S和電源用導線連接起來后．將一金屬套環(huán)置于線圈L上，且使鐵芯穿過套環(huán)．閉合開關S的瞬間，套環(huán)立刻跳起．某同學另找來器材再探究此實驗．他連接好電路，經(jīng)重復試驗，線圈上的套環(huán)均未動．對比老師演示的實驗，下列四個選項中，導致套環(huán)未動的原因可能是A.線圈接在了直流電源上 B.電源電壓過高C.所選線圈的匝數(shù)過多 D.所用套環(huán)的材料與老師的不同3、如圖所示，虛線a、b、c代表電場中的三個等勢面，相鄰等勢面之間的電勢差相等，即Uab＝Ubc，實線為一帶電的質(zhì)點僅在電場力作用下通過該區(qū)域時的運動軌跡，P、R、Q是這條軌跡上的三點，R點在等勢面b上，據(jù)此可知（）A.帶電質(zhì)點在P點的加速度比在Q點的小B.帶電質(zhì)點在P點的電勢能比在Q點的大C.帶電質(zhì)點一定從P向Q運動D.三個等勢面中，c的電勢最高4、磁電式電流表的構造如圖(a)所示，在蹄形磁鐵的兩極間有一個可以繞軸轉(zhuǎn)動的線圈，轉(zhuǎn)軸上裝有螺旋彈簧和指針．蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場均勻輻向分布，如圖(b)所示．當電流通過線圈時，線圈在安培力的作用下轉(zhuǎn)動，螺旋彈簧被扭動，線圖停止轉(zhuǎn)動時滿足NBIS=kθ，式中N為線圈的匝數(shù)，S為線圈的面積，I為通過線圈的電流，B為磁感應強度，θ為線圈(指針)偏角，k是與螺旋彈簧有關的常量．不考慮電磁感應現(xiàn)象，由題中的信息可知（）A.該電流表的刻度是均勻的B.線圈轉(zhuǎn)動過程中受到的安培力的大小變大C.若線圈中通以如圖(b)所示的電流時，線圈將沿逆時針方向轉(zhuǎn)動D.更換k值更大的螺旋彈簧，可以增大電流表的靈敏度(靈敏度即)5、豎直放置的兩塊足夠長的平行金屬板間有勻強電場，其極板帶電量為Q，在兩極板之間，用輕質(zhì)絕緣絲線懸掛質(zhì)量為m，電量為q的帶電小球(可看成點電荷)，絲線跟豎直方向成θ角時小球恰好平衡，此時小球離右板距離為b，離左板的距離為2b，如圖所示，則（）A.小球受到電場力為B.若將小球移到懸點下方豎直位置，小球電勢能減小C.若將細繩剪斷，小球經(jīng)時間到達負極D.小球帶正電，極板之間的電場強度大小為6、回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其主體部分是兩個D形金屬盒，兩金屬盒處在垂直于盒底的勻強磁場中，并分別與高頻交流電源兩極相連接，從而使粒子每次經(jīng)過兩盒間的狹縫時都得到加速，如圖所示，現(xiàn)要增大帶電粒子從回旋加速器射出時的動能，下列方法可行的是（）A.增大金屬盒的半徑 B.減小狹縫間的距離C.減小磁場的磁感應強度 D.增大高頻交流電壓二、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，光滑的“∏”形金屬導體框豎直放置，質(zhì)量為m的金屬棒MN不框架接觸良好．磁感應強度分別為B1、B2的有界勻強磁場方向相反，但均垂直于框架平面，分別處在abcd和cdef區(qū)域．現(xiàn)從圖示位置由靜止釋放金屬棒MN，當金屬棒進入磁場B1區(qū)域后，恰好做勻速運動．以下說法中正確的有（）A.若B2＝B1，金屬棒進入B2區(qū)域后將加速下滑B.若B2＝B1，金屬棒進入B2區(qū)域后仍將保持勻速下滑C.若B2>B1，金屬棒進入B2區(qū)域后可能先減速后勻速下滑D.若B2>B1，金屬棒進入B2區(qū)域后可能先加速后勻速下滑8、實驗室經(jīng)常使用的電流表是磁電式儀表。這種電流表的構造如圖甲所示，蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻地輻向分布的，讓線圈通以如乙圖所示的穩(wěn)恒電流（b端電流方向垂直紙面向內(nèi)）。下列說法正確的是A.當線圈在如圖乙所示的位置時，b端受到的安培力方向向上B.線圈轉(zhuǎn)動時，螺旋彈簧被扭動，阻礙線圈轉(zhuǎn)動C.線圈通過電流越大，指針偏轉(zhuǎn)角也越大D.電流表表盤刻度是均勻的9、如圖所示，矩形線圈abed在勻強磁場中分別繞垂直于磁場方向的軸P1和P2以相同的角速度勻速轉(zhuǎn)動，當線圈平面轉(zhuǎn)到與磁場方向平行時A.線圈繞P1轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的感應電流等于繞P2轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的感應電流，且均為0B.線圈繞P1轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的感應電動勢等于繞P2轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的感應電動勢C.線圈繞P1和P2轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的感應電流的方向相同，都是a-b-c-dD.線圈繞P1轉(zhuǎn)動時cd邊受到的安培力等于繞P2轉(zhuǎn)動時cd邊受到的安培力10、關于電場、電場強度下列說法正確的是（）A.是電場強度的定義式，只適用于勻強電場B.點電荷的電場強度，公式中Q是場源電荷的電荷量C.電場是一種物質(zhì)，它會對放入其中的電荷產(chǎn)生力的作用D.公式中，d為任意兩點間的距離，本公式使用于任何電場三、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）某興趣小組在做“測定金屬絲的電阻率”的實驗中，通過粗測電阻絲的電阻約為5Ω，為了使測量結(jié)果盡量準確，從實驗室找出以下供選擇的器材：A．電池組（3V，內(nèi)阻約1Ω）；B．電流表A1（0~3A，內(nèi)阻0.0125Ω）；C．電流表A2（0~0.6A，內(nèi)阻0.125Ω）；D．電壓表V1（0~3V，內(nèi)阻4kΩ）；E．電壓表V2（0~15V，內(nèi)阻15kΩ）；F．滑動變阻器R1（0~20Ω，額定電流1A）；G．滑動變阻器R2（0~2000Ω，額定電流0．3A）；H．開關、導線若干。(1)上述器材中，電流表應選_______，電壓表應選_______，滑動變阻器應選_______（填寫器材前的字母）。為使通過待測金屬絲的電流能從0~0.5A范圍內(nèi)改變，電路應選_______（填寫甲、乙、丙、?。?。(2)若用L表示金屬絲接入電路中的長度，d表示直徑，U表示金屬絲上的電壓。I表示金屬絲中的電流，請用以上字符寫出計算金屬絲電阻率的表達式ρ=______________________。12．（12分）在“測定金屬絲的電阻率”的實驗中，某同學進行了如下測量：（1）用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬絲的有效長度，測量結(jié)果如圖甲所示，金屬絲的另一端與刻度尺的零刻線對齊，則接入電路的金屬絲長度為______cm．用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，測量結(jié)果如圖乙所示，則金屬絲的直徑為______mm。（2）在接下來實驗中發(fā)現(xiàn)電流表量程太小，需要通過測量電流表的滿偏電流和內(nèi)阻來擴大電流表量程。他設計了一個用標準電流表G1（量程為0～30μA）來校對待測電流表G2的滿偏電流和測定G2內(nèi)阻的電路，如圖所示。已知G1的量程略大于G2的量程，圖中R1為滑動變阻器，R2為電阻箱。該同學順利完成了這個實驗。①實驗步驟如下：A.分別將R1和R2的阻值調(diào)至最大。B.合上開關S1。C.調(diào)節(jié)R1使G2的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度，此時G1的示數(shù)I1如圖甲所示，則I1=______μA。D.合上開關S2。E.反復調(diào)節(jié)R1和R2的阻值，使G2的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半，G1的示數(shù)仍為I1，此時電阻箱R2的示數(shù)r如圖乙所示，則r=______Ω。②若要將G2量程擴大為I，并結(jié)合前述實驗過程中測量的結(jié)果，寫出需在G2上并聯(lián)的分流電阻RS的表達式，RS=______。（用I、I1、r表示）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）從粒子源射出的帶電粒子的質(zhì)量為m、電荷量為q，它以速度v0經(jīng)過電勢差為U的帶窄縫的平行板電極S1和S2間的電場，并從O點沿Ox方向進入磁感應強度為B、方向垂直紙面向外的有界勻強磁場，Ox垂直平行板電極S2，當粒子從P點離開磁場時，其速度方向與Ox方向的夾角θ＝60°，如圖所示，整個裝置處于真空中(1)求粒子在磁場中沿圓弧運動的軌道半徑R；(2)求粒子在磁場中運動所用的時間t.14．（16分）在豎直平面內(nèi)建立一平面直角坐標系xOy，x軸沿水平方向，如圖甲所示。第二象限內(nèi)有一水平向右的勻強電場，電場強度為E1=0.2N/C。坐標系的第一、四象限內(nèi)有一正交的勻強電場和勻強交變磁場，電場方向豎直向上，電場強度E2=0.1N/C，勻強磁場方向垂直紙面。某比荷為=102C/kg的帶正電的粒子（可視為質(zhì)點）以v0=4m/s豎直向上的速度從-x上的A點進入第二象限，并從+y上的C點沿水平方向進入第一象限。取粒子剛進入第一象限的時刻為0時刻，磁感應強度按圖乙所示規(guī)律變化（以垂直紙面向外的磁場方向為正方向），g=10m/s2。試求：（結(jié)果可用π表示）(1)帶電粒子運動到C點的縱坐標值h及到達C點的速度大小v1；(2)+x軸上有一點D，OD=OC，若帶電粒子在通過C點后的運動過程中不再越過y軸，要使其恰能沿x軸正方向通過D點，求磁感應強度B0及其磁場的變化周期T0；(3)要使帶電粒子通過C點后的運動過程中不再越過y軸，求交變磁場磁感應強度B0和變化周期T0的乘積B0T0應滿足的關系。15．（12分）在科學研究中，可以通過施加適當?shù)碾妶龊痛艌鰜韺崿F(xiàn)對帶電粒子運動的控制。如圖所示的xOy平面處于勻強電場和勻強磁場中，電場強度E和磁感應強度B隨時間t做周期性變化的圖像如圖所示。x軸正方向為E的正方向，垂直紙面向里為B的正方向。在坐標原點O有一粒子P，其質(zhì)量和電荷量分別為m和+q。不計重力。在時刻釋放P，它恰能沿一定軌道做往復運動。（1）求P在磁場中運動時速度的大小v0；（2）求B0應滿足的關系；（3）在t0（0＜t0＜）時刻釋放P，求P速度為零時的坐標。

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、B【解析】A．根據(jù)電流和磁場方向，由左手定則知安培力的方向水平向左，故A錯誤；B．根據(jù)電流和磁場的方向，由左手定則知安培力的方向水平向右，故B正確；C．根據(jù)電流和磁場的方向，由左手定則知安培力的方向豎直向上，故C錯誤；D．根據(jù)電流和磁場的方向，由左手定則知安培力的方向垂直于導線斜向左上方，故D錯誤。故選B。2、D【解析】金屬套環(huán)跳起來的原因是開關S閉合時，套環(huán)上產(chǎn)生的感應電流與通電螺線管上的電流相互作用而引起的，線圈接在直流電源上時，金屬套環(huán)也會跳起．電壓越高線圈匝數(shù)越多，S閉合時，金屬套環(huán)跳起越劇烈．若套環(huán)是非導體材料，則套環(huán)不會跳起，故A、B、C選項錯誤，D選項正確3、B【解析】A．等差等勢面P處密，P處電場強度大，電場力大，加速度大，故A錯誤；B．根據(jù)軌跡彎曲的方向和電場線與等勢線垂直可知電荷所受的電場力應向下，則從P到Q的過程中電場力做正功，質(zhì)點的電勢能減小，動能增大，所以P點電勢能大，故B正確；C．帶電質(zhì)點可能從P向Q運動，也可能從Q向P運動，故C錯誤；D．不知道該質(zhì)點帶正電還是帶負電，所以不能判斷電勢的高低的關系，故D錯誤；故選B.4、A【解析】A項：磁場是均勻輻向分布，線圈轉(zhuǎn)動過程中各個位置的磁感應強度的大小不變，螺旋彈簧的彈力與轉(zhuǎn)動角度成正比，所以該電流表的刻度是均勻的，故A正確；B項：磁場是均勻輻向分布，線圈轉(zhuǎn)動過程中各個位置的磁感應強度的大小不變，線圈轉(zhuǎn)動過程中各個位置時產(chǎn)生的感應電流大小也不變，所以受到的安培力的大小不變，故B錯誤；C項：若線圈中通以如圖(b)所示的電流時，根據(jù)左手定則，左側(cè)受安培力向上，右側(cè)受安培力向下，所以順時針轉(zhuǎn)動，故C錯誤；D項：更換k值更大的螺旋彈簧，同樣的電流變化導致同樣的安培力變大，但轉(zhuǎn)動角度變化減小，所以靈敏度減小，故D錯誤5、C【解析】對小球受力分析，據(jù)平衡條件可得小球所受電場力，另對小球而言，板上電荷不能視為在同一水平線上的點電荷，兩板對小球的電場力．據(jù)小球所受電場力和場強的定義式可得極板之間的電場強度．據(jù)電場力的方向，可得將小球移到懸點下方豎直位置過程中電場力做功的正負，從而判斷小球電勢能的變化．細繩剪斷后小球做勻加速直線運動，將小球的運動分解成水平方向和豎直方向，據(jù)運動學公式和牛頓運動定律可得小球到達負極所需時間【詳解】AD：對小球受力分析，由平衡條件可得，則小球受到電場力，極板之間的電場強度．對小球而言，板上電荷不能視為與小球在同一水平線上的點電荷，則兩板對小球的電場力．故AD兩項錯誤B：小球所受電場力水平向右，將小球移到懸點下方豎直位置，電場力對小球做負功，小球的電勢能增加．故B項錯誤C：細繩剪斷后小球做勻加速直線運動，將小球的運動分解成水平方向和豎直方向，對水平方向、，解得：小球到達負極所需時間．故C項正確6、A【解析】帶電粒子從D形盒中射出時的動能Ekm=mvm2；帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動，則圓周半徑R=；聯(lián)立可得Ekm=顯然，當帶電粒子q、m一定的，則Ekm∝R2B2即Ekm隨磁場的磁感應強度B、D形金屬盒的半徑R的增大而增大，與加速電場的電壓和狹縫距離無關，故選A【點睛】本題回旋加速器考查電磁場的綜合應用：在電場中始終被加速，在磁場中總是勻速圓周運動．所以容易讓學生產(chǎn)生誤解：增加射出的動能由加速電壓與縫間決定．原因是帶電粒子在電場中動能被增加，而在磁場中動能不變二、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、BC【解析】當金屬棒進入磁場B1區(qū)域后，恰好做勻速運動，說明金屬棒所受的安培力與重力大小相等、方向相反．若B2=B1，根據(jù)安培力公式得知，金屬棒進入B2區(qū)域后，金屬棒受到的安培力大小不變，由楞次定律得知，安培力方向仍豎直向上，安培力與重力仍平衡，故金屬棒進入B2區(qū)域后仍將保持勻速下滑．故A錯誤，B正確．若B2＞B1，金屬棒進入B2區(qū)域后安培力增大，將大于金屬棒的重力，棒將先做減速運動，隨著速度減小，安培力減小，當安培力再次與重力平衡后，金屬棒又做勻速運動．故C正確，D錯誤8、BCD【解析】A．由左手定則可判定：當線圈轉(zhuǎn)到如圖乙所示的位置，端受到的安培力方向向下，故A錯誤；B．當通電后，處于磁場中的線圈受到安培力作用，使其轉(zhuǎn)動，螺旋彈簧被扭動，則受到彈簧的阻力，從而阻礙線圈轉(zhuǎn)動，故B正確；C．線圈通過的電流越大受到的安培力越大，指針偏轉(zhuǎn)角也越大；故C正確；D．因線圈在各位置的磁感應強度是相同的，所以偏角和電流成正比，故表盤刻度是均勻的，故D正確；故選BCD。9、BD【解析】AB．根據(jù)交變電流的產(chǎn)生規(guī)律可知，感應電動勢最大值Em=NBSω，當線圈平面轉(zhuǎn)到與磁場方向平行時，根據(jù)法拉第電磁感應定律可知，產(chǎn)生的感應電動勢最大，由于兩次轉(zhuǎn)動的角速度相同，線框面積相同，則它們產(chǎn)生的最大值相同，因此線圈繞P1轉(zhuǎn)動時的電動勢等于繞P2轉(zhuǎn)動時的電動勢，根據(jù)歐姆定律可知，線圈繞P1轉(zhuǎn)動時的電流等于繞P2轉(zhuǎn)動時的電流，此時感應電流最大，不為0，故A錯誤，B正確。

C．對cd邊由右手定則可得，在圖示位置時，線圈繞P1和P2轉(zhuǎn)動時電流的方向相同，都是a→d→c→b，故C錯誤。

D．當線圈平面轉(zhuǎn)到與磁場方向平行時，線圈繞P1轉(zhuǎn)動時的電流等于繞P2轉(zhuǎn)動時的電流，而安培力F=BIL，則線圈繞P1轉(zhuǎn)動時cd邊受到的安培力等于繞P2轉(zhuǎn)動時cd邊受到的安培力，故D正確。故選BD。10、BC【解析】電場強度的定義式適用于任何電場，所以A錯誤；根據(jù)電場強度的定義式和庫侖定律可得到點電荷電場強度的決定式，Q是指的是場源電荷的電荷量，所以B正確；場是一種并非分子、原子組成的特殊物質(zhì)，電場的基本性質(zhì)就是對放入其中的電荷有電場力的作用，所以C正確；在勻強電場中，故有，因只有在勻強電場中，電場力做功才等于，故些關系式只適用于勻強電場，式中d指的沿電場方向的距離，所以D錯誤；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.C②.D③.F④.甲⑤.【解析】(1)[1]由于電源電動勢為3V，由可知電路中最大電流約為0.5A，則電流表選C；[2]電表讀數(shù)要達到半偏，則電壓表選D；[3]為了操作方便，應選擇和被測電阻相差不大的，故選F；[4]要求電流從零變化，故選用滑動變阻器的分壓接法，又，故采用電流表的外接法，所以電路圖甲符合。(2)[5]根據(jù)歐姆定律可得根據(jù)電阻定律可得聯(lián)立解得即被測電阻的電阻率為。12、①.22.46②.0.850③.25.0④.508⑤.【解析】（1）[1]毫米刻度尺讀數(shù)要估讀到0.1mm，故讀數(shù)為224.6mm=22.46cm；[2]螺旋測微器固定刻度讀數(shù)為0.5mm；可動刻度讀數(shù)故毫米刻度尺讀數(shù)為；（2）①[3]C.微安表最小分度為1μA，故指針示數(shù)為25.0μA；E.[4]由電阻箱示數(shù)可知，電阻箱的讀數(shù)為：5×100+0+8×1=508Ω；②[5]擴大量程要并聯(lián)電阻分流，并聯(lián)的電阻為：。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）；（2）【解析】（1）粒子進入平行板中的勻強電場，則電場力對其加速，利用動能定理則所以出電場的末速度為根據(jù)洛倫茲力提供向心力有即帶入則（2）根據(jù)粒子在磁場中的運動軌跡可知，在磁場中軌跡的圓心角為60°．即14、(1)，；(2)，；(3)【解析】(1)將粒子在第二象限內(nèi)的運動分解為水平方向和豎直方向，在豎直方向上做豎直上拋運動，在水平方向上做勻加速直線運動，則有水平方向上電場力提供加速度根據(jù)運動學公式聯(lián)立解得(2)帶電粒子在第一象限將做勻速圓周運動，