福建省福州瑯岐中學2025屆物理高二上期末統(tǒng)考試題含解析

福建省福州瑯岐中學2025屆物理高二上期末統(tǒng)考試題請考生注意：1．請用2B鉛筆將選擇題答案涂填在答題紙相應位置上，請用0．5毫米及以上黑色字跡的鋼筆或簽字筆將主觀題的答案寫在答題紙相應的答題區(qū)內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙上均無效。2．答題前，認真閱讀答題紙上的《注意事項》，按規(guī)定答題。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、如圖所示為“跳環(huán)實驗”的實驗裝置，將一個帶較長鐵芯的線圈L、開關(guān)S和直流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(guān)S的瞬間，套環(huán)立刻沿鐵芯豎直跳起一定高度，待電路穩(wěn)定又落下來．某同學由此實驗受到啟發(fā)，設想在此實驗的基礎上進行改進，使套環(huán)跳起后不落下來，懸在線圈正上方，成為一個“磁懸浮環(huán)”，下列哪種方案可能實現(xiàn)他的設想（）A.增大直流電源的電壓 B.選用匝數(shù)更多的線圈C.把直流電源換成交流電源 D.選用質(zhì)量較小的金屬套環(huán)2、如圖所示,三個燈泡L1、L2、L3的阻值關(guān)系為R1<R2<R3,電感線圈L的直流電阻可忽略,D為理想二極管,開關(guān)S從閉合狀態(tài)突然斷開時,下列判斷正確的是()A.L1逐漸變暗,L2、L3均先變亮,然后逐漸變暗B.L1逐漸變暗,L2立即熄滅,L3先變亮,然后逐漸變暗C.L1立即熄滅,L2、L3均逐漸變暗D.L1、L2、L3均先變亮,然后逐漸變暗3、A、B是兩個完全相同的電熱器，A通以圖甲所示的方波交變電流，B通以圖乙所示的正弦式交變電流，則兩電熱器的電功率PA∶PB等于()A.5∶4 B.3∶2C.∶1 D.2∶14、下列物理量屬于標量的是（）A.速度 B.位移C.功 D.電場強度5、1957年，科學家首先提出了兩類超導體的概念，一類稱為I型超導體，主要是金屬超導體，另一類稱為II型超導體（載流子為電子），主要是合金和陶瓷超導體．I型超導體對磁場有屏蔽作用，即磁場無法進入超導體內(nèi)部，而Ⅱ型超導體則不同，它允許磁場通過．現(xiàn)將一塊長方體Ⅱ型超導體通入穩(wěn)恒電流I后放入勻強磁場中，如圖所示．下列說法正確的是（）A.因為安培力是洛倫茲力的宏觀體現(xiàn)，所以在任何情況下安培力對超導體都不做功B.超導體的內(nèi)部產(chǎn)生了熱能C.超導體表面上a、b兩點的電勢關(guān)系為φa<φbD.超導體中電流I越大，a、b兩點的電勢差越小6、下列各圖中，已標出電流及電流磁場的方向，其中正確的是（）A.B.C.D.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、日本福島核電站的核泄漏事故，使碘的同位素131被更多的人所了解．利用質(zhì)譜儀可分析碘的各種同位素．如圖所示，電荷量均為＋q的碘131和碘127質(zhì)量分別為m1和m2，它們從容器A下方的小孔S1進入電壓為U的加速電場(入場速度忽略不計)．經(jīng)電場加速后從S2小孔射出，垂直進入磁感應強度為B的勻強磁場中，最后打到照相底片上．下列說法正確的是A.磁場的方向垂直于紙面向里B.碘131進入磁場時的速率為C.碘131與碘127在磁場中運動的時間差值為D.打到照相底片上的碘131與碘127之間的距離為8、在如圖所示的豎直平面內(nèi)，在水平線MN的下方有足夠大的勻強磁場，一個等腰三角形金屬線框頂點C與MN重合，線框由靜止釋放，沿軸線DC方向豎直落入磁場中．忽略空氣阻力，從釋放到線框完全進入磁場過程中，關(guān)于線框運動的v－t圖，可能正確的是：（）A. B.C. D.9、如圖所示，磁流體發(fā)電機的長方體發(fā)電導管的前后兩個側(cè)面是絕緣體，上下兩個側(cè)面是電阻可忽略的導電電極，兩極間距為，極板長和寬分別為和，這兩個電極與可變電阻相連，在垂直前后側(cè)面的方向上有一勻強磁場，磁感應強度大小為．發(fā)電導管內(nèi)有電阻率為的高溫電離氣體——等離子體，等離子體以速度向右流動，并通過專用通道導出．不計等離子體流動時的阻力，調(diào)節(jié)可變電阻的阻值，則A.運動的等離子體產(chǎn)生的感應電動勢為B.可變電阻中的感應電流方向是從到C.若可變電阻的阻值為，則其中的電流為D.若可變電阻的阻值為，則可變電阻消耗的電功率為10、如圖所示，一個質(zhì)量為0.1g、電荷量為510-4C的小滑塊（可視為質(zhì)點），放在傾角為=30的足夠長光滑絕緣斜面頂端，斜面置于B=0.5T的勻強磁場中，磁場方向垂直紙面向里，小滑塊由靜止開始沿斜面滑下，小滑塊運動一段距離l后離開斜面，已知g=10m/s2，則（）A.小滑塊帶正電B.小滑塊帶負電C.l=1.2mD.小滑塊離開斜面的瞬時速率為2m/s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）霍爾效應是電磁基本現(xiàn)象之一，近期我國科學家在該領域的實驗研究上取得了突破性進展．如圖1所示，在一矩形半導體薄片的P，Q間通入電流I，同時外加與薄片垂直的磁場B，在M，N間出現(xiàn)電壓UH，這個現(xiàn)象稱為霍爾效應，UH稱為霍爾電壓，且滿足UH＝k，式中d為薄片的厚度，k為霍爾系數(shù)．某同學通過實驗來測定該半導體薄片的霍爾系數(shù)(1)若該半導體材料是空穴(可視為帶正電粒子)導電，電流與磁場方向如圖1所示，該同學用電壓表測量UH時，應將電壓表的“＋”接線柱與______(填“M”或“N”)端通過導線相連(2)已知薄片厚度d＝0.40mm，該同學保持磁感應強度B＝0.10T不變，改變電流I的大小，測量相應的UH值，記錄數(shù)據(jù)如下表所示．根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖2中畫出UH—I圖線，利用圖線求出該材料的霍爾系數(shù)為______×10－3V·m·A－1·T－1(保留2位有效數(shù)字).(3)該同學查閱資料發(fā)現(xiàn)，使半導體薄片中的電流反向再次測量，取兩個方向測量的平均值，可以減小霍爾系數(shù)的測量誤差，為此該同學設計了如圖3所示的測量電路，S1，S2均為單刀雙擲開關(guān)，虛線框內(nèi)為半導體薄片(未畫出)．為使電流從Q端流入，P端流出，應將S1擲向________(填“a”或“b”)，S2擲向________(填“c”或“d”)．為了保證測量安全，該同學改進了測量電路，將一合適的定值電阻串聯(lián)在電路中．在保持其它連接不變的情況下，該定值電阻應串聯(lián)在相鄰器件________和________(填器件代號)之間12．（12分）某同學設計用伏安法測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻．除待測干電池外，實驗室可供選擇的主要器材有：電壓表V（量程，內(nèi)阻未知）；電流表A（量程，內(nèi)電阻）；電阻箱（）；滑動變阻器（）；開關(guān)；導線若干(1)用圖甲的電路測定電壓表V的內(nèi)阻．將調(diào)到，滑動變阻器的滑動觸頭移到_________（選填“左端”“右端”或“任意”）位置．然后閉合開關(guān)；(2)反復調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑動觸頭，讓電壓表滿偏；(3)保持滑動觸頭位置不變，反復調(diào)節(jié)．當電壓表的示數(shù)為時，的值為，則電壓表的內(nèi)阻為_______；(4)為滿足用伏安法測量電源電動勢和內(nèi)電阻對器材的要求，并保證實驗的精確度，應將電壓表的量程擴大為原量程的倍，則電阻箱的阻值應調(diào)為_______；(5)設計測量電源電動勢和內(nèi)電阻的電路并將它畫在指定的方框內(nèi)_________（圖中標明器材符號）；(6)多次改變滑動變阻器接入電路的值，記錄多組電壓表V的示數(shù)與電流表A的示數(shù)，經(jīng)描點、連接得到圖像如圖乙所示．根據(jù)圖像可求得該干電池的電勢______；內(nèi)電阻___________．（結(jié)果均保留位小數(shù)）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）如下圖，電子自靜止開始經(jīng)M、N板間的電場加速后從A點垂直于磁場邊界射入寬度為d的、足夠長的勻強磁場中，M、N兩極間的電壓為U。（已知電子的質(zhì)量為m，電量為e）(1)若電子從磁場右邊界P點穿出，偏離入射方向的距離為，求勻強磁場的磁感應強度；(2)若僅把MN兩板間的電壓變?yōu)?，求電子在該勻強磁場中運動的時間。14．（16分）如圖所示，質(zhì)量為、電荷量為的小球從距地面一定高度的點，以初速度沿著水平方向拋出，已知在小球運動的區(qū)域里，存在著一個與小球的初速度方向相反的勻強電場，如果測得小球落地時的速度方向恰好是豎直向下的，且已知小球飛行的水平距離為，求：（1）電場強度為多大？（2）小球落地點與拋出點之間的電勢差為多大？（3）小球落地時的動能為多大？15．（12分）如圖所示，相距為D、板間電壓為U的平行金屬板M、N間有垂直紙面向里、磁感應強度為B0的勻強磁場；在pOy區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向外、磁感應強度為B的勻強磁場；pOx區(qū)域為無場區(qū)．一正離子沿平行于金屬板、垂直磁場射入兩板間并做勻速直線運動，從H（0，A）點垂直y軸進入第Ⅰ象限，經(jīng)Op上某點離開磁場，最后垂直x軸離開第Ⅰ象限．求：（1）離子在金屬板M、N間的運動速度；（2）離子的比荷；（3）離子在第Ⅰ象限的磁場區(qū)域和無場區(qū)域內(nèi)運動的時間之比

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、C【解析】增大直流電源的電壓，在套環(huán)中產(chǎn)生的感應電流更大，跳起更高，但還會掉下來，故A錯誤．選用匝數(shù)更多的線圈，在套環(huán)中產(chǎn)生的感應電流更大，跳起更高，但還會掉下來，故B錯誤．把直流電源換成交流電源，則在線圈中始終有感應電流產(chǎn)生，則套環(huán)總受安培力作用，這樣可以使套環(huán)跳起后不落下來，懸在線圈正上方，成為一個“磁懸浮環(huán)”，選項C正確；選用質(zhì)量較小的金屬套環(huán)，同樣在套環(huán)中產(chǎn)生的感應電流，只是跳起更高，但還會掉下來，故D錯誤．故選C.點睛：此題要理解套環(huán)跳起的原因以及懸浮的原因，即產(chǎn)生感應電流的效果阻礙引起感應電流磁通量的變化2、B【解析】開關(guān)S處于閉合狀態(tài)時,由于R1<R2<R3,則通過三個燈泡的電流大小關(guān)系為I1>I2>I3,開關(guān)S從閉合狀態(tài)突然斷開時,電感線圈產(chǎn)生自感電動勢,阻礙通過它的電流的減小,由于二極管的反向截止作用,L2立即熄滅,電感線圈、L1、L3組成閉合回路,L1逐漸變暗,通過L3的電流由I3變?yōu)镮1,再逐漸減小,故L3先變亮,然后逐漸變暗,故B正確.3、A【解析】據(jù)題意，通過電熱器A的電流有效值為：,即：，則電熱器A的電功率為：,通過電熱器B得到電流有效值為：，則電熱器B的電功率為：，故選項A正確考點：本題考查交變電流的有效值的計算4、C【解析】速度、位移和電場強度都是既有大小又有方向的物理量，是矢量；而功只有大小，無方向，是標量，故選C.5、C【解析】超導體的電阻為零，故不會產(chǎn)生熱能；超導體所受安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，安培力等于其內(nèi)部所有電荷定向移動所受洛倫茲力的合力；根據(jù)左手定則判斷出電子的偏轉(zhuǎn)方向，從而確定電勢的高低；根據(jù)電流的微觀表達式，抓住穩(wěn)定時洛倫茲力和電場力平衡得出電勢差的表達式，從而分析判斷【詳解】安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，安培力可以做功，故A錯誤；超導體電阻為零，超導體沒有在內(nèi)部產(chǎn)生熱能，故B錯誤；載流子為電子，根據(jù)左手定則知，負電荷向上偏，超導體表面上a帶負電，φa＜φb，故C正確；根據(jù)電流的微觀表達式I=neSv，可得電子定向移動速度v=，穩(wěn)定時，洛倫茲力和電場力平衡，即evB=e，整理得，所以電流越大，電勢差越大，故D錯誤．故選C【點睛】本題考查電流的微觀本質(zhì)、安培力和洛倫茲力，明確超導體無電阻，故不會產(chǎn)生內(nèi)能即可6、D【解析】A、直線電流的方向豎直向上，根據(jù)安培定則知，直線電流右邊的磁場方向垂直紙面向里，左邊磁場方向垂直紙面向外．故A錯誤B、線框的電流方向向上，根據(jù)安培定則知，從上往下看，磁場的方向逆時針方向．故B錯誤C、根據(jù)安培定則，螺線管內(nèi)部的磁場方向向右．故C錯誤D、由于電流的方向逆時針方向（從上向下），根據(jù)安培定則知，磁場方向應該是向上．故D正確故選D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、BD【解析】A、根據(jù)粒子帶正電，結(jié)合左手定則可知，磁場方向垂直紙面向外，故A錯誤；B、由動能定理知，粒子在電場中得到的動能等于電場對它所做的功，解得：，故B正確；C、根據(jù)周期公式，因運動的時間t為周期的一半，則有：在磁場中運動的時間差值為：，故C錯誤；D、由洛倫茲力提供向心力，粒子在磁場中做勻速圓周運動的軌道半徑為R，則有，即，由此可得它們的距離之差,故D正確；

故選BD【點睛】考查電場力與洛倫茲力對粒子的作用，理解動能定理與牛頓第二定律及運動學公式的應用，注意所求距離與半徑的關(guān)系，同時注意周期與運動時間的關(guān)系8、CD【解析】根據(jù)楞次定律的“來拒去留”可知線框受到向上的安培力，線框由靜止向下做加速運動，設線框的有效切割磁感線的長度為L，線框的電阻為R，則有，根據(jù)歐姆定律可得，故，根據(jù)牛頓第二定律可得，故，運動過程中，L在變大，v在變大，故加速度在減小，即速度時間圖像的斜率再減小，故AB錯誤；由于不知道當線框完全進入磁場時重力和安培力的關(guān)系，所以之后線框的速度可能繼續(xù)增大，可能恒定不變，故CD正確9、CD【解析】由題，運動的電離氣體，受到磁場的作用，將產(chǎn)生大小不變的電動勢，相當于電源；根據(jù)電阻定律求解內(nèi)電阻，根據(jù)左手定則判斷電流方向，根據(jù)平衡條件判斷感應電動勢，并計算電功率【詳解】根據(jù)平衡有：，解得電源的電動勢E=Bdv，故A錯誤；根據(jù)左手定則，正電荷受到的洛倫茲力方向向上，負電荷受到的洛倫茲力向下，故電流向上經(jīng)過電源，向下經(jīng)過電阻，即可變電阻R中的感應電流方向是從P到Q，故B錯誤；運動的電離氣體，受到磁場的作用，將產(chǎn)生大小不變的電動勢，相當于電源，其內(nèi)阻為，根據(jù)閉合電路的歐姆定律有：，則可變電阻消耗的電功率為，故CD正確，故選CD【點睛】解決本題的關(guān)鍵掌握左手定則判斷洛倫茲力的方向，會通過電荷的平衡求出電動勢的大小，會根據(jù)閉合電路歐姆定律求解電流10、AC【解析】AB、由題意知，小滑塊運動一段距離l后離開斜面，則小滑塊受到的洛倫茲力垂直斜面向上，根據(jù)左手定則可知小滑塊帶正電，故A正確，B錯誤CD、由題意知，當滑塊離開斜面時，有：Bqv=mgcos，解得v==2m/s；滑塊在離開斜面之前一直做勻加速直線運動，其加速度a=gsin=5m/s2，由v2=2al，解得l==1.2m，故C正確，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.（1）M②.（2）③.1.5(1.4～1.6)④.（3）bc，⑤.S1(或S2)，⑥.E【解析】（1）根據(jù)左手定則得，正電荷向M端偏轉(zhuǎn)，所以應將電壓表的“+”接線柱與M端通過導線相連（2）UH-I圖線如圖所示根據(jù)知，圖線的斜率為，解得霍爾系數(shù)為：k=1.5×10-3V?m?A-1?T-1（3）為使電流從Q端流入，P端流出，應將S1擲向b，S2擲向c，為了保護電路，定值電阻應串聯(lián)在S1，E（或S2，E）之間12、①.左端②.996.3③.996.3④.⑤.1.66⑥.0.92【解析】(1)滑動變阻器的滑動觸頭移到左端，防止閉合開關(guān)時電壓表超量程(3)電壓表滿偏即指向，保持不變，由于接入電