四川省眉山市東坡區(qū)多校2024-2025學(xué)年高二上學(xué)期1月期末考試物理試題（解析版）

高級(jí)中學(xué)名校試卷PAGEPAGE12023級(jí)高二年級(jí)期末聯(lián)合考試物理試卷滿分100分，時(shí)間75分鐘．第Ⅰ卷（選擇題，共43分）一、單選題（本大題7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的）1.如圖所示，圓環(huán)形導(dǎo)體線圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一豎直螺線管b，二者軸線重合，螺線管b與電源、滑動(dòng)變阻器連接成如圖所示的電路。若將滑動(dòng)變阻器的滑片P向下滑動(dòng)，下列表述正確的是（）A.線圈a中將產(chǎn)生沿順時(shí)針方向（俯視）的感應(yīng)電流B.穿過線圈a的磁通量減小C.線圈a有擴(kuò)張的趨勢D.線圈a對(duì)水平桌面的壓力FN將增大【答案】D【解析】AB．當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向下移動(dòng)時(shí)電阻減小，由閉合電路歐姆定律可知通過線圈b的電流增大，穿過線圈a的磁通量增加，方向向下；根據(jù)楞次定律即可判斷出線圈a中感應(yīng)電流方向俯視應(yīng)為逆時(shí)針，故AB錯(cuò)誤；C．根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的產(chǎn)生總是阻礙引起感應(yīng)電流的原因，因?yàn)榛瑒?dòng)觸頭向下滑動(dòng)導(dǎo)致穿過線圈a的磁通量增加，故只有線圈面積減少時(shí)才能阻礙磁通量的增加，故線圈a應(yīng)有收縮的趨勢，故C錯(cuò)誤；D．開始時(shí)線圈a對(duì)桌面的壓力等于線圈a的重力，當(dāng)滑動(dòng)觸頭向下滑動(dòng)時(shí)，可以用“等效法”，即將線圈a和b看做兩個(gè)條形磁鐵，判斷知此時(shí)兩磁鐵的N極相對(duì)，互相排斥，故線圈a對(duì)水平桌面的壓力將增大，故D正確。故選D。2.A、B為一對(duì)等量同種電荷連線上的兩點(diǎn)，其中B點(diǎn)為中點(diǎn)，C點(diǎn)為連線中垂線上的一點(diǎn)。今將一個(gè)電荷量為的負(fù)點(diǎn)電荷自A沿直線移到B再沿直線移到C，則（）A.負(fù)點(diǎn)電荷在B到C的過程中所受電場力可能先增大后減小B.以無窮遠(yuǎn)處為零電勢點(diǎn)，則B點(diǎn)電勢為零C.負(fù)點(diǎn)電荷在A到B的過程中電勢能一定減小D.負(fù)點(diǎn)電荷在A點(diǎn)電勢能與在C點(diǎn)的電勢能相等【答案】A【解析】A．結(jié)合等量同種點(diǎn)電荷的電場線圖可知，等量同種電荷連線中垂線上，從中點(diǎn)到兩側(cè)場強(qiáng)先增大后減小，由于BC之間距離未知，所以負(fù)點(diǎn)電荷在B到C的過程中所受電場力可能先增大后減小，A正確；B．以無窮遠(yuǎn)處為零電勢點(diǎn)，從B點(diǎn)沿著中垂線到無窮遠(yuǎn)處，電勢逐漸降低，則B點(diǎn)電勢應(yīng)該大于零，B錯(cuò)誤；C．負(fù)點(diǎn)電荷在A到B的過程中電場力做負(fù)功，電勢能一直增加，C錯(cuò)誤；D．負(fù)點(diǎn)電荷在A經(jīng)B到C的過程中，電場力始終做負(fù)功，電勢能一直增加，因此負(fù)點(diǎn)電荷在A點(diǎn)的電勢能小于在C點(diǎn)電勢能，D錯(cuò)誤。故選A。3.如圖甲所示，高壓輸電線上有a、b、c三根相互平行的水平長直導(dǎo)線，通有大小相等且方向相同的電流I。、、為導(dǎo)線a、b、c上的三個(gè)點(diǎn)，連接三點(diǎn)構(gòu)成的三角形為等腰直角三角形，且與三根導(dǎo)線均垂直，O為連線的中點(diǎn)。逆著電流方向觀察得到如圖乙所示的截面圖。已知單獨(dú)一根通電導(dǎo)線a在O處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，不計(jì)地磁場的影響，則下列說法正確的是（）A.a、c兩根導(dǎo)線相互排斥B.導(dǎo)線b受到的安培力方向豎直向上C.O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向是從O指向D.在的連線上存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為零的位置【答案】C【解析】A．根據(jù)通電導(dǎo)線電流方向同向相吸，異向排斥可知a、c兩根導(dǎo)線相互吸引，故A錯(cuò)誤；B．如圖所示導(dǎo)線b的合磁場強(qiáng)度水平向左，根據(jù)左手定則可知導(dǎo)線b受到的安培力方向豎直向下，故B錯(cuò)誤；C．由題意可知，通電導(dǎo)線a、b、c在O處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向分別為豎直向上、水平向右、豎直向下，如上圖所示，根據(jù)磁場強(qiáng)度的疊加原理可知，O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向從O指向，故C正確；D．根據(jù)以上分析在點(diǎn)左側(cè)的合磁感應(yīng)強(qiáng)度豎直向上，在點(diǎn)右側(cè)的合磁感應(yīng)強(qiáng)度豎直向下，導(dǎo)線在的連線上的磁感應(yīng)強(qiáng)度不可能為豎直向上或豎直向下，則在的連線上不存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為零的位置，故D錯(cuò)誤。故選C。4.如圖所示為圓柱形區(qū)域的橫截面，在該區(qū)域加沿圓柱軸線方向的勻強(qiáng)磁場。帶電粒子（不計(jì)重力）第一次以v1速度沿截面直徑入射，粒子飛出磁場區(qū)域時(shí)，速度方向偏轉(zhuǎn)60°角；該帶電粒子第二次以速度v2從同一點(diǎn)沿同一方向入射，粒子飛出磁場區(qū)域時(shí)，速度方向偏轉(zhuǎn)90°角，則帶電粒子第一次和第二次在磁場中運(yùn)動(dòng)的（）A.半徑之比為 B.速度之比為C.速度之比為 D.時(shí)間之比為【答案】A【解析】ABC．如圖所示設(shè)圓柱形區(qū)域的半徑為R，有幾何關(guān)系可得則帶電粒子第一次和第二次在磁場中運(yùn)動(dòng)的半徑之比為根據(jù)洛倫茲力提供向心力可得解得可得速度之比為故A正確，BC錯(cuò)誤；D．粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為由圖可知?jiǎng)t時(shí)間之比為故D錯(cuò)誤。故選A。5.用如圖所示的回旋加速器加速電荷量為q質(zhì)量為m的帶電粒子，已知D形盒半徑為R，所加磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，a、b間所接電壓為U，忽略兩D形盒間狹縫的寬度。下列說法正確的是（）A.圖中回旋加速器加速的帶電粒子一定帶負(fù)電B.回旋加速器a、b之間所接高頻交流電的周期為C.回旋加速器加速后粒子的最大動(dòng)能為D.回旋加速器D形盒的半徑R、磁感應(yīng)強(qiáng)度B均不變，則加速電壓U越小，粒子飛出D形盒的動(dòng)能Ek越大【答案】C【解析】A．由左手定則可判斷出圖中回旋加速器加速的帶電粒子一定是帶正電的粒子，故A錯(cuò)誤；B．粒子每次通過狹縫都被加速，則交流電周期與粒子圓周運(yùn)動(dòng)周期相等故B錯(cuò)誤；CD．在回旋加速器中，帶電粒子每經(jīng)過電場一次，動(dòng)能增加量為當(dāng)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡半徑等于回旋加速器半徑時(shí)，粒子速度最大，根據(jù)洛倫茲力提供向心力有最大動(dòng)能聯(lián)立得由最大動(dòng)能的表達(dá)式可知，若回旋加速器D形盒的半徑R、磁感應(yīng)強(qiáng)度B均不變，則粒子飛出D形盒的動(dòng)能就不變，與加速電壓U無關(guān)，故C正確，D錯(cuò)誤。6.如圖所示，豎直放置的平行電極板M和N之間存在加速電場，N板右側(cè)是一個(gè)速度選擇器，內(nèi)部存在豎直向下的勻強(qiáng)電場和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，其中電場強(qiáng)度大小為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。從M和N之間的中點(diǎn)S靜止釋放一個(gè)比荷為k的帶正電粒子，加速后穿過N板的小孔O，恰能沿虛線通過速度選擇器，不計(jì)粒子的重力。下列說法正確的是（）A.M和N之間電壓為B.從靠近M板的P點(diǎn)釋放比荷為的帶正電粒子，能沿虛線通過速度選擇器C.從靠近M板的P點(diǎn)釋放比荷為的帶正電粒子，通過小孔O后向下偏轉(zhuǎn)D.從S點(diǎn)釋放比荷為2k的帶正電粒子，沿虛線通過速度選擇器的速度大小為【答案】B【解析】A．粒子從S到O點(diǎn)，由動(dòng)能定理可得解得能沿虛線運(yùn)動(dòng)的粒子在選擇器中滿足解得M和N之間的電壓為故A錯(cuò)誤；BC．從靠近M板的P點(diǎn)釋放比荷為的帶正電粒子，根據(jù)動(dòng)能定理可得粒子進(jìn)入速度選擇器時(shí)，速度仍為所以能沿虛線通過速度選擇器，故B正確，C錯(cuò)誤；D．只要粒子沿虛線通過速度選擇器，則滿足其速度大小均為故D錯(cuò)誤。故選B。7.某汽車的電源與啟動(dòng)電機(jī)、車燈連接的簡化電路如圖所示。當(dāng)汽車啟動(dòng)時(shí)，開關(guān)S閉合，電機(jī)工作，車燈突然變暗，下列說法正確的是（）A.車燈的電流變大 B.路端電壓變大C.電路的總電流變大 D.電源的總功率變小【答案】C【解析】A．當(dāng)汽車啟動(dòng)時(shí)，開關(guān)S閉合，電機(jī)工作，車燈突然變暗，車燈電流變小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；BCD．開關(guān)S閉合，啟動(dòng)電機(jī)剛開始瞬間，電機(jī)不轉(zhuǎn)，外電路電阻只有電機(jī)線圈的直流電阻和車燈的電阻，因此電路的總電流變大，由閉合電路歐姆定律可知，電源內(nèi)阻上電壓變大，路端電壓變小，電源的總功率P=EI變大，故C正確，BD錯(cuò)誤。故選C。二、多選題（本題共3小題，每題5分，共計(jì)15分，每題有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)或不選的得0分）8.如圖所示，平行金屬板中有一個(gè)帶電油滴懸浮在兩板間的P點(diǎn)，不考慮電流表和電壓表對(duì)電路的影響，選地面的電勢為零，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向b端移動(dòng)時(shí)，下列說法正確的是（）A.油滴帶負(fù)電，將向下運(yùn)動(dòng)B.電壓表示數(shù)變大C.若電容器上極板向上移動(dòng)一段距離，則油滴在P點(diǎn)的電勢能增加D.若電壓表、電流表的示數(shù)變化量分別為和，則【答案】AC【解析】AB．油滴原來靜止在電容器內(nèi)，受向上的電場力與向下的重力且二力平衡，由題圖可知，電容器內(nèi)部電場方向向下，所以油滴帶負(fù)電。當(dāng)滑片向b端移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻減小，則電路中總電阻減小，由閉合電路歐姆定律可知，電路中的總電流增大，路端電壓減小，所以R1兩端的電壓增大，則電容器兩端電壓減小，即電壓表示數(shù)變小，電容器內(nèi)場強(qiáng)減小，油滴所受電場力小于重力，將向下運(yùn)動(dòng)，故A正確，B錯(cuò)誤；C．若電容器上極板向上移動(dòng)一段距離，則電容器兩端電壓不變，間距增大，根據(jù)可知電場減小，則P點(diǎn)與下極板的電勢差減小，則P點(diǎn)的電勢減小，由于油滴帶負(fù)電，則油滴的電勢能增加，故C正確；D．根據(jù)閉合電路歐姆定律可知可得若電壓表、電流表的示數(shù)變化量分別為和，則有故D錯(cuò)誤。故選AC。9.如圖所示，在豎直平面內(nèi)有水平向右、場強(qiáng)為的勻強(qiáng)電場。在勻強(qiáng)電場中有一根長的絕緣細(xì)線，一端固定在O點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量為的帶電小球，它靜止時(shí)懸線與豎直方向成角，若小球獲得初速度恰能繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，取小球在靜止時(shí)的位置為電勢能零點(diǎn)和重力勢能零點(diǎn)，，取。下列說法正確（）A.小球在運(yùn)動(dòng)至圓周軌跡上的最高點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最小B.小球的帶電荷量C.小球在運(yùn)動(dòng)至圓周軌跡上的最低點(diǎn)時(shí)動(dòng)能和電勢能之和最大D.小球動(dòng)能的最大值為【答案】CD【解析】A．將小球所受重力與電場力合成為一個(gè)力，叫作等效重力，這個(gè)等效重力的方向應(yīng)沿著小球靜止時(shí)的細(xì)線方向向下，如圖所示所以，小球靜止時(shí)的位置（即圖中A點(diǎn)）為圓周運(yùn)動(dòng)的等效最低點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)關(guān)于圓心的對(duì)稱點(diǎn)（即圖中B點(diǎn)）為等效最高點(diǎn)，小球運(yùn)動(dòng)至等效最高點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最小，故A錯(cuò)誤；B．由圖可知求得故B錯(cuò)誤；C．小球在運(yùn)動(dòng)過程中，只發(fā)生動(dòng)能、電勢能和重力勢能之間的相互轉(zhuǎn)化，三種能量的總和保持不變，小球運(yùn)動(dòng)至圓周軌跡上的最低點(diǎn)時(shí)重力勢能最小，動(dòng)能和電勢能之和最大，故C正確；D．等效重力大小為小球恰能繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，所以，小球運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)時(shí)有小球運(yùn)動(dòng)至等效最低點(diǎn)（即圖中A點(diǎn)）時(shí)動(dòng)能最大，小球由B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至A點(diǎn)過程中，由動(dòng)能定理得聯(lián)立，解得故D正確。故選CD。10.如圖甲所示，圓形線圈內(nèi)有垂直于線圈平面的磁場，已知線圈面積為，線圈匝數(shù)，線圈總電阻，線圈內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化情況如圖乙所示。設(shè)圖示的磁場方向與感應(yīng)電流方向?yàn)檎较颍瑒t下列有關(guān)線圈的電動(dòng)勢、感應(yīng)電流、熱功率、焦耳熱隨時(shí)間的變化圖像正確的是（）A. B.C. D.【答案】AD【解析】A．圖乙可知0~1s內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度向里增加，根據(jù)楞次定律和安培定則可知，線圈中感應(yīng)電流的方向沿逆時(shí)針方向，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢大小同理，內(nèi)，線圈中感應(yīng)電流的方向沿順時(shí)針方向，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢大小同理，內(nèi)，線圈中感應(yīng)電流的方向沿逆時(shí)針方向，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢大小故A正確；B．由楞次定律得內(nèi)的感應(yīng)電流方向沿逆時(shí)針方向（正值），結(jié)合以上分析，得電流大小同理，由楞次定律得內(nèi)的感應(yīng)電流方向沿順時(shí)針方向（負(fù)值），結(jié)合以上分析，電流大小同理，由楞次定律得內(nèi)的感應(yīng)電流方向沿逆時(shí)針方向（正值），結(jié)合以上分析，電流大小故B錯(cuò)誤；C．線圈在內(nèi)的熱功率同理，內(nèi)的熱功率同理，內(nèi)的熱功率故C錯(cuò)誤；D．線圈產(chǎn)生的焦耳熱結(jié)合以上分析內(nèi)產(chǎn)生的熱量為同理內(nèi)產(chǎn)生的熱量為同理內(nèi)產(chǎn)生熱量為故D正確。第Ⅱ卷（非選擇題，共57分）三、實(shí)驗(yàn)題（本題共2小題，共16分，11題10分，12題6分）A．電壓表（0~3V，內(nèi)阻約為3kΩ）；B．電壓表（0~15V，內(nèi)阻約為30kΩ）；C．電流表（0~3A，內(nèi)阻約為0.1Ω）；D．電流表（0~500mA，內(nèi)阻約為0.6Ω）；E．滑動(dòng)變阻器（200Ω，0.5A）；F．滑動(dòng)變阻器（10Ω，2A）；G．直流電源（電動(dòng)勢3V，內(nèi)阻不計(jì)）；H．開關(guān)S，導(dǎo)線若干。（1）實(shí)驗(yàn)要求能夠在0~2.8V的范圍內(nèi)對(duì)小燈泡的電壓進(jìn)行測量，并盡可能減小誤差。根據(jù)要求在圖1虛線框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖_______。（2）電路中電壓表應(yīng)選用__________，電流表應(yīng)選用_________，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用____________。（用序號(hào)字母表示）（3）測得此燈泡的伏安特性曲線如圖2所示，當(dāng)工作電壓是1.6V時(shí)，此燈泡的電阻為__________。（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）（4）若將此燈泡與電動(dòng)勢為3V，內(nèi)阻為10Ω的電源相連，則燈泡兩端的實(shí)際電壓為_________V（結(jié)果保留1位有效數(shù)字）?！敬鸢浮浚?）（2）ADF（3）5.33（4）1【解析】（1）因燈泡額定電壓2.8V，額定電流0.40A，可知電壓表選擇A，電流表選擇D；則由于電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于燈泡電阻，可知應(yīng)該采用電流表外接。為減小誤差，應(yīng)連接成分壓式電路，如圖所示（2）因燈泡額定電壓2.8V，額定電流0.40A，可知電壓表選擇A，電流表選擇D；則由于電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于燈泡電阻，可知應(yīng)該采用電流表外接；滑動(dòng)變阻器選擇阻值較小的F。（3）根據(jù)燈泡的伏安特性曲線，當(dāng)工作電壓是時(shí)，燈泡的電流為300mA=0.3A，則此燈泡的電阻為（4）在燈泡的伏安特性曲線中做出電動(dòng)勢為3V、內(nèi)阻為的電源的圖像，如圖所示則圖像的交點(diǎn)的坐標(biāo)即為小燈泡接入電路中時(shí)燈泡的電壓和電流，所以燈泡兩端的實(shí)際電壓為12.電磁感應(yīng)部分：（1）如圖是“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的一個(gè)成功的實(shí)驗(yàn)裝置，將圖中所缺導(dǎo)線連接完整。______（2）如圖所示，將勻強(qiáng)磁場中的線圈（正方形，邊長為L）以不同的速度v1和v2勻速拉出磁場，線圈電阻為R，那么兩次拉出過程中，外力做功之比W1：W2＝________?！敬鸢浮浚?）（2）【解析】（1）[1]電源、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)與線圈A組成閉合回路，如圖所示。（2）[2]線圈做勻速直線運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，拉力等于安培力，則拉力做功B、L、R相同，拉力的功與速度成正比W1：W2＝v1：v2四、計(jì)算題（共41分）。解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。13.電動(dòng)機(jī)是將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝置，某玩具起重機(jī)的電路示意圖如圖所示，閉合開關(guān)S后，燈泡恰好正常工作，理想電流表的示數(shù)。已知電源電動(dòng)勢，燈泡的銘牌上標(biāo)有“”的字樣，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻。求：（1）開關(guān)S閉合狀態(tài)下，內(nèi)通過燈泡的電荷量；（2）電源的內(nèi)阻；（3）電動(dòng)機(jī)的輸出功率。【答案】（1）（2）（3）【解析】（1）燈泡L正常發(fā)光，其額定電壓流過燈泡L的電流通過燈泡L的電荷量解得（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律有解得（3）流過電動(dòng)機(jī)的電流電動(dòng)機(jī)消耗的總功率電動(dòng)機(jī)的熱功率電動(dòng)機(jī)的輸出功率解得14.如圖所示，在xOy平面內(nèi)，y軸左側(cè)空間分布著水平向右的勻強(qiáng)電場，y軸右側(cè)空間分布著垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場。某時(shí)刻有一帶正電的粒子以初速度沿平行于y軸正方向從A點(diǎn)射出，粒子從C點(diǎn)進(jìn)入磁場，且速度方向與y軸夾角，并在磁場中運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后恰好又回到A點(diǎn)。已知A點(diǎn)坐標(biāo)為粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，不計(jì)粒子所受的重力。求：（1）C點(diǎn)坐標(biāo)為以及y軸左側(cè)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小E；（2）y軸右側(cè)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B；（3）帶電粒子從A點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)到再次回到A點(diǎn)的時(shí)間t