吉林省长春市田家炳实验中学2025届高二物理第一学期期末考试试题含解析

吉林省长春市田家炳实验中学2025届高二物理第一学期期末考试试题注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、如图所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O为半圆弧的圆心，∠MOP＝90°，M、N处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有方向如图所示的电流，电流强度大小相等，每条长直导线在O点产生的磁感应强度大小均为B0，则在圆心O处的磁感应强度A.大小为B0，方向垂直于MN向下B.大小为B0，方向垂直于MN向上C.大小为2B0，方向垂直于MN向下D.大小为2B0，方向垂直于MN向左2、为监测化工厂的污水排放量，环保部门在化工厂的排污管末端安装了如图所示的圆管状电磁流量计，该装置由非磁性的绝缘材料制成，圆管内径为d，a、b是圆管内同一条直径上的两端点，外加磁感应强度为B、方向垂直圆管直径的匀强磁场，当充满管口的含有大量带电离子的污水从左向右流经圆管时，测得a、b两点间的电势差为u，若用Q表示污水流量（单位时间内流出的污水体积），则Q与u的关系式为A. B.C. D.Q=u3、两个可视为点电荷的带电小球相距为r，当其中一个小球的带电量变为原来的4倍时，另一个小球的电量不变。若保持它们之间的库仑力不变，两个小球之间的距离应变为A.r B.rC.2r D.4r4、小张在探究磁场对电流作用的实验中,将直导线换作导体板,如图所示,发现在两点之间存在电压进一步实验结果如下表,由表中结果可知电压电流磁感应强度电压UabIBUI2B2UI3B3U2IB2U2IB3UA.与电流无关B.与磁感应强度无关C.与电流可能成正比D.与磁感应强度可能成反比5、磁场对电流的作用力F、磁感应强度B、电流I三者的方向有确定的空间关系，在如图所示的四个图中，能正确表示这种关系的是()A. B.C. D.6、忽然“唵——”的一声，一辆运沙车按着大喇叭轰隆隆的从旁边开过，小明就想，装沙时运沙车都是停在沙场传送带下，等装满沙后再开走，为了提高效率，他觉得应该让运沙车边走边装沙。设想运沙车沿着固定的水平轨道向前行驶，沙子从传送带上匀速地竖直漏下，已知某时刻运沙车前进的速度为，单位时间从传送带上漏下的沙子质量为m，则下列说法中正确的是A.若轨道光滑，则运沙车和漏进车的沙组成的系统动量守恒B.若轨道光滑，则运沙车装的沙越来越多，速度却能保持不变C.已知此时运沙车所受的轨道阻力为，则要维持运沙车匀速前进，运沙车的牵引力应为D.已知此时运沙车所受轨道阻力为，则要维持运沙车匀速前进，运沙车的牵引力应为二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、如图所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若带电粒子在运动过程中只受到电场力作用，根据此图可以作出的正确判断是（）A.带电粒子所带电荷的正、负 B.带电粒子在a、b两点的受力方向C.带电粒子在a、b两点的加速度何处较大 D.带电粒子在a、b两点的速度何处较大8、如图所示，为一款手机电池的背面印有的一些符号和简单说明，下列说法正确的是（）A.该电池的容量为1800mAhB.该电池电动势为3.6VC.该电池在正常工作时的额定电流为500mAD.若电池以10mA的电流工作，可用50小时9、如图所示，在平面直角坐标系中有一个垂直于纸面向里的圆形匀强磁场，其边界过原点O和y轴上的点a（0，L）．一质量为m、电荷量为e的电子从a点以初速度v0平行于x轴正方向射入磁场，并从x轴上的b点射出磁场，此时速度方向与x轴正方向的夹角为60°．下列说法中正确的是（）A.电子在磁场中运动的时间为B.电子在磁场中运动的时间为C.磁场区域的圆心坐标（，）D.电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为（0，－2L）10、中国科学家首次观察到反常霍尔效应．以下来分析一个常规霍尔效应：如图所示，厚度为h，宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中．当电流通过导体板时，在导体板的上表面A和下表面A′之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应．实验表明，当磁场不太强时，电势差U、电流I和B的关系式为，式中的比例系数K称为霍尔系数，设导体板单位体积中自由电子的个数为n，电子量为e．则下列说法正确的是（）A.A的电势高于A′的电势B.A的电势低于A′的电势C.霍尔系数D.霍尔系数三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）一个教学用的简易变压器，两线圈的匝数未知，某同学想用所学变压器的知识测定两线圈的匝数（1）为完成该实验，除了选用电压表、导线外，还需要选用低压_________（填“直流”或“交流”）电源（2）该同学在变压器铁芯上绕10匝绝缘金属导线C，然后将A线圈接电源．用电压表分别测出线圈A，线圈B及线圈C两端的电压，记录在下面的表格中，则线圈A的匝数为______匝，线圈B的匝数为_______匝．A线圈电压B线圈电压C线圈电压8.0V3.8V0.2V（3）为减小线圈匝数的测量误差，你认为绕制线圈C的匝数应该_______（填“多一些”、“少一些”）更好12．（12分）某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻.（1）首先用多用表的欧姆档粗测圆柱体的电阻Rx，大概几欧姆，以下给出的是可能的操作步骤，其中S为选择开关，P为欧姆档调零旋钮，把你认为必要的步骤前的字母按合理的顺序填写在横线上___________A．将两表笔短接，调节P使指针对准刻度盘上欧姆档的零刻度，断开两表笔B．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出Rx的阻值后，断开两表笔C．旋转S使其尖端对准欧姆档×1D．旋转S使其尖端对准欧姆档×100E．旋转S使其尖端对准交流off档，并拔出两表笔根据右图所示指针位置，此被测电阻的阻值约为_________Ω（2）分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图（a）和图（b）所示，长度为____cm，直径为____mm.次数1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.06001600.2200.3400.4600.520（3）用伏安法测金属丝的电阻Rx．实验所用器材为：电池组(电动势为3V，内阻约1Ω)、电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、滑动变阻器R(0～20Ω，额定电流2A)、开关、导线若干．某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：由以上数据可知，他们测量Rx是采用下图中的_______图（3）下图是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端．请根据图（2）所选的电路图，补充完成图中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏________四、计算题：本题共3小题，共38分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图甲所示，在坐标系xOy中，y轴左侧有沿x轴正方向的匀强电场，场强大小为E；y轴右侧有如图乙所示，大小和方向周期性变化的匀强磁场，磁感应强度大小B0已知，磁场方向垂直纸面向里为正．t＝0时刻，从x轴上的P点无初速度释放一带正电的粒子，质量为m，电荷量为q，粒子重力不计．粒子第一次在电场中运动时间与第一次在磁场中运动的时间相等．求：(1)粒子第一次经过O点的速度；(2)粒子第一次进入磁场与第二次进入磁场的半径之比14．（16分）水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电动势为E的电源（不计内阻）。现垂直于导轨搁一根质量为m、电阻为R的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为θ且指向右上方，如图所示，问：（1）当ab棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少？（2）若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为多少？此时B的方向如何？15．（12分）（1）如图1所示，固定于水平面上金属框架abcd，处在竖直向下的匀强磁场中。金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动，框架的ab与dc平行，bc与ab、dc垂直。MN与bc的长度均为l，在运动过程中MN始终与bc平行，且与框架保持良好接触，磁场的磁感应强度为B。a．请根据法拉第电磁感应定律，推导金属棒MN中的感应电动势E；b．在上述情景中，金属棒MN相当于一个电源，这时非静电力与棒中自由电子所受洛伦兹力有关，请根据电动势的定义，推导金属棒MN中的感应电动势E（2）为进一步研究导线做切割磁感线运动产生感应电动势的过程，现构建如下情景：如图2所示，在垂直于纸面向里的匀强磁场中，一内壁光滑长为l的绝缘细管MN，沿纸面以速度v向右做匀速运动。在管的N端固定一个电量为q的带正电小球（可看作质点），某时刻将小球释放，小球将会沿管运动。已知磁感应强度大小为B，小球的重力可忽略。在小球沿管从N运动到M的过程中，求小球所受各力分别对小球做的功。

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、C【解析】由磁场的叠加可知每根导线在O点产生的磁感强度大小，移动之后距O点的距离不变，故磁感强度大小不变【详解】两导线在O点各自形成的磁感应强度大小为B0．则根据几何关系可知，两导线形成的合磁感应强度大小为2B0，方向垂直MN向下，故C正确，ABD错误故选C【点睛】磁感强度为矢量，在求合磁感强度时应先分别求得各导线O点的磁感强度再由矢量的合成方法-平行四边形求得总的磁感强度2、A【解析】污水充满管口从左向右流经排污管，根据左手定则知道正负电荷分别偏向ab两端，在ab之间形成电势差，最终电荷受洛伦兹力和电场力处于平衡【详解】正负电荷从左向右移动，根据左手定则，正负电荷所受的洛伦兹力指向ab两端从而形成电势差．最终稳定时，电荷受洛伦兹力和电场力平衡，有：qvB=q，解得：u=Bdv；污水的流量：Q=vS=，故BCD错误，A正确；故选A【点睛】解决本题的关键根据左手定则判断运动电荷的洛伦兹力的方向，知道最终稳定时，电荷受洛伦兹力和电场力平衡3、C【解析】两个点电荷之间相互作用为，当其中一个小球的带电量变为原来的4倍时，如果要保持它们间的库仑力不变，则有所以故选C。4、C【解析】由表格数据可知，当控制电流I相同时，电压U与磁感应强度B成正比，当控制磁感应强度B相同时，则有电压U与电流I成正比，综合所述可知，电压可能与电流，或磁感应强度成正比，故C正确，ABD错误；5、A【解析】A：磁场方向水平向左，电流方向垂直纸面向里，根据左手定则，安培力的方向竖直向上．故A项正确B：磁场方向垂直纸面向外，电流方向竖直向上，根据左手定则，安培力的方向水平向右．故B项错误C：磁场方向垂直纸面向里，电流方向水平向右，根据左手定则，安培力的方向竖直向上．故C项错误D：磁场方向垂直竖直向上，电流方向纸面向里，根据左手定则，安培力的方向水平向右．故D项错误6、D【解析】A．若轨道光滑，则运沙车和漏进车的沙组成的系统水平方向动量守恒，而不是总动量守恒，因为沙子的竖直动量在变化，故A错误；B．设某时刻沙车总质量为M，随后一段时间△t内漏进沙车的沙子质量为△m，则由水平方向动量守恒，有Mv+0=（M+△m）v′可以看出沙车速度会逐渐减小，故B错误；CD．选一段极短时间△t内漏进沙车的沙子△m为研究对象，由动量定理，有F△t=△mv-0得车对漏进来的沙子向前的作用力为则以沙车为研究对象，由平衡条件，有其中F′是漏进沙子对车的阻力，由牛顿第三定律有F′=F，联立得故C错误，D正确；故选D。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、BCD【解析】AB．根据粒子的运动轨迹可知，粒子在a、b两点受到的电场力沿电场线向左，由于电场线方向不明，无法确定粒子的电性，故A错误，B正确；C．由于粒子在a点时电场线较b点密集，可知粒子在a点受电场力较大，加速度较大，选项C正确；D．若粒子从a运动到b，由轨迹弯曲方向与粒子速度方向的关系分析可知电场力与速度之间的夹角是钝角，电场力对粒子做负功，粒子的动能减小，则粒子在a点的速度较大，在b点速度较小，故D正确；故选BCD。8、BD【解析】A．该电池的容量为，A错误；B．该电池的电动势为3.6V，B正确；C．上面没有显示手机的额定功率，所以不能计算电池正常工作时的额定电流，C错误；D．若电池以10mA的电流工作，其工作时间为D正确。故选BD。9、BC【解析】电子的轨迹半径为R，由几何知识，，得．（1）所以电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为(0，－L)，电子在磁场中运动时间（2），而（3），所以,AD错误，B正确，设磁场区域的圆心坐标为（x，y）其中,,所以磁场圆心坐标为,C正确，考点：考查了带电粒子在磁场中的运动点评：通过题意刚好得出带电粒子在电场中做类平抛运动，这是本题的突破点．当得出这一条件时，则粒子在磁场中运动轨迹可以确定，从而求出圆磁场的圆心位置，再运用平抛运动规律来运动分解处理10、BD【解析】根据左手定则判断电子的偏转方向，从而确定电势的高低．抓住电子所受的洛伦兹力和电场力平衡，结合电流的微观表达式求出霍尔系数的大小【详解】根据左手定则知，电子向A板偏转，则A的电势低于A′的电势，因为I=nevS=nevhd，解得，根据evB＝e，解得U=vhB＝，因为U=，则霍尔系数K=．故BD正确，AC错误．故选BD【点睛】解决本题的关键掌握左手定则判断洛伦兹力的方向，注意偏转的是电子，掌握电流的微观表达式，结合洛伦兹力和电场力平衡进行求解三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、①.交流②.400③.190④.多一些【解析】（1）[1]需要选用低压交流电，才能产生交变磁场；（2）[2][3]根据变压器原理有：解得：匝同理有：解得：匝（3）[4]根据可知C的匝数越多，C的电压示数越大，测量更准确，故线圈C的匝数应该多一些12、①.（1）CABE②.4或4.0Ω③.（2）5.01cm④.5.315（5.310~5.320）mm⑤.（3）甲⑥.（4）连线如图；【解析】（1）用欧姆表测电阻要选择合适挡位使指针指在中央刻度线附近，欧姆表换挡后要进行欧姆调零，然后再测电阻（2）游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺示数；螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数（3）根据题意确定滑动变阻器接法，及电流表接法，然后选择实验电路；（4）根据电路图连接实物电路图【详解】（1）待测电阻约为几欧姆，用欧姆表测电阻要选择欧姆×1挡，选择挡位后要进行欧姆调零，然后再测电阻，欧姆表使用完毕要把选择开关置于OFF，由此可知，实验步骤为：CABE；由图示表盘可知，电阻测量值为：4×1=4Ω；（2）由图示游标卡尺可知，其示数为：50mm+1×0.1mm=50.1mm=5.01cm，由图示螺旋测微器可知，其示数为：5mm+31.5×0.01mm=5.315mm（3）由表中实验数据可知，如果用限流，最小电压为0.6V，而表中电压都到0.10V了，所以肯定用的分压，由此可知，滑动变阻器应用分压式接法，并由电压表与电流表读数可知，所测电阻阻值较小，因此实验采用的是图甲所示电路；（4）根据图甲所示电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示：【点睛】要掌握螺旋测微器的读数方法；明确电学实验中，当要求电流从零调时，滑动变阻器应用分压式接法；当满足待测电阻阻值远小于电压表内阻时，电流表应用外接法，当电流表内阻远小于待测电阻阻值时，电流表应用内接法四、计算题：本题共3小题，共38分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13、(1)(2)2:3【解析】(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动，应用粒子的周期公式求出粒子第一次在磁场中做圆周运动的周期，然后根据题意求出粒子第一次在电场中的运动时间，粒子第一次在电场中做初速度为零的匀加速直线运动，应用匀变速直线运动的速度公式求出过O点的速度(2)粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，应用牛顿第二定律求出粒子的轨道半径，从而得出半径的比值【详解】(1)粒子在匀强电场中做匀加速直线运动，设运动时间为，由牛顿第二定律可知加