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(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)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(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑，如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其它答案標(biāo)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(dǎo)線處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，所受磁場力為F．關(guān)于電流I、磁感應(yīng)強(qiáng)度B和磁場力F三者之間的方向關(guān)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(guān)S和電源用導(dǎo)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(guān)S的瞬間，套環(huán)立刻跳起．某同學(xué)另找來器材再探究此實驗．他連接好電路，經(jīng)重復(fù)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(dǎo)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(gòu)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(dāng)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(yīng)強(qiáng)度，θ為線圈(指針)偏角，k是與螺旋彈簧有關(guān)的常量．不考慮電磁感應(yīng)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(qiáng)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(xì)繩剪斷，小球經(jīng)時間到達(dá)負(fù)極D.小球帶正電，極板之間的電場強(qiáng)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(qiáng)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(yīng)強(qiáng)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(dǎo)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(yīng)強(qiáng)度分別為B1、B2的有界勻強(qiáng)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(dāng)金屬棒進(jìn)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(jìn)入B2區(qū)域后將加速下滑B.若B2＝B1，金屬棒進(jìn)入B2區(qū)域后仍將保持勻速下滑C.若B2>B1，金屬棒進(jìn)入B2區(qū)域后可能先減速后勻速下滑D.若B2>B1，金屬棒進(jìn)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(gòu)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(dāng)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(qiáng)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(dāng)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(yīng)電流等于繞P2轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的感應(yīng)電流，且均為0B.線圈繞P1轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢等于繞P2轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢C.線圈繞P1和P2轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的感應(yīng)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(guān)于電場、電場強(qiáng)度下列說法正確的是（）A.是電場強(qiáng)度的定義式，只適用于勻強(qiáng)電場B.點電荷的電場強(qiáng)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(zhǔn)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(guān)、導(dǎo)線若干。(1)上述器材中，電流表應(yīng)選_______，電壓表應(yīng)選_______，滑動變阻器應(yīng)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(yīng)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(dá)式ρ=______________________。12．（12分）在“測定金屬絲的電阻率”的實驗中，某同學(xué)進(jìn)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(kuò)大電流表量程。他設(shè)計了一個用標(biāo)準(zhǔn)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(xué)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(guān)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(guān)S2。E.反復(fù)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(kuò)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(dá)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(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向外的有界勻強(qiáng)磁場，Ox垂直平行板電極S2，當(dāng)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(biāo)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(qiáng)電場，電場強(qiáng)度為E1=0.2N/C。坐標(biāo)系的第一、四象限內(nèi)有一正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)交變磁場，電場方向豎直向上，電場強(qiáng)度E2=0.1N/C，勻強(qiáng)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(jìn)入第二象限，并從+y上的C點沿水平方向進(jìn)入第一象限。取粒子剛進(jìn)入第一象限的時刻為0時刻，磁感應(yīng)強(qiáng)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(biāo)值h及到達(dá)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(yīng)強(qiáng)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(yīng)強(qiáng)度B0和變化周期T0的乘積B0T0應(yīng)滿足的關(guān)系。15．（12分）在科學(xué)研究中，可以通過施加適當(dāng)?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(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中，電場強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)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(biāo)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(fù)運動。（1）求P在磁場中運動時速度的大小v0；（2）求B0應(yīng)滿足的關(guān)系；（3）在t0（0＜t0＜）時刻釋放P，求P速度為零時的坐標(biāo)。

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(dǎo)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(guān)S閉合時，套環(huán)上產(chǎn)生的感應(yīng)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(dǎo)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(qiáng)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(yīng)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(fù)電，所以不能判斷電勢的高低的關(guān)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(yīng)強(qiáng)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(yīng)強(qiáng)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(yīng)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(dǎo)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(qiáng)的定義式可得極板之間的電場強(qiáng)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(fù)，從而判斷小球電勢能的變化．細(xì)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(xué)公式和牛頓運動定律可得小球到達(dá)負(fù)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(qiáng)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(fù)功，小球的電勢能增加．故B項錯誤C：細(xì)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(dá)負(fù)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(dāng)帶電粒子q、m一定的，則Ekm∝R2B2即Ekm隨磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)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(guān)，故選A【點睛】本題回旋加速器考查電磁場的綜合應(yīng)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(xué)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(dāng)金屬棒進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(dāng)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(dāng)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(dāng)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(yīng)強(qiáng)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(yīng)電動勢最大值Em=NBSω，當(dāng)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(yīng)定律可知，產(chǎn)生的感應(yīng)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(yīng)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(dāng)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(qiáng)度的定義式適用于任何電場，所以A錯誤；根據(jù)電場強(qiáng)度的定義式和庫侖定律可得到點電荷電場強(qiáng)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(qiáng)電場中，故有，因只有在勻強(qiáng)電場中，電場力做功才等于，故些關(guān)系式只適用于勻強(qiáng)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(dá)到半偏，則電壓表選D；[3]為了操作方便，應(yīng)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(kuò)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(jìn)入平行板中的勻強(qiáng)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(xué)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，