天津市南開區(qū)2024-2025學(xué)年高二上學(xué)期期末物理試卷（解析版）

高級(jí)中學(xué)名校試卷PAGEPAGE12024~2025學(xué)年度第一學(xué)期階段性質(zhì)量監(jiān)測(cè)高二年級(jí)物理學(xué)科本試卷分為第I卷（選擇題）和第II卷兩部分，共100分，用時(shí)60分鐘。答卷前，考生用黑水筆將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)、考試科目填涂在答題卡上相應(yīng)位置。答題時(shí)，將答案涂寫在答題卡上相應(yīng)位置。答在試卷上無(wú)效。考后請(qǐng)將答題卡交回。第I卷一、單項(xiàng)選擇題（每題4分，共24分。在每題列出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是最符合題目要求的）1.下列說(shuō)法正確的是（）A.由可知，與電荷所受的電場(chǎng)力成正比，與電荷帶電量成反比B.帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，一定受到洛倫茲力作用C.感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向總是和引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相反D.只要穿過(guò)閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化，閉合導(dǎo)體回路中一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生【答案】D【解析】A．是比值定義法，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小與電荷所受的電場(chǎng)力、電荷帶電量無(wú)關(guān)，由電場(chǎng)本身決定，A錯(cuò)誤；B．帶電粒子速度與磁場(chǎng)平行時(shí)不受洛倫茲力的作用，B錯(cuò)誤；C．感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向總是要阻礙產(chǎn)生它的磁通量的變化，不一定和原磁場(chǎng)方向相反，C錯(cuò)誤；D．只要穿過(guò)閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化，閉合導(dǎo)體回路中一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生，D正確；故選D。2.兩個(gè)完全相同的帶電金屬小球，相距為R（R遠(yuǎn)大于小球半徑），其中一個(gè)球的電荷量是另一個(gè)的5倍，它們間的吸引力大小是F，現(xiàn)將兩球接觸后再把它們固定在距離為2R處，它們間庫(kù)侖力的大小是（）A. B. C. D.【答案】D【解析】由于這兩個(gè)帶電金屬小球相互吸引，所以帶異種電荷，設(shè)這兩個(gè)金屬小球所帶電荷量分別為和，根據(jù)庫(kù)侖定律，有兩小球接觸后再分開，電荷量先中和再平分，所帶電荷量都為，將兩球固定在距離為2R處，它們之間的庫(kù)侖力設(shè)為，根據(jù)庫(kù)侖定律，有故故選D3.如圖分別表示運(yùn)動(dòng)電荷和通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受力情況，下列四圖中正確的是（）A. B.C. D.【答案】A【解析】A．根據(jù)左手定則，負(fù)電荷所受洛倫茲力方向水平向右，故A正確；B．根據(jù)左手定則，正電荷所受洛倫茲力豎直向上，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)左手定則，垂直紙面向里的電流與磁場(chǎng)方向平行，不受受安培力，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)左手定則，水平向右的電流所受安培力豎直向上，故D錯(cuò)誤。4.如圖所示，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r不可忽略．A、B是兩個(gè)相同的小燈泡，L是一個(gè)自感系數(shù)較大的線圈．關(guān)于這個(gè)電路的說(shuō)法中正確的是（）A.閉合開關(guān)，A燈立刻亮，而后逐漸變暗，最后亮度穩(wěn)定B.閉合開關(guān)，B燈立刻亮，而后逐漸變暗，最后亮度穩(wěn)定C.開關(guān)由閉合至斷開，在斷開瞬間，A燈閃亮一下再熄滅D.開關(guān)由閉合至斷開，在斷開瞬間，電流自左向右通過(guò)A燈【答案】A【解析】開關(guān)閉合到電路中電流穩(wěn)定的時(shí)間內(nèi)，A燈立刻亮，由于線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的阻礙作用，B燈逐漸變亮，當(dāng)線圈電流阻礙較小后A燈逐漸變暗，當(dāng)線圈對(duì)電流沒(méi)有阻礙時(shí)，兩燈泡燈泡亮度穩(wěn)定．故A正確，B錯(cuò)誤；開關(guān)處于閉合狀態(tài)，在斷開瞬間，線圈提供瞬間電壓給兩燈泡供電，由于兩燈泡完全一樣，所以不會(huì)出現(xiàn)電流比之前還大的現(xiàn)象，因此A燈不會(huì)閃亮一下，只會(huì)一同慢慢熄滅．故C錯(cuò)誤；開關(guān)斷開瞬間，線圈相當(dāng)于電源，電流方向仍不變，所以電流自右向左通過(guò)A燈，故D錯(cuò)誤；故選A．5.如圖所示電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為、內(nèi)阻為，定值電阻，滑動(dòng)變阻器的最大阻值，電流表和電壓表均為理想電表。開關(guān)閉合后，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片從最下端向上移動(dòng)的過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是（）A.電壓表的示數(shù)增大B.電流表的示數(shù)減小C.電源的輸出功率減小D.的電功率先減小后增大【答案】C【解析】ABD．由電路結(jié)構(gòu)可知，與并聯(lián)，開關(guān)S閉合后，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片從最下端向上移動(dòng)過(guò)程中，滑動(dòng)變阻器接入電路阻值減小，故電路總電阻減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電路總電流增大，路端電壓減??；則電壓表示數(shù)減小，通過(guò)的電流減小，則的電功率減??；根據(jù)可知通過(guò)的電流增大，則電流表的示數(shù)增大，A錯(cuò)誤，B錯(cuò)誤，D錯(cuò)誤；C．電源的輸出功率為可知當(dāng)外電阻等于內(nèi)阻時(shí)，電源的輸出功率最大；根據(jù)電路圖可知，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片處于最下端時(shí)，外電阻最大，為可知此時(shí)電源的輸出功率最大，則滑動(dòng)變阻器滑片從最下端向上移動(dòng)過(guò)程中，電源的輸出功率逐漸減小，C正確。故選C。6.如圖1所示，一半徑為的單匝圓形銅線圈固定在紙面內(nèi)，處于垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖2所示。在的過(guò)程，關(guān)于該線圈中感應(yīng)電流方向與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的說(shuō)法正確的是（）A.順時(shí)針?lè)较?，感?yīng)電動(dòng)勢(shì)由零增大至B.順時(shí)針?lè)较颍袘?yīng)電動(dòng)勢(shì)大小始終為C.逆時(shí)針?lè)较?，感?yīng)電動(dòng)勢(shì)大小始終為D.逆時(shí)針?lè)较颍袘?yīng)電動(dòng)勢(shì)由零增大至【答案】B【解析】在的過(guò)程，穿過(guò)線圈的磁通量向外增加，根據(jù)楞次定律可知，線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?；由于磁感?yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增大，所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小始終為故選B二、不定項(xiàng)選擇題（每小題4分，共16分。每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，都有多個(gè)選項(xiàng)是正確的。全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，選錯(cuò)或不答的得0分。）7.以下是來(lái)源于物理課本的一些插圖，下列說(shuō)法正確的是（）A.圖1實(shí)驗(yàn)中，驗(yàn)電器頂端不帶電B.圖2實(shí)驗(yàn)中，采用了控制變量法C.圖3中，導(dǎo)體B的阻值大于導(dǎo)體A的阻值D.圖4中，并聯(lián)的電阻越小，改裝后的電流表量程越大【答案】ABD【解析】A．圖1實(shí)驗(yàn)，由于靜電屏蔽，驗(yàn)電器頂端不帶電，故A正確；B．圖2實(shí)驗(yàn)，研究影響平行板電容器的影響因素，采用了控制變量法，故B正確；C．根據(jù)歐姆定律，可知圖像斜率的倒數(shù)表示電阻，則圖3中，導(dǎo)體B的阻值小于導(dǎo)體A的阻值，故C錯(cuò)誤；D．圖4中，根據(jù)可知并聯(lián)的電阻越小，改裝后的電流表量程越大，故D正確。故選ABD。8.電場(chǎng)線能直觀、方便的反映電場(chǎng)的分布情況。如圖甲所示是等量正點(diǎn)電荷形成電場(chǎng)的電場(chǎng)線，圖乙是電場(chǎng)中的一些點(diǎn)，是電荷連線的中點(diǎn)，、是連線中垂線上關(guān)于對(duì)稱的兩點(diǎn)，、和、分別是兩電荷連線上關(guān)于對(duì)稱的點(diǎn)。則（）A.、兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同B.、兩點(diǎn)電勢(shì)相等C.從向運(yùn)動(dòng)的電子受到的電場(chǎng)力一定逐漸減小D.從向運(yùn)動(dòng)的電子具有的電勢(shì)能逐漸減小【答案】BD【解析】A．由圖甲可知、兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等大反向，A錯(cuò)誤；B．由點(diǎn)電荷周圍的電勢(shì)、兩點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱，則兩等量同種電荷在、兩點(diǎn)的電勢(shì)和相等，故、兩點(diǎn)電勢(shì)相等，B正確；C．從O沿OE向無(wú)窮遠(yuǎn)，存在一場(chǎng)強(qiáng)最大處，可能在O、E之間，則從E向O運(yùn)動(dòng)的電子受到的電場(chǎng)力可能先增大后減小，C錯(cuò)誤；D．由圖甲可知，由E向O電勢(shì)逐漸增大，根據(jù)電勢(shì)能與電勢(shì)的關(guān)系可知從向運(yùn)動(dòng)的電子具有的電勢(shì)能逐漸減小，D正確。故選BD。9.如圖所示的電路中，平行板電容器的下極板接地，當(dāng)開關(guān)處于閉合狀態(tài)時(shí)，一帶電油滴恰能靜止在電容器中的點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是（）A.油滴帶負(fù)電B.打開開關(guān)，油滴將向下運(yùn)動(dòng)C.在開關(guān)閉合時(shí)向下移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，油滴仍靜止D.打開開關(guān)，將電容器的上極板向上移一些，點(diǎn)的電勢(shì)降低【答案】AC【解析】A．由電路圖可知極板間場(chǎng)強(qiáng)方向豎直向下，帶電油滴處于靜止?fàn)顟B(tài)，受到的電場(chǎng)力與重力平衡，方向豎直向上，可知油滴帶負(fù)電，A正確；B．將開關(guān)打開，極板電荷量保持不變，極板間電壓不變，板間場(chǎng)強(qiáng)不變，油滴仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，B錯(cuò)誤；C．在開關(guān)閉合時(shí)向下移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，極板間電壓不變，板間場(chǎng)強(qiáng)不變，油滴仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，C正確；D．打開開關(guān)，將電容器的上極板向上移一些，極板電荷量不變，極板間距變大，根據(jù)可知，電場(chǎng)強(qiáng)度不變，設(shè)P點(diǎn)距下極板的間距為，P點(diǎn)和下極板的電勢(shì)差為因?yàn)镻點(diǎn)距下極板的間距不變，電場(chǎng)強(qiáng)度不變，故點(diǎn)的電勢(shì)不變，D錯(cuò)誤。10.回旋加速器原理如圖所示，置于真空中的形金屬盒半徑為，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過(guò)狹縫的時(shí)間可忽略；磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與盒面垂直，交流電源電壓為，頻率為。若質(zhì)子的質(zhì)量為、電荷量為，在加速過(guò)程中不考慮相對(duì)論效應(yīng)和重力的影響。下列說(shuō)法正確的是（）A.帶電粒子由加速器的中心進(jìn)入加速器B.被加速的帶電粒子在回旋加速器中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期隨半徑的增大而增大C.質(zhì)子離開回旋加速器時(shí)的最大動(dòng)能為D.該加速器加速質(zhì)量為、電荷量為的粒子時(shí)，交流電頻率應(yīng)變?yōu)椤敬鸢浮緼D【解析】A．由于粒子經(jīng)過(guò)電場(chǎng)加速后，進(jìn)入磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，為了使得粒子能夠在電場(chǎng)中持續(xù)加速，最終從加速器邊緣飛出，則帶電粒子應(yīng)由加速器的中心位置進(jìn)入加速器，A正確；B．根據(jù)，解得，可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度不變時(shí)，帶電粒子在回旋加速器中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期不變，與圓周運(yùn)動(dòng)半徑無(wú)關(guān)，B錯(cuò)誤；C．粒子在磁場(chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng)速度越大，半徑越大，根據(jù)解得C錯(cuò)誤；D．回旋加速器正常工作的前提是交變電流的周期與粒子在磁場(chǎng)中勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期相等，則該加速器加速質(zhì)量為4m、電荷量為2q的粒子時(shí)，根據(jù)解得D正確。故選AD。第II卷三、實(shí)驗(yàn)題（共20分）11.在“測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)選用兩節(jié)干電池串聯(lián)進(jìn)行測(cè)量，現(xiàn)有以下器材：A.被測(cè)干電池兩節(jié)B.電流表A1：量程0~0.6A，內(nèi)阻為0.50ΩC.電流表A2：量程0~3A，內(nèi)阻為0.20ΩD.電壓表V1：量程0~3V，內(nèi)阻約為3kΩE.電壓表V2：量程0~15V，內(nèi)阻約為15kΩF.滑動(dòng)變阻器R1：0~30Ω，額定電流為2AG.滑動(dòng)變阻器R2：0~100Ω，額定電流為0.1AH.開關(guān)、導(dǎo)線若干（1）為方便且能較準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量，電流表應(yīng)選擇_________，電壓表應(yīng)選擇________，滑動(dòng)變阻器應(yīng)該選用__________（以上均填寫選項(xiàng)前字母）；（2）實(shí)驗(yàn)電路圖應(yīng)選擇________（填“甲”或“乙”）；（3）該同學(xué)進(jìn)行規(guī)范實(shí)驗(yàn)，并根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)最終得到如圖丙所示的U-I圖像，根據(jù)圖像可知，兩節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)為________V（保留三位有效數(shù)字），內(nèi)阻為__________Ω（保留兩位有效數(shù)字）?！敬鸢浮浚?）BDF（2）乙（3）2.98~3.021.5~1.7【解析】（1）[1][2][3]兩節(jié)干電池電動(dòng)勢(shì)為3V，故電壓表選擇D，電源電動(dòng)勢(shì)較小，選擇最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器，有利于電表讀數(shù)的變化，從而減小誤差，故滑動(dòng)變阻器選F，綜合分析可知，該實(shí)驗(yàn)中電流較小，為減小實(shí)驗(yàn)誤差，電流表選擇量程較小B；（2）由于電源的內(nèi)阻較小，而電壓表的內(nèi)阻較大，可以把電流表的內(nèi)阻與電源內(nèi)阻整體測(cè)量以減小實(shí)驗(yàn)誤差，故乙圖合理；（3）[1]根據(jù)圖像的物理意義可得，電源的電動(dòng)勢(shì)等于縱截距的大小，即[2]圖線斜率的大小為總內(nèi)阻，即解得12.已知一熱敏電阻當(dāng)溫度從10℃升至60℃時(shí)阻值從幾千歐姆降至幾百歐姆，小明想利用伏安法測(cè)量其阻值隨溫度變化的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將熱敏電阻置于溫度控制室中。（1）小明先將控制室的溫度調(diào)為30℃，用多用電表測(cè)量熱敏電阻的阻值。所選歐姆擋倍率及指針位置分別如圖甲、乙所示，則熱敏電阻阻值為________。（2）小明想更精確地測(cè)量30℃時(shí)熱敏電阻的阻值，開始設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?？捎闷鞑挠校弘妷罕恚砍虨?，內(nèi)阻）電流表（量程為，內(nèi)阻約為）電流表（量程為，內(nèi)阻約為）滑動(dòng)變阻器（最大阻值為）滑動(dòng)變阻器（最大阻值為）定值電阻電源（電動(dòng)勢(shì)，內(nèi)阻不計(jì)）開關(guān)，導(dǎo)線若干①為了使電壓測(cè)量范圍盡可能的大，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇________，電流表應(yīng)選擇________；②在①的條件下，為了精確得到的值，有如下四種電路設(shè)計(jì)方案，每個(gè)設(shè)計(jì)方案中的安培表和滑動(dòng)變阻器均為①問(wèn)中所選的相應(yīng)器材，則最合理的方案是________。A．B．C．D．【答案】（1）1400（2）A【解析】（1）熱敏電阻的阻值為（2）[1]為了使電壓測(cè)量范圍盡可能的大，則滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式接法，則滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇R1；[2]通過(guò)電流表的最大電流約為故電流表應(yīng)選擇量程為10mA的A1；[3]由于電壓表量程過(guò)小，則應(yīng)串聯(lián)定值電阻R0擴(kuò)大量程。改裝的電壓表內(nèi)阻已知，在電路中分得的電流可以算出，為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，電流表應(yīng)采用外接法，綜上所述，最合理的方案是A。四、計(jì)算題（本題共3小題，共40分。解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和演算步驟。只寫出最后答案不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須寫出數(shù)值和單位。）13.某興趣小組設(shè)計(jì)了如圖所示的游戲裝置：水平直軌道、傾斜直軌道、圓弧軌道、水平直軌道依次平滑連接，、兩點(diǎn)是直軌道與圓弧軌道的切點(diǎn)，兩直軌道在點(diǎn)交錯(cuò)。傾斜直軌道的傾角、長(zhǎng)；圓弧軌道的半徑。與同一平面水平放置一個(gè)靶環(huán)，靶心與軌道在同一個(gè)豎直面內(nèi)。游戲時(shí)，在水平軌道上給小球一個(gè)初動(dòng)能，小球剛好通過(guò)圓軌最高點(diǎn)，并最終落在靶心上。小球（可看成質(zhì)點(diǎn)）質(zhì)量，過(guò)、、點(diǎn)均無(wú)能量損失，所有摩擦阻力均不計(jì)，重力加速度，，。求：（1）小球在圓弧軌道最高點(diǎn)速率和小球在最低點(diǎn)對(duì)軌道壓力的大??；（2）靶心距軌道末端的水平距離。【答案】（1），（2）【解析】（1）小球做圓周運(yùn)動(dòng)恰能通過(guò)最高點(diǎn)則有解得小球做圓周運(yùn)動(dòng)從最高點(diǎn)到最低點(diǎn)過(guò)程有解得小球在點(diǎn)有解得由牛頓第三定律知小球在最低點(diǎn)對(duì)軌道的壓力（2）小球飛離軌道做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直方向有解得在水平方向上有解得14.如圖所示，水平放置的平行金屬板、，板長(zhǎng)，板間距。兩金屬板間加電壓，且板的電勢(shì)高于板的電勢(shì)，虛線與金屬板垂直，右側(cè)有范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度，方向垂直紙面向里。在兩極板左端正中間有一粒子源，水平向右不斷地發(fā)射比荷、初速度的帶正電粒子。忽略電場(chǎng)的邊緣效應(yīng)、粒子的重力以及它們之間的相互作用，若粒子恰好從極板右邊緣射出電場(chǎng)。求：（1）兩金屬板間所加電壓的大小；（2）粒子在磁場(chǎng)中射入點(diǎn)與射出點(diǎn)之間的距離；（3）粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間。【答案】（1）（2）（3）【解析】（1）帶電粒子剛好從金屬板右邊緣射出電場(chǎng)時(shí)，設(shè)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為，帶電粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)有由牛頓第二定律有聯(lián)立解得（