四川省成都市2024-2025學(xué)年高二上學(xué)期期末物理試卷（解析版）

高級(jí)中學(xué)名校試卷PAGEPAGE1四川省成都市2024-2025學(xué)年高二上學(xué)期期末物理試卷一、單項(xiàng)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(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.下列說(shuō)法正確的是（）A.帶電粒子在電場(chǎng)中一定沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)B.帶電粒子在電場(chǎng)中一定受到電場(chǎng)力的作用C.帶電粒子在磁場(chǎng)中一定受到洛倫茲力作用D.通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中一定受到安培力的作用【答案】B【解析】A．帶電粒子在電場(chǎng)中不一定沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)，與帶電粒子的初狀態(tài)有關(guān)，故A錯(cuò)誤；B．帶電粒子在電場(chǎng)中一定受到電場(chǎng)力的作用，故B正確；CD．帶電粒子在磁場(chǎng)中不一定受到洛倫茲力的作用，通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中也不一定受安培力作用，比如帶電粒子速度方向或通電導(dǎo)線平行于磁場(chǎng)方向時(shí)，故CD錯(cuò)誤。故選B。2.關(guān)于單擺做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）A.擺球經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)合力為零B.擺球經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)回復(fù)力不為零C.僅增大擺球質(zhì)量，單擺周期增大D.僅增大擺長(zhǎng)，單擺周期增大【答案】D【解析】AB．單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，擺球經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)，回復(fù)力為零，但所受的合力提供向心力，故所受合力不為零，故AB錯(cuò)誤；CD．由單擺周期公式可知擺球質(zhì)量對(duì)周期無(wú)影響，擺長(zhǎng)越長(zhǎng)，周期越大，故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。3.關(guān)于教材中的四個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置，下列說(shuō)法正確的是（）A.圖（a）中導(dǎo)體棒ab切割磁感線時(shí)，回路內(nèi)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流B.圖（b）中線圈繞OO′軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，線圈內(nèi)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流C.圖（c）中長(zhǎng)直導(dǎo)線中電流增大時(shí)，線圈內(nèi)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流D.圖（d）中閉合開關(guān)后，小磁針偏離原來(lái)位置并在新位置保持靜止【答案】A【解析】A．圖（a）中導(dǎo)體棒ab切割磁感線時(shí)，閉合回路中磁通量發(fā)生變化，回路內(nèi)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故A正確；B．圖（b）中線圈繞OO'軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，閉合回路中磁通量一直為零，線圈內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故B錯(cuò)誤；C．圖（c）中長(zhǎng)直導(dǎo)線中電流增大時(shí)，閉合回路中磁通量左右相互抵消，一直為零，線圈內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C錯(cuò)誤；D．圖（d）中閉合開關(guān)瞬間，B中產(chǎn)生感應(yīng)電流，小磁針偏離原來(lái)位置，但由于A所接為直流電源，B中感應(yīng)電流很快消失，小磁針又將重新回到原來(lái)的位置，故D錯(cuò)誤。故選A。4.材料、長(zhǎng)度相同，橫截面積不同的電阻絲Ra、Rb與兩個(gè)小燈泡L1、L2按圖示電路連接，單刀雙擲開關(guān)接1時(shí)，燈泡發(fā)光。當(dāng)開關(guān)接2時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）A.L1的亮度增大 B.L2的亮度減小C.電源的總功率減小 D.電源的效率減小【答案】C【解析】AB．電阻絲Ra、Rb材料、長(zhǎng)度相同，Ra的橫截面積比Rb的大，則所以當(dāng)開關(guān)接2時(shí)，電路總電阻增大，根據(jù)閉合電路歐姆定律知總電流減小，則L1的亮度減小?？傠娏鳒p小，電源的內(nèi)電壓和L1的電壓都減小，則L2的電壓增大，其亮度增大，故AB錯(cuò)誤；C．電源的總功率為I減小，E不變，則P減小，故C正確；D．電源的效率為當(dāng)開關(guān)接2時(shí)，電路總電阻增大，路端電壓U增大，則電源的效率增大，故D錯(cuò)誤。故選C。5.如圖所示，直角三角形ABC處于平行紙面的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，AB=4cm，BC=3cm。將電荷量為2×10?4C的正點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為零，從B點(diǎn)移到C點(diǎn)，克服電場(chǎng)力做功為6×10?4J。下列說(shuō)法正確的是（）A.電場(chǎng)強(qiáng)度方向由A指向B B.電場(chǎng)強(qiáng)度方向由B指向CC.電場(chǎng)強(qiáng)度大小為0.75V/cm D.電場(chǎng)強(qiáng)度大小為1V/cm【答案】D【解析】因?yàn)閷㈦姾闪繛?×10?4C的正點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為零，所以直線AB為一條等勢(shì)線，又因?yàn)閺腂點(diǎn)移到C點(diǎn)，克服電場(chǎng)力做功為6×10?4J，所以BC間電勢(shì)差為因?yàn)殡妶?chǎng)線與等勢(shì)線相交處互相垂直，且沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低，所以電場(chǎng)強(qiáng)度方向由C指向B，由勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系可知其中UCB=?UBCdBC=3cm聯(lián)立可得故選D。6.生物電是細(xì)胞或組織在生命活動(dòng)中產(chǎn)生的電現(xiàn)象，安靜狀態(tài)下細(xì)胞膜存在靜息電位，其機(jī)理為鉀離子K+從膜內(nèi)流向膜外后，導(dǎo)致細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)與外側(cè)存在電勢(shì)差。安靜狀態(tài)下膜內(nèi)外兩側(cè)電勢(shì)呈現(xiàn)外正內(nèi)負(fù)，電荷分布如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（）A.靜息電位Uab正B.K+在a點(diǎn)電勢(shì)能大于在b點(diǎn)電勢(shì)能C.K+外流過(guò)程中，電場(chǎng)力對(duì)K+做負(fù)功D.安靜狀態(tài)下，將靈敏電流計(jì)的兩極分別插入膜內(nèi)和膜外后，指針不偏轉(zhuǎn)【答案】C【解析】AB．靜息電位Uab為負(fù)，因?yàn)閎點(diǎn)周圍有很多正電荷，電勢(shì)高，a點(diǎn)周圍有很多負(fù)電荷，電勢(shì)低，所以Uab為負(fù)，K+帶正電，在電勢(shì)高的地方電勢(shì)能大，故AB錯(cuò)誤；C．K+外流過(guò)程中，克服電場(chǎng)力做功，電場(chǎng)力對(duì)K+做負(fù)功，故C正確；D．安靜狀態(tài)下，將靈敏電流計(jì)的兩極分別插入膜內(nèi)和膜外后，因?yàn)槟?nèi)和膜存在電勢(shì)差，電荷發(fā)生定向移動(dòng)，指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故D錯(cuò)誤。故選C。7.將矩形線圈按照?qǐng)D示方式靜止放置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，閉合開關(guān)后線圈能繞轉(zhuǎn)軸向一個(gè)方向持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】BD．根據(jù)左手定則可知，BD選項(xiàng)中線圈左右兩側(cè)導(dǎo)線受到的安培力合力為0，不會(huì)使線圈發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故BD錯(cuò)誤；AC．根據(jù)左手定則，剛開始線圈左側(cè)導(dǎo)線受到的安培力方向向向下，右側(cè)導(dǎo)線受到的安培力方向向上，會(huì)使導(dǎo)線圈沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，但A選項(xiàng)中，線圈轉(zhuǎn)過(guò)半周后受到的安培力方向與線圈原來(lái)的速度方向反向，不能使之持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，C圖中轉(zhuǎn)過(guò)半周時(shí)通過(guò)的電流方向與速度方向相同，可以持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)下去，故A錯(cuò)誤，C正確。故選C。二、多項(xiàng)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(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。8.圖（a）為一列簡(jiǎn)諧橫波在t0時(shí)刻的波形圖，P、Q分別是平衡位置為x2m和x8m處的質(zhì)點(diǎn)，圖（b）為質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖像。則下列說(shuō)法正確的是（）A.該波沿x軸正方向傳播B.該波的周期為1sC.該波的傳播速度大小為4m/sD.0～2.5s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)Q運(yùn)動(dòng)的路程為50cm【答案】CD【解析】B．由乙圖可知周期為T2s故B錯(cuò)誤；C．由甲圖可知波長(zhǎng)為8m，結(jié)合周期，可知波速為解得故C正確；A．由乙圖P點(diǎn)的振動(dòng)圖像可知P點(diǎn)之后向下振動(dòng)，結(jié)合甲圖的波形圖，可知該波的傳播方向?yàn)檠豿軸負(fù)方向，故A錯(cuò)誤；D．由乙圖可知周期2s，故完成次全振動(dòng)，故Q點(diǎn)通過(guò)的路程為故D正確。故選CD。9.洛倫茲力演示儀結(jié)構(gòu)如圖所示，圓形勵(lì)磁線圈通電流后，在線圈內(nèi)部產(chǎn)生垂直紙面方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=9.2×10?4T。正中央為半徑r=10cm的球形玻璃框，電子槍位于玻璃框球心的正下方，電子從靜止開始經(jīng)U=1.0×103V的加速電壓加速，并從A點(diǎn)水平向左垂直進(jìn)入磁場(chǎng)。電子打到玻璃框最左端的C點(diǎn)，速度偏轉(zhuǎn)角為60°。不計(jì)電子重力，下列說(shuō)法正確的是（）A.勵(lì)磁線圈內(nèi)電流沿順時(shí)針?lè)较駼.僅增大加速電壓可使電子在玻璃框內(nèi)做完整圓周運(yùn)動(dòng)C.電子的運(yùn)動(dòng)半徑為D.電子的荷質(zhì)比約為1.67×108C/kg【答案】AC【解析】A．電子速度方向水平向左，電子向上偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明電子剛射入磁場(chǎng)時(shí)所受洛倫茲力豎直向上，由左手定則可知，磁場(chǎng)垂直于紙面向里，由安培定則可知，勵(lì)磁線圈中電流沿順時(shí)針?lè)较?，故A正確；B．電子在加速電場(chǎng)中加速，由動(dòng)能定理得電子磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得解得僅增大加速電壓U，電子在磁場(chǎng)中的軌道半徑r增大，電子會(huì)打在玻璃框上，不能做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；C．電子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示由幾何知識(shí)可知故C正確；D．電子在加速電場(chǎng)中加速，由動(dòng)能定理得電子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得代入數(shù)據(jù)解得，電子的比荷故D錯(cuò)誤。10.圖（a）為示波管的部分原理圖，電子經(jīng)加速電壓加速后，向右進(jìn)入水平偏轉(zhuǎn)電極，電極X、X′間加上圖（b）所示的掃描電壓，內(nèi)部可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)（豎直偏轉(zhuǎn)電極未畫出）。已知加速電壓為U，水平偏轉(zhuǎn)電極長(zhǎng)L1，間距d，電極右端到熒光屏距離為L(zhǎng)2，當(dāng)掃描電壓周期為T，峰值為U0時(shí)，熒光屏上可見一亮點(diǎn)在水平方向上移動(dòng)。電子比荷為，不計(jì)電子重力及電子間的相互作用力，電子通過(guò)水平偏轉(zhuǎn)電極的時(shí)間極短。關(guān)于掃描過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是（）A.電子射入偏轉(zhuǎn)電極時(shí)的速度大小為B.0～入射的電子有可能打到圖（a）所示亮點(diǎn)a的位置C.若要在熒光屏上看到一條水平亮線，應(yīng)該降低掃描頻率D.熒光屏上亮點(diǎn)移動(dòng)的速度為【答案】BD【解析】A．電子在加速電場(chǎng)中，根據(jù)動(dòng)能定理可得，電子射入偏轉(zhuǎn)電極時(shí)的速度故A錯(cuò)誤。B．在時(shí)間內(nèi)，掃描電壓為正，電子在水平偏轉(zhuǎn)電極間受到沿X′X的電場(chǎng)力，會(huì)向X側(cè)偏轉(zhuǎn)，所以入射的電子有可能打到圖（a）所示亮點(diǎn)a的位置，故B正確。C．在熒光屏上看到一條水平亮線的條件需要減小掃描時(shí)間，即提高掃描頻率，使得電子在熒光屏上的位置快速變化，由于視覺暫留效應(yīng)，人眼就會(huì)看到一條連續(xù)的亮線，而不是降低掃描頻率，故C錯(cuò)誤。D．電子在水平偏轉(zhuǎn)電極間做類平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向豎直方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律有所以有離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)豎直方向速度為vy，有電子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，水平方向位移豎直方向有則電子所打位置與O之間的距離為由題圖可知，其偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)U與時(shí)間在0~T內(nèi)關(guān)系由題圖結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)可知為將其代入，整理有由速度的定義可知，其是物體運(yùn)動(dòng)的位移與其時(shí)間的比值，在數(shù)學(xué)上的表示即為位移與時(shí)間函數(shù)的一階導(dǎo)，可得熒光屏上亮斑移動(dòng)的速度故D正確。故選BD。三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2個(gè)小題，共14分。11.某同學(xué)用圖（a）電路觀察平行板電容器的充、放電過(guò)程。電路中的電流傳感器與計(jì)算機(jī)相連，可顯示電路中電流隨時(shí)間的變化。圖（a）中電源電動(dòng)勢(shì)為6V，實(shí)驗(yàn)前電容器不帶電。先使S與“1”相連給電容器充電；充電結(jié)束后使S與“2”相連，直至放電完畢。計(jì)算機(jī)記錄電流隨時(shí)間變化的i﹣t曲線如圖（b）。（1）充電結(jié)束后，使S與“2”相連時(shí)，流過(guò)R2的電流方向?yàn)開__________（選填“從左往右”或“從右往左”）；（2）圖（b）中陰影部分面積S1___________S2（選填“>”“＜”或“=”）；（3）若在上述實(shí)驗(yàn)放電完畢后將平行板電容器兩極板間距離增大，再使S與“1”端相連給電容器充電，并記錄此時(shí)得到的曲線得到陰影部分面積S3（未畫出），則S2___________S3（選填“>”“＜”或“=”）?！敬鸢浮浚?）從右向左（2）=（3）>【解析】（1）[1]電容器的右極板與電源的正極相連，所以電容器的右極板帶正電荷，充電結(jié)束后，使S與“2”相連時(shí)，電容器放電，正電荷從右極板經(jīng)電阻和電容器左極板的負(fù)電荷中和，所以流過(guò)R2的電流方向?yàn)閺挠蚁蜃螅唬?）[1]i﹣t圖像與坐標(biāo)軸所圍面積表示電荷量，在橫軸上方的面積表示給電容器充電的電荷量；橫軸下方的面積表示電容器放電的電荷量，所以S1S2（3）[1]將平行板電容器兩極板間距離增大，根據(jù)C可知，電容器的電容變小，電源電壓不變，根據(jù)QCU可知，電容器帶電荷量減少，而i﹣t圖像與坐標(biāo)軸所圍面積表示電荷量，所以S2S312.甲同學(xué)在使用手電筒時(shí)發(fā)現(xiàn)燈泡發(fā)出的光變暗了，于是想到將手電筒里串聯(lián)的兩節(jié)舊干電池中的一節(jié)更換為同規(guī)格的新電池，將新、舊電池搭配使用。乙同學(xué)則指出課本必修第三冊(cè)中在關(guān)于電池組相關(guān)內(nèi)容中提到同型號(hào)的新、舊電池不合適組成電池組。于是，甲、乙兩同學(xué)想設(shè)計(jì)方案來(lái)探究手電筒中將新、舊電池搭配使用是否合理。Ⅰ.一節(jié)舊干電池的電動(dòng)勢(shì)約為1.4V，內(nèi)阻約為幾歐姆。為測(cè)量其電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)室提供以下器材：電壓表（量程0～3V，內(nèi)阻很大），電流表（量程0～0.6A，內(nèi)阻約2Ω），滑動(dòng)變阻器（0～20Ω），開關(guān)S和導(dǎo)線若干。（1）為盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差，實(shí)驗(yàn)電路圖應(yīng)采用_______（填“圖（a）”或“圖（b）”）方案；（2）通過(guò)多次測(cè)量并記錄對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)I和電壓表示數(shù)U，利用這些數(shù)據(jù)畫出了U﹣I圖線，如圖（c）所示。由圖線得此干電池的電動(dòng)勢(shì)E=___________V，內(nèi)阻r=___________Ω。Ⅱ.兩同學(xué)獲知手電筒中小燈泡的電阻為4Ω（電阻視為不變），且通過(guò)查閱資料得出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻分別為（E1，r1）和（E2，r2）的兩電池串聯(lián)后形成的電池組的電動(dòng)勢(shì)為E1+E2，內(nèi)阻為r1+r2。（3）兩同學(xué)獲悉一節(jié)同型號(hào)新電池的電動(dòng)勢(shì)為1.5V，內(nèi)阻為0.2Ω。若將已測(cè)得電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的舊電池與一節(jié)同型號(hào)的新電池串聯(lián)作為電池組為小燈泡供電時(shí)，電池組效率為η1；兩節(jié)同型號(hào)的新電池串聯(lián)作為電池組為小燈泡供電時(shí)，電池組效率為η2，則___________?！敬鸢浮浚?）（a）（2）1.383.8（3）0.55【解析】（1）電流表內(nèi)阻約為2Ω，如果采用圖（b）所示電路圖電池內(nèi)阻的測(cè)量誤差太大，為減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)選擇圖（a）所示電路圖（2）[1][2]由閉合電路的歐姆定律U=E-Ir由圖（c）所示圖像可知，電池的電動(dòng)勢(shì)E=1.38V內(nèi)阻r（3）由閉合電路的歐姆定律得I1，I2電池組的效率η1，η2代入數(shù)據(jù)解得0.55四、計(jì)算題：本題共3個(gè)小題，共40分。13.某小組通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得玩具電動(dòng)機(jī)電流隨電壓變化的I﹣U圖像如圖所示，電壓小于1V時(shí)，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，且圖像為直線；當(dāng)電壓U=6V時(shí)，電動(dòng)機(jī)恰好正常工作。忽略電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻變化。求：（1）電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻r；（2）電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)電動(dòng)機(jī)的輸出功率P和機(jī)械效率η（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。【答案】（1）1Ω（2）12W，67%【解析】（1）由I﹣U圖像可得電壓為1V時(shí)，電流為1A，此時(shí)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，其電路為純電阻電路，內(nèi)阻為（2）電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，從I﹣U圖像可得電壓為U=6V，電流為I=2A，電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為P=UI=6×2W=12W電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為P熱=I2r=22×1W=4W電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)電動(dòng)機(jī)的輸出功率為P機(jī)械=P-P熱=12W-4W=8W電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率為14.如圖所示，地面上方存在范圍足夠大、方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣輕繩一端固定在離地高度為3L的O點(diǎn)，另一端連接一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q（q>0）的帶電小球（可視為點(diǎn)電荷），小球靜止時(shí)繩與豎直方向夾角θ=45°，重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力。（1）求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E；（2）將小球拉到與O點(diǎn)等高的B點(diǎn)，給小球一豎直向下的初速度，求小球運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)正下方C點(diǎn)時(shí)的速度大小v；（3）在（2）問(wèn)情況下，小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)細(xì)繩突然斷裂，求從細(xì)繩斷裂到小球落到地面所需的時(shí)間t及落地點(diǎn)與O點(diǎn)的水平距離x?！敬鸢浮浚?）（2）