福建省三明市2024-2025学年高二上学期期末考试 物理 含解析

三明市2024—2025学年第一学期普通高中期末质量检测高二物理试题（满分：100分；考试时间：90分钟）注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3．考试结束后，将答题卡交回。一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32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.匀强磁场中，带电粒子的速度为v、所受洛伦兹力为f，则下图正确的是（）A. B.C. D.【答案】B【解析】【详解】由左手定则可知，A图中f垂直纸面向外；B图中f向上；C图中f=0；D图中f向下。故选B。2.“eV”常作为能量单位，“1eV”表示一个电子经过1V电压加速后获得的能量，则“80eV”的能量是（）A B. C. D.【答案】B【解析】【详解】由题可知故有故选B。3.如图为研究自感现象的电路图。灯1、2完全相同，线圈L自感很大，其阻值与灯1、2相同。闭合开关，调节使灯1、2亮度相同。当开关断开时（）A.灯1、2同时熄灭 B.流过灯1的电流方向向左C.灯2先熄灭，灯1后熄灭 D.灯1闪亮后逐渐熄灭，灯2立即熄灭【答案】C【解析】【详解】当开关断开时，灯2立即熄灭，由于L中产生自感电动势阻碍电流的减小，则L相当电源，与灯1重新组成新的回路，使得灯1逐渐熄灭，此时通过灯1的电流方向向右；因为线圈L阻值与灯1、2相同，则稳定时通过线圈L的电流与通过灯1的电流相等，则当开关断开时灯1不会闪亮。故选C。4.一带负电的微粒在如图所示的电场中运动。图中实线为电场线，虚线为等势面，M点和N点在同一电场线上，M点和P点在同一等势面上，则（）A.P点电势比N点的高B.N点的电场强度比P点的大C.微粒在N点的电势能比其在P点的小D.微粒从M点移到N点，电场力对其做负功【答案】C【解析】【详解】A．由于M点和P点在同一等势面上，而N点电势高于M点的电势，故P点的电势比N点的低，A错误；B．根据电场线的疏密程度可知，N点的电场强度比P点的小，B错误；C．.由于负电荷在电势低的地方电势能大，故微粒在N点的电势能比其在P点的小，C正确；D．负电荷受力方向与电场强度方向相反，故微粒从M点移到N点，电场力对其做正功，D错误。故选C。5.如图，一横截面积为的铜导线，通过的电流为1A时，自由电子定向移动的平均速率为，试估算体积内的自由电子数为（）A.个 B.个 C.个 D.个【答案】D【解析】【详解】题意可知铜导线横截面积，电流，自由电子定向移动的平均速率，自由电子电荷量。电流的微观表达式为（其中I是电流，n是单位体积（）内的自由电荷数，q是每个自由电荷的电荷量，S是导体的横截面积，v是自由电荷定向移动的速率）联立解得个故选D。6.如图，法拉第圆盘发电机的两电刷间接有一定值电阻。已知圆盘半径为r，绕中心轴以角速度逆时针旋转，回路中总电阻为R，大小为B的匀强磁场垂直圆盘向上，则ab端（）A.感应电流方向不断变化 B.感应电流方向始终a到bC.感应电流大小 D.两点间电势差大小【答案】C【解析】【详解】AB．将圆盘看成由一根根沿半径方向的辐条构成，每一根辐条均为一个电源，所有电源均为并联关系，根据右手定则可知，感应电流方向始终b到a，故AB错误；C．感应电动势根据闭合电路欧姆定律有解得故C正确；D．根据欧姆定律可知，两点间电势差大小故D错误。故选C。7.如图，时，单刀双掷开关S接1，流过电路中P点的电流和电容器两极板的电势差随时间变化的图像分别如图甲、乙所示。时接2，则图像中可能正确的是（）A. B.C. D.【答案】A【解析】【详解】AB．开关S接1时，电容器充电，充电完毕后电流为零；再将开关S拨向2位置，开始反向放电，且放电越来越缓慢，放电完毕后电流为零，故A正确，B错误；CD．开关S接1时，电容器与电源直接相连，充电结束后，两端电压为电源电动势，恒定不变，放电过程中，两极板间的电压逐渐减小，但极板的电性不变，故图像都应在t轴上方，故CD错误。故选A。8.电磁流量计常用来测量导电流体的流量Q（单位时间内流过管道横截面的液体体积）。如图甲，在排污管a处安装一电磁流量计，排污管a处和b处的管道直径分别为100mm和200mm。当导电污水流过竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场时，a处管壁M、N两点间的电势差为U，如图乙所示。污水流量为时，通过a处速度约为10m/s；若流量为时，则（）A.M点电势始终高于N点电势 B.b处流量约为C.通过b处速度约为2.5m/s D.U与B之比约为【答案】D【解析】【详解】A．根据左手定则可知，正电荷进入竖直向下的磁场区域时会向右偏转，负电荷向左偏转，所以M点电势始终低于N点电势，故A错误；B．当流量为，因管内的污水流速稳定，即管道中各处的流量均为，故B错误；C．b处的管道直径为，由流量为可得通过b处速度约为故C错误；D．若流量为时，a处的流量计内污水的速度约为，当粒子在电磁流量计中受力平衡时，有可得故D正确。故选D。二、双项选择选题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9.如图，直线边界上方存在足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外。一带正电粒子以某一速率v从O点射入磁场做匀速圆周运动，进入磁场时速度方向与边界夹角为θ，不计重力，（）A.若θ、v一定，B越大，则粒子的周期越小B.若θ、v一定，B越大，则粒子的半径越大C.若B、v一定，θ越小，则粒子在磁场中运动时间越长D.若B、θ一定，v越小，则粒子在磁场中运动时间越长【答案】AC【解析】【详解】AB．由，得，所以若θ、v一定，B越大，则越小，越小，故A正确，B错误；C．根据角度关系可知，粒子在磁场中匀速圆周运动的圆心角为若B、v一定，则一定，θ越小，则越大，根据可知粒子在磁场中运动时间越长，故C正确；D．若B、θ一定，则一定，粒子在磁场中匀速圆周运动的圆心角一定，根据可知粒子在磁场中运动时间一定，故D错误。故选AC。10.如图，充电后的平行板电容器水平放置，极板间距离为d，上极板正中有一小孔。一质量为m、电荷量为的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落，穿过小孔后恰好到达下极板。极板间电场可视为匀强电场，不计空气阻力，重力加速度为g，则（）A.电容器上极板带正电，下极板带负电B.小球在电容器中的电势能逐渐增大C.电容器极板间电场强度大小D.若下极板左移一些，小球未能到达下极板【答案】BD【解析】【详解】A．由于小球高处由静止开始下落，穿过小孔后恰好到达下极板，则小球在两极板间做减速运动，受到竖直向上的电场力，小球带正电，故上极板带负电，下极板带正电，A错误；B．由于小球在电场中运动时，电场力做负功，小球的电势能增大，B正确；C．根据动能定理可得解得C错误；D．若下极板左移一些，根据可知电容器电容减小，而电容器的电荷量不变，结合可知极板间的电势差增大，又因为可知，极板间的电场强度增大，带电小球受到电场力增大。由于小球重力不变，电场力增大，小球将到不了下极板，D正确。故选BD。11.为打击酒驾醉驾行为保障交通安全，三明交警常用酒精浓度检测仪对驾驶员进行测试。图甲是一酒精测试仪，工作原理如图乙所示，R为气敏电阻，其阻值随酒精气体浓度的增大而减小，电源电动势为E、内阻为r，电表均为理想电表，为定值电阻且。若酒驾者对测试仪吹气时，电压表变化量为、电流表变化量为，则（）A.电压表示数增大 B.电源效率增大C.电源输出功率增大 D.不变【答案】CD【解析】【详解】A．酒驾者对测试仪吹气时，R阻值减小，总电阻减小，总电流变大，R0和内阻r上的电压变大，则R上电压减小，即电压表示数减小，选项A错误；B．电源的效率外电阻减小，则电源效率减小，选项B错误；C．当外电阻等于电源内阻时电源输出功率最大，则当R减小时外电阻向内电阻靠近，则电源输出功率变大，选项C正确；D．根据U=E-I(r+R0)可得不变，选项D正确。故选CD。12.如图甲，一倾角为θ的足够长固定光滑绝缘斜面，部分区域存在平行于斜面方向的电场。设x轴坐标的原点O在斜面底端，沿斜面向上为正方向。现在原点O处由静止释放一质量为m、电荷量为的滑块，滑块沿斜面运动的一段过程中，其机械能E随位置坐标x的变化如图乙所示，已知曲线上A点斜率最大，重力加速度为g。滑块可视为质点，不计空气阻力与滑块产生的电场。则（）A.在过程中，滑块先加速后匀速B.在过程中，电场力对滑块做功为0C.在处，滑块的动能最大，最大动能为D.在过程中，滑块的重力势能与电势能之和先减小后增大【答案】BD【解析】【详解】A．根据功能关系可知，电场力所做的功等于机械能的变化量，即有故在图像中，图线的斜率表示电场力的大小，0 到 x1 区间内，图线的斜率增大，电场力增大，物体做加速度增加的加速运动，A点斜率最大，加速度最大， x1 到 x2区间，图线的斜率减小，电场力逐渐减小，当电场力小于重力的下滑分力时，物体做减速运动，x2之后，斜率为零，物体不受电场力的作用，物体在重力的作用下做匀减速运动，因此，在过程中，滑块先加速后减速， A 错误；B．在 x2∼x3 阶段滑块机械能保持不变，高度增加，动能减小，说明此过程只有重力做功，电场力不做功， B 正确。C．图中给出的 x1 处的机械能是，并不意味着滑块动能在此处最大；由曲线可知滑块此后仍在加速（机械能继续增大），故最大动能并不在 x1 处，而应在 x1 到 x2区间某位置，C 错误；D．根据功能关系可知，滑块在运动过程中，只有重力势能、电势能、动能之间相互转化，总能量保持不变， x1 到 x2区间，图线的斜率减小，物体先做加速度减小的加速运动，后做加速度增加的减速运动，物体的动能先增大后减小，故过程中，滑块的重力势能与电势能之和先减小后增大，D 正确。故选BD。三、非选择题：共52分，其中13、14、15题为填空题，16、17题为实验题，18-20题为计算题。考生根据要求作答。13.匀强磁场中有一面积为的闭合导线环，当环面与磁场垂直时，穿过环的磁通量为0.25Wb，则该磁场的磁感应强度为_______T；当环面翻转180°时，磁通量变化量的大小为_______Wb；当环面转至与磁场方向平行时，穿过环的磁通量为_______Wb。【答案】①.1.25②.0.5③.0【解析】【详解】[1]根据，可得[2]规定开始时的磁通量为正方向，则有环面翻转时的磁通量故磁通量的变化量为即磁通量变化量的大小为，方向与规定的正方向相反。[3]当环面转至与磁场方向平行时，穿过环的磁通量为0。14.一直流电动机线圈的电阻一定，当线圈两端的电压为0.3V，电流为0.3A时，电动机不转动。当线圈两端的电压为2V，电流为0.8A时，电动机正常工作。则电动机线圈的电阻是_______Ω；正常工作时，电动机的输入电功率是_______W，输出的机械功率是_______W。【答案】①.1②.1.6③.0.96【解析】【详解】[1]电动机线圈的电阻为[2]正常工作时，电动机的输入电功率是[3]输出的机械功率是15.在磁感应强度大小为方向垂直于纸面向外的匀强磁场中，有两根互相垂直的长直绝缘导线，电流的方向如图所示。上方的a、b两点关于对称。已知a、b两点的磁感应强度大小分别为和，方向均垂直纸面向外。则在b点产生的磁感应强度大小为_______；在a点产生的磁感应强度大小为_______，方向垂直纸面_______（选填“向外”或“向里”）。【答案】①.②.③.向里【解析】【详解】设I1在ab两点的磁感应强度大小为B1，根据安培定则可知，方向均垂直纸面向里；I2在ab两点的磁感应强度大小为B2，a点垂直纸面向里，b点向外；设向外为正，由磁场叠加可知，解得，在a点产生的磁感应强度方向垂直纸面向里。16.在测量一节干电池的电动势和内阻实验中，提供如下器材：电流表（量程0~0.6A），电压表（量程0~3V），滑动变阻器，开关、导线若干。（1）此电流表是由量程为1mA，内阻为59.9Ω的表头改装而成，改装时所用的并联电阻的阻值为______Ω。（2）用图甲所示电路进行实验得到图乙中线①，则干电池的电动势______，内阻______。（结果均保留2位小数）（3）现有一小灯泡伏安特性曲线如图乙中线②，将其与上述干电池组成串联电路时，干电池的输出功率是______W。（结果保留2位小数）【答案】（1）0.1（2）①.1.48②.0.80（3）0.26【解析】【小问1详解】改装电流表时，根据并联分流可知，改装时所用的并联电阻的阻值为【小问2详解】[1][2]根据闭合电路欧姆定律有结合图像有，【小问3详解】两图线交点坐标为（0.20A，1.32V），则电源的输出功率为17.某研究性学习小组需测量某圆柱体新型材料的电导率σ（电阻率的倒数）。实验提供以下器材：A．电流表（0~100mA，内阻约5Ω）B．电流表（0~1A，内阻约0.5Ω）C．电压表（0~3V，内阻约3kΩ）D．滑动变阻器（0~5Ω）E．滑动变阻器（0~100Ω）F．滑动变阻器（0~1000Ω）G．电源（3V，内阻约1.0Ω）H．开关与导线若干I．刻度尺与游标卡尺（1）用刻度尺测出圆柱体长度为L。用游标卡尺测量圆柱体直径d，示数如图甲，则读数_______。（2）用多用电表欧姆挡粗测圆柱体的阻值约为30Ω。为了更准确测量阻值且保证电压从零开始调节，则电流表选用_______，滑动变阻器选用_______（选填器材前的字母）（3）如图乙，实验器材已连接了部分导线，完成剩余连线______。（4）若测得圆柱体的阻值为R，则电导率_______（用d、L和R表示）。（5）为解释滑动变阻器选择对实验的影响，该小组把器材D、E、F分别接入电路，让滑片由一端向另一端移动的过程中，其电压表读数随变化的关系曲线a、b、c如图丙所示，指滑片移动的距离x与滑片在变阻器上可移动的总长度L的比值。则图线a对应的器材是_______（选填“D”“E”或“F”），不选该滑动变阻器的理由是_______。【答案】（1）42.40（2）①.A②.D（3）（4）（5）①.F②.从在较大范围内变化时，电压变化不明显，不方便调节【解析】【小问1详解】游标卡尺测量圆柱体直径d=42mm+0.05mm×8=42.40mm【小问2详解】[1][2]电路可能达到的最大电流，则电流表选用A；滑动变阻器接成分压电路，则选用阻值较小的D。【小问3详解】因电压表内阻远大于待测电阻，可知应该采用电流表外接，滑动变阻器用分压电路，则电路如图【小问4详解】根据其中可得【小问5详解】[1][2]图线a随滑片移动过程中，电压表示数变化较小，说明定值电阻与滑动变阻器左侧部分并联变化较小，说明滑动变阻器阻值较大，则对应的器材应该是F。若选择F，则从在较大范围内变化时，电压变化不明显，不方便调节，所以为了使电压表示数变化明显，应使用最大阻值更小的滑动变阻器。18.如图，真空中直角坐标系xOy中的A、B、C三点构成等腰直角三角形，O为斜边AB的中点，腰长。现将两个电荷量q均为的点电荷分别固定在A、B点，已知静电力常量，求：（1）两点电荷间的库仑力大小；（2）C点的电场强度。【答案】（1）（2），沿y轴正方向【解析】【小问1详解】由库仑定律解得【小问2详解】单个点电荷在C点产生的场强大小根据电场的叠加原理可知C点的电场强度大小联立解得方向：沿y轴正方向19.如图，直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限内存在垂直纸面向里的匀强磁场。一电子在电压为的电场加速后从水平金属板M、N左端中间水平射入偏转电场，恰好通过M板右端P点（位于y轴上）离开偏转电场后进入第Ⅰ象限，经磁场偏转后垂直x轴离开。已知电子质量为m、电荷量的大小为e，经过P点时速度方向与x轴正方向夹角为60°；偏转电场的两极板间距为d。M、N板间电场视为匀强电场，不计电子重力，忽略边缘效应。求：（1）电子进入偏转电场时的速度大小