四川省自貢市2024-2025學年高二上學期1月期末物理試題 含解析

2024-2025學年高二年級上期期末考試物理試題本試卷分第I卷（選擇題）和第II卷（非選擇題）兩部分，滿分100分。考試時間為75分鐘。答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準考證號填寫在答題卡上，并在規(guī)定位置粘貼考試用條形碼。答卷時，須將答案寫在答題卡上，在本試題卷、草稿紙上答題無效?？荚嚱Y(jié)束后，本試題卷由學生自己保留，只將答題卡交回。第I卷（選擇題共43分）注意事項：必須使用2B鉛筆將答案標號填涂在答題卡上對應(yīng)題目標號的位置上。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標號。一、單項選擇題（本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只有一項符合題目要求。）1.以下物理量單位正確且屬于矢量的是（）A.磁通量（） B.磁感應(yīng)強度（T）C.電場強度（） D.電勢差（V）【答案】B【解析】【詳解】A．磁通量單位是韋伯（Wb），且磁通量是標量，故A錯誤；B．磁感應(yīng)強度的單位是特斯拉（T），磁感應(yīng)強度既有大小又有方向，是矢量，故B正確；C．電場強度的單位是牛/庫（N/C）或伏/米（V/m），不是m/V，且電場強度為矢量，故C錯誤；D．電勢差的單位是伏特（V），但電勢差是標量，故D錯誤。故選B。2.對于下列所示的裝置，說法正確的是（）A.甲圖中，奧斯特利用該實驗裝置發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象B.乙圖中，兩根通電方向相反的長直導線相互排斥，是通過電場實現(xiàn)的C.丙圖中，回旋加速器加速帶電粒子的最大動能與加速電壓無關(guān)D.丁圖中，不改變質(zhì)譜儀各區(qū)域的電場磁場，擊中底片同一位置的粒子一定是同種粒子【答案】C【解析】【詳解】A．甲圖中，奧斯特利用該實驗裝置發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，故A錯誤；B．乙圖中，兩根通電方向相反的長直導線相互排斥，是通過磁場實現(xiàn)的，故B錯誤；C．丙圖中，回旋加速器中帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，射出回旋加速器時有可得則帶電粒子的最大速度與回旋加速器的半徑有關(guān)，與加速電壓無關(guān)，帶電粒子的最大動能與回旋加速器的半徑有關(guān)，與加速電壓無關(guān)，故C正確；D．丁圖中，粒子先加速，設(shè)加速電壓為，則有在速度選擇器中，有在偏轉(zhuǎn)磁場中，有聯(lián)立，解得可知不改變質(zhì)譜儀各區(qū)域電場磁場，擊中底片同一位置的粒子比荷相同，故D錯誤。故選C。3.靜電透鏡是電子透鏡中的一種，通過靜電透鏡產(chǎn)生的靜電場可使電子束聚焦和成像，被廣泛應(yīng)用于電子器件中（如陰極射線示波管等）。如圖所示，虛線為靜電透鏡產(chǎn)生的電場的等差等勢面，某電子僅在電場力的作用下由向運動，其運動軌跡如圖中實線所示，是軌跡上的三點，下列說法正確的是（）A.電子在點時受到的電場力方向垂直于等勢面斜向下B.電子在點的加速度比在點的加速度小C.電子在點的速度比在點的速度大D.點的電勢小于點的電勢【答案】B【解析】【詳解】A．根據(jù)曲線運動的條件可知，電子在b點時受到的電場力方向垂直于等勢面斜向上，故A錯誤；B．等差等勢面越密，電場強度越大，圖像可知a處電場強度小于c處的電場強度，電子在a點的電場力小于在c點的電場力，故電子在點的加速度比在點的加速度小，故B正確；C．電子從b點運動到c點的過程中，電場力方向與速度方向夾角為鈍角，電場力做負功，電子在b點的速度比在c點的速度大，故C錯誤；D．根據(jù)電場線的方向與等勢面垂直，且電子帶負電可知，題圖中電場線的方向大體沿右下方，沿著電場線的方向電勢越來越低，所以b點的電勢大于c點的電勢，故D錯誤。故選B。4.如圖所示，水平放置的兩平行金屬導軌相距，左端接一電阻，磁感應(yīng)強度的勻強磁場方向垂直于導軌平面向下，一長為的導體棒垂直放在導軌上，并能無摩擦地沿導軌滑動，導軌和導體棒的電阻均可忽略不計。在外力作用下，使導體棒以的速度水平向右勻速滑動，則以下說法錯誤的是（）A.棒中感應(yīng)電動勢為B.通過棒中感應(yīng)電流的大小為C.通過棒中感應(yīng)電流的方向由流向D.運動后的第內(nèi)，回路中磁通量的變化量為【答案】C【解析】【詳解】A．根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，ab棒中的感應(yīng)電動勢為故A正確，不符合題意；B．根據(jù)閉合電流歐姆定律可知感應(yīng)電流的大小故B正確，不符合題意；C．右手定則可知感應(yīng)電流的方向由b到a，故C錯誤，符合題意；D．運動后的第內(nèi)，回路中磁通量的變化量為故D正確，不符合題意。故選C。5.如圖所示，光滑絕緣的水平桌面上，放置著三個可視為點電荷的帶電小球A、B和C，三個小球位于同一直線上，其中B和C固定，帶電量分別為-q1和+q2，若未固定的小球A能保持靜止，則下列說法正確的是（）A.A可能帶負電，q1<q2B.A可能帶正電，q1>q2C.A一定帶負電，q1=q2D.A一定帶正電，q1=q2【答案】A【解析】【詳解】根據(jù)題意可知，若小球A能保持靜止，則小球B、C對A的作用力等大，反向，由同種電荷相互吸引，異種電荷相互排斥可知，由于小球B、C帶異種電荷，無論A帶何種電荷，小球B、C對A的作用力方向都相反，設(shè)小球A的帶電量為qA，由庫侖定律有可得故選A。6.如圖所示，矩形邊界內(nèi)有磁場方向垂直紙面向里的勻強磁場，邊足夠長?，F(xiàn)有質(zhì)量為、電荷量為的不同速率的帶正電粒子，從邊的中點以垂直于磁場方向進入磁場區(qū)域，粒子進入磁場時速度方向與邊界夾角均為（為固定夾角），不計粒子重力及粒子間的相互作用，下列說法正確的是（）A.粒子的速度越大，在磁場中運動的時間越長B.粒子在磁場中運動的時間不可能相等C.從邊射出的粒子速度小于從邊射出的粒子速度D.從邊射出的粒子，出射點越靠近點，粒子的速度越大【答案】C【解析】【詳解】AB．粒子在磁場中做圓周運動，有解得周期、圓周半徑分別為、粒子從AE邊射出時，對稱性可知，無論速度大小，粒子在磁場中掃過的圓心角相同，根據(jù)可知，由于為同種粒子，所以T相同，故粒子在磁場中運動時間相同，故AB錯誤；C．粒子從AB邊射出時的圓周半徑小于從DC邊射出時的半徑（可以通過幾何關(guān)系判斷），根據(jù)可知從邊射出的粒子速度小于從邊射出的粒子速度，故C正確；D．從邊射出的粒子，出射點越靠近點，粒子做圓周運動半徑越小，故粒子速度越小，故D錯誤。故選C。7.自貢市某學校為創(chuàng)建綠色校園，新裝了一批節(jié)能路燈，如圖甲所示。該路燈通過光控開關(guān)實現(xiàn)自動控制，電燈的亮度可自動隨周圍環(huán)境亮度的改變而改變。圖乙為其內(nèi)部電路簡化原理圖，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，保護電阻為R0，且R0>r，Rt為光敏電阻（當環(huán)境光照強度增加時，其電阻值減?。琇1、L2為兩盞路燈?，F(xiàn)電路接通，兩燈被點亮。當周圍環(huán)境亮度變亮時，則下列判斷正確的是（）A.R0兩端電壓變小 B.L1燈變暗，L2燈變亮C.電源的總功率不變 D.電源輸出功率變大【答案】D【解析】【詳解】AB．當周圍環(huán)境亮度變亮時，Rt阻值減小，則外電阻電阻減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得，干路電流變大，內(nèi)電壓變大，路端電壓減小，R0分壓變大，兩燈泡兩端的電壓均變小，流過兩燈泡的電流均變小，燈泡均變暗，故AB錯誤；C．電源的總功率為當電流變大時，則電源的總功率變大，故C錯誤；D．根據(jù)電源的輸出功率隨外電路電阻的變化關(guān)系可知，當外電阻與內(nèi)阻相等時，電源的輸出功率最大，由于R0>r，所以隨外電阻減小，電源的輸出功率不斷增大，故D正確。故選D。二、多項選擇題（本題共3小題，每小題5分，共15分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。）8.教室的一體機屏幕多為電容屏，具有靈敏度高的特點。電容式觸摸屏其原理可簡化為如圖所示的電路。平行板電容器的上極板為可動電極，下極板為固定電極，為兩板間一定點。當用手指觸壓屏幕上某個部位時，可動電極的極板會發(fā)生形變，同時也相當于將板接地，形變過程中，電流表中有從到的電流，則下列判斷正確的是（）A.形變過程中，兩極板間距離減小，電容器電容變大B.電容器的帶電量減小C.直流電源的端為電源正極D.形變過程中，點電勢降低【答案】AD【解析】【詳解】A．根據(jù)電容可知兩極板間距離d減小，電容器電容變大，故A正確；B．電容器與電源相連，電容器兩極板間的電壓U不變，根據(jù)可知電容C增大，電容器的帶電量Q增大，故B錯誤；C．由于電容器的電荷量增大，電容器充電，由于電流表中有從到的電流，可知c為電源負極，故C錯誤；D．由于電容器兩端電壓U不變，根據(jù)由于d減小，可知極板間電場強度E增大，A板接地，A板電勢為0，由于AB板間電壓U不變，所以極板B的電勢不變，設(shè)P點與極板B的距離為，則有不變，E增大，可知減小，即點電勢降低，故D正確。故選AD9.如圖所示，空間中有水平向右的勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場（圖中未畫出）。磁感應(yīng)強度為B。一根長為L且不可伸長的絕緣細繩，一端固定于O點，另一端連著一個質(zhì)量為m、帶電量為q的小球?，F(xiàn)將小球拉起直至細繩與電場線方向平行，然后無初速度釋放小球。已知當小球擺到最低點左側(cè)時，繩與豎直方向的最大夾角為θ=53°，重力加速度為g，sin53°=0.8，cos53°=0.6。則以下判斷正確的是（）A.小球帶正電B.小球的重力與其電場力的比值為1:3C.小球到最低點時的速度大小為D.小球經(jīng)過最低點時，細繩對小球的拉力大小為【答案】AC【解析】【詳解】A．根據(jù)題意可知，小球從初始位置擺到左側(cè)最高點過程中，動能變化量為零，則合外力做功為零，由于重力做正功，所以電場力應(yīng)做負功，即電場力的方向水平向右，所以小球帶正電，故A正確；B．從開始運動到最左端，根據(jù)動能定理有所以故B錯誤；CD．從開始到最低點，根據(jù)動能定理有在最低點有解得，故C正確，D錯誤。故選AC。10.利用電場來控制帶電粒子的運動，在現(xiàn)代科學實驗和技術(shù)設(shè)備中有廣泛的應(yīng)用。如圖甲所示，真空中的兩平行金屬板間距為、板長為。、兩板間加上如乙圖所示的周期性變化電壓。在時刻，一質(zhì)量為、電量為的電子以初速度從兩板正中間沿板方向射入電場，并在時刻恰好沿板邊緣射出，不計電子重力。下列說法正確的是（）A.電子沿平行于板的方向做變加速運動B.電子從板間射出時的速度大小為C.若電子在時刻射入兩板間，將沿平行于板的方向從兩板正中間射出D.若電子在時刻射入兩板間，射出極板時離上板的距離為【答案】BC【解析】【詳解】A．電子沿平行于板的方向不受力的作用，做勻速直線運動，故A錯誤；B．由圖乙可知，在時刻進入電場的電子，沿電場方向的分運動，在內(nèi)向上勻加速運動，在向上勻減速運動，根據(jù)對稱性可知，在時刻電子的豎直分速度為0；根據(jù)周期性可知，在時刻射出電場時的豎直分速度為0，則電子從板間射出時的速度大小為，故B正確；C．若電子在時刻射入兩板間，沿電場方向的分運動，在內(nèi)向上勻加速運動，在向上勻減速運動，在內(nèi)向下勻加速運動，在內(nèi)向下勻減速運動，根據(jù)對稱性可知，在一個周期內(nèi)，即在內(nèi)電子沿電場方向的位移為0，時刻豎直分速度為0；由于電子在電場運動的時間為，根據(jù)周期性可知，電子在兩個周期內(nèi)沿電場方向的位移為0，時刻豎直分速度為0；則將沿平行于板的方向從兩板正中間射出，故C正確；D．在時刻進入的電子剛好在時刻恰好沿板邊緣射出，設(shè)電子的加速度大小為，則有若電子在時刻射入兩板間，則電子在內(nèi)向上運動的距離為電子在內(nèi)向下運動的距離為可知電子在一個周期為向上運動的距離為根據(jù)周期性可知電子在兩個周期內(nèi)向上運動的距離為則電子射出極板時離上板的距離為故D錯誤。故選BC。第II卷（非選擇題共57分）注意事項：必須使用0.5毫米黑色簽字筆在答題卡上題目所指示區(qū)域內(nèi)作答，作圖題可先用鉛筆繪出，確認后再用0.5毫米黑色簽字筆描清楚。答在試題卷上無效。三、實驗題（共15分）11.按要求填空：（1）某同學正在學校練習使用游標卡尺，他用50分度的游標卡尺測量一長方體橡皮擦的長度，結(jié)果如圖所示，則橡皮擦的長度L0=___________mm。（2）接著，該同學組織其實驗小組成員開始探究“影響感應(yīng)電流方向的因素”①如圖甲所示，小組成員用試觸的方法確定電流方向與電流表指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系。實驗表明，如果電流從正接線柱流入，指針將向右偏轉(zhuǎn)，反之向左偏轉(zhuǎn)。②如圖乙所示，小組成員研究了條形磁鐵插入、拔出螺線管時，磁鐵下方磁場的方向（即原磁場的方向），電流表指針偏轉(zhuǎn)的方向，以及螺線管內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向及感應(yīng)電流的磁場方向，實驗現(xiàn)象記錄如下：操作N極向下插入N極向上拔出S極向下插入S極向上拔出原磁場（B0）的方向向下向下向上向上原磁場（B0）穿過螺線管的磁通量的增減增大減小增大減小電流表指針偏轉(zhuǎn)的方向左右右左螺線管內(nèi)感應(yīng)電流的磁場（B）的方向向上向下向下向上下列判斷中正確的是___________；A．感應(yīng)電流的磁場方向和原磁場方向一定相反B．感應(yīng)電流的磁場方向和原磁場方向一定相同C．穿過螺線管的磁通量增大時，感應(yīng)電流的磁場方向和原磁場方向一定相反D．穿過螺線管的磁通量減小時，感應(yīng)電流的磁場方向和原磁場方向一定相反③根據(jù)以上實驗探究過程，可以得到結(jié)論：影響感應(yīng)電流方向的因素有___________；A．原磁場的方向B．磁通量的變化情況C．線圈的匝數(shù)D．磁鐵運動的快慢④該小組的同學發(fā)現(xiàn)某螺線管線圈的繞線標識模糊，利用已有器材，通過如圖丙所示的實驗確認其繞線方向。當磁鐵N極向下插入線圈時，電流表指針向右偏，則該螺線管線圈的繞線方向是圖丁中的___________（選填“a”或“b”）。【答案】（1）41.20（2）①.C②.AB③.b【解析】【小問1詳解】游標卡尺的讀數(shù)為主尺讀數(shù)與游標尺讀數(shù)之和，所以【小問2詳解】[1]根據(jù)表中的實驗現(xiàn)象可得出以下結(jié)論：穿過螺線管的磁通量增大時，感應(yīng)電流的磁場方向和原磁場方向一定相反，穿過螺線管的磁通量減少時，感應(yīng)電流的磁場方向和原磁場方向一定相同。故選C。[2]根據(jù)以上實驗探究過程可得，影響感應(yīng)電流方向的因素有原磁場的方向和磁通量的變化情況，與線圈的匝數(shù)，磁鐵運動的快慢無關(guān)。故選AB。[3]根據(jù)以上分析可知，當電流表指針向右偏時，說明電流從正接線柱流入，且此時穿過螺線管的磁通量向下增大，則感應(yīng)電流的磁場方向應(yīng)向上，根據(jù)右手螺旋定則可知，螺線管線圈中的電流方向應(yīng)為逆時針（從上向下看），所以螺線管的繞線方向是圖丁中的b。12.自貢某校科技小組準備精確測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻，并找到以下實驗器材：A．靈敏電流計G：量程，內(nèi)阻；B．定值電阻：阻值為；C．電阻箱：阻值；D．電阻箱：阻值；E．開關(guān)；F．導線若干。（1）部分電路圖如圖甲所示，靈敏電流計需被改裝為量程為的電壓表。請在虛線框中補全電路的剩余部分，并注明及_______。（2）將調(diào)節(jié)至適當阻值后，閉合開關(guān)，只改變電阻箱的阻值，記錄其阻值和靈敏電流計的讀數(shù)。若認為通過電阻箱的電流即為該電路中的干路電流，根據(jù)記錄的實驗數(shù)據(jù)作圖像，圖像的斜率為，縱軸截距為，如圖乙所示，可得該電源的電動勢為___________，內(nèi)阻為___________。（用題中所給符號表示）（3）由于沒有考慮到改裝成的電壓表的分流作用，所以電動勢的測量值___________（大于、小于或等于）真實值?！敬鸢浮浚?）（2）①.②.（3）小于【解析】【小問1詳解】靈敏電流計需被改裝為量程為的電壓表需要串聯(lián)電阻，串聯(lián)電阻故靈敏電流計與串聯(lián)，改裝表與并聯(lián)，電流圖如下【小問2詳解】[1][2]由于不考慮改裝表分流作用，根據(jù)閉合電路歐姆定律整理得可知圖像斜率縱截距聯(lián)立解得，【小問3詳解】若考慮改裝電壓表分流，則有整理得可知圖像縱截距則電動勢可知測量值小于真實值。四、計算題（本題有3小題，共42分。解答時寫出必要的文字說明，方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）13.一列簡諧橫波沿軸正方向傳播，波速為。在傳播方向上有兩質(zhì)點，坐標分別為，。波傳播到點時開始計時，該點的振動圖像如圖所示。求：（1）該簡諧波的波長；（2）內(nèi)，質(zhì)點通過的路程；（3）在何時質(zhì)點第一次到達正向最大位移處。【答案】（1）2m（2）20cm（3）0.5s【解析】【小問1詳解】題圖可知波的周期，波速，則波長【小問2詳解】題圖可知波的振幅，一個周期內(nèi)質(zhì)點通過的路程為4A，故內(nèi)，質(zhì)點通過的路程【小問3詳解】題意易得波第一次傳到L點時用時題圖可知K質(zhì)點起振方向向下，所以L質(zhì)點的起振方向也向下，故質(zhì)點第一次到達正向最大位移處的時刻聯(lián)立以上解得14.如圖所示，兩平行金屬導軌彎折成角的兩部分，導軌接有電動勢，內(nèi)阻的電源，定值電阻，導軌間距，導軌電阻忽略不計。導軌的豎直部分左側(cè)有一根與其接觸良好的水平放置的金屬棒，在金屬棒所在空間加一豎直向上的勻強磁場（圖中僅畫出了一根磁感線），金屬棒質(zhì)量，電阻不計。已知導軌豎直部分與金屬棒間的動摩擦因數(shù)（設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力），已知重力加速度，，。求：（1）通過金屬棒的電流大小；（2）要使金屬棒能處于靜止狀態(tài)，則所加的豎直向上的勻強磁場的磁感應(yīng)強度至少多大；（3）若將豎直向上的勻強磁場以金屬棒為軸，逆時針轉(zhuǎn)動至與豎直方向成（此過程保證金屬棒靜止且與導軌接觸良好），此時金屬棒恰好處于靜止狀態(tài)，則磁感應(yīng)強度可能為多大。【答