四川省乐山市2023-2024学年高二上学期期末考试物理试题【含答案解析】

乐山市高中2025届期末教学质量检测物理本试题卷共四个大题，共6页，满分100分，考试时间75分钟。考生作答时，须将答案答在答题卡上，在本试题卷、草稿纸上答题无效。注意事项：1.答第I卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考试科目用铅笔涂写在答题卡上.2.每小题选出答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦擦干净后，再涂选其它答案，不准答在试题卷上.3.考试结束后，将答题卡交回.一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.物理学家的科学研究推动了人类文明的进程，下列说法正确的是（）A.库仑研究电荷间的相互作用力与距离、电荷量的关系时，应用了控制变量法B.法拉第发现了电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系C.欧姆在前人工作的基础上通过实验研究总结出了电流通过导体时产生的热量跟电流的关系D.卡文迪许最早通过油滴实验比较准确地测出电子的电荷量【答案】A【解析】【详解】A．库仑通过实验研究电荷间的相互作用力与距离、电荷量的关系时，先保持电荷量不变，寻找作用力与电荷间距离的关系；再保持距离不变，寻找作用力与电荷量的关系，这种研究方法被称为“控制变量法”，A正确；B．奥斯特首先发现了电流的磁效应，B错误；C．焦耳在前人工作的基础上通过实验研究总结出了电流通过导体时产生的热量跟电流的关系—焦耳定律，C错误；D．密立根根据油滴实验测得了元电荷电量，D错误；故选A。2.电子在匀强电场中仅在电场力的作用下运动时，由a点运动到b点的轨迹如图中虚线所示，图中一组平行等距实线是等势线，下列说法正确的是（）A.该匀强电场方向水平向左B.a点的电势比b点的电势低C.电子在a点的速率大于在b点的速率D.电子在a点的电势能比在b点的电势能大【答案】C【解析】【详解】A．电子受到的电场力方向指向运动轨迹的凹侧，电场力方向与等势线方向垂直，所以该匀强电场方向竖直向上，故A错误；B．沿着电场线的方向电势降低，则a点的电势比b点的电势高，故B错误；C．由a点运动到b点，电场力做负功，速度减小，即电子在a点的速率大于在b点的速率，故C正确；D．a点的电势比b点的电势高，电子在a点的电势能比在b点的电势能小，故D错误。故选C。3.如图所示，甲、乙两个电路图都是由一个灵敏电流表G和一个电阻箱R组成的，丙电路图是由一个灵敏电流表G和电源、滑动变阻器组成，已知这三个灵敏电流表规格相同，满偏电流Ig=2mA，内电阻Rg=300Ω，则下列说法正确的是（）A.甲电路图表示电流表，R增大时量程增大B.乙电路图表示电压表，R增大时量程减小C.丙电路图表示欧姆表，插孔l“+”插孔，表笔A是黑表笔D.在乙图中，若改装成的电压表的量程为3V，则R=1200Ω【答案】D【解析】【详解】A．甲电路图由一个灵敏电流表G和一个电阻箱R并联，利用并联电阻的分流，改装成电流表。电流表的量程为可知当R增大时，量程减小，故A错误；B．乙电路图由一个灵敏电流表G和一个电阻箱R串联，利用串联电阻的分压，改装成电压表。电压表的量程为可知当R增大时，量程增大，故B错误；C．丙电路图表示欧姆表，为保证电流从红表笔流入欧姆表，表笔A是红表笔，黑表笔与“”插孔连接，则插孔2是“”插孔，故C错误；D．根据电压表改装原理若改装成的电压表的量程为3V，分压电阻为故D正确。故选D。4.《大国重器》节目介绍的GIL输电系统的三相共箱技术，如图甲所示，管道内部有三根绝缘超高压输电线缆平行且间距相等，截面图如图乙所示，上方两根输电线缆A、B圆心连线水平，某时刻A、C中电流方向垂直于纸面向外、B中电流方向垂直于纸面向里，A、B、C中电流大小均为I，则（）A.B、C输电线缆相互吸引B.输电线缆A、B、C在A、B连线中点处的磁感应强度方向竖直向上C.正三角形中心O处的磁感应强度方向水平向左D.输电线缆C所受安培力方向平行线缆A、B圆心连线向左【答案】D【解析】【详解】A．由于B、C输电线缆通入的电流方向相反，所以二者相互排斥。故A错误；B．根据右手螺旋定则可知，A、B输电线缆在A、B圆心连线中点处的磁感应强度方向竖直向上，而C输电线缆在该处的磁感应强度水平向左，则该点的合磁感应强度方向斜向上偏左。故B错误；C．A输电线缆在O点的磁感应强度方向垂直OA指向右上方，B输电线缆在O点的磁感应强度方向垂直OB指向左上方，根据对称性可知，A、B输电线缆在O处的合磁感应强度方向竖直向上，而C输电线在O点的磁感应强度方向垂直OC水平向左，所以O处合磁感应强度方向应斜向左上方。故C错误；D．A对C的安培力沿AC指向A，B对C的安培力沿BC指向C，二力等大，由平行四边形定则可知，输电线缆C所受安培力方向平行线缆A、B圆心连线向左，如图所示故D正确。故选D。5.如图所示，一电子枪发射出的电子（初速度很小，可视为零）进入加速电场加速后，垂直射入偏转电场，射出后偏转位移为y，要使偏转位移增大，下列哪些措施是可行的（不考虑电子射出时碰到偏转电极板的情况）（）A.减小加速电压U0B.减小偏转电压UC.增大偏转极板间距离dD.减小偏转电场的板长L【答案】A【解析】【详解】设电子进入偏转电场的速度为v0，偏转电场极板的长度为L，极板间距为d，则在加速电场中，有解得电子在偏转电场中，做类平抛运动，有联立以上各式可得由此可知，要使偏转位移增大，可以增大偏转电压U，减小加速电压U0，减小偏转电场的极板间距d，增大偏转电场的板长L。故选A。6.如图甲所示，线圈套在长玻璃管上，线圈的两端与电流传感器（可看作理想电流表）相连.将强磁铁从长玻璃管上端由静止释放，磁铁下落过程中将穿过线圈，并不与玻璃管摩擦.实验观察到如图乙所示的感应电流随时间变化的图像，从上往下看线圈中顺时针为电流的正方向，下列判断正确的是（）A.本次实验中朝下的磁极是N极B.在t2时刻，穿过线圈的磁通量的变化率为0C.磁铁下落过程减少的重力势能等于增加的动能D.若将线圈到玻璃管上端的距离增大，线图中产生的电流峰值不变【答案】B【解析】【详解】A．由乙图可知t1~t2时间内线圈中电流为顺时针方向，根据楞次定律的“增反减同”可知本次实验中朝下的磁极是S极，故A错误；B．在t2时刻，电流为0，感应电动势为0，穿过线圈磁通量的变化率为0，故B正确；C．磁铁下落过程减少的重力势能大于增加的动能，原因是线圈对磁铁的作用力在这个过程中做负功，故C错误；D．若将线圈到玻璃管上端的距离增大，可知强磁铁穿过线圈的速度将增大，感应电动势的最大值将增大，线图中产生的电流峰值也将增大，故D错误。故选B。7.如图所示，一圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向里，圆心为O，A、B、C、D、E、F六个点将圆六等分。有两个质量相同的带电粒子a、b，自A点以相同的速度v沿AO方向进入磁场，粒子a、b分别从E点和F点离开磁场，下列说法正确的是（）A.两带电粒子均带正电B.带电粒子a、b在磁场中的运动半径之比为C.带电粒子a、b在磁场中的运动时间相同D.带电粒子a、b的电荷量之比为【答案】D【解析】【详解】A．依题意，粒子a、b分别从E点和F点离开磁场，结合左手定则可知，a、b两带电粒子的带电性质相同，都带负电。故A错误；B．粒子在磁场中做圆周运动，轨迹如图洛伦兹力充当向心力，有设圆形磁场的半径为R，粒子a、b在磁场中运动的轨迹半径分别为ra、rb，根据几何关系可得，联立，解得故B错误；C．根据几何关系可知，粒子a、b在磁场中做圆周运动的转过的角度分别为和，而粒子在磁场中运动的周期为粒子在磁场中运动的时间分别为联立，解得故C错误；D．由前面选项分析可知带电粒子a、b的电荷量之比为故D正确。故选D。二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.如图所示，一水平放置的平行板电容器的上极板带正电，下极板接地，油滴静止于P点.现下极板缓慢向上平移到图中虚线位置，在此过程中，下列说法正确的是（）A.油滴带正电B.油滴向上加速C.两极板间的电压在减小D.油滴的电势能增大【答案】CD【解析】【详解】A．油滴静止于P点，受重力与电场力平衡，则电场力向上，而电场向下，所以油滴带负电，故A错误；BC．根据电容的定义式与决定式有解得极板所带电荷量不变，d减小，则两极板间的电压U减小；极板之间的电场强度为结合上述有极板所带电荷量不变，可知极板之间的电场强度不变，则上极板所受下极板的电场力不变，油滴仍静止，故B错误，C正确；D．电场方向向下，下极板接地，N极板电势为零，由于则有根据解得液滴带负电，即上式中的为负值，根据上述可知，下极板上移时，极板之间的电场强度不变，减小，则油滴的电势能增大，故D正确。故选CD。9.如图所示，电源电动势为E，内电阻为r，C为电容器，R1、R2为定值电阻，R为滑动变阻器，闭合开关后当滑动变阻器的滑片P向左移动时，下列判断正确的是（）A.定值电阻R1消耗的电功率增加B.流过定值电阻R2的电流方向向上C.电压表的示数减小、电流表的示数增大D.若电压表、电流表的示数变化量分别为和，则保持不变【答案】BD【解析】【详解】A．闭合开关后当滑动变阻器的滑片P向左移动时，R接入电路中的阻值增大，由闭合电路欧姆定律，可知电路中总电流减小，定值电阻R1消耗的电功率减小，故A错误；B．电容器与R并联，R两端的电压由于电路中总电流减小，所以R两端的电压增大，电容器充电，流过定值电阻R2的电流方向向上，故B正确；C．由于电路中总电流减小，R两端的电压增大，所以电压表的示数增大、电流表的示数减小，故C错误；D．由可知保持不变，故D正确。故选BD。10.如图所示，ab、cd为固定在水平面上的光滑金属导轨（电阻忽略不计），ab、cd的间距为L，左右两端均接有阻值为R的电阻；一质量为m、长为L的金属棒MN垂直放在导轨上，甲、乙为两根相同的轻质弹簧，弹簧一端均与金属棒MN的中点连接，另一端被固定，两弹簧都处于原长状态；整个装置处在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中。现给金属棒MN一水平向左的初速度v，使之在导轨上运动，运动过程中MN始终垂直于轨道并与导轨接触良好，其接入电路的有效电阻为R。经过一段时间，金属棒MN第一次速度为零，这一过程中ac间的电阻R上产生的焦耳热为Q。再经过一段时间金属棒MN第二次速度为零，此时，甲弹簧的弹性势能为Ep，弹簧始终处于弹性范围内，且金属棒始终未与弹簧固定处发生碰撞。下列选项正确的是（）A.初始时刻金属棒的加速度大小为B.当金属棒第一次到达最左端时，甲弹簧的弹性势能为C.当金属棒第一次回到初始位置时，动能为D.金属棒由初始位置开始至第二次速度为零的过程中，金属棒MN上产生的总焦耳热为【答案】BD【解析】【详解】A．初始时刻，金属棒产生的感应电动势为感应电流为由可得故A错误；B．当金属棒第一次到达最左端时，通过MN的电流始终是R上的两倍，故MN产生的焦耳热为4Q，系统产生的总焦耳热为由动能定理及能量守恒定律可得可得甲弹簧的弹性势能为故B正确；C．当金属棒向左运动后第一次回到初始位置过程中，由于安培力始终对MN做负功，产生焦耳热，棒第一次达到最左端的过程中，产生的焦耳热为6Q。棒平均速度最大，平均安培力最大，棒克服安培力做功最大，整个回路中产生的焦耳热更多，回到平衡位置时产生的焦耳热小于6Q，由动能定理可得解得其中可得故C错误；D．当金属棒由初始位置开始至第一次到达最右端过程中，由能量守恒通过MN的电流始终是R上的两倍，则可得故D正确。故选BD。三、实验题：本题共2小题，共15分。11.在“测定金属丝电阻率”实验中。（1）用螺旋测微器测量金属丝直径如图1所示，其读数为________mm；（2）测量金属丝电阻时，实验室提供了以下器材：A．电流表A1，量程为0~300μA，内阻r1=100ΩB．电流表A2，量程为0~0.6A，内阻r2约为0.1ΩC．电压表V1，量程为0~15V，内阻约为10kΩD．定值电阻R1，阻值900ΩE．定值电阻R2，阻值9900ΩF．滑动变阻器R0，最大阻值为10ΩG．待测金属丝R，电阻约为10ΩH．电动势为4V的直流电源E（内阻可忽略）I．开关一只，导线若干为精确测量金属丝电阻，实验过程中要求电流示数从零开始记录多组数据，选择适当的器材将图2虚线框中的电路图补充完整_______（需要标注器材符号）（3）实验中若长时间保持开关闭合，则金属丝电阻率的测量结果__________。（选填“偏大”“不变”或“偏小”）【答案】①.1.748##1.749##1.750##1.751##1.752②.③.偏大【解析】【详解】（1）[1]螺旋测微器的读数为（2）[2]本实验采用伏安法测电阻，需要改装一个量程为3V的电压表，此时电流表A1需要串联一个电阻，串联电阻的阻值为故，将电流表A1与电阻串联改装成电压表；因为可以通过电流表A1直接读出等效电压表的电流，即可避免电压表分流对实验结果的影响，故使用电流表的外接法，所以电路图如下图（3）[3]电路保持闭合，若测量时间较长，金属丝发热，温度升高，会使金属丝的电阻率增大，所以测量结果将偏大。12.为更准确地测量一节干电池的电动势E和内阻r，某同学设计了如图甲所示的实验电路，已知电流表内阻与电源内阻相差不大。（1）连接好实验电路，开始测量之前，滑动变阻器R的滑片P应调到_________（选填“a”或“b”）端；（2）闭合开关S1，S2接位置1，改变滑片P的位置，记录多组电压表、电流表示数；（3）重复（1）操作，闭合开关S1，S2接位置2，改变滑片P的位置，记录多组电压表、电流表示数；（4）建立坐标系，在同一坐标系中分别描点作出S2接位置1、2时图像如图乙所示。①S2接2时的图线是图乙中的_________（选填“A”或“B”）线；②每次测量操作都正确的情况下，由图乙中的A和B图线，可得电动势_________V，内阻_________Ω。（均保留3位有效数字）；③该同学进一步对实验系统误差进行分析，下列说法中正确的一项是_________。A.开关S2接1时，电池电动势的测量值小于真实值，电池内阻的测量值小于真实值B.开关S2接1时，电池电动势的测量值等于真实值，电池内阻的测量值大于真实值C.开关S2接2时，电池电动势的测量值等于真实值，电池内阻的测量值小于真实值D.开关S2接2时，电池电动势的测量值小于真实值，电池内阻的测量值大于真实值【答案】①.b②.A③.1.50④.1.25⑤.A【解析】【详解】（1）[1]为保护电流表，开始测量之前，滑动变阻器的滑片P应调到阻值最大的b端。（4）①[2]当接1位置时，可把电压表与电源并联看作一个等效电源，设电压表内阻为，则电动势和内阻测量值分别为，可知电动势和内阻的测量值均小于真实值；当接2位置时，可把电流表与电源串联看作一个等效电源，设电流表内阻为，则电动势和内阻测量值分别为，可知电动势的测量值等于真实值，内阻的测量值大于真实值；则接2时的图线是图乙中的A线。②[3][4]当接2位置时，可把电流表与电源串联看作一个等效电源，根据闭合电路欧姆定律可知电动势测量值等于真实值，图线应是A线，则有当接1位置时，图线的B线对应的短路电流为真实值，为则电源的内内阻为③[5]由①分析可知，当接1位置时，可把电压表与电源并联看作一个等效电源，电动势和内阻的测量值均小于真实值；当接2位置时，可把电流表与电源串联看作一个等效电源，电动势的测量值等于真实值，内阻的测量值大于真实值。故选A。四、计算题：本题共3小题，共42分。计算题要求写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤，只写出最后答案的不能给分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。13.如图所示，长l=1m的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向左的匀强电场中，此时绳与竖直方向的夹角。已知小球质量，所带电荷量大小为，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2。求：（1）判断小球的电性；（2）电场强度E的大小；（3）突然把电场方向反向，E的大小保持不变，随后的运动过程中细线始终绷直，则小球摆到最低点时对轻绳的拉力F。【答案】（1）带正电；（2）；（3），方向竖直向下【解析】【详解】（1）由图知，小球受到的电场力方向沿着电场线方向，则可知小球带正电。（2）如图所示由小球静止时的受力分析可得（3）由题意可得，电场反向后，小球在竖直平面内摆动，从最高点到最低点的过程中由动能定理可得由小球在最低点竖直方向的受力分析可得由牛顿第三定律可得，最低点时小球对轻绳的拉力大小为方向竖直向下。14.如图所示，MN和PQ是两根相距L、竖直固定放置的光滑金属导轨，导轨足够长，金属导轨上端接一个阻值为R的电阻，水平条形区域有磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向里的匀强磁场，其宽度为d，其他区域内无磁场。导体棒ab的长度为L、质量为m、阻值为R，现将ab棒由距磁场区域上边界某一高度处静止释放。已知ab棒恰好能匀