甘肅省酒泉市2024-2025學年高二上學期1月期末物理試題（解析版）

高級中學名校試卷PAGEPAGE1酒泉市普通高中2024~2025學年度第一學期期末考試高二物理考生注意：1.本試卷滿分100分、考試時間75分鐘。2.答題前，考生務必用直徑0.5毫米黑色墨水簽字筆將密封線內項目填寫清楚。3.考生作答時，請將答案答在答題卡上。選擇題每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑；非選擇題請用直徑0.5毫米黑色墨水簽字筆在答題卡上各題的答題區(qū)域內作答.超出答題區(qū)域書寫的答案無效，在試題卷、草稿紙上作答無效。4.本卷命題范圍：必修第三冊，選擇性必修第二冊第一章。一、選擇題（本題共10小題，共46分.在每小題給出的四個選項中，第1~7題只有一項符合題目要求，每小題4分；第8~10題有多項符合題目要求，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分）1.在物理學的發(fā)展歷程中，首次發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象的物理學家是（）A.牛頓 B.伽利略C.開普勒 D.法拉第【答案】D【解析】法拉第是首次發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象的物理學家。故選D。2.電磁波為信息的傳遞插上了“翅膀”。廣播、電視、移動通信等通信方式，使古代人“順風耳、千里眼”的夢想變成了現(xiàn)實。關于電磁波，下列說法正確的是（）A.電磁波的傳播需要介質B.雷達是用γ射線來測定物體位置的設備C.電磁波的波速c、波長λ、頻率f的關系為c=λfD.遙控器發(fā)出的紅外線和醫(yī)院“CT”中的X射線的波長相同【答案】C【解析】A．電磁波的傳播不需要介質，A錯誤；B．雷達是用微波來測定物體位置的設備，B錯誤；C．電磁波的波速c、波長λ、頻率f的關系為c=λf，C正確；D．遙控器發(fā)出的紅外線和醫(yī)院“CT”中的X射線的波長不同，D錯誤；3.一電荷量為2q的負點電荷位于電場中的某點，受到的電場力大小為F，則該點的電場強度E的大小和方向分別是（）A.，方向與F相反 B.，方向與F相反C.，方向與F相同 D.，方向與F相同【答案】B【解析】根據(jù)場強的概念，則該點的電場強度E的大小負電荷受電場力方向與場強方向相反，則該點場強方向與F相反。故選B。4.下列說法中正確的是（）A.點電荷是一種理想模型，真正的點電荷是不存在的B.任何帶電體，都可以看成是電荷全部集中于球心的點電荷C.球形帶電體一定可以視點電荷D.只有帶電球體才可以看成點電荷，其他形狀帶電體不能看成點電荷【答案】A【解析】點電荷是一種理想模型，真正的點電荷是不存在的；一個帶電體能否看成點電荷不是看其大小，而是應具體問題具體分析，是看它的形狀和尺寸對相互作用力的影響能否忽略不計。因此并非任何帶電體，都可以看成是電荷全部集中于球心的點電荷，也并不是只有帶電球體才可以看成點電荷，其他形狀帶電體不能看成點電荷，也不是大的帶電體一定不能看成點電荷和小的帶電體一定能看成點電荷。5.如圖所示，厚薄均勻的長方體金屬導體ab、bc的長度之比為3∶2，將C與D接入電壓不變的電路中時，通過該導體的電流為I；若換A與B接入原電路中，則通過該導體的電流為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】設導體前后厚度為d，ab=3l，bc=2l，則可知故選D。6.電荷量為q、速度為v的帶電粒子在磁感應強度為B的勻強磁場中運動時，下列圖中不正確的是（）A. B.C. D.【答案】D【解析】根據(jù)左手定則，圖A、B、C中電荷受洛倫茲力的方向都是正確的；D圖中受洛倫茲力方向應該垂直紙面向里，即D錯誤，符合題意。故選D。7.在一電荷量為Q的靜止點電荷的電場中，以無窮遠處電勢為0，則任一點的電勢與該點到點電荷的距離x的關系為，式中k為靜電力常量?，F(xiàn)將兩個相距為處的靜止點電荷緩慢移至相距為處，需做功W。若再將兩者緩慢移至相距為處，則需做功（）A. B.2W C. D.3W【答案】C【解析】將兩個相距為處的靜止點電荷緩慢移至相距為處，需做功W，則再將兩者緩慢移至相距為處，則需做功故選C。8.如圖，三塊相同的蹄形磁體并排放在桌面上，可以認為磁極間的磁場是均勻的，其強弱與磁體的數(shù)目無關。將一根直導線水平懸掛在磁體的兩極間，導線的方向與磁場的方向（由下向上）垂直。有電流通過時，導線將擺動一定角度，通過擺動角度的大小可以比較導線受力的大小。電流的大小可以由外部電路控制，用電流表測量。分別接通“2、3”和“1、4”，可以改變導線通電部分的長度。關于該實驗的說法正確的是（）A.該實驗是用來研究電流產(chǎn)生的磁場與電流大小的關系B.在其他條件相同情況下，通入的電流越大，導線擺動的角度也越大C.在電流相同情況下，接通“2、3”比接通“1、4”，導線擺動的角度更大D.在其他條件相同情況下，若換用磁場更強的磁鐵，導線擺動的角度會更大【答案】BD【解析】A．根據(jù)題意可知，該實驗是用來研究通電導線在磁場中的受力大小與電流大小、導線長度和磁場大小的關系，故A錯誤；B．在其他條件相同情況下，通入的電流越大，導線受力越大，導線擺動的角度也越大，故B正確；C．在電流相同情況下，接通“2、3”比接通“1、4”導線長度短，導線受力越小，導線擺動的角度也越小，故C錯誤；D．在其他條件相同情況下，若換用磁場更強的磁鐵，導線受力越大，導線擺動的角度也越大，故D正確。故選BD。9.某同學看到醫(yī)院里有一些病人的藥液快要輸完卻沒有發(fā)現(xiàn)，于是回家后設計了一種輸液提示器，能在護士站觀察到藥液量的變化。當袋中藥液量減少時，為使電表示數(shù)隨之減小，符合要求的電路圖有（）A. B.C. D.【答案】AC【解析】A．燈泡與變阻器串聯(lián)，電流表測電路中的電流。當藥液減少時，滑片上移，由于變阻器接入電路的電阻在變大，則電流表的示數(shù)減小，故A正確；B．燈泡與變阻器串聯(lián)，電壓表測變阻器的電壓。當藥液減少時，滑片上移，變阻器接入電路的電阻在變大，根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知電壓表的示數(shù)也變大，故B錯誤；C．燈泡與變阻器串聯(lián)，電壓表測變阻器的電壓。當藥液減少時，滑片上移，變阻器接入電路的電阻在變小，根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知電壓表的示數(shù)變小，故C正確；D．燈泡與變阻器并聯(lián)，電壓表測量電源電壓，由于電源電壓不變，當袋中藥液量減少時，電壓表的示數(shù)不變，故D錯誤。10.在研究平行板電容器所帶電荷量Q和兩板間的電勢差U的關系時，某老師在演示實驗中運用電荷均分法確定各次實驗中電荷量的關系，并利用采集到的數(shù)據(jù)，做出了圖示甲、乙兩個電容器的關系圖像。下列判定正確的是（）A.甲、乙的電容之比為B.甲、乙的電容之比為C.若甲、乙兩板正對面積和板間絕緣介質均相同，則甲兩板的間距較大D.若甲、乙兩板的間距和板間絕緣介質均相同，則甲兩板的正對面積較大【答案】BD【解析】AB．根據(jù)平行板電容器所帶電荷量與兩極板間的電勢差關系可知圖像的斜率表示電容器的電容，由圖像可得故A錯誤，B正確；CD．根據(jù)可知，若甲、乙兩板正對面積和板間絕緣介質均相同，由于，可得電容器兩板的間距同理，若甲、乙兩板的間距和板間絕緣介質均相同，則兩板的正對面積較大故C錯誤，D正確。二、非選擇題（本題共5小題，共54分）11.某同學用刻度尺測金屬絲的長度L，示數(shù)如圖甲所示.則金屬絲的長度L=_________cm；用螺旋測微器測金屬絲的直徑d，示數(shù)如圖乙所示，則金屬絲的直徑d=_________mm；他還用多用電表按正確的操作程序測出了它的阻值，測量時選用“×10”歐姆擋，示數(shù)如圖丙所示，則金屬絲的電阻R=_______Ω.【答案】41.000.224##0.225##0.22690【解析】[1]刻度尺最小刻度為1mm，則金屬絲的長度L=41.00cm；[2]螺旋測微器測金屬絲的直徑d=0.01mm×22.5=0.225mm[3]金屬絲的電阻R=9×10Ω=90Ω12.“LED”照明技術已經(jīng)走進我們的生活。某實驗小組要精確測定額定電壓為3V的“LED”燈正常工作時的電阻，已知該燈正常工作時的電阻大約為500。A．電流表A1（量程為0~0.6A，內阻RA1=0.1）；B．電流表A2（量程為0~1.5mA，內阻RA2=15）；C．定值電阻R1=49.9；D．定值電阻R2=1985；E．滑動變阻器R（0~20）；F．電壓表V（量程0~9V，內阻RV=1k）；G．電源E（電動勢為12V，內阻不計）；H．開關S。（1）電路原理圖如圖所示，為了使電表的讀數(shù)超過三分之一量程，請選擇合適的器材，電表1為_____，電表2為_____，定值電阻為_____。（填寫器材前的字母編號）（2）寫出測量“LED”燈工作時的電阻表達式Rx=_____（用已知量和測量量的字母表示。若需要用到電流表A1測量，測量值用I1表示；若需要用到電流表A2測量，測量值用I2表示；若需要用到電壓表V測量，測量值用U表示）【答案】（1）FBD（2）【解析】（1）[1][2][3]由題意，首先可以判斷電表2一定為電流表（若電表2為電壓表，則其讀數(shù)不可能達到量程的三分之一），從而通過與定值電阻的串聯(lián)來間接獲取LED燈兩端的電壓信息。當LED燈兩端電壓為3V時，若電表2選擇A，則其所在支路的總電阻必須小于或等于15Ω才符合題意，根據(jù)器材C、D可知這種情況不可能成立，故電表2應選B。假設當LED燈兩端電壓達到3V時，電流表A2剛好滿偏，則A2所在支路總電阻為解得R=1985Ω，可見R2剛好滿足實驗要求，所以定值電阻應選D。當LED燈正常工作時，通過電表1的電流約為所以電表1不可能為電流表A1，只能是電壓表V。LED燈正常工作時，它與定值電阻R2以及電流表A2三者混聯(lián)電路的等效電阻約為根據(jù)串聯(lián)分壓規(guī)律易知此時電壓表兩端電壓為UV=2.5×3V=7.5V＞3V讀數(shù)超過了量程的三分之一，符合實驗要求，故電表1應選F。（2）[4]根據(jù)部分電路歐姆定律以及串并聯(lián)電阻規(guī)律可得LED燈工作時的電阻表達式為13.如圖所示的電路中，R1=3.5Ω，R2=6Ω，R3=3Ω，電壓表為理想電表，當開關S斷開時，電壓表示數(shù)為5.7V；當開關S閉合時，電壓表示數(shù)為3.5V，求電源的電動勢和內電阻。【答案】6V，0.5歐；【解析】當開關S斷開時，R1和R2串聯(lián)，電壓表測量的是路端電壓，由全電路的歐姆定律當開關S閉合時，R3和R2并聯(lián)根據(jù)閉合電路的歐姆定律方程（1）（2）聯(lián)立解得E=6V，r=0.5Ω14.如圖所示，水平放置的兩塊長直平行金屬板a、b相距為d，a、b間加有電壓，b板下方空間存在著方向垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度大小為B．一質量為m、電荷量為q的帶正電的粒子（不計重力），從貼近a板的左端以v0的初速度水平射入勻強電場，剛好從狹縫P處穿過b板進入勻強磁場，最后粒子打到b板的Q處（圖中未畫出）被吸收．已知P到b板左端的距離為2d，求：（1）進入磁場時速度的大小和方向；（2）粒子在磁場中運動的半徑；【答案】（1）,速度與水平方向夾角為30°（2）【解析】（1）粒子在極板間豎直方向僅受電場力作用，做類平拋運動，如圖所示：在豎直方向上有水平方向有：在水平方向上不受力，因此做勻速運動，有：聯(lián)立上述公式可解得：因此粒子進入磁場時速度大小為：速度與水平方向的夾角為：（2）粒子在磁場僅受洛倫茲力，做半徑為的勻速圓周運動，運動軌跡如圖，由洛倫茲力提供向心力，有：解得：15.如圖所示，質量m=0.02kg的通電細金屬桿ab置于傾角θ=37°的平行放置的導軌上，導軌間的距離d=0.2m，桿ab與導軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.4，磁感應強度大小B=2T的勻強磁場與導軌平面垂直且方向向下，設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：（1）現(xiàn)調節(jié)滑動變阻器的觸頭，為使桿ab靜止不動，通過桿ab電流大小的范圍；（2）若桿ab中的電流為0.2A，且導軌是光滑的，其他條件不變，則要使ab桿靜止，至少要施加一個多大的力？方向如何？【答案】（1）0.46A≥I≥0.14A（2）0.04N，方向沿斜面向上【解析】（1）當電流較大時，導體有向上的運動趨勢，所受靜摩擦力向下，當靜摩擦力達到最大時，磁場力為最大值F1，此時通過ab的電流最大為Imax；同理，當電流最小時，應該是導體受向上的最大靜摩擦力，此時的安培力為F