2025屆河南省鄭州市八校物理高二第一學(xué)期期末檢測試題含解析

2025屆河南省鄭州市八校物理高二第一學(xué)期期末檢測試題請考生注意：1．請用2B鉛筆將選擇題答案涂填在答題紙相應(yīng)位置上，請用0．5毫米及以上黑色字跡的鋼筆或簽字筆將主觀題的答案寫在答題紙相應(yīng)的答題區(qū)內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙上均無效。2．答題前，認真閱讀答題紙上的《注意事項》，按規(guī)定答題。一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4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、如圖所示，帶負電的金屬環(huán)繞軸OO′以角速度ω勻速旋轉(zhuǎn)，在環(huán)左側(cè)軸線上的小磁針最后靜止時（）A.N極豎直向上 B.N極豎直向下C.N極沿軸線向左 D.N極沿軸線向右2、如圖所示，一個半徑為R的導(dǎo)電圓環(huán)與一個軸向?qū)ΨQ的發(fā)散磁場處處正交，環(huán)上各點的磁感應(yīng)強度B大小相等，方向均與環(huán)面軸線方向成θ角（環(huán)面軸線為豎直方向），若導(dǎo)電圓環(huán)上通有如圖所示的恒定電流I，則下列說法不正確的是（）A.導(dǎo)電圓環(huán)有收縮的趨勢B.導(dǎo)電圓環(huán)所受安培力方向豎直向上C.導(dǎo)電圓環(huán)所受安培力的大小為2BIRD.導(dǎo)電圓環(huán)所受安培力的大小為2πBIRsinθ3、如圖所示，邊長為l的等邊三角形導(dǎo)線框用絕緣細線懸掛于天花板，導(dǎo)線框中通以恒定的逆時針方向的電流。圖中虛線過邊中點和邊中點，在虛線的下方為垂直于導(dǎo)線框向里的有界矩形勻強磁場，其磁感應(yīng)強度大小為B。此時導(dǎo)線框處于靜止狀態(tài)，細線中的拉力為；現(xiàn)將虛線下方的磁場移至虛線上方且磁感應(yīng)強度的大小改為原來的兩倍，保持其他條件不變，導(dǎo)線框仍處于靜止狀態(tài)，此時細線中拉力為。則導(dǎo)線框中的電流大小為（）A. B.C. D.4、質(zhì)譜儀是測量帶電粒子的比荷和分析同位素的重要工具，如圖所示，帶電粒子從容器A下方的小孔S1飄入電勢差為U的加速電場，其初速度幾于為零。然后經(jīng)過S3，沿著與磁場垂直的方向進入磁感強度為B的勻強磁場中，最后打到照相底片D上?，F(xiàn)有某種元素的三種同位素的原子核由容器A進入質(zhì)譜儀，最后分別打在底片P1、P2、P3。三個位置，不計粒子重力。則打在P3處的粒子（）A.動能最大 B.動量最大C.比荷最大 D.質(zhì)量最大5、兩導(dǎo)體的I－U關(guān)系如圖所示，圖線1表示的導(dǎo)體的電阻為R1，圖線2表示的導(dǎo)體的電阻為R2，則下列說法正確的是()A.R1∶R2=1∶3B.R1∶R2=3∶1C.將R1與R2串聯(lián)后接于電源上，則電流比為I1∶I2=1∶3D.將R1與R2并聯(lián)后接于電源上，則電流比為I1∶I2=1∶16、關(guān)于宇宙速度，下列說法正確的是A.第一宇宙速度大小為16.7km/s B.第二宇宙速度大小為11.2km/sC.第三宇宙速度大小為7.9km/s D.第二宇宙速度也叫環(huán)繞速度二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、如圖，固定在水平桌面上的光滑金屬導(dǎo)軌cd、eg處于方向豎直向下的勻強磁場中，金屬桿ab與導(dǎo)軌接觸良好，在兩根導(dǎo)軌的端點d、e之間連接一電阻，其他部分電阻忽略不計，現(xiàn)用一水平向右的恒力F作用在金屬桿ab上，使金屬桿由靜止開始向右沿導(dǎo)軌滑動，滑動中桿ab始終垂直于導(dǎo)軌，金屬桿受到的安培力用F安表示，則下列說法正確的是（）A.金屬桿ab做勻加速直線運動B.金屬桿ab運動過程回路中有順時針方向的電流C.金屬桿ab所受到的F安先不斷增大，后保持不變D.金屬桿ab克服安培力做功的功率與時間的平方成正比8、如圖所示是某直流電路中電壓隨電流變化的圖象，其中a、b分別表示路端電壓、負載電阻上電壓隨電流變化的情況，下列說法正確的是A.陰影部分的面積表示電源輸出功率B.陰影部分的面積表示電源的內(nèi)阻上消耗的功率C.當滿足時，電源的輸出功率最大D.當滿足時，電源效率小于50％9、下列現(xiàn)象屬電磁驅(qū)動的是A.磁電式儀表線圈的骨架用鋁框來做B.微安表的表頭在運輸時要把兩接線柱短接C.自制金屬地雷探測器D.當圖中B變大時，ab在固定光滑導(dǎo)軌上滑動10、如圖所示，直角三角形ABC中存在一勻強磁場，比荷相同的兩個粒子沿AB方向自A點射入磁場，分別從AC邊上的P、Q兩點射出，則：A.從P射出的粒子速度大B.從Q射出的粒子速度大C.從P射出的粒子，在磁場中運動的時間長D.兩粒子在磁場中運動的時間一樣長三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）霍爾元件是一種基于霍爾效應(yīng)的磁傳感器，用它可以檢測磁場及其變化，圖甲為使用霍爾元件測量通電直導(dǎo)線產(chǎn)生磁場的裝置示意圖，由于磁芯的作用，霍爾元件所處區(qū)域磁場可看做勻強磁場，測量原理如乙圖所示，直導(dǎo)線通有垂直紙面向里的電流，霍爾元件前、后、左、右表面有四個接線柱，通過四個接線柱可以把霍爾元件接入電路，所用器材已在圖中給出并已經(jīng)連接好電路。（1）制造霍爾元件的半導(dǎo)體參與導(dǎo)電的自由電荷帶負電，電流從乙圖中霍爾元件右側(cè)流入，左側(cè)流出，霍爾元件______（填“前表面”或“后表面”）電勢高；（2）已知霍爾元件單位體積內(nèi)自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷的電荷量為e，霍爾元件的厚度為h。為測量霍爾元件所處區(qū)域的磁感應(yīng)強度B，根據(jù)乙圖中所給的器材和電路，還必須測量的物理量有______（寫出具體的物理量名稱及其符號），計算式B=______。12．（12分）某實驗小組的同學(xué)準備探究某個燈泡的伏安特性曲線，所用器材如下：A．待測電燈泡一只，額定電壓為2.5V，額定功率為1.5W.B．電壓表：量程為300mV，內(nèi)阻為300ΩC．電壓表：量程為15V，內(nèi)阻為6kΩD．電流表：量程為0.6A，內(nèi)阻約為0.1ΩE．電流表：量程為300mA，內(nèi)阻約為1ΩF．滑動變阻器：最大阻值為200Ω，最大電流為0.2AG．滑動變阻器：最大阻值為10Ω，最大電流為1AH．定值電阻，阻值為2700ΩI．電動勢為4.5V的直流電源一個，開關(guān)一個，導(dǎo)線若干（1）實驗中電壓表應(yīng)選______，電流表應(yīng)選______，滑動變阻器應(yīng)選______．（填寫器材前的字母代號）（2）請在圖1虛線框中畫出該實驗的電路圖__________（3）該小組的同學(xué)通過實驗作出了小燈泡的伏安特性曲線，若將小燈泡直接與電動勢E=3.0V，內(nèi)阻r=7.5Ω的電源相連，則小燈泡的功率為______W．（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）四、計算題：本題共3小題，共38分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）一初速度為零的帶電量為e的質(zhì)子，經(jīng)電壓為U的電場加速后，垂直進入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，則：（1）質(zhì)子被加速后的速度為多少？（2）質(zhì)子在磁場中受到的洛倫茲力為多少？（3）質(zhì)子做圓周運動的半徑為多少？14．（16分）如圖所示，在邊長為的正方形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為．在正方形對角線上有一點，到距離均為，在點有一個能連續(xù)發(fā)射正離子的裝置，且所有正離子的質(zhì)量均為、電荷量均為．不計離子重力及離子間相互作用力（1）若由點水平向右射出一正離子，恰好從點射出，求該離子的速度大小及在磁場中運動的時間；（2）若由點連續(xù)不斷地向紙面內(nèi)各方向發(fā)射速率均為的正離子，求在邊有離子射出的區(qū)域長度15．（12分）如圖所示，在傾角為37°的光滑斜面上有一根長為0.4m、質(zhì)量為6×10－2kg的通電直導(dǎo)線，電流大小I＝1A，方向垂直于紙面向外，導(dǎo)線用平行于斜面的輕繩拴住不動。(1)開始時，整個裝置放在無磁場的環(huán)境中，即B0＝0，求此時斜面對通電直導(dǎo)線的支持力大小。(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2)(2)給整個裝置所處的空間加豎直向上的勻強磁場，若斜面對通電直導(dǎo)線的支持力為零，求磁感應(yīng)強度B的大小。

參考答案一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4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、C【解析】金屬環(huán)帶負電，按題圖所示的方向旋轉(zhuǎn)，則金屬環(huán)的電流方向與旋轉(zhuǎn)方向相反，由右手螺旋定則可知磁極的方向：左端N極，右端S極，因此小磁針最后靜止時N極沿軸線向左，故C正確，ABD錯誤。故選C。2、C【解析】由題意可知考查安培力作用下的平衡問題，由左手定則和力的平衡條件計算可得【詳解】若導(dǎo)電圓環(huán)上通有如題圖所示的恒定電流I，由左手定則可得導(dǎo)電圓環(huán)上各小段所受安培力斜向內(nèi)，導(dǎo)電圓環(huán)有收縮的趨勢，導(dǎo)電圓環(huán)所受安培力方向豎直向上，導(dǎo)電圓環(huán)所受安培力的大小為2πBIRsinθ，故選項A、B、D不符合題意，選項C符合題意【點睛】受力分析時可以把立體空間關(guān)系轉(zhuǎn)化為平面關(guān)系，利用正交分解計算可得3、C【解析】當磁場在虛線下方時，通電導(dǎo)線的等效長度為，受到的安培力方向豎直向上，設(shè)三角形導(dǎo)線框質(zhì)量為m，則有：當磁場在虛線上方時，通電導(dǎo)線的等效長度為，受到的安培力方向豎直向下，磁感應(yīng)強度增大到原來的兩倍，故此時有：聯(lián)立可得故C正確，ABD錯誤；故選C。4、C【解析】根據(jù)動能定理可得粒子經(jīng)過加速電場后的速度為解得在磁場中由洛倫茲力提供向心力有聯(lián)立以上解得因為打在P3位置的粒子運動半徑最小，比荷最大，由此可知C正確，ABD錯誤。故選C5、A【解析】通過I–U圖象得出兩電阻關(guān)系；串聯(lián)電路電流相等，并聯(lián)電路，電壓相等，電流比等于電阻之反比【詳解】AB．根據(jù)I?U圖象知，圖線的斜率表示電阻的倒數(shù)，所以R1:R2=1:3，故A正確，B錯誤；C．串聯(lián)電路電流處處相等，所以將R1與R2串聯(lián)后接于電源上，電流比I1:I2=1:1，故C錯誤；D．并聯(lián)電路，電壓相等，電流比等于電阻之反比，所以將R1與R2并聯(lián)后接于電源上，電流比I1:I2=3:1，故D錯誤6、B【解析】第一宇宙速度大小是7.9km/s，也叫環(huán)繞速度，故AD錯誤；第二宇宙速度大小是11.2km/s，故B正確；第三宇宙速度是物體逃離太陽的最小速度．大小是16.7km/s，故C錯誤二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、BC【解析】金屬桿受到的安培力：F安培=BIL=，金屬桿在恒力作用下向右做加速運動，隨速度v的增加，安培力變大，金屬桿受到的合力減小，加速度減小，當安培力與恒力合力為零時做勻速直線運動，安培力保持不變，由此可知，金屬桿向右先做加速度減小的加速運動，然后做勻速直線運動，故A錯誤，C正確；由右手定則或楞次定律可知，金屬桿ab運動過程回路中有逆時針方向的感應(yīng)電流，故B正確；安培力的功率：P安培=F安培v=，如果金屬桿做初速度為零的勻加速直線運動，則v=at，安培力的功率與時間的平方成正比，由于金屬桿先做加速度減小的加速運動后做勻速直線運動，因此金屬桿ab克服安培力做功的功率與時間的平方不成正比，故D錯誤；故選BC【點睛】由于安培力公式求出安培力的表達式，分析清楚金屬桿所受安培力如何變化、分析清楚金屬桿的運動過程是解題的前提與關(guān)鍵，由于安培力公式與功率公式即可解題8、AC【解析】AB．陰影部分的面積為路端電壓與電流的乘積，為電源的輸出功率，故A正確，B錯誤；CD．當滿足α=β時，內(nèi)外阻相等，輸出功率最大，但電源的效率為50%，故C正確，D錯誤。故選AC。9、AD【解析】A．鋁是導(dǎo)體，儀表指針偏轉(zhuǎn)時鋁框隨之轉(zhuǎn)動，并切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流又會受到安培阻力，阻礙線圈的轉(zhuǎn)動，故A正確；

B．連接后由于電磁效應(yīng)動圈阻尼變得極大，運輸時線圈不再容易擺動，可以防止指針打壞，故B錯誤；

C．金屬探測器由高頻振蕩器、振蕩檢測器、音頻振蕩器和功率放大器等組成，而非電磁驅(qū)動，故C錯誤；

D．當圖中B變大時，回路中產(chǎn)生電流，又產(chǎn)生安培力，故屬于電磁驅(qū)動，故D正確；

故選AD。10、BD【解析】粒子在磁場中做圓周運動，根據(jù)題設(shè)條件作出粒子在磁場中運動的軌跡，根據(jù)軌跡分析粒子運動半徑和周期的關(guān)系，從而分析得出結(jié)論【詳解】如圖，粒子在磁場中做圓周運動，分別從P點和Q點射出；由圖知，粒子運動的半徑RP＜RQ，又粒子在磁場中做圓周運動的半徑知粒子運動速度vP＜vQ，故A錯誤，B正確；粒子在磁場中做勻速圓周運動，根據(jù)幾何關(guān)系（圖示弦切角相等），粒子在磁場中偏轉(zhuǎn)的圓心角相等，根據(jù)粒子在磁場中運動的時間：t=T，又因為粒子在磁場中圓周運動的周期，可知粒子在磁場中運動的時間相等，故C錯誤，D正確；故選BD【點睛】粒子在磁場中做圓周運動，洛倫茲力提供向心力，由此根據(jù)運動特征作出粒子在磁場中運動的軌跡，掌握粒子圓周運動的周期、半徑的關(guān)系是解決本題的關(guān)鍵三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、①.后表面②.電壓表示數(shù)U，電流表示數(shù)I③.【解析】（1）[1]磁場是直線電流產(chǎn)生，根據(jù)安培定則，磁場方向向下；電流向左，根據(jù)左手定則，安培力向外，載流子是負電荷，故前表面帶負電，后表面帶正電，故后表面電勢較高。（2）[2][3]設(shè)前后表面的厚度為d，最終電子在電場力和洛倫茲力的作用下處于平衡有：根據(jù)電流微觀表達式，有：聯(lián)立解得：因此還必須測量的物理量有：電壓表讀數(shù)U，電流表讀數(shù)I。12、①.(1)B②.D③.G④.（2）電路如圖；⑤.（3）0.20—0.26【解析】（1）燈泡的額定電壓為2.5V，15V量程較大不能準確測量，故應(yīng)采用B和H串聯(lián)使用測量電壓；由圖可知，電流最大約為0.5A，則電流表選擇D；因采用分壓式接法，故滑動變阻器選擇小電阻G；（2）滑動變阻器采用分壓接法；電壓表內(nèi)阻遠大于燈泡電阻，電流表應(yīng)采用外接法，電路圖如圖所示（3）在燈泡的I-U圖象坐標系內(nèi)，作出電動勢為E=3.0V，內(nèi)阻為r=7.5Ω的電源I-U圖象如圖所示；由圖象可得：燈泡兩端電壓為1V，通過燈泡的電流為0.24A，則燈泡實際功率P′=U′I′=1V×0.24A=0.24W；點睛：本題考查描繪小燈泡伏安特性曲線的實驗，要明確實驗實驗原理，知道電表改變的應(yīng)用；掌握根據(jù)圖象分析數(shù)據(jù)的方法，注意小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大，不能根據(jù)歐姆定律直接求解四、計算題：本題共3小題，共38分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13、（1）；（2）；（3）【解析】(1)粒子在電場中加速，由動能定理即可求得粒子的速度；粒子在磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，列出動力學(xué)的方程即可求得質(zhì)子在磁場中運動的軌道半徑.【詳解】(1)粒子在電場中加速，由動能定理得解得:；(2)質(zhì)子在磁場中受到