浙江省台州市山海协作体2024-2025学年高二上学期期中联考物理试题 含解析

2024学年第一学期台州市山海协作体期中联考高二年级物理学科试题命题：审题：考生须知：1.本卷共8页满分100分，考试时间90分钟。2.答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。3.所有答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效。4.考试结束后，只需上交答题纸。5.本卷均采用：g=10m/s2，sin37°=0.6，sin53°=0.8选择题部分一、选择题I（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）1.磁感应强度的单位用国际单位制中的基本单位可表示为（）A.T B.N/（A•m） C.Wb/m2 D.kg/（A•s2）【答案】D【解析】【详解】根据可得磁感应强度的单位用国际单位制中的基本单位可表示为故选D。2.以下物理量为矢量的是（）A.磁通量 B.电势 C.电场强度 D.电流【答案】C【解析】【详解】A．磁通量只有大小，没有方向，是标量，A错误；B．电势只有大小，没有方向，是标量，B错误；C．电场强度既有大小，又有方向，是矢量，C正确；D．电流虽然既有大小，也有方向，但是电流的合成不遵循平行四边形定则，电流也是标量，D错误。故选C。3.关于物理学史，下列说法正确的是（）A.库仑发现了电荷间的相互作用规律，并测出了静电力常量B.法拉第提出电荷周围存在电场，并用电场线描述电场C.安培发现了电流的磁效应，首次揭示了电现象与磁现象的联系D.奥斯特通过实验得出了电磁感应定律【答案】B【解析】【详解】A．库仑发现了电荷间的相互作用规律，并没有测出静电力常量，故A错误；B．法拉第提出电荷周围存在电场，并用电场线描述电场，故B正确；C．奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭示了电现象与磁现象的联系，故C错误；D．法拉第发现了电磁感应现象，由韦伯和纽曼在实验以及理论计算的基础上提出了法拉第电磁感应定律，故D错误。故选B。4.如图所示，P、Q是电荷量相等的两个正电荷，它们的连线中点是O，A、B是PQ连线的中垂线上的两点，OA<OB，E1、E2为A、B两点的电场强度的大小，φ1、φ2为A、B两点的电势，则（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】AB．根据等量同种点电荷的电场分布特点可知，从O点开始中垂线上的电场强度先增大后减小，所以不能确定A、B两点电场强度的大小关系，故AB错误；CD．由于A点更靠近场源电荷，所以A点电势高于B点电势，即故C正确，D错误。故选C。5.如图所示，某带正电粒子仅在电场力作用下由A点运动到B点，运动轨迹为实线，虚线O、P、Q为电场中三个等势面，相邻两等势面之间的电势差相等，可以判定下列说法错误的是（）A.O、P、Q三个等势面中，O等势面的电势最高B.该粒子在A点具有的电势能比在B点具有的电势能大C.该粒子通过A点时的动能比通过B点时的大D.该粒子通过A点时的加速度比通过B点时的大【答案】C【解析】【详解】A．带电粒子所受电场力指向轨迹内侧，即大致向右下方，由于带电粒子带正电，则电场线方向大致向右下方，根据沿电场线电势降低，可知O等势面的电势最高，A正确，不符题意；B．根据带电粒子受力情况可知，从A到B过程中电场力做正功，电势能降低，A点的电势能大于B点的电势能，B正确，不符题意；C．从A点到B点过程中电场力做正功，电势能降低，动能增大，A点的动能小于B点的动能，C错误，符合题意；D．根据等势线的疏密程度来确定电场强度的强弱，可知A点的等势线比B点的等势线更密，则A点的电场强度比B点的电场强度更大，则带电粒子在A点所受的电场力比在B点所受的电场力更大，所以带电粒子通过A点时的加速度比通过B点时大，D正确，不符题意。故选C。6.生活科技中处处存在静电现象，有些是静电的应用，有些是要防止静电的危害，下列关于静电的说法错误的是（）A.在加油站给车加油前手要触摸一下静电释放器，是为了防止静电的危害B.静电复印机应用了静电吸附原理C.优质的话筒线外面包裹着金属网，目的是为了增强话筒线的导电性能D.静电喷漆时让工件表面与油漆微粒带上异种电荷，使喷涂更均匀【答案】C【解析】【详解】A．在加油站给车加油前手要触摸一下静电释放器，及时把人体带的电荷释放出去，是为了防止静电的危害，A正确，不符题意；B．静电复印机应用了静电吸附原理，B正确，不符题意；C．优质的话筒线外面包裹着金属网，这是静电屏蔽，C错误，符合题意；D．静电喷漆时让工件表面与油漆微粒带上异种电荷，使喷涂更均匀，这是静电的应用，D正确，不符题意。故选C。7.某同学用平行板电容器设计制作了单电容热膨胀检测仪，原理如图所示.电容器上极板固定，下极板可随材料竖直方向的尺度变化而上下移动，闭合开关S，若材料热胀冷缩，下列说法中正确的是（）A.材料温度升高，极板所带电荷量增大B.滑动变阻器滑片向下滑动少许可以提高检测仪的工作电压C.检测到灵敏电流计的电流方向为从a到b，说明材料温度降低D.检测结束，断开开关，灵敏电流计上有从a到b的短暂电流【答案】A【解析】【详解】A．材料温度升高，材料膨胀，电容器两板间距减小，根据，可知电容增大；由于电容器两板电势差不变，根据，可知极板所带电荷量增大，故A正确；B．滑动变阻器滑片向下滑动，接入电路阻值减小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流增大，路端电压减小，则检测仪的工作电压降低，故B错误；C．检测到灵敏电流计的电流方向为从a到b，则电容器在充电，极板所带电荷量增大，由A选项分析可知，材料温度升高，故C错误；D．检测结束，断开开关，电容器放电，则灵敏电流计上有从b到a的短暂电流，故D错误。故选A。8.如图所示，四根通有大小相等且为恒定电流的长直导线垂直穿过xOy平面，与xOy平面的交点形成边长为2a的正方形且关于x轴和y轴对称，各导线中电流方向已标出。下列说法正确的是（）A.在O点的磁感应强度方向沿x轴正方向B.x轴正半轴的磁感应强度方向沿x轴正方向C.直导线1、3之间相互作用力为排斥力D.直导线1、2、3对导线4的作用力的合力为零【答案】B【解析】【详解】AB．根据安培定则判断四根导线在O点产生的磁感应强度的方向分别为：1导线产生的磁感应强度方向为O4方向；3导线产生的磁感应强度方向为O2方向；同理，2导线产生的方向为O3方向，4导线产生的方向为O1方向；则根据平行四边形定则进行合成可知，四根导线同时存在时O点的磁感应强度大小为0。同理，可判断知在Ox轴正方向上，1、4导线的合磁场方向沿x轴负方向，2、3导线的合磁场方向沿x轴正方向，且磁感应强度大小大于1、4导线的合磁感应强度大小（无穷远点出除外），所以，可得四根导线在x轴正方向上的合磁感应强度方向沿x轴正方向，A错误，B正确；C．利用安培定则确定通电直导线电流产生的磁场方向，利用左手定则确定安培力的方向，可知当平行放置的长直导线中通有反向电流时，电流之间的作用力表现为排斥力，当平行放置的长直导线中通有同向电流时，电流之间的作用力表现为吸引力，即“同向相吸，异向相斥”的规律，所以直导线1、3之间的相互作用力应为吸引力，C错误；D．根据通电导线之间的作用规律“同向相吸，异向相斥”，可知1、3导线对4的作用力均为斥力，且沿它们的连线向外，2导线对4的作用力为引力，且沿它们的连线向内。设1、3导线对4的作用力大小为，则它们的合力大小为，方向2→4。由于无限长通电直导线在某点产生的磁感应强度大小与该点到直导线的距离成反比，可得2导线对4的作用力大小为，方向4→2，则直导线1、2、3对导线4的作用力的合力大小为，D错误。故选B。9.如图所示，一环形线圈沿条形磁铁的轴线，从磁铁N极的左侧A点运动到磁铁S极的右侧B点，A、B两点关于磁铁的中心对称，则在此过程中，穿过环形线圈的磁通量将（）A.先增大，后减小B.先减小，后增大C.先增大，后减小、再增大，再减小D.先减小，后增大、再减小，再增大【答案】A【解析】【分析】【详解】穿过线圈的磁通量应以磁铁内部磁场为主的，而内部的磁感线是一定值，在A、B点时，外部磁感线比较密，即与内部相反的磁感线多，相抵后剩下的内部的磁感线就少；中间位置时，外部磁感线比较疏，即与内部相反的磁感线少，相抵后剩下的内部的磁感线就多。所以两端磁通量小，中间磁通量大。故A正确；BCD错误。故选A。10.磁电式电表原理示意图如图所示，两磁极装有极靴，极靴中间还有一个用软轶制成的圆柱。极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向，两者之间有可转动的线圈。a、b、c和d为磁场中的四个点。下列说法正确的是（）A.图示右侧通电导线受到安培力向下B.圆柱内的磁感应强度处处为零C.线圈转动到a、b两点的安培力大小相等D.c、d两点的磁感应强度大小相等【答案】C【解析】【详解】A．根据左手定则可知，右侧通电导线受到安培力向上，故A错误；B．圆柱内有沿半径方向的磁感线，所以磁感应强度不为零，故B错误；C．根据可知，线圈转动到a、b两点的安培力大小相等，故C正确；D．c点较d点磁感线密，所以c点较d点磁感应强度大，故D错误。故选C。11.扫地机器人是智能家用电器的一种，它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫，如图所示为某品牌智能扫地机器人及其铭牌上的部分文字说明，若已知该扫地机器人从电能耗尽开始充电，电能全部用完算一次工作时间。则下列说法正确的是（）产品型号DF43/DF45工作电压14.4V额定功率22W充电座额定输出电压19V充电座额定输出电流0.6A电池种类及规格锂电池14.4V/2600mAhA.2600mAh是指电池储存电能的大小 B.扫地机器人正常工作电流为0.6AC.扫地机器人充满电后一次工作时间约为1.7h D.扫地机器人需要充满电的时间约为45h【答案】C【解析】【详解】A．电池容量是指电池的存储电量（电流与时间的乘积）的多少，不是储存电能的大小，故A错误；B．扫地机器人正常工作时的电流为B错误；C．扫地机器人充满电后一次工作时间为C正确；D．扫地机器人需要充满电的时间约为D错误。故选C。12.电磁场与现代高科技密切关联，并有重要应用。对以下四个科技实例，说法正确的是（）A.图甲的速度选择器能使速度大小的粒子沿直线匀速通过，但与粒子的带电性质、带电量及速度方向无关B.图乙的磁流体发电机正常工作时电流方向为b到aC.图丙是质谱仪工作原理示意图，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝S3，粒子的比荷越小D.图丁为霍尔元件，若载流子带负电，稳定时元件左侧的电势低于右侧的电势【答案】D【解析】【详解】A．若粒子沿直线匀速通过速度选择器，则所以若粒子从左进入速度选择器，则不管粒子带正电还是带负电，均可以从左向右匀速通过速度选择器，若粒子从右进入速度选择器，则不管粒子带正电还是带负电，由于初始时电场力与洛伦兹力方向相同，粒子均不可以从右向左匀速通过速度选择器，即与粒子的速度方向有关，故A错误；B．图乙中，根据左手定则可知，正电荷受到向上的洛伦兹力，打在P板上，负电荷受到向下的洛伦兹力，打在Q板上，所以P板带正电，Q板带负电，所以电流方向为a到b，故B错误；C．根据题意可知，粒子经过速度选择器时，有粒子进入偏转磁场时，有联立可得由此可知，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝S3，即r越小，粒子的比荷越大，故C错误；D．若载流子带负电，根据左手定则可知，载流子受到向左的洛伦兹力，将打到左极板上，所以左侧的电势低于右侧的电势，故D正确。故选D。13.三峡水电站是我国最大的水力发电站，平均水位落差约98m，水的流量约1.03×104m3/s，水流冲击水轮机发电时，水流减少的势能有20%转化为电能。本市现行阶梯电价每户每月1档用电量最高为240kW·h，如果按照本市现行阶梯电价1档最高用电量计算，三峡电站可以满足家庭生活用电的户数约为（）户A.6×1010 B.6×108 C.6×106 D.6×104【答案】C【解析】【详解】每月的发电量三峡电站可以满足家庭生活用电的户数约为户故选C。二、选择题II（本题有2小题，每小题3分，共6分。在每小题给出的四个选项中，至少有一个符合题目要求，全部选对得3分，选对但不全得2分，错选、多选得0分）14.关于教材中的四幅插图，下列说法正确的是（）A.图甲：当摇动手柄使得蹄形磁铁转动，铝框会同向转动，但转得比磁铁慢B.图乙：给真空冶炼炉通入高频交流电，通电的导线会产生大量热量，从而冶炼金属C.图丙：在蹄形磁铁两极间自由转动的铜盘，如果忽略摩擦，铜盘会一直转动下去D.图丁：微安表的表头在运输时要把两个正、负接线柱用导线连在一起从而保护电表指针，这是利用了电磁阻尼原理【答案】AD【解析】【详解】A．图甲：当摇动手柄使得蹄形磁铁转动，导致铝框的磁通量发生变化，从而产生感应电流，受到安培力，铝框会同向转动，但转得比磁铁慢，A正确；B．图乙：给真空冶炼炉通入高频交流电，炉内的金属中会产生涡流，会产生大量热量，从而冶炼金属，B错误；C．图丙：在蹄形磁铁两极间自由转动的铜盘，就算摩擦极小，也会因产生感应电流，在电磁阻尼的作用下很快停下，C错误；D．图丁：微安表的表头在运输时要把两个正、负接线柱用导线连在一起，运输过程中导线转动切割磁感应线产生感应电流，线圈受到的安培力会阻碍线框的转动，可以保护电表指针，这是利用了电磁阻尼原理，D正确。故选AD。15.如图所示，一带正电粒子从K发出（初速度为零），经K与A板间的加速电场加速，从A板中心沿中心线KO射出，然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中，经过电场后打在荧光屏上的P点。已知加速电压为U1，M、N两板间的电压为U2，板长为L，粒子的质量为m，电荷量为e，不计粒子重力。下列说法正确的是（）A.增大加速电压U1，P点会往上移动B.增大M、N两板间的电压U2，P点会往上移动C.若把粒子的质量增加为原来的2倍，则P点位置不变D.若把粒子的带电量增加为原来的2倍，则P点位置不变【答案】BCD【解析】【详解】在电场中加速时在偏转电场中时解得A．增大加速电压U1，则y变小，即P点会往下移动，选项A错误；B．增大M、N两板间的电压U2，则y变大，P点会往上移动，选项B正确；CD．偏转距离y与粒子质量m和电荷量q无关，则若把粒子的质量增加为原来的2倍，或者把粒子的带电量增加为原来的2倍，则P点位置都不变，选项CD正确。故选BCD。非选择题部分三、实验题（本题共2小题，其中II题最后三空每空2分，其余每空均1分，共14分。）16.某同学通过实验测量一种合金丝的电阻率。（1）用螺旋测微器测量电阻丝的直径，其示数如图甲所示，则直径的测量值为_________mm。（2）用多用电表欧姆挡测量电阻丝的电阻Rx，开始时选用“10”的挡位测量发现指针偏转角太大，挡位应调整为_________（填“1”或“100”）挡，正确调整挡位后经过欧姆调零重新测量，指针如图乙所示，此时电阻的测量值为_________Ω。（3）为了精确地测量电阻丝的电阻，实验中使用的器材还有A.电源（输出电压为4V）B.电流表（量程0~0.6A，内阻约0.1Ω）C.电压表（量程0~3V，内阻约3kΩ）D.滑动变阻器（最大阻值10Ω）E.开关、导线等实验时开关S2应接_________端（选填“a”或“b”）。该实验的测量值比真实值偏_________（选填“大”或“小”）。（4）正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器测得电压表示数为U，电流表示数为I，测得接入电路的合金丝长度为L，直径为D，则合金丝的电阻率ρ=_________（用题中所给或所测得的物理量符号表示）【答案】（1）0.400（2）①.②.11（3）①.b②.小（4）【解析】【小问1详解】根据螺旋测微器的读法可得，金属丝的直径【小问2详解】[1]多用电表欧姆挡测电阻时，选用“10”的挡位测量发现指针偏转角太大，说明待测电阻的阻值较小，应更换小倍率挡位，即“1”挡位；[2]根据指针指示的可得，可知电阻的阻值为。【小问3详解】[1]由于，故采用电流表的外接法，S应接到b端；[2]电流表外接时，由于电压表的分流作用，导致电流测量偏大，根据欧姆定律可知，测量值偏小。【小问4详解】根据电阻的计算公式解得其中整理可得17.用如图所示电路测定一节蓄电池的电动势和内电阻。蓄电池的内阻非常小，为防止调节滑动变阻器时造成短路，电路中用了一个保护电阻R0。除蓄电池、电键和足量导线外，还有下列仪器可供选择：A.电流表A1（0~3A）；电流表A2（0~0.6A）；B.电压表V1（0~3V）；电压表V2（0~15V）；C滑动变阻器Rp1（10Ω，2A）；滑动变阻器Rp2（1000Ω，1A）；D.定值电阻R01（阻值2Ω，额定功率5W）；定值电阻R02（阻值10Ω，额定功率10W）。（1）实验时，滑动变阻器选__________（选填Rp1或Rp2），定值电阻选__________（选填R01或R02）。（2）请按图甲电路完善图乙实物的连线__________。（3）根据测得的数据得到如图所示的U-I图线。由图可知，该电源的电动势E=__________V，内电阻r=__________Ω。（结果均保留2位有效数字）【答案】（1）①.Rp1②.R01（2）（3）①.2.0②.0.50【解析】小问1详解】[1][2]根据U-I图线得最大电流是0.4A，最大电压是2.0V，因此电流表应选A2，电压表应选V1；能保证电路安全，又方便实验操作，因此滑动变阻器选RP1；定值电阻可以选R01、（阻值2Ω、额定功率5W），如果选择R02，由于定值定值较大，电路电流较小，电流变化范围小，不能测多组实验数据。【小问2详解】连线如图【小问3详解】[1][2]根据图象与纵坐标的交点为电池的电动势，故电动势为2.0V；图象的斜率绝对值为内电阻和定值电阻之和，故内电阻为：四、解答题（本题共4小题，第17题8分，第18、19、20各11分，共41分）18.如图所示，电源电动势，内阻，闭合开关S后，标有“8V，12W”的灯泡恰能正常发光，电动机M绕线的电阻，求：（1）电源的输出功率；（2）10s内电动机产生的热量Q；（3）电动机的机械功率。【答案】（1）16W（2）2.5J（3）3.75W【解析】【小问1详解】由题意知，并联部分电压为U＝8V内电压应为U内＝E-U＝2V总电流I＝＝2A电源的输出功率＝UI＝16W【小问2详解】流过灯泡的电流I1＝＝1.5A则流过电动机的电流I2＝I-I1＝0.5A电动机10s内产生的热量Q＝＝2.5J【小问3详解】电动机的总功率W电动机的机械功率P机=W19.如图所示，半径的四分之一光滑圆弧形绝缘轨道与水平绝缘轨道AB平滑连接于B点，轨道所在空间存在方向水平向右、电场强度大小的匀强电场。将质量的带电体P（可视为质点）从水平轨道AB上的D点（图中未画出）由静止释放后，P沿轨道开始运动。已知P的电荷量，P与轨道AB间的动摩擦因数，D、B两点间的距离，取重力加速度大小。求：（1）D、C两点间的电势差；（2）P从D点运动到B点所用的时间t；（3）P运动到圆弧轨道的末端C点时，圆弧轨道对P的弹力大小。【答案】（1）（2）（3）【解析】【小问1详解】D、C两点沿电场线方向的间距根据电势差与电场强度的关系有解得【小问2详解】对P受力分析，根据牛顿第二定律有根据运动学公式有解得【小问3详解】P从D点到C点的过程根据动能定理有在C点，根据牛顿第二定律有解得20.如图所示，足够长的平行金属导轨MN、PQ平行放置，间距为L=3m，与水平面成θ=53°，导轨与固定电阻R1和R2相连，且R1=R2=2Ω。R1支路串联开关S，原来S闭合，匀强磁场垂直导轨平面斜