山西省大同市灵丘县2025届物理高二第一学期期末统考试题含解析

山西省大同市灵丘县2025届物理高二第一学期期末统考试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。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，等腰直角三角形区域有垂直于纸面向里的匀强磁场，左边有一形状完全相同的等腰直角三角形导线框，线框从图示位置开始水平向右匀速穿过磁场区域，规定线框中感应电流沿逆时针方向为正方向，线框刚进入磁场区域时感应电流为i0直角边长为L，其感应电流i随位移x变化的图像正确的是（）A. B.C. D.2、如图所示的弹簧振子，弹簧的劲度系数为k。当弹簧伸长了x时，弹簧对小球的弹力大小为（）A. B.C.kx D.kx23、如图所示，空间有一水平匀强电场，在竖直平面内有一初速度v0的带电微粒，沿图中虚线由A运动至B，其能量变化情况是(重力不能忽略)（）A.动能减少，重力势能增加,电势能减少B.动能减少，重力势能增加,电势能增加C.动能不变，重力势能增加,电势能减少D.动能增加，重力势能减少,电势能减少4、某区域的电场线分布如图所示，M、N、P是电场中的三个点，则下列说法正确的是A.P、N两点场强不等，但方向相同B.试探电荷在M受到的电场力小于N点受到的电场力C.试探电荷在P点的电势能一定小于在N点的电势能D.带正电的粒子仅在电场力作用下，一定沿电场线PN运动5、下列说法正确的是（）A.任何带电体所带的电荷量都是元电荷的整数倍B.根据场强的定义式E=，电场中某点的电场强度和试探电荷的电荷量成反比C.各种材料的电阻率都与温度有关，金属的电阻率随温度的升高而减小D.电源的电动势与外电路有关，外电路电阻越大，电动势就越大6、如图所示四幅图中，匀强磁场磁感应强度大小都为B，导体中的电流大小都为I，导体的长度都为L，A、B、C三个图中的导体都与纸面平行，则四幅图中导体所受安培力大小不等于BIL的是A. B.C. 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、下列仪器或设备在使用过程中应用了静电现象的有()A.避雷针 B.指南针C.静电复印机 D.变压器8、如图甲所示，质量的“”形金属细框竖直放置在两水银槽中，“”形框的水平细杆CD长L=0.20m，处于磁感应强度大小B1=0.1T，方向水平向右的匀强磁场中，有一匝数n=300，面积S=0.01m2的线圈通过开关S与两水银槽相连，线圈处于与线圈平面垂直，沿竖直方向的匀强磁场中，其磁感应强度B2随时间t变化的关系如图乙所示，t=0.22s时闭合开关S，细框瞬间跳起（细框跳起瞬间安培力远大于重力），跳起的最大高度h=0.20m，不计空气阻力，重力加速度，下列说法正确的是A.0~0.10s内线圈中的感应电动势大小为3VB.开关S闭合瞬间，CD中的电流方向由C到DC.磁感应强度B2的方向竖直向下D.开关S闭合瞬间，通过细杆CD的电荷量为0.03C9、霍尔传感器测量转速的原理图如图所示，传感器固定在圆盘附近，圆盘上固定4个小磁体．在a、b间输入方向由a到b的恒定电流，圆盘转动时，每当磁体经过霍尔元件，传感器c、d端输出一个脉冲电压，检测单位时间内的脉冲数可得到圆盘的转速．关于该测速传感器，下列说法中正确的有A.图示位置时刻c点电势高于d点电势 B.圆盘转动越快，输出脉动电压峰值越高C.c、d端输出脉冲电压的频率是圆盘转速的4倍 D.增加小磁体个数，传感器转速测量更准确10、等量异种点电荷电场中，是两点电荷连线的中垂线，一带电粒子仅在电场力作用下从a处沿虚线轨迹运动到b，则（）A.a处的电势小于b处的电势B.粒子在a处的电势能大于在b处的电势能C.粒子在b处的加速度大小大于在a处的加速度大小D.粒子在a处的速率小于在b处的速率三、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）（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，如图1所示，从图中读出金属丝的直径为______________mm（2）如图2所示是一个双量程电压表，当使用a、b两个端点时，量程为0～3V，当使用a、c两个端点时，量程为0～15V．已知电流表的内阻Rg为400Ω，满偏电流Ig为500μA．则电阻R1和R2的值应该分别为________Ω和________Ω12．（12分）某实验小组利用图（甲）所示的器材测量一节干电池的电动势和内电阻。现有的实验器材为：A．待测干电池（电动势约为1.5V）B．电压表（量程3V，内阻约5kΩ）C．电流表（量程0.6A，内阻约0.5Ω）D．滑动变阻器（阻值范围0～10Ω）E．开关、导线若干（1）在图（甲）中用笔画线代替导线将电路连接完整，要求滑片位于最左端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大_____；（2）他们根据实验数据绘制出的U﹣I图象如图（乙）所示，其中U是电压表的读数，I是电流表的读数。由此可以得到干电池的电动势E＝_____V，内电阻r＝_____Ω．（结果保留两位有效数字）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）质谱仪是分离和检测不同同位素的仪器，由静电分析器和磁分析器等组成的质谱仪如图所示。左侧静电分析器中有方向指向圆心O、与O点等距离处各点的场强大小相等的径向电场。右侧的磁分析器中分布着方向垂直于纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场，其左边界与静电分析器的右边界平行，两边界间距近似为零。从离子源射出的速度很小（可认为是零）。质量为m、电荷量为q的离子经加速电场加速后以速度v从M点射入静电分析器，沿半径为r0的四分之一圆弧轨道做匀速圆周运动，从N点水平射出进入磁分析器，最后打在竖直放置于磁分析器左边界的探测板上Q点（Q点未标出），不计离子重力和离子间的相互作用。（1）求加速电场的电压和静电分析器中径向电场的电场强度大小；（2）计算探测板上Q点到O点的距离和离子从M点到Q点的运动时间；（3）若两种质量分别为m1和m2的同位素离子分别以速度v1和v2从N点射入右侧的磁分析器中，求两种离子打在探测板上的位置到N点的距离之比。14．（16分）如图所示，在xOy坐标平面的第一象限内有一沿y轴负方向的匀强电场，在第四象限内有一垂直于平面向里的匀强磁场，现有一质量为m、电量为+q的粒子（重力不计）从坐标原点O射入磁场，其入射方向与x的正方向成45°角。当粒子运动到电场中坐标为（3L，L）的P点处时速度大小为v0，方向与x轴正方向相同。求(1)粒子从O点射入磁场时的速度v；(2)匀强电场的场强E和匀强磁场的磁感应强度B；(3)粒子从O点运动到P点所用的时间。15．（12分）如图，足够大的光滑水平面上放着质量为M的滑块，质量为m的光滑小球从高h处由静止开始沿滑块的曲面滑下，到达水平面后碰到一端固定在竖直挡板上的轻弹簧后，等速方向弹回．曲面末端切线水平，重力加速度大小为g．求：（1）弹簧第一次被压缩时的最大弹性势能；（2）若M=2m，小球再次滑上滑块所能达到的最大高度

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、B【解析】在线框进入磁场的过程中，位移为，磁通量先增大再减小，所以感应电流方向先是逆时针，后是顺时针，当右边和斜边切割长度相等时感应电流为零，接着又反向增大，在一端时的位置如图所示，以后有效切割长度逐渐减小到零，则感应电动势逐渐减小到零，感应电流逐渐减小到零；当时，感应电流大小为；当时，感应电流大小为，方向沿顺时针方向，为负值A.图像与分析不符，A错误B.图像与分析相符，B正确C.图像与分析不符，C错误D.图像与分析不符，D错误2、C【解析】由胡克定律可知，当弹簧伸长了x时，弹簧对小球的弹力大小为故C正确，ABD错误。故选C。3、B【解析】由题，带电微粒做直线运动，所受的合力必须与AB在同一直线上，则知带电微粒所受电场力方向水平向左，所以合力方向与速度方向相反，合力做负功，由动能定理得知，动能减小。重力做负功，重力势能增加。电场力做负功，则电势能增加，B正确，ACD错误。故选B。4、B【解析】A．P、N两点场强不等，而且在一条曲线上，切线方向不同，场强方向不同，A错误；B．N点电场线密，场强大，试探电荷在这受到的电场力大，B正确；C．不知道试探电荷的正负，没办法判断电势能，C错误；D．带正电粒子仅在电场力作用下，由于电场线曲线，所以不沿电场线PN运动，D错误；故选B。5、A【解析】A．目前认为自然界中任何带电体所带的电荷量都是元电荷的整数倍，故A正确；B．电场中某点的电场强度与试探电荷的电荷量无关，故B错误；C．各种材料的电阻率都与温度有关，金属的电阻率随温度的升高而增大，故C错误；D．电源的电动势与外电路无关，故D错误。故选A。6、C【解析】只有当电流与磁场垂直时，安培力大小：F=BIL；ABD．三个图中磁场方向与电流方向垂直，故安培力大小均为BIL，选项ABD不符合题意；C．图中电流与磁场平行，安培力为零，选项C符合题意；故选C.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、AC【解析】利用静电现象的原理的是避雷针和静电复印机，而指南针是利用地磁场的原理，而变压器是利用电磁感应的原理制成的，故AC正确，BD错误。故选AC。8、BD【解析】A.由图像可知内，线圈中感应电动势大小，A错误；BC.由题意可知细杆所受安培力方向竖直向上，由左手定则可知电流方向为，由安培定则可知感应电流的磁场方向竖直向上，由图示图像可知，在内穿过线圈的磁通量减少，由楞次定律可得磁感应强度方向竖直向上，故B正确C错误；D.对细框由动量定理得，细框竖直向上做竖直上抛运动，电荷量，解得，D正确9、CD【解析】A．霍尔元件中移动的是自由电子，根据左手定则，电子向上表面偏转，即c点，所以d点电势高于c点，故A错误；B．最终电子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡，设霍尔元件的长宽厚分别为a、b、c，有所以输出脉动电压峰与圆盘转动快慢无关，故B错误；C．当小磁体靠近霍尔元件时，就是会产生一个脉冲电压，因此c、d端输出脉冲电压的频率是圆盘转动频率的4倍，即为转速的4倍，故C正确；D．当增加小磁体个数，传感器c、d端输出一个脉冲电压频率变高，那么传感器转速测量更准确，故D正确。故选CD。10、BD【解析】A.从正电荷到负电荷是一条电场线，沿着电场线方向，电势逐渐降低，中垂线是一条等势线，则a处的电势大于b处的电势，故A错误；B.根据运动轨迹可知，轨迹往右偏，则受到的电场力大致向右，则电场力做正功，电势能要减小，则粒子在a处的电势能大于在b处的电势能，故B正确；C.观察图中可以发现，a处电场强度大于b处电场强度，则a处受到的电场力更大，再由牛顿第二定律知，所以粒子在a处的加速度大小大于在b处的加速度大小，故C错误；D.电场力做正功，则动能增加，可知粒子在b处的速率大于在a处的速率，故D正确。故选：BD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、①.0.517(0.515-0.519均正确)②.5600③.24000【解析】改装后的量程为据此可求出根据电路图，应用并联电路特点与欧姆定律求出点阻值（1）螺旋测微器的读数为；（2）接a、b时，为串联的，则；接a、c时，为串联的和，则；12、①.②.1.4③.0.91【解析】（1）[1]．本实验采用相对电源的电流表外接法；滑动变阻器采用限流接法，为了让滑片位于最左端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，应接滑动变阻器右下方和上方任一接线柱；如图所示。（2）[2][3]．在U﹣I图象中图象与纵坐标的交点等于电源的电动势，所以由图可以读出电源的电动势为1.4V；图象中的斜率绝对值表示电源的内阻，所以电源的内阻为r＝＝0.91Ω。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），；（3）。【解析】（1）离子在加速电场中，根据动能定理可知解得U＝离子在静电分析器中做匀速圆周运动，电场力提供向心力解得（2）离子进入磁分析器中，洛伦兹力提供向心力，做匀速圆周运动qvB＝m解得半径根据几何关系可知，OQ的距离x＝2r﹣r0＝离子从M点到N点的运动时间t1＝从N点到Q点的运动时间为总时间t＝t1+t2＝（3）由洛伦兹力提供向心力可知解得则两种离子打在探测板上的位置到N点的距离之比为＝。14、(1)；(2)；；(3)