河北省石家莊市2024-2025學(xué)年高二上學(xué)期期末物理試卷【含答案解析】

石家莊市2024-2025學(xué)年度第一學(xué)期期末教學(xué)質(zhì)量檢測高二物理（本試卷滿分100分，考試時間75分鐘）注意事項：1.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號填寫在答題卡上。2.回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號?；卮鸱沁x擇題時，將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。3.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。一、單項選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只有一項符合題目要求。1.物理實驗中，常用亥姆霍茲線圈制造勻強(qiáng)磁場。如圖所示，亥姆霍茲線圈由兩個平行放置的通電線圈構(gòu)成，線圈中電流大小相同，方向如箭頭所示，線圈關(guān)于O點對稱，兩線圈中間區(qū)域可視為勻強(qiáng)磁場。以為原點，建立直角坐標(biāo)系，軸過兩線圈的圓心，兩個通電線圈在點產(chǎn)生的磁場方向為（）A.沿軸負(fù)方向 B.沿軸正方向C.沿軸負(fù)方向 D.沿軸正方向【答案】C【解析】【詳解】由右手螺旋定則可知，兩個通電線圈在點產(chǎn)生的磁場方向沿x軸負(fù)向。故選C。2.如圖所示電路中，A、B為兩個相同燈泡，為自感系數(shù)較大、電阻可忽略不計的電感線圈，下列說法正確的是（）A.接通開關(guān)S，A立即變亮，最后A比B亮B.接通開關(guān)S，B即變亮，最后、B一樣亮C.斷開開關(guān)，A、B都立刻熄滅D.斷開開關(guān)，A、B都逐漸熄滅【答案】D【解析】【詳解】AB．接通開關(guān)S，A立即變亮，由于線圈L產(chǎn)生自感電動勢阻礙電流的增加，則B逐漸亮起來，最后、B一樣亮，選項AB錯誤；CD．?dāng)嚅_開關(guān)，通過A原來的電流立即消失，但是由于線圈中產(chǎn)生自感電動勢阻礙電流減小，則L相當(dāng)電源在L、B、A中重新形成回路，則使得A、B都逐漸熄滅，選項C錯誤，D正確。故選D。3.如圖所示的電路中，電壓表和電流表均為理想電表。閉合開關(guān)，電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，向右緩慢滑動變阻器滑片的過程中，下列說法正確的是（）A.電流表示數(shù)減小 B.電壓表示數(shù)減小C.電容器所帶電荷量增加 D.電阻消耗的功率變大【答案】D【解析】【詳解】AB．將滑動變阻器R2的滑片向右移動，R2有效電阻減小，則外電路總電阻減小，總電流增大，的電壓增大，即電流表的示數(shù)增大，電壓表的示數(shù)增大，AB錯誤；C．總電流增大，電源內(nèi)電壓增大，路端電壓減小，而電壓表的示數(shù)增大，則電容器板間電壓減小，由Q=CU可知電容器C所帶的電荷量減小，C錯誤；D．電路中總電流增大，根據(jù)可知電阻消耗功率變大，D正確；故選D。4.兩根材料相同、橫截面半徑之比為3：1的均勻直導(dǎo)線P、Q按如圖所示的方式接入電路。當(dāng)電路中通入恒定電流時，流過P、Q的自由電子定向移動的平均速率之比為（）A.1：9 B.1：3 C.3：1 D.9：1【答案】A【解析】【詳解】根據(jù)可得可知流過P、Q的自由電子定向移動的平均速率之比為1:9。故選A。5.如圖所示，真空中有兩個等量帶正電的點電荷放在M、N兩點，O點為兩電荷連線的中點，圖中的OA為過O點且與MN垂直的線，B點為OA上的點，且。一試探電荷在A點所受的靜電力為，則該試探電荷在B點所受的靜電力大小為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】設(shè)電荷帶電量Q，三角形邊長為L，則兩電荷在A點場強(qiáng)試探電荷在A點的電場力由幾何關(guān)系則兩電荷在B點場強(qiáng)試探電荷在B點的電場力故選B。6.如圖所示，在一直線邊界上方存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為、方向垂直紙面向里勻強(qiáng)磁場。直線邊界上有一粒子源位于點，零時刻粒子源同時向紙面內(nèi)沿兩個不同的方向發(fā)射速度大小均為、質(zhì)量均為m、電荷量均為的粒子，且兩個粒子先后經(jīng)過該邊界上另外一點，點到點的距離為。若不計粒子重力和粒子間的相互作用，則這兩個粒子到達(dá)點的時間差為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【詳解】零時刻粒子源同時向紙面內(nèi)各個方向發(fā)射速率均為v、質(zhì)量均為m、電荷量均為的粒子，根據(jù)洛倫茲力提供向心力有解得根據(jù)題意可知根據(jù)幾何關(guān)系可知，兩粒子入射與邊界OP方向夾角分別為60°和120°，兩個粒子到達(dá)P點的時間差為又兩粒子運(yùn)動周期解得故選C。7.如圖，真空中的勻強(qiáng)電場平行于紙面，半徑為R的圓形區(qū)域處于勻強(qiáng)電場中，圓周上的A點有一粒子源，能向紙面內(nèi)各個方向陸續(xù)發(fā)射初動能相等、帶電量均為q的同種粒子，圓周上各處均有粒子到達(dá)，不計粒子重力和粒子間的相互作用，AC、BD是圓的兩條相互垂直的直徑，測得粒子到達(dá)圓周時的最小動能比初動能小，最大動能比初動能大，則（）A.電場強(qiáng)度的大小為 B.電場強(qiáng)度的大小為C.電場方向與AC的夾角為 D.電場方向與AC的夾角為【答案】B【解析】【詳解】由動能定理可知，最大動能與最小動能出現(xiàn)在平行于電場方向的直徑的兩端，設(shè)該直徑（電場方向）與AC夾角為，過A點作直徑的垂線，即為A點所在的等勢線。如圖根據(jù)動能定理有解得故選B。二、多項選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，有兩個或兩個以上選項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。8.類比法是物理學(xué)習(xí)中的重要思想方法，在研究磁場時我們引入了“磁通量密度”描述磁感線的疏密。磁通量密度，Φ為磁通量、S為垂直磁場的面積。類比于此，我們可以提出“電通量密度”去描述電場線的疏密。電通量密度，ΦE為電通量，S為垂直電場的面積。k為靜電力常量。下列說法正確的是（）A.磁通量和電通量都是矢量B.磁通量與電通量的正負(fù)表示通量的大小C.當(dāng)電場強(qiáng)度不為0時，電通量有可能為0D.若以一電荷量為+q的點電荷為球心，半徑為r的球面上的電通量為4πkq【答案】CD【解析】【詳解】A．磁通量為，電通量為，二者均為標(biāo)量，故A錯誤；B．磁通量與電通量的正負(fù)表示場線從平面的哪一面穿過，故B錯誤；C．當(dāng)電場強(qiáng)度不為0，但電場強(qiáng)度與平面平行時，電通量為0，故C正確；D．電場線與球面處處垂直，故D正確。故選CD。9.如圖，兩金屬板平行放置，質(zhì)量相等的粒子和分別靜止在上下極板處。現(xiàn)在兩極板間加恒定電壓，兩粒子僅在電場力作用下同時從靜止開始運(yùn)動，且同時經(jīng)過圖中水平虛線，虛線到上下極板的距離之比為1：3，忽略粒子間的相互作用。下列說法正確的是（）A.兩粒子所帶電荷量大小之比為1：3B.兩粒子所帶電荷量大小之比為1：9C.兩粒子從開始運(yùn)動到經(jīng)過虛線的過程電場力做功之比1：3D.兩粒子從開始運(yùn)動到經(jīng)過虛線的過程電場力做功之比1：9【答案】AD【解析】【詳解】AB．兩粒子均做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，在相等時間內(nèi)的位移之比為，由可知，兩粒子的加速度大小之比為，由可知，兩粒子所帶電荷量大小之比為，故A正確，B錯誤；CD．兩粒子從開始運(yùn)動到經(jīng)過虛線的過程電場力做功之比為，故C錯誤，D正確。故選AD。10.在圖甲電路中，電流表和電壓表均為理想電表，移動滑動變阻器的滑片以改變滑動變阻器（最大阻值為）的阻值，測得電阻和電源的伏安特性曲線分別如圖乙中圖線A、所示。若改變滑動變阻器的阻值，電壓表、和電流表的示數(shù)變化分別表示為、和，下列說法正確的是（）A.電流表的示數(shù)最大值為B.C.D.滑動變阻器消耗的最大功率為【答案】ABD【解析】【詳解】B．根據(jù)閉合電路歐姆定律有即結(jié)合圖線B可知得電源的內(nèi)阻即B正確；D．由題圖乙中圖線A知，電阻由題圖乙中圖線B知，電源的電動勢當(dāng)時，滑動變阻器R2消耗最大功率為D正確；A．電流表的最大值A(chǔ)正確；C．根據(jù)歐姆定律有C錯誤。故選ABD。三、非選擇題：本題共5小題，共54分。11.某同學(xué)要測量一圓柱狀合金的電阻率，用多用電表粗測合金的電阻約為5Ω，減少精確測量合金的電阻，根據(jù)實驗室提供的器材，設(shè)計電路并連接成如圖中所示的電路。（1）該電路圖中，閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動變阻器的滑片移到_____（填“”或“”）端。（2）移動滑動變阻器滑片，測量多組、，作圖像，由圖像可知=_____（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字），發(fā)現(xiàn)測量電阻值小于其真實值，原因是_____。（3）若圓柱狀合金長度為，直徑為，合金電阻值為，則其電阻率_____（用、、表示）?！敬鸢浮浚?）（2）①.4.4##4.3##4.5②.電流表外接，電流測量值偏大，電阻測量值偏?。?）【解析】【小問1詳解】該電路圖中，為防止損壞電表，粗測合金兩端電壓應(yīng)從零開始，閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動變阻器的滑片移到端?！拘?詳解】[1]根據(jù)歐姆定律，可知[2]發(fā)現(xiàn)測量電阻值小于其真實值，原因是電流表外接，電流測量值偏大，電阻測量值偏小?！拘?詳解】根據(jù)電阻定律圓柱狀合金的橫截面積為聯(lián)立解得其電阻率為12.某實驗小組利用已有器材組裝成簡易多用電表，電路如圖所示。實驗室提供的器材有：A.微安表G（，）B.定值電阻C.定值電阻D.滑動變阻器（最大阻值為）E干電池一節(jié)（電動勢，內(nèi)阻）F.轉(zhuǎn)向開關(guān)一個，紅、黑表筆各一支（1）電路圖中紅表筆應(yīng)和_____（選填“”或“”）端相連，黑表筆應(yīng)和_____（選填“”或“”）端相連。（2）轉(zhuǎn)向開關(guān)接1時，改裝成的電表為_____（選填“電壓表”、“電流表”和“歐姆表”），正中間刻度值為_____。（3）轉(zhuǎn)向開關(guān)接3時，改裝成的電表為_____（選填“電壓表”、“電流表”和“歐姆表”），正中間刻度值為_____?！敬鸢浮浚?）①.②.（2）①.電流表②.（3）①歐姆表②.150Ω【解析】【小問1詳解】[1][2]根據(jù)“紅入黑出”可知紅表筆應(yīng)接a端，黑表筆應(yīng)接b端?！拘?詳解】[1][2]當(dāng)轉(zhuǎn)向開關(guān)b接1時，微安表G與電阻并聯(lián)，此時改裝成的電表為電流表，此時的量程為所以，正中間刻度值為【小問3詳解】[1][2]轉(zhuǎn)向開關(guān)b接3時，微安表先與并聯(lián)后與電源、和串聯(lián)，改裝成的電表為歐姆表，歐姆調(diào)零時歐姆表的內(nèi)阻為設(shè)當(dāng)指針指向正中間刻度值時，外接電阻為，則解得13.如圖甲所示，多級直線加速器由8個橫截面積相同且共軸的金屬圓筒依次水平排列組成，各金屬圓筒依序接在交變電源的兩極A、B上，交變電源兩極間電勢差的變化規(guī)律如圖乙所示。時刻，序號為0的金屬圓板中央的點狀電子源無初速度釋放一電子，該電子進(jìn)入圓筒間隙被加速，經(jīng)過8個圓筒后水平飛出。已知電子質(zhì)量為、電荷量大小為，交變電壓的絕對值為，周期為。電子通過圓筒間隙的時間不計，不計電子重力及電子間的相互作用力，忽略相對論效應(yīng)、極板邊緣效應(yīng)等其他因素的影響。（1）求電子在第一次被加速后的速度；（2）求第8個圓筒的長度?！敬鸢浮浚?）（2）【解析】【小問1詳解】電子加速過程由動能定理有解得【小問2詳解】電子在圓筒中做勻速直線運(yùn)動，有電子經(jīng)過8次加速后，有解得14.如圖所示，速度選擇器上下板間電壓大小為、距離為d，板間存在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場。一質(zhì)量為m、電荷量為的粒子以速度水平穿過選擇器并從右側(cè)小孔沿著圓心的方向射入半徑為的圓形勻強(qiáng)磁場，粒子射出圓形磁場時，速度方向改變了，忽略粒子重力。求：（1）速度選擇器中的磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大??；（2）圓形磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大??；（3）粒子在圓形勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動的時間?！敬鸢浮浚?）（2）（3）【解析】【小問1詳解】粒子在速度選擇器內(nèi)做勻速直線運(yùn)動，有解得【小問2詳解】粒子射入圓形磁場后離開磁場時，速度方向改變，軌跡如圖。設(shè)軌跡半徑為，由幾何關(guān)系可得洛倫茲力提供向心力解得【小問3詳解】粒子射入在圓形磁場運(yùn)動軌跡圓弧對應(yīng)的圓心角粒子在圓形磁場中運(yùn)動時間聯(lián)立可得15.如圖所示，在豎直面內(nèi)固定兩根足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌、，導(dǎo)軌間距為，空間分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向垂直導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場。將兩根始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好的金屬棒、放置在導(dǎo)軌上。將金屬棒鎖定，金屬棒在方向豎直向上、大小為的恒力作用下，由靜止豎直向上運(yùn)動，金屬棒速度達(dá)到最大時撤掉恒力，同時解除的鎖定，經(jīng)時間后金屬棒到達(dá)最高點，此時金屬棒下滑的位移為。已知兩棒的長度均為，電阻均為，質(zhì)量均為，不考慮其他電阻，重力加速度為