河南省鄭州市2024-2025學(xué)年高二（上）期末考試物理試卷（含解析）

第=page66頁，共=sectionpages1414頁河南省鄭州市2024-2025學(xué)年高二（上）期末考試物理試卷一、單選題：本大題共8小題，共32分。1.下列有關(guān)電磁現(xiàn)象的說法正確的是A.WiFi網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的實(shí)質(zhì)是X射線

B.通電螺線管吸引鐵針是因?yàn)槠洚a(chǎn)生了磁場(chǎng)

C.磁鐵在鋁管中下落變慢是因?yàn)榇盆F有吸引鋁的磁性

D.加油前觸摸靜電釋放器是為了導(dǎo)走加油機(jī)上的靜電2.如圖是一種延時(shí)繼電器的示意圖。鐵芯上有兩個(gè)線圈a和b。在斷開開關(guān)S的時(shí)候，彈簧K并不會(huì)立刻將銜鐵d拉起而使觸頭c(連接工作電路)離開，而是過一小段時(shí)間后才執(zhí)行這個(gè)動(dòng)作。下列變化會(huì)影響延時(shí)效果的是

A.電源正負(fù)極顛倒 B.a線圈繞向反向 C.b線圈繞向反向 D.b線圈不閉合3.如圖所示，紙面內(nèi)有一單匝圓環(huán)，半徑為r。虛線正方形為圓的內(nèi)接正方形，在正方形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。ab、cd為過圓心的轉(zhuǎn)軸，ab與正方形上下邊垂直，cd過正方形的對(duì)角線。則

A.圖示位置穿過圓環(huán)的磁通量為πBr2

B.圓環(huán)繞ab軸轉(zhuǎn)過90°時(shí)，穿過圓環(huán)的磁通量為2Br2

C.圓環(huán)繞ab軸轉(zhuǎn)過90°的過程中，穿過圓環(huán)的磁通量減小了24.上海中心大廈頂部的阻尼器確保了整棟大廈在臺(tái)風(fēng)中的穩(wěn)定。阻尼器簡(jiǎn)化原理如圖所示，當(dāng)樓體在風(fēng)力作用下擺動(dòng)時(shí)，攜帶有永磁體的質(zhì)量塊由于慣性產(chǎn)生反向擺動(dòng)，在金屬地板內(nèi)產(chǎn)生渦流，從而使大廈減振減擺。則

A.渦流由外部電源產(chǎn)生 B.地板電阻率越大，產(chǎn)生渦流越大

C.永磁體擺動(dòng)速率越大，產(chǎn)生渦流越大 D.阻尼器最終將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能5.某電路如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E=12?V，內(nèi)阻r=1?Ω，電阻R1=1?Ω，A.2?W B.10?W C.6.哈密南一鄭州±800kV特高壓直流輸電工程被譽(yù)為“電力絲綢之路”。為減小高電壓引起的能量損耗，輸電線路上采用圖甲所示的六分裂鋁絞線，圖乙為其截面示意圖。導(dǎo)線由間隔棒隔離在正六邊形MNPQRS的頂點(diǎn)上，O點(diǎn)為正六邊形的中心；每根導(dǎo)線中電流大小方向均相同，且在O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，則(

)A.O點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度最大

B.M、N處的導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的合磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B

C.M、P處的導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的合磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B

D.M7.如圖甲所示，在xOy平面內(nèi)有一平行四邊形OABC，平行四邊形邊長(zhǎng)OA=5?m、AB=3?m，∠AOC=53°?？臻g內(nèi)存在一平行于該平面的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在x軸上由O點(diǎn)到A點(diǎn)的電勢(shì)φ隨x的變化關(guān)系如圖乙所示。將試探電荷q由O點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn)與由O點(diǎn)移動(dòng)到AA.電場(chǎng)強(qiáng)度大小為1?V/m

B.電場(chǎng)方向從O指向C

C.OB之間電勢(shì)差UOB=3?V

D.8.如圖所示，在水平桌面上有一絕緣木板，木板上固定一關(guān)于直線ab對(duì)稱的50匝心形導(dǎo)線圈，線圈與木板的總質(zhì)量m=200g。導(dǎo)線圈與直線ab交于M、N兩點(diǎn)，兩點(diǎn)間的距離l=10?cm。直線ab左、右兩側(cè)分別加上水平方向勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反且與ab垂直。導(dǎo)線圈中通入順時(shí)針方向的電流I=2?A時(shí)，水平桌面所受木板壓力恰好為零。重力加速度A.0.05?T B.0.1?T C.二、多選題：本大題共4小題，共24分。9.如圖所示，矩形線圈面積為S，匝數(shù)為N，線圈電阻為r，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞OO'軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，外電路電阻為R。當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中(

)

A.通過電阻R的電荷量為NBSωR+r B.通過電阻R的電荷量為NBSR+r

C.通過電阻R電流的有效值為2NBSω2(R+r) 10.(多選)如圖為L(zhǎng)C振蕩電路，P為電路上一點(diǎn)。某時(shí)刻線圈中的磁場(chǎng)及電容器兩極板所帶的電荷如圖所示，則

A.此時(shí)刻電容器內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度正在減小

B.此時(shí)刻通過P點(diǎn)的電流方向由左向右

C.若只在線圈中插入鐵芯，LC振蕩電路的頻率將增大

D.若只增大電容器極板間距離，LC振蕩電路的頻率將增大11.如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1:n2=2:1，原線圈通入正弦式交流電，副線圈連接有光敏電阻R、小燈泡L和定值電阻R0。已知光敏電阻RA.電壓表V1、V2示數(shù)之比為2:1 B.電流表A1、A2示數(shù)之比為1:2

C.R所受光照變強(qiáng)，小燈泡12.(多選)某無線充電接收器構(gòu)造如圖甲，為方便計(jì)算，簡(jiǎn)化模型如圖乙所示。其中線圈的外圈半徑為2.4?cm，內(nèi)圈半徑為0.8?cmA.t=0.01?s時(shí)，內(nèi)圈抽頭的電勢(shì)比外圈抽頭的電勢(shì)低

B.外圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)約為內(nèi)圈的3倍

C.內(nèi)圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)約為0.04?三、實(shí)驗(yàn)題：本大題共2小題，共12分。13.某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路，觀察電容器的充、放電過程，同時(shí)測(cè)量電容器的電容。電路中的電流傳感器可顯示電流隨時(shí)間的變化。電路圖中直流電源電動(dòng)勢(shì)E=8?V、內(nèi)阻不計(jì)，K為單刀雙擲開關(guān)，R1，R(1)先將K與“1”端相連，此時(shí)電容器處于

過程(選填“充電”或“放電”)，電路穩(wěn)定后，再將K與“2”端相連。電流i隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示。(2)圖乙中陰影部分的面積S1

S2(選填“>”、“<”或“=(3)已知圖乙中陰影部分的面積S1為400?mA·s14.某同學(xué)想測(cè)量?jī)晒?jié)干電池組成電池組的電動(dòng)勢(shì)E(約3.0?V)A.電流表A1：量程0.6?B.電流表A2：量程3?C.電壓表V：量程3V，內(nèi)阻約為D.滑動(dòng)變阻器R:0～20E.定值電阻R1：阻值約為F.定值電阻R2：阻值約為G.待測(cè)電池組、開關(guān)、導(dǎo)線(1)為了保證安全，通過干電池的電流不能超過0.5?A，實(shí)驗(yàn)時(shí)要選擇一個(gè)定值電阻接入電路，為了在安全的基礎(chǔ)上讓測(cè)量范圍盡量大一些，測(cè)量盡可能準(zhǔn)確，定值電阻應(yīng)選用__________，電流表應(yīng)選用__________。((2)為減小實(shí)驗(yàn)誤差，請(qǐng)以筆代線，將圖甲中實(shí)驗(yàn)器材間的連線補(bǔ)充完整_______。(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器得到若干組電壓表讀數(shù)U和電流表讀數(shù)I，該同學(xué)根據(jù)數(shù)據(jù)作出U-I圖像如圖乙所示。由圖像可得，該電池組的電動(dòng)勢(shì)E=__________V，內(nèi)阻r=__________Ω。四、計(jì)算題：本大題共4小題，共32分。15.如圖所示，固定在水平地面上的光滑絕緣斜面長(zhǎng)度為L(zhǎng)，傾角θ=30°，斜面底端和頂端分別固定帶電量為+Q和+3Q的兩個(gè)點(diǎn)電荷。已知重力加速度大小為g(1)斜面中點(diǎn)位置的電場(chǎng)強(qiáng)度大?。?2)若一帶電量為-q的小物塊(可視作質(zhì)點(diǎn))恰能靜止在斜面的中點(diǎn)，求小物塊的質(zhì)量。16.如圖所示，兩根光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上，間距l(xiāng)=1.0?m，虛線MN左側(cè)為圓弧導(dǎo)軌、右側(cè)為水平導(dǎo)軌，兩段導(dǎo)軌平滑連接。水平導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，且右端連接一定值電阻R=2.0?Ω。MN右側(cè)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=2.0?T。長(zhǎng)度略大于l的導(dǎo)體棒ab從圓弧導(dǎo)軌上距離水平面高度h=1.8(1)ab(2)整個(gè)過程電阻R產(chǎn)生的熱量。17.如圖甲所示xOy平面處于周期性變化的電場(chǎng)中，電場(chǎng)方向與y軸平行，取y軸正方向?yàn)殡妶?chǎng)正方向，電場(chǎng)強(qiáng)度E隨時(shí)間t變化規(guī)律如圖乙所示，其中E0、T為已知量。一不計(jì)重力的帶電粒子，在t=0時(shí)刻，以初速度v0沿x軸正方向從坐標(biāo)原點(diǎn)O射入電場(chǎng)，粒子經(jīng)過一個(gè)周期T到達(dá)電場(chǎng)中的P點(diǎn)，OP連線與x軸正方向夾角為(1)判斷該粒子的電性，并求解其比荷；(2)若該粒子在t=T8時(shí)刻，以初速度v0沿x18.如圖，空間存在一垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。PQ是足夠大的熒光屏，MN是長(zhǎng)度為2d的水平擋板(不計(jì)厚度)。O為電子源，可以沿與OP夾角θ=30°的方向發(fā)射大量速度大小不等的電子。已知MN中垂線過O點(diǎn)，且O到MN的距離為3d(1)到達(dá)擋板上M點(diǎn)電子的速度大小；(2)電子到達(dá)擋板的最長(zhǎng)時(shí)間；(3)熒光屏上O點(diǎn)右側(cè)不發(fā)光區(qū)域的寬度。

答案和解析1.【答案】B

【解析】A.WiFi網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的實(shí)質(zhì)是電磁波，故A錯(cuò)誤;

B.通電螺線管產(chǎn)生磁場(chǎng)，吸引鐵針，故B正確;

C.磁鐵在鋁管中下落變慢是因?yàn)榇盆F有吸引鐵的磁性，故C錯(cuò)誤;

D.加油前觸摸靜電釋放器是為了導(dǎo)走人體上的靜電，故D錯(cuò)誤。2.【答案】D

【解析】延時(shí)繼電器的工作原理如下：閉合開關(guān)S時(shí)，a線圈會(huì)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，穿過B線圈的磁通量要增加，使得b線圈會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，同時(shí)該電流會(huì)產(chǎn)生個(gè)磁場(chǎng)反過來使得在彈片附近的磁場(chǎng)的增加變慢，達(dá)到延時(shí)的效果；當(dāng)打開開關(guān)S時(shí)，a線圈產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，通過b線圈的磁通量要減少，使得b線圈又會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，阻礙通過b的磁通量的減少，同時(shí)使在使得在彈片附近的磁場(chǎng)的減少變慢，達(dá)到延時(shí)的效果。

當(dāng)線圈b不閉合時(shí)，b中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，也不會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，就不會(huì)影響彈片附近的磁場(chǎng)變化的快慢，起不到延時(shí)作用，故選D。3.【答案】D

【解析】由幾何關(guān)系可知，正方形的邊長(zhǎng)為2r。

A、圖示位置穿過圓環(huán)的磁通量Φ1=BS正=2Br2，故A錯(cuò)誤;

B、圓環(huán)繞ab軸轉(zhuǎn)過90°時(shí)，磁場(chǎng)與圓環(huán)平面平行，穿過圓環(huán)的磁通量為0，故B錯(cuò)誤;

C、圓環(huán)繞ab軸轉(zhuǎn)過90°的過程中，初狀態(tài)磁通量Φ1，末狀態(tài)磁通量為0，故穿過圓環(huán)的磁通量減少了2Br2，故C錯(cuò)誤;

4.【答案】C

【解析】A.阻尼器擺動(dòng)時(shí)，永磁鐵在導(dǎo)體板上方擺動(dòng)，磁通量發(fā)生變化，從而在導(dǎo)體板內(nèi)產(chǎn)生渦電流，屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，不是外部電源產(chǎn)生的電流，故A錯(cuò)誤;

B.導(dǎo)體板電阻率越大，電阻越大，根據(jù)歐姆定律可知渦電流越小，故B錯(cuò)誤;

C.質(zhì)量塊擺動(dòng)的速率越大，穿過導(dǎo)體板的磁通量變化越快，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大，則渦電流也越大，故C正確。

D.通過阻礙質(zhì)量塊和永磁鐵的運(yùn)動(dòng)，阻尼器將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，并通過電流做功將電能最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以阻尼器最終是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的，故D錯(cuò)誤;

故選C。5.【答案】B

【解析】根據(jù)閉合電路的歐姆定律：E=U+I(r+R1)

可得總電流為

I=3A

根據(jù)歐姆定律可得通過電阻R2的電流為：I26.【答案】C

【解析】A.根據(jù)對(duì)稱性可知，關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的兩根導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，即O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，故A錯(cuò)誤；B.

M、N

處的導(dǎo)線在

O

點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向互成

60°

，故O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為

C.

M、P

處的導(dǎo)線在

O

點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向互成

120°

，故O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為

BD.

R

處的導(dǎo)線在

O

點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度與

M、P

處的導(dǎo)線在

O

點(diǎn)產(chǎn)生的合磁感應(yīng)強(qiáng)度等大反向，故

M、P、R

處的導(dǎo)線在

O故選C。7.【答案】A

【解析】B、將試探電荷q由O點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn)與由O點(diǎn)移動(dòng)到A點(diǎn)，電場(chǎng)力做功均為W。則C、A電勢(shì)相等，CA是一條等勢(shì)線，電場(chǎng)方向垂直CA，根據(jù)幾何關(guān)系易得OC垂直CA，因?yàn)镺點(diǎn)電勢(shì)低于C點(diǎn)電勢(shì)，根據(jù)沿電場(chǎng)方向電勢(shì)降低可知電場(chǎng)方向從C指向O，故B錯(cuò)誤；

A、CO電勢(shì)差等于AO電勢(shì)差，結(jié)合乙圖可知CO電勢(shì)差為UCO=4V-1V=3V，電場(chǎng)強(qiáng)度E=UCOCO=3V3m=1V/m，故A正確；

C、OB的中點(diǎn)在CA上，即中點(diǎn)電勢(shì)為4V，則φO+φB2=4V，其中φO=1V，解得φB=7V，故OB之間電勢(shì)差UOB8.【答案】B

【解析】根據(jù)左手定則和安培力公式，關(guān)于直線ab對(duì)稱的50匝心形導(dǎo)線圈，左右兩邊受到的安培力相同均為：F=NBIL，其中L為有效長(zhǎng)度10cm，匝數(shù)N=50，

由于水平桌面所受木板壓力恰好為零，故有：2F9.【答案】BC

【解析】CD.線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值為電動(dòng)勢(shì)的有效值為E路端電壓為U通過電阻R電流有效值I故C正確，D錯(cuò)誤；AB.E=NΔΦΔt、得電荷量為q故B正確，A錯(cuò)誤。10.【答案】AD

【解析】AB.由圖可知，此時(shí)線圈中的電流為逆時(shí)針方向，通過P點(diǎn)的電流方向由右向左，則此時(shí)電容器正在放電，電容器的電壓正在減小，電容器內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度正在減小，故B錯(cuò)誤，A正確；

C.根據(jù)f=12πLC，在線圈中插入鐵芯，則L增大，LC振蕩電路的頻率減小，故C錯(cuò)誤；

D.根據(jù)f=12π11.【答案】BD

【解析】A.理想變壓器原、副線圈兩端的電壓之比等于匝數(shù)之比，即

2:1

，電壓表

V1

的示數(shù)等于原線圈兩端的電壓，電壓表

V2

的示數(shù)小于副線圈兩端的電壓，故電壓表

V1、V2

示數(shù)之比大于B.電流表

A1、A2

分別測(cè)量理想變壓器原、副線圈中的電流，故電流表

A1、A2CD.理想變壓器原線圈兩端電壓恒定，匝數(shù)比一定，則副線圈兩端電壓也恒定，當(dāng)

R

所受光照變強(qiáng)，電阻值變小，光敏電阻R與小燈泡L并聯(lián)的電阻減小，分得的電壓也減小，故小燈泡

L

將變暗，電流表

A2

示數(shù)變大，電流表

A1

示數(shù)也變大，故C故選BD。12.【答案】AC

【解析】A.根據(jù)楞次定律，在t=0.01?s之前取一小段時(shí)間，磁感應(yīng)強(qiáng)度向里減小，線圈的外圈電流順時(shí)針，線圈的內(nèi)圈電流順時(shí)針，電流由內(nèi)圈抽頭流向外圈抽頭，、故內(nèi)圈抽頭的電勢(shì)比外圈抽頭的電勢(shì)低，故A正確；

B.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律：E=△Φ△t=△Bs△t，s=πr2

，外圈半徑為內(nèi)圈3倍，外圈面積為內(nèi)圈9倍，外圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)約為內(nèi)圈的9倍，故B錯(cuò)誤；

C.內(nèi)圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)約為E=13.【答案】充電=0.05

【解析】解：(1)由圖甲可知，將K與“1”端相連，此時(shí)電容器處于充電過程。

(2)根據(jù)q=It，可知i-t曲線圖像與對(duì)應(yīng)時(shí)間軸所圍成的面積表示電荷量，充電和放電電荷量相等，所以乙圖中陰影部分的面積相等，即S1=S14.【答案】(1)(2)(3)

2.95

/2.93/2.94/2.96/2.97

【解析】(1)[1][2]通過干電池的電流不超過

0.5?A

，故電路中的總電阻不小于

30.5Ω=6Ω

，為了在安全的基礎(chǔ)上讓測(cè)量范圍盡量大一些