福建省泉州市2024-2025學年高二上學期1月期末考試物理試題【含答案解析】

2024~2025學年度上學期泉州市高中教學質(zhì)量監(jiān)測高二物理（考試時間90分鐘，總分100分）一、單項選擇題（本題共6小題，每小題4分，共24分。每小題給出的四個選項中，只有一項符合題目要求。）1.如圖，帶電小球A置于絕緣底座上，帶電小球B通過絕緣細線懸掛于支架上處于靜止狀態(tài)。已知A球的電荷量小于B球的電荷量，則（）A.兩球一定都帶正電 B.兩球一定都帶負電C.兩球受到的靜電力大小一定相等 D.A球受到的靜電力一定小于B球受到的靜電力【答案】C【解析】【詳解】AB．由圖可知兩球相互排斥，兩球帶同種電荷，可能都帶正電，可能都帶負電，故AB錯誤；CD．兩球間的靜電力是一對相互作用力，等大反向，故兩球受到的靜電力大小一定相等，故C正確，D錯誤。故選C。2.奧斯特利用如圖所示實驗裝置研究電流的磁效應，一個可自由轉(zhuǎn)動的小磁針放在金屬導線正下方，導線兩端與一電池相連，接通電源瞬間，小磁針發(fā)生了明顯偏轉(zhuǎn)。下列說法正確的是（）A.接通電源前，小磁針N極指向地理南極B.接通電源瞬間，小磁針上方導線的電流方向從右向左C.接通電源瞬間，小磁針N極垂直紙面向外轉(zhuǎn)D.接通電源瞬間，小磁針N極垂直紙面向里轉(zhuǎn)【答案】D【解析】【詳解】A．根據(jù)地磁場分布，接通電源前，小磁針N極指向地理北極，故A錯誤；B．導線左端與電池正極相連，接通電源瞬間，小磁針上方導線的電流方向從左向右，故B錯誤；CD．根據(jù)安培定則，接通電源瞬間，小磁針N極垂直紙面向里轉(zhuǎn)，故C錯誤，D正確。故選D。3.一帶電粒子僅在靜電力作用下沿x軸正方向運動，運動過程中速度v隨時間t的變化關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是（）A場強方向一定沿x軸正方向 B.場強方向一定沿x軸負方向C.粒子在時刻的電勢能比時刻的大 D.粒子在時刻受到的靜電力比時刻的小【答案】C【解析】【詳解】ABD．圖像的斜率表示加速度，由圖可知圖像的斜率不變，則帶電粒子的加速度不變，根據(jù)牛頓第二定律可知，帶電粒子受到的靜電力不變，故粒子在時刻受到的靜電力等于時刻受到的靜電力，由于帶電粒子沿x軸正方向運動，且?guī)щ娏Ｗ幼鰟蚣铀僦本€運動，可知帶電粒子受到的靜電力沿x軸正方向，帶電粒子的電性未知，故無法判斷場強方向，故ABD錯誤；C．由圖可知，時間內(nèi)，帶電粒子的速度逐漸增大，帶電粒子的動能逐漸增大，根據(jù)能量守恒，粒子的電勢能逐漸減小，故粒子在時刻的電勢能比時刻的大，故C正確。故選C。4.小明同學用歐姆表測電阻，選擇開關(guān)置于“×100”擋時，表針停在圖中的100與500之間的中間位置上。為了使測量結(jié)果比較精確，下列操作正確的是（）A.換“”擋，需重新進行歐姆調(diào)零 B.換“”擋，需重新進行歐姆調(diào)零C.無需換擋，直接讀數(shù)并乘上100即可 D.選擇任意擋都行，都需進行歐姆調(diào)零【答案】A【解析】【詳解】選擇開關(guān)置于“×100”擋時，表針停在圖中的100與500之間的中間位置上，可知待測電阻的阻值較大，表針位于表盤中央附近時，實驗誤差較小，為減小實驗誤差，應換“×1k”擋，需重新進行歐姆調(diào)零。故選A。5.如圖所示的電路中，為定值電阻，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r。閉合開關(guān)S，將滑動變阻器的滑片由b向a滑動的過程中，下列說法正確的是（）A.電壓表V示數(shù)變大 B.電流表A示數(shù)變大C.流過的電流變小 D.流過的電流變大【答案】B【解析】【詳解】AB．閉合開關(guān)S，將滑動變阻器的滑片由b向a滑動的過程中，滑動變阻器接入電路的阻值減小，電路總電阻減小，電源電動勢不變，電路總電流增大，電流表A示數(shù)增大，電源內(nèi)阻兩端的電壓增大，電源路端電壓減小，電壓表V示數(shù)變小，故A錯誤，B正確；CD．電源路端電壓減小，即兩端的電壓減小，則流過的電流變小，電路總電流增大，則流過的電流變大，故CD錯誤。故選B。6.如圖，豎直平面內(nèi)有平行于該平面的勻強電場，一帶電小球由M點斜向上拋出，速度大小為v、方向與水平面成角，經(jīng)過時間t到達N點，速度大小仍為v、方向水平向右。已知小球運動軌跡在該豎直平面內(nèi)，重力加速度大小為g，。下列說法正確的是（）A.電場強度方向水平向右 B.小球受電場力大小為重力的C.從M到N的過程，電場力做功為 D.從M到N的過程，小球的電勢能先減少后增大【答案】C【解析】【詳解】AB．分析可知帶電小球在電場中做勻變速曲線運動，以M點為坐標原點，水平向右為軸正方向，豎直向上為軸正方向，豎直方向的加速度水平方向的加速度設(shè)電場力為，其水平方向的分力其豎直方向的分力為，則得故電場力大小，方向得，即電場力與正方向成斜向上，因小球帶電性質(zhì)未知，故不能判斷電場強度方向，故AB錯誤；C．從M到N的過程，豎直方向的高度，設(shè)電場力做功為，由動能定理得，解得，故C正確；D．由AB選項分析可知，電場力與正方向成斜向上，M點電場力和速度方向垂直，從M到N的過程，電場力與速度方向為銳角，故電場力一直做正功，電勢能減小，故D錯誤。故選C。二、雙項選擇題（本題共4小題，每小題4分，共16分。每題只有兩項符合題目要求，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯或不選的得0分。）7.當帶負電云層接近裝有避雷針的建筑物時，避雷針上的感應電荷在其附近產(chǎn)生強電場，其電場線如圖所示。強電場使避雷針與帶電云層間的空氣電離，電荷通過避雷針和導線被直接引入大地，從而達到保護建筑物的目的。M、N是避雷針正上方的兩個點，則（）A.M點的電勢比N點高 B.M點的電勢比N點低C.M點的場強比N點小 D.M點的場強比N點大【答案】AD【解析】【詳解】AB．沿電場線方向電勢逐漸降低，電場線從M點指向N點，故M點的電勢比N點高，故A正確，B錯誤；CD．電場線疏密表示電場的強弱，M點電場線比N點電場線密集，故M點的場強比N點大，故C錯誤，D正確。故選AD。8.如圖，a、b、c、d、e、f為真空中邊長為L的正六邊形的六個頂點，O為正六邊形的中心，在a、d兩點分別固定電荷量為和的兩個點電荷，靜電力常量為k，則（）A.O點場強大小為0 B.O點場強大小為C.b、c兩點電場強度相同 D.b、e兩點電場強度相同【答案】BD【解析】【詳解】AB．根據(jù)場強疊加原則可知O點場強大小為故A錯誤，B正確；CD．根據(jù)等量異種點電荷場強分布特點，結(jié)合對稱性可知，b、c兩點電場強度大小相等，方向不同；b、e兩點電場強度大小相等，方向相同，故C錯誤，D正確故選BD。9.微信運動步數(shù)的測量是通過手機內(nèi)電容式加速度傳感器實現(xiàn)的。如圖所示，靜止時，M、N兩極板平行正對，N板固定，當手機運動狀態(tài)變化時，M板可在一定范圍內(nèi)“上下左右”平動。下列說法正確的是（）A.靜止時，電流表示數(shù)為零，兩極板不帶電 B.M板由靜止向左平移時，電流由b流向aC.M板由靜止向上平移時，電流由b流向a D.M板由靜止向下平移時，電流由b流向a【答案】BC【解析】【詳解】A．靜止時，電流表示數(shù)為零，但兩極板與電源連接，M板帶正電荷，N板帶負電荷，故A錯誤；B．M板由靜止向左平移時，正對面積減小，根據(jù)可知，電容減小，兩極板間電勢差不變，根據(jù)可知，電容器帶電量減小，電流由b流向a，故B正確；C．M板由靜止向上平移時，兩極板間的距離增大，根據(jù)可知，電容減小，兩極板間電勢差不變，根據(jù)可知，電容器帶電量減小，電流由b流向a，故C正確；D．M板由靜止向下平移時，兩極板間的距離減小，根據(jù)可知，電容增大，兩極板間電勢差不變，根據(jù)可知，電容器帶電量增大，電流由a流向b，故D錯誤。故選BC。10.如圖，勻強電場中有一半徑為0.1m的光滑絕緣圓軌道豎直固定放置，電場與軌道所在平面平行，軌道上A、B、C三點連線構(gòu)成等邊三角形，C點位于圓軌道最高點，A、B、C三點的電勢分別為30V、、0V。一電荷量為、質(zhì)量為的帶正電小球在軌道內(nèi)做圓周運動，經(jīng)過A點時速度大小為。取重力加速度大小，則（）A.勻強電場的場強方向由A指向B B.勻強電場的電場強度大小為C.小球運動過程中電勢能最小值為 D.小球運動過程中對軌道壓力最小值為0.3N【答案】AC【解析】【詳解】A．設(shè)中點為點，則則連線為一條等勢線，根據(jù)沿電場線電勢降低，可知勻強電場的場強方向由A指向B，故A正確；B．根據(jù)幾何關(guān)系可得勻強電場的電場強度大小為故B錯誤；C．根據(jù)幾何關(guān)系可知點在等勢線上，點的電勢為零，根據(jù)沿電場線電勢降低，可知小球運動到最右端點時，電勢最低，小球電勢能最低，則又小球運動過程中電勢能最小值為故C正確；D．小球所受電場力設(shè)等效重力最高點所在的半徑與豎直方向夾角為，則有解得等效重力根據(jù)幾何關(guān)系可知，E點即為等效重力最高點，小球運動至E點速度最小，小球運動過程中對軌道壓力最小，小球從A點運動到E點過程，根據(jù)動能定理有解得在E點，根據(jù)牛頓第二定律可得解得根據(jù)牛頓第三定律可知小球運動過程中對軌道壓力最小值為0，故D錯誤。故選AC。三、填空、實驗題（本題共4小題，第11、12題各4分，第13題5分、第14題7分，共20分）11.如圖，不可伸長的細繩上端固定，下端系在面積為的正方形金屬框的一個頂點上。金屬框的一條對角線水平，其下方有方向垂直于金屬框所在平面的勻強磁場。磁感應強度B隨時間t的變化關(guān)系為（國際單位制）。時，穿過金屬框的磁通量為_______Wb，金屬框中_______（選填“有”或“沒有”）感應電流?！敬鸢浮竣?0.02②.有【解析】【詳解】[1]時，穿過金屬框的磁通量為[2]金屬框磁通量減小，則會有感應電流。12.如圖，一塊均勻的長方體金屬樣品，長、寬、厚分別為。電流沿AB方向時，測得樣品的電阻為R，則樣品的電阻率為_______。電流沿AB方向時，樣品中電子定向移動的速率為；等大的電流沿CD方向時，電子定向移動的速率為，則_______（選填“>”“=”或“<”）。【答案】①.②.>【解析】【詳解】[1]根據(jù)可得電阻率[2]根據(jù)可知即13.某同學測量一段長度已知的金屬絲的電阻率。實驗操作如下：（1）用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，選擇金屬絲的不同位置進行多次測量，取其平均值作為金屬絲的直徑。某次測量示數(shù)如圖甲所示，讀出其測量值為___________mm；（2）利用圖乙所示的電路測量金屬絲電阻Rx。實驗時，閉合開關(guān)S，滑動變阻器的滑片滑至合適位置保持不變，將c點先后與a、b點連接，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)變化較明顯，電流表示數(shù)幾乎不變，則測量時應將c點接___________（選填“a點”或“b點”）；按此連接測量，測量結(jié)果___________（選填“小于”、“等于”或“大于”）Rx的真實值。（3）測出金屬絲的阻值，根據(jù)電阻定律可得到金屬絲的電阻率?！敬鸢浮竣?0.920②.a點③.小于【解析】【詳解】（1）[1]螺旋測微器的讀數(shù)為（2）[2][3]發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)變化較明顯，電流表示數(shù)幾乎不變，說電阻很小，電壓表的分流很小，電流表應采用外接法，測量時應將c點接a點，由于電壓表的分流，測得的電流比流過的電流大，根據(jù)知電阻測量值小于Rx真實值14.為探究充電寶是不是一個有一定電動勢和內(nèi)阻的直流電源，某小組設(shè)計了如圖甲所示的實驗電路，測量充電寶的路端電壓U和電流I的關(guān)系。（1）根據(jù)圖甲，完成圖乙中的實物連線_______；（2）閉合開關(guān)前，應將滑動變阻器的滑片移到_______（選填“左”或“右”）端；（3）閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，記錄每次操作的電流表和電壓表的示數(shù)，將示數(shù)記錄在表格中；（4）根據(jù)數(shù)據(jù)作出圖像，如圖丙所示，由該圖像可以得出的結(jié)論是：_______；（5）該充電寶的電動勢為_______V，內(nèi)阻為_______Ω。【答案】①.②.右③.充電寶是一個有一定電動勢和內(nèi)阻的直流電源④.5.08⑤.0.16【解析】【詳解】[1]實物連線如圖所示[2]滑動變阻器采用限流式接法，為保護電路，閉合開關(guān)前，滑動變阻器接入電路的電阻最大，應將滑動變阻器的滑片移到右端。[3]由圖像可得，充電寶兩端電壓隨電流的增大均勻減小，由閉合電路歐姆定律可得出結(jié)論：充電寶是一個有一定電動勢和內(nèi)阻的直流電源。[4][5]由U-I圖像可知，充電寶電動勢為E=5.08V內(nèi)阻四、計算題（本題共4小題，第15題6分、第16題8分，第17題12分，第18題14分，共40分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫最后答案的不給分，有數(shù)值計算的，答案中有單位的必須明確寫出數(shù)值的單位）15.密立根油滴實驗是物理學十大經(jīng)典實驗之一。該實驗原理如圖所示，兩塊平行帶電金屬板水平放置，兩板間的電場可視為勻強電場。用一個噴霧器把許多油滴從上極板中間的小孔噴入電場，油滴由于摩擦而帶電。當極板間的電壓為U、間距為d時，一質(zhì)量為m的油滴恰好懸浮于電場中，取重力加速度大小為g。求：（1）兩板間電場強度的大小E；（2）該油滴的電荷量q?！敬鸢浮浚?）（2）【解析】【小問1詳解】兩板間電場強度的大小【小問2詳解】由平衡可知解得16.高溫超導限流器由超導部件和限流電阻并聯(lián)組成，如圖所示。電路正常工作時，超導部件將限流電阻短路，燈泡正常發(fā)光。當燈泡L發(fā)生短路時，通過超導部件的電流超過臨界電流，造成超導體失超，從超導態(tài)（電阻為零）轉(zhuǎn)變?yōu)檎B(tài)（一個純電阻）。已知超導部件的正常態(tài)電阻，限流電阻，小燈泡L上標有“6V6W”字樣，電源電動勢。求：（1）電源的內(nèi)阻r；（2）L發(fā)生短路時，電源的輸出功率P?！敬鸢浮浚?）（2）【解析】【小問1詳解】燈泡正常發(fā)光時，超導部件將限流電阻短路，設(shè)通過燈泡的電流為I，則由閉合電路歐姆定律得解得【小問2詳解】L突然發(fā)生短路時，超導部件與限流電阻并聯(lián)，設(shè)并聯(lián)的總電阻為R，則設(shè)L突然發(fā)生短路時，通過電源的電流為，則電阻兩端的電壓為電源的輸出功率17.如圖所示，帶等量異種電荷的兩正對平行金屬板M、N間存在勻強電場，兩板間的距離為d。M板中點處的粒子源發(fā)射速度大小均為的相同帶電粒子，速度方向垂直M板向右的粒子，到達N板時速度大小為；速度方向平行M板向下的粒子，恰好從N板下端邊緣射出。已知粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，不計重力和粒子間的相互作用。（1）求MN兩板間的電勢差U；（2）求板的長度L。【答案】（1）（2）【解析】【小問1詳解】速度方向垂直M板向右的粒子在靜電力作用下做勻加速直線運動，根據(jù)動能定理得解得【小問2詳解】速度方向平行M板向下的粒子在靜電力作用下做類平拋運動，設(shè)粒子的