河南省南阳市2024-2025学年高二上学期1月期末考试物理试卷（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE12024年秋期高中二年级期终质量评估物理试题注意事项：1.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2.选择题答案使用2B铅笔填涂，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号；非选择题答案使用0.5毫米的黑色中性（签字）笔或碳素笔书写，字体工整、笔迹清楚。3.请按照题号在各题的答题区域（黑色线框）内作答，超出答题区域书写的答案无效。4.保持卡面清洁，不折叠，不破损。5.本试卷分试题卷和答题卷两部分，满分100分，考试时间75分钟。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.铁环上绕有对称的绝缘通电导线，电流方向如图所示，则（）A.铁环中心O点的磁感应强度为0B.铁环中心O点的磁感应强度方向向右C.铁环正上方的A点磁感应强度方向向下D.铁环正下方的B点磁感应强度方向向上【答案】D【解析】将通电导线视为两部分，即看做两个左右对称放置的通电螺线管。由安培定则分别得到左右两边螺线管的磁场上端均为N极，下端为S极，根据通电螺线管周围空间磁感线的分布特点，可知O处磁感应强度方向向下，铁环中心O点的磁感应强度不为0；铁环正上方的A点磁感应强度方向向上，铁环正下方的B点磁感应强度方向也向上。2.1932年，美国物理学家安德森在宇宙线实验中发现了正电子（正电子与电子质量相同，但是带等量的正电荷）。他利用放在强磁场中的云室来记录宇宙线粒子，并在云室中加入一块厚的铅板，借以减慢粒子的速度。当宇宙线粒子通过云室内的强磁场时，拍下粒子径迹的照片，如图所示。这个粒子的径迹与电子的径迹十分相似，只是偏转方向相反。由此，安德森发现了正电子，并由于这一发现，获得了1936年的诺贝尔物理学奖。由于所加铅板降低了粒子的运动速度，粒子在磁场中偏转的轨道半径就会变小，所以根据铅板上下粒子径迹的偏转情况，可以判定（）A.图中的粒子是由上向下运动的B.图中磁场方向应垂直于纸面向内C.图中上半部分的磁感强度大于下半部分的磁感应强度D.图中上半部分的磁感强度小于下半部分的磁感应强度【答案】B【解析】A．粒子在磁场中运动洛伦兹力提供向心力可得半径为粒子穿过铅板后速度减小，粒子在磁场中运动半径减小，由图可知正电子从下向上穿过铅板。A错误；B．由左手定则可知磁场的方向垂直纸面向里。B正确；CD．图中上半部分的磁感强度等于下半部分的磁感应强度，CD错误。故选B。3.操作1：取一只微安表，用手晃动表壳，观察表针相对表盘摆动的情况。操作2：用导线把微安表的两个接线柱连在一起，再次晃动表壳，观察表针相对表盘的摆动情况（）A.操作1中表针的晃动比操作2中更剧烈B.操作2中表针的晃动比操作1中更剧烈C.操作1、操作2中表针的晃动剧烈程度相同D.运输微安表时不能把正、负接线柱连一起【答案】A【解析】ABC．操作1中晃动电表，由于形不成闭合回路，所以表内只有感应电动势，没有电流，导体不受安培力的作用，表针的晃动幅度较大；操作2中微安表内会形成闭合回路，晃动电表，既有感应电动势产生，也有感应电流产生，导体受到安培阻力的作用，表针晃动幅度会变小，所以操作1中表针的晃动比操作2中更剧烈，故A正确，BC错误；D．运输微安表时能把正、负接线柱连在一起，使得电表指针晃动时，产生感应电流，导体受到安培阻力作用，减小电表指针摆动角度，保护电表指针，故D错误。故选A。4.在如图所示的电路中，两个灯泡和的规格相同，与线圈L串联后接到电源上，与可调电阻R串联后接到电源上。先闭合开关S，调节电阻R，使两个灯泡的亮度相同，再调节可调电阻，使它们都正常发光，然后断开开关S（）A.在断开开关S时，灯泡闪亮一下后逐渐熄灭B.在断开开关S时，灯泡闪亮一下后逐渐熄灭C.在断开开关S时，灯泡、均闪亮一下后逐渐熄灭D.在断开开关S时，灯泡、均不闪亮，直接逐渐熄灭【答案】D【解析】一段时间电路稳定后，断开开关S，和与L、R构成回路，L相当于电源，因原来两个灯泡的亮度相同，则两支路电流相等，所以不会出现、闪亮一下再熄灭的现象，、都会逐渐变暗，且同时熄灭。故选D。5.如图所示，是一个竖直的矩形导线框，全部处于磁感应强度为B的水平方向的匀强磁场中，线框面积为S，边水平，线框绕某一竖直固定轴以角速度匀速转动（按俯视的顺时针方向）。在边与磁场方向的夹角到达30°的时刻（图示位置），导线框中产生的瞬时电动势（）A.大小为 B.大小为C.大小为 D.方向沿【答案】B【解析】MN边与磁场方向成30°时，感应电动势为由右手定则可知电流方向为KLMNK。故选B。6.如图所示，在与纸面平行的匀强电场中有A、B、C三个点，是边长为的等边三角形的三个顶点，其电势分别为中、和。则匀强电场的电场强度大小为（）A. B.C. D.【答案】A【解析】如图D点的电势为AC连线中点的电势与B的电势相同，根据等边三角形的特点可知，过B的等势面与AC垂直，所以电场方向由A到C，则有7.如下图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动。输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用表示，变阻器R代表用户用电器的总电阻，当用电器变化时，相当于R的值变化（滑动片向下或向上移动）。如果变压器上的能量损失可以忽略，当用户的用电器增加时，下列说法正确的是（）A.电流表读数不变 B.电压表的读数变大C.电压表的读数变小 D.电流表的读数变小【答案】C【解析】B．因输入电压不变，故电压表的读数不变，故B错误；ACD．因输入电压不变，变压器匝数比不变，故电压表的读数也不变，当用户的用电器增加时，相当于减小，分得的电压也变小，即电压表的读数变小，又由于减小，则副线圈回路的电阻变小，故电流表的读数变大，电流表的读数也变大，故AD错误，C正确。故选C。二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）8.在一次科学晚会上，一位老师表演了一个“魔术”：如图，一个没有底的空塑料瓶上固定着一根铁锯条和一块易拉罐（金属）片，把它们分别跟静电起电机的两极相连。在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香，很快就看见整个透明塑料瓶里烟雾缭绕。摇动起电机，顿时塑料瓶清澈透明，停止摇动，又是烟雾缭绕。若锯条接电源负极，金属片接正极，下列说法正确的是（）A.起电机摇动时，塑料瓶内锯条附近电场强度最大B.起电机摇动时，烟尘带负电C.消失的烟尘最终运动到了锯条上D.消失的烟尘是从瓶口和瓶底跑掉的【答案】AB【解析】A．由尖端附近的电场线比较密集可知，在锯条附近的电场强度最大，故A正确；BCD．负离子在电场力作用下，向正极移动时，碰到烟尘微粒使它带负电，因此带负电烟尘，在电场力作用下，向金属片运动，最终被吸附到金属片上，故B正确，CD错误。9.如图所示，真空中有两个点电荷，为、为，分别固定在x轴的坐标为0和的位置上。下到说法正确的是（）A.x轴上的位置的电场强度为0B.x轴上的位置的电场强度为0C.x轴上和的位置的电场强度的方向是沿x轴的正方向的D.取无穷远处电势为0，x轴上的位置电势均为负【答案】BC【解析】A．两点电荷在x轴上的位置产生的场强均沿x轴正向，可知该点的电场强度不可能为0，选项A错误；B．x轴上的位置的电场强度为选项B正确；C．x轴上区域两电荷在各点叠加后的场强沿x轴正向，的位置的电场强度的方向是沿x轴的负方向，在的位置的电场强度的方向是沿x轴的正方向的，选项C正确；D．取无穷远处电势为0，因，可知x轴上x=3cm处的电势为正，可知的位置电势不是均为负，选项D错误。故选BC。10.有一块小量程电流表，满偏电流为，内阻为。现要将它改装成0～、0～的两量程电流表，某同学除了参考电路图甲外，还设计了如图乙所示电路（）A.甲电路可以防止换挡时电流全部流经表头，更加安全B.乙电路可以防止换挡时电流全部流经表头，更加安全C.若采用图甲的电路，则D.若采用图甲的电路，则【答案】AD【解析】AB．由图示电路图可知，图乙在更换量程时两个分流电阻都没有并联在表头两端，容易烧坏表头，图乙所示电路不合理，图甲所示电路合理，故A正确，B错误；CD．对甲电路，量程为10mA时量程为1mA时解得，故C错误，D正确；故选AD。三、实验题（本题共2小题，共14分。请按题目要求作答）11.某同学为了探究电容器两极板间电势差跟所带电荷量的关系，设计了如图所示的实验电路。实验操作如下：A.随后再断开开关，闭合，电压表示数再次减少一半。C.断开开关，闭合开关，让B的两极板完全放电。D.把开关接2，使另一个相同的但不带电的电容器B跟A并联，可以看到电压表示数变为原来的一半。该同学的操作顺序应为______。为了得到更多组实验数据，可以重复______。【答案】BDCACA【解析】[1]根据实验操作及原理可知，同学的操作顺序应为BDCA；[2]为了得到更多组实验数据，应重复CA。12.随着居民生活水平的提高，纯净水已经进入千家万户。某市对市场上出售的纯净水质量进行了抽测，结果发现有不少样品的电导率（电导率是电阻率的倒数，是检验纯净水是否合格的一项重要指标）不合格。（1）你认为不合格的纯净水的电导率是偏大还是偏小？（2）为了方便测量纯净水样品的电阻，将采集的水样装入绝缘性能良好的塑料圆柱形容器内，容器两端用金属圆片电极密封，如图甲所示。请用笔画线表示导线，连接测量纯净水样品电阻的电路。（3）用游标卡尺测量塑料圆柱形内径d，示数如图乙所示，则______。（4）如果测得塑料圆柱形容器内径为d，长度为l，某次测量电压表示数为U，电流表示数为I，请写出电导率的表达式______。【答案】（1）偏大（2）（3）（4）【解析】（1）不合格的纯净水中含有较多的离子，导电能力好，电阻率偏小，电导率偏大。（2）容器内水的电阻比滑动变阻器的电阻大得多，为了使电表指针有较大的偏转，滑动变阻器采用分压接法；容器内水的电阻远大于电流表的内阻，所以采用内接法，如图（3）游标卡尺精确度为0.1mm，读数为13mm+mm=13.7mm（4）根据欧姆定律根据电阻定律有则电导率为四、计算题（本题共3小题，共40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位）13.某一具有速度选择器的质谱仪原理如图所示，A为粒子加速器，加速电压为；B为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为，两板间距离为d；C为偏转分离器，磁感应强度为。今有一质量为、电荷量为的正粒子（不计重力），经加速后，该粒子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动。求：（1）粒子的速度为多少？（2）速度选择器两板间电压为多少？（3）粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为多大？【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）粒子在A加速器中做加速直线运动，由动能定理得解得粒子的速度为（2）粒子在B速度选择器中做匀速直线运动，由受力平衡条件得解得速度选择器两板间电压为（3）粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力可得匀速圆周运动的半径为14.图中的是一个粗细均匀边长为l的正方形导线框，其电阻为R。线框以恒定速度ⅴ沿x轴运动，并穿过图中所示的匀强磁场区域，磁感应强度为B。如果以x轴的正方向作为安培力的正方向，线框在图示位置的时刻开始计时。（1）请通过计算在坐标纸上作出线框所受的安培力随时间变化的图像，标明图线关键位置的坐标值；（2）线框穿过磁场的过程中产生的热；（3）线框进入磁场的过程中流过导线任意横截面的电量（绝对值）和a、b两点间的电压。【答案】（1）（2）（3）；【解析】（1）①线框进入磁场前解得由于没有进入磁场，所以安培力是0。②进入磁场过程（～）根据法拉第电磁感应定律有根据欧姆定律有根据安培力公式有解得方向沿x轴负向。③进入磁场后，离开磁场前～，线框中没有感应电流，。④离开磁场时（～），与进入磁场过程一样，，方向沿x轴负向。则有线框所受的安培力随时间变化的图像如图所示。（2）线框穿过磁场进产生的热，根据功能关系有解得（3）线框进入磁场的过程其中解得根据右手定则可知a点电势较高，根据欧姆定律有解得15.有一种电子仪器叫作示波器，可以用来观察电信号随时间变化的情况。示波器的核心部件是示波管，图甲是它的原理图。它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空。电子枪的作用是产生高速飞行的一束电子。如果在偏转电极之间和偏转电极之间都没有加电压，电子束从电子枪射出后沿直线运动，打在荧光屏中心，在那里产生一个亮斑。如果示波管的偏转电极上加的是如图丙所示的待测的信号电压，偏转电极接入仪器自身产生的如图丁所示的锯齿形扫描电压，电子质量为m，带电量为，初速度为0，加速电压为，之间的距离为，左右方向长度为，之间的距离为，左右方向的长度为，右侧到荧光屏的距离为。电子在示波管中的运动时间远小于T，不计偏转电极与之间的水平距离，求（1）0～T