河南省新乡市大联考2024-2025学年高二上学期1月期末 物理试题

这是一份河南省新乡市大联考2024-2025学年高二上学期1月期末 物理试题，共14页。试卷主要包含了本试卷主要考试内容等内容，欢迎下载使用。

本试卷满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容：人教版必修第三册，选择性必修第二册。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1.关于电学单位，下列说法正确的是
A.电荷单位是库仑 B.电场强度单位是欧姆
C.电压单位是焦耳 D.电流单位是瓦特
2.下列说法正确的是
A. LC 振荡回路中，振荡电流为零时，电场能为零
B. LC振荡回路中，振荡电流相邻两次为零的时间间隔就是振荡周期
C.电视信号的发射、接收过程为：景物→电信号→电磁波→电信号→图像
D.在电磁波接收过程中，把声音信号或图像信号从高频电流中还原出来的过程叫调制
3.如图所示，两根固定的通电长直导线a、b相互垂直，a平行于纸面，电流方向水平向右，b垂直于纸面，电流方向向里，下列说法正确的是
A.导线a 在其正下方导线b 处产生的磁场方向垂直纸面向里
B.导线b 所受安培力方向平行于纸面向上
C.导线b 所受安培力方向平行于纸面向下
D.导线a 左半部分所受安培力方向垂直纸面向里，右半部分所受安培力方向垂直纸面向外
4.如图甲所示，圆形线圈P 静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管Q，P和Q 共轴，Q中通有变化电流i，电流随时间变化的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是
A. t₁时刻，P 有扩张的趋势 B. t₂时刻，穿过 P 的磁通量最大
C. t₃时刻，P 中无感应电流 D. t₄时刻，穿过 P 的磁通量最小
【高二物理 第1页(共6页)】5.如图所示，厚度为h、宽度为d 的金属导体中通有向右的电流I，磁场方向与导体前表面垂直，在导体上、下表面会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。下列说法正确的是
A.导体左、右两端间的电势差即为霍尔电压
B.金属导体中的正电荷定向移动的方向向右
C.金属导体中的自由电荷受到的洛仑兹力的方向向下
D.导体上表面的电势低于下表面的电势
6.如图所示，电阻R 的阻值和线圈L 的自感系数都较大，自感线圈的直流电阻不计，A、B是两只完全相同的灯泡，则下列说法正确的是
A.当开关S闭合时，B灯比A灯先亮
B.当开关S闭合时，A灯比B灯先亮
C.当电路稳定后断开开关S时，B灯立刻熄灭
D.当电路稳定后断开开关S时，A灯立刻熄灭
7.如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为 n₁:n₂=3:1,原线圈回路中的电阻A 与副线圈回路中的负载电阻B 的阻值相等。a、b 端加一交流电压U=311sin 10πt(V)后，则下列说法正确的是
A.电阻A、B中的电流之比 IA:IB=1:2
B.电阻A、B两端的电压之比 UA:UB=3:1
C.电阻B 两端的电压表的示数 UB=60V
D.电阻A、B消耗的电功率之比 PA:PB=1:9
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8.如图所示,电源的电动势E=4 V,内阻r=1Ω,电阻. R₁=R₂=2Ω,当开关S₁、S₂同时闭合时，路端电压及通过电源的电流分别为
A.2 V
B.1 V
C.2 A
D.1A
9.磁力刹车是游乐场中过山车采用的一种新型刹车装置，比靠摩擦力刹车更稳定。如图所示，这是该新型装置的原理图(从后面朝前看)，过山车的两侧装有铜片，停车区的轨道两侧装有强力磁铁，当过山车进入停车区时，铜片与磁铁的相互作用能使过山车很快停下来。下列说法正确的是
A.磁力刹车应用了电磁驱动
B.磁力刹车应用了电磁感应
C.过山车的质量越大，它进入停车区时由电磁作用引起的刹车阻力越大
D.磁力刹车的过程中动能转化为电能，最终转化成内能
10.如图甲所示，一个点电荷Q产生的电场中，Ox 坐标轴与它的一条电场线重合，坐标轴上A、B 两点的坐标分别为1.0m和10.0m。放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都与x轴的正方向相同，电场力与试探电荷所带电荷量的关系图像如图乙所示，放在A 点的电荷带正电，放在
【高二物理 第2页(共6页)】B点的电荷带负电。已知静电力常量 k=9.0×10⁹N⋅m²/C²,下列说法正确的是
A. A点的电场强度的大小为2 N/C，方向沿x 轴正方向
B. B 点的电场强度的大小为500 N/C，方向沿x轴负方向
C.点电荷Q 的位置坐标为x=4m
D.点电荷 Q 带负电，其所带电荷量为 2×10⁻⁶C
三、非选择题：共54分。
11.(6分)(1)如图甲所示，这是探究电磁感应现象的实验装置。用绝缘线将导体AB 悬挂在蹄形磁铁的磁场中，闭合开关后，在下面的实验探究中，关于电流计的指针是否偏转，请填写在下面的空格处。
①磁铁不动，使导体AB 向上或向下运动，并且不切割磁感线，则电流计的指针 (填“偏转”或“不偏转”)。
②导体AB 不动，使磁铁左右运动，则电流计的指针 (填“偏转”或“不偏转”)。
(2)为判断线圈环绕方向，可将灵敏电流计与线圈L 连接，如图乙所示。已知线圈由a 端开始绕至b端，当电流从电流计左端流入时，指针向左偏转。
①将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L 时，发现指针向左偏转，俯视线圈，其环绕方向为 (填“顺时针”或“逆时针”)。
②当磁铁从图乙中的虚线位置向右远离L 时，指针向右偏转，俯视线圈，其环绕方向为 (填“顺时针”或“逆时针”)。
(3)如图丙所示，各线路连接完好，线圈A 在线圈B 中，在开关闭合的瞬间，实验小组发现电流计的指针向左偏一下后又迅速回到中间位置。保持开关闭合，在滑动变阻器的滑片向右移动的过程中，会观测到电流计的指针 (填“向左偏”“向右偏”或“不动”)。
【高二物理 第3页(共6页)】12.(9分)已知一热敏电阻所处环境的温度从 10℃升至 60°C时，其阻值从几千欧姆降至几百欧姆，某同学利用伏安法测量其阻值随温度变化的关系。所用器材：电源E、开关S、滑动变阻器R(最大阻值为20Ω)、电压表(可视为理想电表)和毫安表(内阻约为100Ω)。
(1)实验电路如图甲所示，将热敏电阻置于温度控制室中，记录不同温度下电压表和毫安表的示数，计算出相应的热敏电阻的阻值。若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为5.5V和3.0mA，则此时热敏电阻的阻值为 kΩ(保留两位有效数字)。实验中得到该热敏电阻的阻值R 随温度t变化的曲线如图乙所示。由此可得到结论：随着温度升高，热敏电阻的阻值 (填“增大”或“减小”)得越来越 (填“快”或“慢”)。
(2)将热敏电阻从温度控制室取出并置于室温下，测得达到热平衡后热敏电阻的阻值为2.2kΩ。结合图乙可知，此时室温为 ℃(保留三位有效数字)。
13.(10分)如图所示,质量m=0.1 kg、有效电阻R=2Ω的导体棒 ab 静止在倾角( θ=30°的光滑倾斜导轨上，导轨右端有一电动势E=2V、内阻r=0.5Ω的电源，取重力加速度大小g =10m/s²,空间存在匀强磁场(未画出)，其余电阻不计，导轨间距. L=1m,求：
(1)通过导体棒 ab的电流I；
(2)匀强磁场的磁感应强度 B 的最小值。

14.(11分)法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上，圆盘的半径为r，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触，外电路连接一阻值为R 的定值电阻，圆盘发电机的内阻为 r₀。。俯视圆盘，它顺时针匀速转动的周期为 T。圆盘处于方向竖直向上、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中。
(1)请说明圆盘发电机的发电原理；
(2)请判断通过R 的电流方向；
(3)求电路中感应电流的大小I；
(4)求圆盘发电机的输出功率 P出。
15.(18分)如图所示的矩形 abcd的 ab边长为 3m, ad边长为2m,一比荷 qm=5C/kg的带正电粒子从 ad边的中点O平行于 ab方向以v=2m/s的速度射入矩形 abcd区域，粒子所受重力不计。
(1)若在矩形 abcd 区域存在垂直纸面向里的匀强磁场，粒子从b 点射出，求匀强磁场的磁感应强度 B 及该粒子在磁场中的运动时间t磁；
(2)若在矩形 abcd区域存在垂直 cd 边的匀强电场，粒子从c 点射出，求匀强电场的电场强度E 及粒子射出电场时的速度大小v₀。
2024—2025学年高二期末(上)测试
物理参考答案
1. A 【解析】电荷单位是库仑，选项 A 正确，其他说法都不对。
2. C 【解析】LC 振荡回路中，振荡电流相邻两次为零的时间间隔等于振荡周期的一半，振荡电流为零时，电容器所带电荷量最大，电场能最大，选项 A、B错误；由无线电波的发射、接收过程知，选项C正确；在电磁波接收过程中，把声音信号或图像信号从高频电流中还原出来的过程叫解调，选项D错误。
3. A 【解析】根据安培定则可判断出，导线a在其正下方导线b处产生的磁场方向垂直纸面向里，导线b的电流方向向里，导线b 沿纸面向外的部分所受安培力方向水平向左，导线b 沿纸面向里的部分所受安培力方向水平向右，选项A正确，选项B、C错误；由安培定则可知，导线a 左侧部分所在处磁场方向斜向右上方，右侧部分所在处的磁场方向斜向右下方，根据左手定则可判断出，导线a 左半部分所受安培力方向垂直纸面向外，右半部分所受安培力方向垂直纸面向里，选项D错误。
4. B 【解析】当螺线管中电流增大时，螺线管形成的磁场不断增强，因此线圈 P 中的磁通量增大，根据楞次定律可知线圈P将阻碍其磁通量增大，故线圈P 有远离和收缩的趋势，选项 A错误；当螺线管中电流最大时，螺线管形成的磁场最强，故t₂时刻，穿过线圈 P的磁通量最大，选项 B正确；t₃时刻，螺线管中电流为零，穿过线圈P 的磁通量为零，但穿过线圈P 的磁通量是变化的，因此此时线圈 P 中有感应电流，选项C、D错误。
5. D 【解析】导体左、右两端间的电势差为外电压，霍尔电压为磁场中在洛伦兹力作用下电子移动而产生的电压，为导体上、下表面的电压差，选项 A错误；金属导体中的载流子为电子，带负电，移动方向与电流方向相反，选项B错误；根据左手定则知，自由电子所受洛伦兹力方向向上，电子向上偏转，则导体上表面带负电，导体下表面带正电，导体上表面的电势低于下表面的电势，选项C错误、D正确。
6. C 【解析】当开关S闭合时，由于电阻R 的阻值和线圈L 的自感系数都较大，通过L 和R 的电流很小，A、B两灯一起亮，选项A、B错误；当电路稳定后断开开关S时，B灯立刻熄灭，因为线圈L 中会产生自感电动势，阻碍本身电流减小，线圈L 和A灯形成闭合回路，所以A灯会闪一下后再逐渐熄灭，选项 C正确、D错误。
7. D 【解析】电阻两端的电压 U'=IR,，所以两电阻两端的电压之比等于其电流之比，由于电流比等于匝数的反比，所以 UA:UB=IA:IB=1:3,选项A、B错误；由题中表达式知 ab两端电压有效值为220 V，设副线圈两端的电压为U₂，则原线圈两端的电压为3U₂，原线圈中电阻的分压为U 23，即 3U2+U23=220V,解得 UB=U2=66V,选项C错误；电阻消耗的功率 P=I²R，所以电阻A、B消耗的电功率之比 PA:PB=1:9,选项D正确。
8. AC 【解析】当开关S₁、S₂同时闭合时，路端电阻与内电阻相等，可知路端电压为2 V，根据闭合电路的欧姆定律可得通过电源的电流为2 A，选项A、C正确。
9. BD 【解析】磁力刹车过程会产生涡流，属于电磁感应现象，不属于电磁驱动现象，选项 A错误、B正确；过山车的速度越大，它进入停车区时由电磁作用引起的刹车阻力越大，和质量无关，选项C错误；磁力刹车的过程中，铜片穿过磁铁时产生涡流，铜片在磁场中受到安培力作用，阻碍过山车的运动，故磁力刹车的过程中动能转化为电能，最终转化成内能，选项D正确。
10. BCD 【解析】根据电场强度的定义式可知F-q图像的斜率表示电场强度，则A、B两点的电场强度大小分别为 EA=ΔFΔq=4×10−32×10−6N/C=2000N/CB=|ΔFΔq|2×10−34×10−6N/C=500 N/C，由于正电荷在A 点所受电场力方向沿x轴正方向，所以EA沿x轴正方向，负电荷在 B 点所受电场力方向沿x轴正方向，所以EB沿x轴负方向，选项 A错误、B正确；由上所述可推知，点电荷Q应位于A、B两点之间，则点电荷Q 带负电荷，设点电荷Q 的位置坐标为x，则 EA=kQx−12=2000N/C,EB=kQ10−x2=500N/C,解得x=4m,Q=2×10⁻⁶C,选项C、D正确。
11.(1)①不偏转 (1分)
②偏转 (1分)
(2)①顺时针 (1分)
②逆时针 (1分)
(3)向右偏 (2分)
【解析】(1)①磁铁不动，使导体AB 向上或向下运动，并且不切割磁感线，不会产生感应电流，则电流计的指针不偏转。②导体AB 不动，使磁铁左右运动，导体AB 会切割磁感线产生感应电流，则电流计的指针会偏转。
(2)①由楞次定律知感应电流产生的磁场方向向上，感应电流由a经⑥流向b，再由安培定则知线圈环绕方向为顺时针。②由楞次定律知感应电流产生的磁场方向向上，感应电流由b 经Ⓖ流向a，再由安培定则知线圈环绕方向为逆时针。
(3)在开关闭合的瞬间，电流计的指针向左偏一下后又迅速回到中间位置，可知当穿过线圈B 的磁通量增加时，电流计的指针左偏；保持开关闭合，在滑动变阻器的滑片向右移动的过程中，电阻变大，电流减小，则穿过线圈B 的磁通量减小，会观测到电流计的指针向右偏。
12.(1)1.8 (2分) 减小 (2分) 慢 (2分)
(2)25.5(25.0~25.8都算对) (3分)
【解析】(1)由电路欧姆定律得 R=UI=5.53.3×10−3Ω≈1.8kΩ;由题图乙可得到结论：随着温度升高，热敏电阻的阻值迅速减小，进一步升高温度，阻值减小得越来越慢。
(2)由题图乙知该电阻的阻值为2.2 kΩ，其对应的温度为25.5℃。
13.解：(1)由欧姆定律得
E=(R+r)I (3分)
解得I=0.8A。 (2分)
(2)可分析出磁场方向垂直导轨平面向上时，匀强磁场的磁感应强度最小
mgsinθ=BIL (3分)
解得B=0.625 T。 (2分)
14.解：(1)把圆盘等效为无数根铜导线呈辐射状并联，圆盘转动时，每根导线切割磁感线产生的感应电动势相同，并联导线的总电动势等于每根导线的电动势，铜片 P、Q是电源两极。(答对意思即给分) (2分)
(2)由右手定则知感应电流方向为从a到b。 (2分)
(3)电源的电动势 E=Bωr22 (1分)
又有 ω=2πT (2分)
由闭合电路欧姆定律得 I=ER+r0 (1分)
解得 I=Bπr2TR+r0。 (1分)
(4)发电机的输出功率即外电路R 的功率， P−1=I2R=RB2π2r4T2R+r02。 (2分)
15.解：(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动，设其运动的半径为 R
由几何关系得 R2=R−12+32 (1分)
设粒子转过的圆心角为θ，有
sinθ=3R (1分)
解得 R=2m,θ=π3 (1分)
根据 qvB=mv2R (1分)
qm=5C/kg (1分)
可得B=0.2T，方向垂直纸面向里 (2分)
粒子的轨迹为圆弧， l=Rθ=2π3m(1分)
粒子在磁场中运动的时间 t∗=lv=π3s。 (2分)
(2)粒子在电场中做类平抛运动
在水平方向上有 3=vt (1分)
在竖直方向上有 1=12at2 (1分)
Eq=ma,v₁=at (2分)
v02=v12+v2 (1分)
解得 E=815N/C,方向垂直 cd 边向下 (2分)
v0=2213m/s。 (1分)