天津市河?xùn)|區(qū)2024-2025學(xué)年高二（上）期末考試物理試卷（含解析）

第=page11頁，共=sectionpages11頁天津市河?xùn)|區(qū)2024-2025學(xué)年高二（上）期末考試物理試卷一、單選題：本大題共5小題，共25分。1.如圖所示，一正點電荷固定在圓心，M、N是圓上的兩點，下列說法正確的是(

)A.M點和N點電場強度相同

B.M點和N點電勢相同

C.正電荷由M點到N點，電場力做正功

D.負(fù)電荷由M點到N點，電場力做正功2.電容式話筒是利用電容大小的變化，將聲音信號轉(zhuǎn)化為電信號，如圖所示為電容式話筒的簡化示意圖。在聲壓作用下，振動電極上的薄膜向左運動時(

)A.電容器的電容減小

B.電容器的電荷量減小

C.有從左到右的電流通過電阻R

D.電容器中的電場強度減小3.圖甲是某電場中的一條電場線。若將一正電荷從A點由靜止釋放，它僅在電場力作用下沿電場線從A運動到B的過程速度—時間圖像如圖乙所示。設(shè)A、B兩點的電勢分別為φA和φB兩點的場強大小分別為EA和EB，則有A.φA>φB.φA>φB，EA<D.φA<4.為了打擊酒后駕車行為，交警常用酒精濃度檢測儀對駕駛員進(jìn)行酒精測試。圖甲是某型號酒精測試儀，其工作電路如圖乙所示，R為氣敏電阻，其阻值隨酒精氣體濃度的增大而減小，電源的電動勢為E、內(nèi)阻為r，電路中的電表均為理想電表，R0為定值電阻。若酒后駕車的駕駛員對著測試儀吹氣時，則有(

)A.電流表的示數(shù)變小 B.電壓表的示數(shù)變大

C.電源的總功率變小 D.電源內(nèi)電路消耗的功率變大5.如圖所示，M、N兩點分別放置兩個等量異種電荷，P為MN連線的中點，T為連線上靠近N的一點，S為連線的中垂線上處于P點上方的一點。把一個電子分別放在P、S、T三點進(jìn)行比較，則(

)A.電子從P點移到S點，電場力做正功 B.電子從T點移到S點，動能減小

C.電子在S點受力最小，在T點電勢能最大 D.電子在P點受力最小，在T點電勢最低二、多選題：本大題共3小題，共15分。6.如圖所示，直線a為電源的U?I圖線，直線b為電阻R的U?I圖線，用該電源和電阻R組成閉合電路，下列說法正確的是(

)A.電源的內(nèi)阻為0.5Ω

B.電阻R的阻值為2Ω

C.外電路的電壓為3V

D.電源的輸出功率為4W7.如圖所示，從熾熱的金屬絲飄出的電子(初速度可視為零)，經(jīng)加速電場加速后從兩極板中間垂直射入偏轉(zhuǎn)電場。不計電子重力，在滿足電子能射出偏轉(zhuǎn)電場的條件下，一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角變大的是(

)A.僅增大偏轉(zhuǎn)電場的電壓 B.僅增大加速電場的電壓

C.僅減小偏轉(zhuǎn)電場兩極板間的距離 D.僅減小偏轉(zhuǎn)電場極板的長度8.如圖所示，一平行板電容器金屬板a、b分別與電池兩極相連，開始時開關(guān)S閉合，一個帶電液滴懸浮在兩板正中間的P點。斷開開關(guān)，將b板向下平移一小段距離，穩(wěn)定后，下列說法中正確的是(

)A.電容器的電容增大

B.液滴帶負(fù)電

C.液滴向下運動

D.P點電勢升高，液滴在P點的電勢能減少三、實驗題：本大題共1小題，共12分。9.(1)某同學(xué)測量一根粗細(xì)均勻的導(dǎo)體的電阻率，步驟如下：

①用20分度的游標(biāo)卡尺測量其長度如圖甲所示，可知其長度L=______mm；

②用螺旋測微器測量其直徑如圖乙所示，可知其直徑d=______mm；

③因電表內(nèi)阻未知，用如圖丙所示的電路來判定電流表應(yīng)該內(nèi)接還是外接。正確連線后，合上開關(guān)S，將滑動變阻器的滑片P移至合適位置。先將單刀雙擲開關(guān)擲到1，電壓表和電流表均有讀數(shù)；再將單刀雙擲開關(guān)擲到2，發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉(zhuǎn)比電壓表的指針偏轉(zhuǎn)明顯。為減小實驗誤差，應(yīng)將單刀雙擲開關(guān)擲到______(填“1”或“2”)，記錄電壓表示數(shù)U和電流表示數(shù)I；

④該導(dǎo)體的電阻率ρ=______(請用題目中所給字母表示)；

(2)小明嘗試測量電瓶車上蓄電池的電動勢和內(nèi)阻。

①已知電源內(nèi)阻比較小，移動滑動變阻器滑片時，為了使電壓表示數(shù)變化比較明顯，小明在思考后將R0=7Ω的定值電阻串聯(lián)接入電路中，如圖甲中的______(選填“A”或“B”)所示。

②選定設(shè)計的實驗電路，多次調(diào)節(jié)滑動變阻器R阻值，讀出相應(yīng)的電壓表和電流表示數(shù)U和I，由測得的數(shù)據(jù)描繪出如圖乙所示的U?I圖像。蓄電池的內(nèi)阻r0=______Ω(保留2位有效數(shù)字)。

③該同學(xué)分析了實驗中由電表內(nèi)阻引起的實驗誤差，圖中實線是根據(jù)利用本次實驗的數(shù)據(jù)描點作圖得到的U?I圖像，虛線表示電壓表和電流表均為理想電表時的U?I關(guān)系圖線。圖中正確的是______。

四、計算題：本大題共3小題，共48分。10.甲圖所示電磁炮是一種先進(jìn)的武器，乙圖為某同學(xué)模擬電磁炮的原理圖。為了研究方便，將炮彈視為一個與導(dǎo)軌間距等長的導(dǎo)體棒，其質(zhì)量m=0.1kg、電阻R=1Ω，固定在電阻不計、間距L=0.5m的兩根平行傾斜導(dǎo)軌上。已知導(dǎo)軌平面與水平地面的夾角θ=37°，導(dǎo)軌下端電源電動勢E=18V、內(nèi)阻r=1Ω，整個裝置處于磁感應(yīng)強度大小為B=0.2T、方向垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強磁場中。將導(dǎo)體棒由靜止釋放，它最終從導(dǎo)軌上端發(fā)射出去。若導(dǎo)體棒的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.25，重力加速度大小g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：

(1)導(dǎo)體棒釋放時所受安培力F的大小和方向；

(2)導(dǎo)體棒釋放時加速度a的大小和方向。11.如圖所示，在xOy平面直角坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)有垂直紙面向外的勻強磁場，第二象限內(nèi)有沿x軸負(fù)方向的勻強電場，場強大小為E。一質(zhì)量為m電荷量為q的帶電粒子，從x軸上的P(3a,0)點以速度v沿與x軸正方向成60°角的方向射入磁場，恰好垂直于y軸射出磁場進(jìn)入電場，不計粒子重力，求：

(1)粒子在磁場中的運動半徑r；

(2)磁感應(yīng)強度B的大?。?/p>

(3)粒子從P點射入磁場到第二次到達(dá)y軸的時間t12.如圖所示，直角坐標(biāo)系xOy位于豎直平面內(nèi)，在水平的x軸下方存在勻強磁場和勻強電場，磁場的磁感應(yīng)為B，方向垂直xOy平面向里，電場線平行于y軸。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小球，從y軸上的A點水平向右拋出，經(jīng)x軸上的M點進(jìn)入電場和磁場，恰能做勻速圓周運動，從x軸上的N點第一次離開電場和磁場，MN之間的距離為L，小球過M點時的速度方向與x軸的方向夾角為θ.不計空氣阻力，重力加速度為g，求

(1)電場強度E的大小和方向；

(2)小球從A點拋出時初速度v0的大??；

(3)A點到x軸的高度?。

答案解析1.B

【解析】解：A、點電荷形成的電場是輻向的，所以M、N兩點電場強度方向不同，則電場強度不同，故A錯誤；

B、以點電荷為球心的每個球面都是一個等勢面，所以M、N兩點電勢相同，故B正確；

CD、M、N兩點電勢相同，則正電荷由M點到N點，或負(fù)電荷由M點到N點，電場力都不做功，故CD錯誤。

故選：B。

正點電荷電場線的等勢面是球面，離正電荷越近電勢越高；點電荷形成的電場是輻向的；根據(jù)由M點到N點直線電勢的變化分析電勢能和電場力做功情況。

考查對電勢、電場力做功等的理解，需熟悉點電荷周圍電場線的分布特點。2.C

【解析】解：A、當(dāng)振動膜片向左運動時，電容器的極板間距變小，根據(jù)電容的決定式C=εrS4πkd分析可知，電容器的電容變大，故A錯誤；

B、由于電容器兩端電壓等于電源電壓不變，根據(jù)C=QU可知，當(dāng)電容變大時，電容器所帶電荷量增加，故B錯誤；

C、根據(jù)前面分析可知，電容器所帶電荷量增加，即電容器充電，電容器左邊極板帶正電，則此時充電電流通過電阻時方向自左向右，故C正確；

D、電容器的電壓不變，當(dāng)極板間距變小時，由E=Ud可知，電容器兩極板間的電場強度增大，故D錯誤。

故選：C。

根據(jù)電容的決定式C=εrS3.A

【解析】解：正電荷從A由靜止釋放，初速度為0，能加速運動到B，說明正電荷受到的電場力方向從A指向B，那么電場方向就是由A指向B，由于沿電場線方向電勢逐漸降低，所以A、B兩點的電勢關(guān)系是φA>φB；正電荷從A運動到B的過程中，它的加速度是逐漸減小的，由牛頓第二定律知，正電荷從A運動到B時，受到的電場力是逐漸減小的，由E=Fq可知，EA>EB，故A正確，BCD錯誤。

4.D

【解析】解：A、酒后駕車的駕駛員對著測試儀吹氣時，氣敏電阻R的阻值減小，電路中的總電阻減小，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知，電路中的電流變大，即電流表示數(shù)變大，故A錯誤；

B、根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得電壓表示數(shù)為：U=E?I(R0+r)，由上面的分析可知I變大，則U變小，即電壓表示數(shù)變小，故B錯誤；

C、電源的總功率P總=EI，由上面的分析可知I變大，所以電源的總功率變大，故C錯誤；

D、電源內(nèi)電路消耗的功率為Pr=I2r，因為I變大，所以電源內(nèi)電路消耗的功率變大，故D正確。

故選：5.C

【解析】解：CD、由等量異號點電荷電場線分布圖，P、S、T三點進(jìn)行比較，S、P兩點電勢相等，大于T點電勢，根據(jù)公式Ep=qφ，可知電子在T點電勢能最高；T點電場強度最大，電子在T點受力最大，S點電場強度最小，電子放在S點受力最小，故C正確，D錯誤；

AB、S、P兩點電勢相等，大于T點電勢，即UTS<0，根據(jù)WTS=qUTS，可知電子從T點移到S點，電場力做正功，動能增加；電子從P點移到S點，電場力不做功，動能不變，故AB錯誤。

6.AD

【解析】解：A、圖線a的縱軸截距等于電源的電動勢，斜率的絕對值等于電源的內(nèi)阻，則由圖線a可知，電源的電動勢為E=3V，短路電流為I短=6A，則電源的內(nèi)阻為r=EI短=36Ω=0.5Ω，故A正確；

BC、兩圖線的交點表示該電源與電阻串聯(lián)時的工作狀態(tài)，此時外電路電壓為U=2V，電路中電流為I=2A，根據(jù)歐姆定律可知R=UI=22Ω=1Ω，故BC錯誤；

D、電源的輸出功率為P=UI=2×2W=4W，故D7.AC

【解析】解：設(shè)電子經(jīng)加速電場加速后的速度為v0，加速電壓為U1，偏轉(zhuǎn)電壓為U，偏轉(zhuǎn)電場兩極板間的距離為d，極板的長度為l，則電子經(jīng)加速電場加速的過程中，根據(jù)動能定理可得eU1=12mv02，電子在偏轉(zhuǎn)電場中的加速度a=eUmd，運動時間t=lv0，電子離開偏轉(zhuǎn)電場時速度方向與水平方向夾角的正切值為tanα=vyv0=atv0=eUlmdv02=Ul2U18.BD

【解析】解：A、b板向下平移一小段距離，兩板間距離d增大，根據(jù)C=?rS4πkd可知，電容器的電容減小，故A錯誤；

B、電容器a板和電源正極相連，所以a板帶正電荷，板內(nèi)電場方向向下，油滴受電場力方向向上，所以油滴帶負(fù)電，故B正確；

C、斷開開關(guān)，電容器帶電荷量Q不變，根據(jù)C=?rS4πkd、C=QU、E=Ud可得：E=4πkQ?rS，所以極板間的電場強度不變，則油滴受電場力不變，油滴仍然靜止，故C錯誤；

D、因為b板向下平移一小段距離，P點與下極板間的距離變大，根據(jù)U=Ed可知，P點與下極板間的電勢差變大，下極板接地電勢為零不變，所以P點電勢升高，油滴帶負(fù)電，所以油滴的電勢能減小，故D正確。

故選：9.50.15

4.700

1

πUd24IL

A

1.0【解析】解：(1)①20分度的游標(biāo)卡尺精確度為0.05mm，可知其長度L=50mm+3×0.05mm=50.15mm；

②螺旋測微器精確度為0.01mm，可知其直徑d=4.5mm+20.0×0.01mm=4.700mm；

③將單刀雙擲開關(guān)擲到2，發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉(zhuǎn)比電壓表的指針偏轉(zhuǎn)明顯，說明電流表分壓作用明顯，應(yīng)采用外接法，單刀雙擲開關(guān)擲到1；

④該導(dǎo)體的電阻為R=UI

根據(jù)電阻定律有R=ρLS=ρLπ(d2)2

解得ρ=πUd24IL

(2)①為了使電壓表變化明顯，應(yīng)將電路連接成A圖形式，此時R0相當(dāng)于內(nèi)電阻。

②蓄電池的內(nèi)阻與R0串聯(lián)后的總阻值為U?I圖像的斜率的絕對值，即r+R0=|ΔUΔI|=6.00.75Ω=8.0Ω

因此電源內(nèi)電阻r=8.0Ω?7.0Ω=1.0Ω；

③該實驗的主要實驗誤差來源于電壓表的分流作用，理論上當(dāng)外電路短路時，電壓表沒有分流作用，電流是準(zhǔn)確的，隨著路端電壓的升高，電壓表的分流作用逐漸增加，測量值明顯小于真實值，因此測量的圖像應(yīng)在真實圖像的下方，且短路電流時，兩個圖像重合，故C正確，ABD錯誤；

故選：C10.解：(1)導(dǎo)體棒剛放在導(dǎo)軌上時，根據(jù)閉合電路歐姆定律有：I=ER+r

解得：I=9A

導(dǎo)體棒剛放在導(dǎo)軌上時所受安培力的大小：F=?BIL

解得：F=0.9N

根據(jù)左手定則可知，導(dǎo)體棒所受安培力方向沿斜面向上。

(2)導(dǎo)體棒剛放在導(dǎo)軌上時，對導(dǎo)體棒進(jìn)行受力分析，根據(jù)牛頓第二定律有：F?mgsinθ?f?=ma，

其中f=μN=μmgcosθ

解得：a=1m/s2，方向沿斜面向上。

答：(1)導(dǎo)體棒釋放時所受安培力F的大小為0.9N，方向沿斜面向上；

(2)導(dǎo)體棒釋放時加速度a【解析】(1)根據(jù)閉合電路歐姆定律得出電流的大小，結(jié)合安培力的計算公式得出安培力的大小，結(jié)合左手定則分析出安培力的方向；

(2)分析導(dǎo)體棒釋放時的受力，由牛頓第二定律得出導(dǎo)體棒的加速度。

本題主要考查了安培力作用下物體的運動，熟悉歐姆定律和安培力的計算公式，同時結(jié)合牛頓第二定律即可完成分析。11.解：(1)粒子在磁場中的運動情況如圖所示

由幾何關(guān)系得

3a=rsin60°

解得

r=2a

(2)根據(jù)洛倫茲力提供向心力

qBv=mv2r

解得

B=mv2aq

(3)粒子在磁場做勻速圓周運動

T=2πmqB

粒子在磁場中運動時間

t1=180°?60°360°T

粒子從y軸進(jìn)入電場至速度為0過程中，可得

qE=ma

v=at2

解得

t2=mvqE

粒子從P點射入到第二次到達(dá)y軸的時間

t=t1+2t2

解得

t=4πa3v+【解析】(1)畫出粒子的運動軌跡，根據(jù)幾何關(guān)系求粒子在磁場中的運動半徑r；

(2)根據(jù)洛倫茲力提供向心力求磁感應(yīng)強度B的大??；

(3)根據(jù)周期公式求粒子從P點射入磁場到第二次到達(dá)y軸的時間t。

本題以帶電粒子在混合場中的運動考查的學(xué)生結(jié)合數(shù)學(xué)知識解決物理問題的能力，是一道綜合性比較強的題目。12.解：(1)小球在電場、磁場中恰能做勻速圓周運動，

說明電場力和重力平衡(恒力不能充當(dāng)圓周運動的向心力)，

有：qE=mg，

解得：E=mgq；

重力的方向豎直向下，電場力方向只能向上