湖北省黃岡市2024-2025學年高二物理上學期期末考試試題含解析

PAGE21-湖北省黃岡市2024-2025學年高二物理上學期期末考試試題（含解析）一、單項選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分.在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的.1.以下敏感元件中不是通過測量電阻的變更來確定外界非電學量的變更的是A.光敏電阻 B.干簧管 C.熱敏電阻 D.電阻應變片【答案】B【解析】【詳解】A．光敏電阻是依據(jù)光照強度不同而電阻不同性質(zhì)，通過測量電阻的變更來確定光強的變更，故A錯誤；B．干簧管能將磁場的信息轉(zhuǎn)化為電學量，是一種磁性傳感器，故B正確；C．熱敏電阻是依據(jù)溫度上升而電阻減小的性質(zhì)，通過測電阻的變更來確定溫度的變更，故C錯誤；D．電阻應變片是依據(jù)應變片在力的作用下形態(tài)變更而電阻變更的性質(zhì)，通過測電阻的變更來確定力變更，故D錯誤。故選B。2.不斷發(fā)覺和相識新現(xiàn)象，進而理解事物的本性，這是一切科學發(fā)展的必由之路。下列說法正確的是A.放射性元素衰變的快慢是由原子所處的化學狀態(tài)和外部條件確定的B.原子核越大，它的比結(jié)合能越大C.電子的發(fā)覺使人們相識到原子不是組成物質(zhì)的最小微粒，原子本身也具有結(jié)構(gòu)D.假如大量氫原子處在n=3的能級，會輻射出6種不同頻率的光【答案】C【解析】【詳解】A．原子核的半衰期與所處的化學狀態(tài)和外部條件無關(guān)，由內(nèi)部自身因素確定，故A錯誤；B．原子核的結(jié)合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量，則原子核越大，它的結(jié)合能越高，但比結(jié)合能不肯定越大，故B錯誤；C．電子的發(fā)覺使人們相識到原子不是組成物質(zhì)的最小微粒，原子還能再分，故C正確；D．大量氫原子處在n=3的能級，會輻射出即3種頻率的光，故D錯誤。故選C。3.在以下試驗中，能視察到電流表指針偏轉(zhuǎn)的是A.把螺線管與電池兩極連接，將絕緣直導線穿過螺線管，再在直導線兩端連接電流表B.用兩根4m的導線平行放置，在相隔約兩張紙厚的距離，先把其中的一根導線接到電池的兩端通電，再把另一根與電流表相連C.先把磁極放入螺線管中，再讓螺線管和電流表相接構(gòu)成一個回路D.把A、B兩個線圈繞在同一個鐵環(huán)上，A線圈接入電流表，B線圈接到電源上，在給B線圈通電或斷電的瞬間【答案】D【解析】【詳解】A．將一螺線管兩端與電池連接，再把一根導線引進螺線管中并與電流計相連，由于螺線管中的電流不變，產(chǎn)生的磁場不變，穿過絕緣直導線與電流表的回路磁通量不變，則沒有感應電流產(chǎn)生，故A錯誤；B．與電池相連的導線中的電流不變，產(chǎn)生的磁場不變，穿過另始終導線與電流表的回路磁通量不變，則沒有感應電流產(chǎn)生，故B錯誤；C．先把磁極放入螺線管中，再讓螺線管和電流表相接構(gòu)成一個回路，由于螺線管中的磁通量不變，所以沒有感應電流產(chǎn)生，故C錯誤；D．在給B線圈通電或斷電瞬間，B線圈中的電流發(fā)生變更，產(chǎn)生的磁場發(fā)生變更，穿過A線圈和電流表組成的回路磁通量發(fā)生變更，所以有感應電流產(chǎn)生，故D正確。故選D。4.電流天平是一種測量磁場力的裝置，如圖所示.兩相距很近的多匝通電平行線圈I和II，線圈I固定，線圈II置于天平托盤上。當兩線圈均無電流通過時，天平示數(shù)恰好為零.下列說法正確的是A..兩線圈電流方向相同時，天平示數(shù)為正數(shù)B.兩線圈電流方向相反時，天平示數(shù)為負數(shù)C.線圈I匝數(shù)的越少，天平越靈敏D.線圈II的匝數(shù)越多，天平越靈敏【答案】D【解析】【詳解】AB．當天平示數(shù)負時，說明兩線圈相互吸引，兩線圈電流方向相同，當天平示數(shù)為正時，說明兩線圈相互排斥，兩線圈電流方向相反，故AB錯誤；CD．由于線圈II放在天平托盤上，線圈II受到線圈I的作用力為所以當線圈II的匝數(shù)越多，相同狀況下的力越大，則天平越靈敏，故C錯誤，D正確。故選D。5.如圖所示，KLMN是一個豎直的n匝矩形導線框，全部處于磁感應強度為B的水平勻強磁場中，線框面積為S，KL邊水平，線框繞某豎直固定軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動。初始時的夾角為（圖示位置），當線圈固定軸轉(zhuǎn)動了后，則A.此時穿過線框的磁通量為B.此時線框中的電流方向為N→M→L→K→NC.在此過程中磁通量變更了nBSD.線框平面轉(zhuǎn)到中性面時，線框中的感應電動勢最大【答案】AB【解析】【詳解】A．此時穿過線框的磁通量為故A正確；B．圖中的位置，線框的向右的磁通量增大，感應電流的磁場才方向向左，所以感應電流的方向為N→M→L→K→N，故B正確；C．線圈固定軸轉(zhuǎn)動了后，磁通量為所以磁通量變更為0，故C錯誤；D．線框平面轉(zhuǎn)到中性面時，即線圈平面與磁場垂直，則沒有任何邊切割磁感線，所以感應電動勢為0，故D錯誤。故選AB。6.如圖所示，空間中有寬為d的平行邊界勻強磁場，磁感應強度大小為B，方向垂直紙面對里，MN、M′N′為磁場邊界，MN左側(cè)有一個電荷量為q的帶正電粒子P，若P粒子以速度v0垂直MN進入磁場后，離開磁場時的速度方向與M′N′成θ=，不考慮粒子重力，則A.粒子P進入磁場后做勻速圓周運動，半徑為2dB.粒子P進入磁場時的速度越大，在磁場中運動的時將越長C.粒子P以速度v0進入磁場后，在磁場運動過程中洛倫茲力的沖量為D.粒子P進入磁場的速度小于時，粒子P將從MN離開磁場【答案】D【解析】【詳解】A．粒子運動軌跡如圖所示：由幾何關(guān)系可得：解得故A錯誤；B．由洛倫茲力供應向心力得得所以速度越大，半徑越大，粒子的偏轉(zhuǎn)角越小，由公式可知，粒子在磁場中的運動時間越小，故B錯誤；C．粒子P以速度v0進入磁場后在磁場中的運動時間為沖量為故C錯誤；D．粒子從MN邊射出的臨界狀態(tài)為軌跡與右邊界相切，此時半徑為d，則有得且即所以當速度為時，粒子P將從MN離開磁場，故D正確；故選D。7.一種未知粒子跟靜止的氫原子核正碰，測出碰撞后氫原子核的速度是7v。該未知粒子（速度不變）跟靜止的氮原子核正碰時，測出碰撞后氮原子核的速度是v。已知氫原子核的質(zhì)量是mH，氮原子核的質(zhì)量是14mH，上述碰撞都是彈性碰撞，則下列說法正確的是A.碰撞前后未知粒子的機械能不變B.未知粒子在兩次碰撞前后的方向均相反C.未知粒子的質(zhì)量為D.未知粒子可能是α粒子【答案】C【解析】【詳解】A．碰撞過程中末知粒子將一部分能量轉(zhuǎn)移到與其相碰的粒子上，所以機械能減小，故A錯誤；BCD．碰撞過程中由動量守恒和能量守恒得解得同理可知，聯(lián)立解得碰撞后未知粒子的速度說明未知粒子沒有反向，故BD錯誤，C正確；故選C。8.愛因斯坦提出了光量子概念，并勝利說明了光電效應現(xiàn)象，因此獲得了1921年的諾貝爾物理獎。光電管就是利用光電效應制作的一種光電器件，把光電管連入圖甲所示的電路可以探討金屬的遏止電壓UC與入射光頻率的關(guān)系，描繪出的圖象如圖乙所示。已知電子的電荷量為e，電表均為志向電表，下列說法正確的是A.當入射光的頻率減小到某一數(shù)值，剛好不發(fā)生光電效應時的電壓是遏止電壓B.當電路斷開時，若入射光的頻率為，則電壓表示數(shù)為C.K極的逸出功為D.普朗克常量為【答案】D【解析】【詳解】A．當入射光的頻率減小到某一數(shù)值時，使光電子到達陽極的速度剛好為0時，此時的電壓為遏止電壓，并不是不能發(fā)生光電效應，故A錯誤；B．當電路斷開時，電壓表的示數(shù)為0，故B錯誤；C．K極的逸出功即為不加電壓時剛好發(fā)生光電效應時間子具有的能量，即為故C錯誤；D．由光電效應方程結(jié)合圖乙可知，解得故D正確；故選D。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分.在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求.全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分.9.如圖所示為用志向變壓器連接的電路，原線圈接在u=311sin100πt（V）的溝通電源上，R為定值電阻，電流表為志向電表。起初開關(guān)S處于斷開狀態(tài)，下列說法中正確的是A.當開關(guān)S閉合后，電流表示數(shù)變大B.流過R的電流的頻率為100HzC.若S閉合后燈發(fā)光，在保持輸送電壓不變而減小電源頻率時燈更亮D.若S閉合后燈發(fā)光，則增大線圈的電感L可使燈更亮【答案】AC【解析】【詳解】A．當開關(guān)S閉合后，燈泡與線圈串聯(lián)后再與電阻R并聯(lián)，所以總電阻變小，副線圈中電流變大，所原線圈電流與變大，即電流表示數(shù)變大，故A正確；B．由公式可得故B錯誤；C．由公式可知，減小電源頻率時，感抗減小，燈泡更亮，故C正確；D．由公式可知，增大線圈的電感L，感抗增大，燈泡變暗，故D錯誤。故選AC。10.如圖甲所示，粗糙平行金屬導軌MN、PQ所在平面與水平面成θ角，M、N兩端接一電阻R，整個裝置處于方向垂直導軌平面對上的勻強磁場中。t=0時對金屬棒施加一平行于導軌的外力F，使金屬棒由靜止起先沿導軌向上運動，金屬棒電阻為r，導軌電阻忽視不計。已知金屬棒的速度v隨時間t變更的關(guān)系如圖乙所示.下列關(guān)于外力F、閉合回路中磁通量的變更率隨時間t變更的圖象，流過R的電荷量q、通過電阻R的感應電流I隨金屬棒的位移x的變更圖像可能正確的是A. B. C. D.【答案】C【解析】【詳解】由圖乙可知，金屬棒起先做勻加速直線運動，后做勻速運動A．由牛頓其次定律可知，勻加速時此過程力F與時間成線性關(guān)系，但不是成正比，即不過原點，故A錯誤；B．勻加速過程中磁通量變更率為此過程磁通量變更率與時間成正比，勻速過程此過程磁通量變更率不變，故B錯誤；C．電荷量為所以電荷量與位移成正比，故C正確；D．勻加速過程中電流為此過程電流與時間成正比，勻速過程中此過程中電流不變，故D錯誤。故選C。11.如圖所示，半徑為R的圓形區(qū)域中充溢了垂直紙面對里的勻強磁場，O是圓形區(qū)域的圓心，MN和PQ是夾角為θ=的兩條直徑，a、b兩個帶電粒子都從M點沿垂直于PQ的方向進入磁場區(qū)域，并分別從P、Q兩兩點離開，不計粒子的重力，下列說法肯定正確的是A.a粒子帶負電，b粒子帶正電B.b粒子在磁場中運動的時間是a粒子的2倍C.若只變更b粒子進入磁場時的速度方向，不變更速度大小，則b粒子均以垂直于MN的方向射出磁場D.若讓a粒子從P點進入磁場，a粒子可能從M點離開磁場【答案】AC【解析】【詳解】A．粒子運動軌跡如圖甲所示，由左手定則可知，a粒子帶負電，b粒子帶正電，故A正確；B．由粒子運動軌跡和幾何關(guān)系可知，得所以兩粒子在磁場中的運動半徑相同，由公式由于不清晰粒子電荷量、質(zhì)量等，所以無法確定兩粒子的運動時間，故B錯誤；C．變更b粒子進入磁場時的速度方向，不變更速度大小，由于粒子的運動半徑與圓形磁場半徑相等，所以，如圖乙中四邊形AOMC為菱形，所以AC肯定豎直，速度肯定垂直MN，故C正確；D．由于a粒子帶負電，從P點進入磁場后向右偏轉(zhuǎn)，所以不行能從M點射出，故D錯誤。故選AC。12.如圖甲所示，在光滑水平面上，有一個粗細勻稱的邊長為L的單匝正方形閉合線框abcd，在水外力的作用下，t=0時刻從靜止起先沿垂直磁場邊界方向做勻加速直線運動穿過勻強磁場，磁感應強度大小為B，方向豎直向上，測得線框中產(chǎn)生的感應電流i的大小和運動時間t的變更關(guān)系如圖乙所示（0－2s、4s－6s部分為虛線，其余部分為實線），ab邊剛進入磁場時的速度為v，則A.磁場寬度為B.進出磁場過程中流過線框的電荷量相等C.進出磁場過程中線框中產(chǎn)生了相同的電熱D.線框穿過磁場過程中b點的電勢高于a點的電勢，且b、a兩點電勢差Uab最大值為3BLv【答案】ABD【解析】【詳解】A．磁場寬度d為線框在時間2－6運動的長度，線框邊長為線框在時間2－4運動的長度所以磁場寬度為，故A正確；B．由公式可知，進出磁場過程中的面積變更相同，所以進出磁場過程中流過線框的電荷量相等，故B正確；C．線框進磁場的平均速度比出磁場的平均速度小，由公式可知，進磁場產(chǎn)生的熱量小于出磁場的熱量，故C錯誤；D．由右手定則可知，線框穿過磁場過程中b點的電勢高于a點的電勢，當ab邊剛要出磁場時速度為3v，此時ab的電動勢為，由于此時線框中沒有感應電流，所以Uab最大值為3BLv，故D正確。故選ABD。三、非選擇題：本題共6小題，共60分.13.霍爾元件是一種基于霍爾效應的磁傳感器，用它可以檢測磁場及其變更，廣泛應用于測量和自動限制等領(lǐng)域.在電動自行車中有多處用了霍爾傳感器，最典型的是測速、調(diào)速轉(zhuǎn)把、斷電剎把以及電動車無刷電機和霍爾助力傳感器等。試驗表明，銅以及大多數(shù)金屬的導電物質(zhì)是帶負電荷的電子，但鋅中的導電物質(zhì)帶的是正電。(1)霍爾元件的原理圖如圖所示，若制作霍爾元件的材料運用的是鋅，通入如圖所示的電流后，N表面的電勢_________M表面的電勢（填“高于”、“低于”、“等于”）；(2)霍爾元件能夠把磁學量_________轉(zhuǎn)換為電學量_________（填物理量的名稱）。【答案】(1).高于(2).磁感應強度(3).電壓【解析】【詳解】(1)[1]該霍爾元件中載流子帶正電，依據(jù)左手定則知，正電荷在洛倫茲力作用下偏向N表面，所以N表面的電勢高于M表面的電勢；(2)[2][3]霍爾元件能夠把磁學量磁感應強度，轉(zhuǎn)換為電學量電壓。14.某同學設(shè)計了如圖所示的試驗驗證動量守恒定律。所用的器材有：A．量筒，要求長度比較長，筒壁上有勻稱刻度線B．游標卡尺C．天平D．小球兩個（橡膠材質(zhì)的上浮小球，硬塑料材質(zhì)的下沉小球）E．細線，其質(zhì)量可以忽視不計F．記號筆試驗步驟如下：①選擇合適大小的小球，使通過細線相連的兩球體恰好懸浮在水中；②用天平稱量兩個小球的質(zhì)量，上浮小球的質(zhì)量為m1，下沉小球的質(zhì)量為m2；③用記號筆記錄兩個小球懸浮的位置；④剪斷細線；⑤用記號筆記錄某時刻兩個小球的位置；⑥多次試驗，分別計算出兩個小球在相同時間內(nèi)上浮和下沉的高度，記錄在表格中該同學按此方案進行試驗后，測得的數(shù)據(jù)如下表所示，請回答問題小球質(zhì)量上浮和下沉的高度第一次其次次第三次第次平均上浮小球m1=4.74g46.20mm46.22mm46.20mm46.18mm下沉小球m2=5.44g40.26mm40.24mm40.26mm40.26mm(1)上浮小球4次上浮的平均高度，下沉小球4次下沉的平均高度為_________mm（結(jié)到后兩位）；(2)在試驗誤差允許的范圍內(nèi)，當所測物理量滿意_________表達式時，即說明剪斷細線后，兩小球的動量守恒.A．B．C．(3)下列關(guān)于本試驗的一些說法，你認為正確的是_________A．兩個小球在水中運動的速度要適中，不能過快B．上浮小球選用密度更小的小球，試驗效果更好C．剪斷細線時對球的擾動大，但不會引起誤差D．選擇合適大小的小球使得兩球可以懸浮后，再把細線剪斷，用鑷子夾住兩截斷線，然后一起放入水中靜止，松開鑷子兩球起先運動，這種改進更好【答案】(1).40.26(2).A(3).AD【解析】【詳解】(1)[1]由表格數(shù)據(jù)可知(2)[2]由動量守恒得兩邊同時乘以時間得得故選A；(3)[3]A．兩個小球在水中運動的速度要適中，太快不利于標注小球的位置，故A正確；B．密度太小，小球受的浮力很小，小球上升的速度很大，不利于標注小球的位置，故B錯誤；C．剪斷細線時對球的擾動大，小球的運動可能不規(guī)則，不利于標注小球的位置，故C錯誤；D．用鑷子夾住兩截斷線，然后一起放入水中靜止，松開鑷子兩球起先運動，這樣操作對小球的運動影響更小，故D正確；故選AD。15.半徑為R內(nèi)壁絕緣光滑的半圓筒如圖所示，圓筒的截面在豎直平面內(nèi)，O為圓心，MN為圓筒的水平直徑，空間存在豎直向下的勻強磁場，平行圓圓筒軸線方向在圓筒內(nèi)放入一根長為L，質(zhì)量為m的通電直導線，當通入的電流為I時，導線剛好靜止，此時導線與圓心的連線與豎直方向的夾角為，已知重力加速度為g，sin=0.6，cos=0.8(1)求磁場的磁感應強度的大小；(2)現(xiàn)把導線拉到M位置后無初速度釋放，保持導線中的電流大小和不變，求導線運動到最低點時對圓筒的壓力大小【答案】(1)；(2)。【解析】【詳解】(1)導線靜止時，對導線受力分析如圖所示：正交分解后得：解得：；(2)從M位置釋放到運動到最低點，由動能定律得：在最低點處對導線分析，設(shè)導線受到的支持力為，由牛頓其次定律得解得：由牛頓第三定律得導線運動到最低點時對圓筒的壓力大小也為。16.如圖甲所示，一固定的矩形導體線圈水平放置，線圈的兩端通過志向變壓器接一只小燈泡，原副線圈的匝數(shù)比n1：n2=1：5，在線圈所在空間存在著與線圈平面垂直的勻稱分布的磁場。已知導體線圈的匝數(shù)n=100匝，電阻r=1，所圍成的矩形面積S=0.04m2，小燈泡的電阻R為15，磁場的磁感應強度的變更率隨時間按圖乙所示的正弦規(guī)律變更，不計燈絲電阻隨溫度的變更，泡正常發(fā)光，求：(1)小燈泡的電功率；(2)10分鐘的時間內(nèi)導體線圈上所產(chǎn)生的熱量?！敬鸢浮?1)15W；(2)15000J?！窘馕觥俊驹斀狻?1)設(shè)導體線圈上的電動勢為e，由法拉第電磁感應定律得：帶入數(shù)據(jù)，解得：導體線圈上電動勢有效值為設(shè)流過燈泡的電流為，流過導體線圈的電流為，原線圈的電壓為，由志向變壓器規(guī)律得：在原線圈回路中，由閉合電路歐姆定律得：小燈泡的電功率為，聯(lián)立以上數(shù)據(jù)，帶入數(shù)據(jù)解得：；(2)10分鐘的時間內(nèi)導體線圈上所產(chǎn)生的熱量，代入數(shù)據(jù)解得：Q=15000J。17.如圖所示，長木板放在光滑水平面上，左端用細線系在豎直墻壁上，右側(cè)安裝有固定著輕彈簧的擋板，某時刻讓一個可視為質(zhì)點的滑塊以速度v0從長木板左側(cè)滑上長木板，當彈簧壓縮到最短時剪斷細線，最終滑塊剛好回到長木板左側(cè).長木板（含