四川省泸县五中2024-2025学年高二上学期期末考试物理试卷（含解析）

这是一份四川省泸县五中2024-2025学年高二上学期期末考试物理试卷（含解析），共15页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.由欧姆定律可以导出公式R=UI，此式说明( )
A. 当电压增大两倍时，电阻R增大两倍
B. 当电流增大两倍时，电阻R减小两倍
C. 电阻是导体本身的性质，当电压为零时，电阻阻值不变
D. 当电压为零时，电阻R也为零
2.对于库仑定律，下列说法中正确的是( )
A. 凡计算两个电荷间的作用力，都可以使用公式F=kq1q2r2
B. 相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是否相等，它们之间相互作用的库仑力大小一定相等
C. 由F=kq1q2r2可知，两个带电小球距离非常近时，库仑力变得无穷大
D. 若两个点电荷的电荷量各减为原来的一半，彼此间的距离减半，则它们之间的库仑力大小减为原来的二分之一
3.下列说法正确的是( )
A. 恒定磁场对静置于其中的电荷有力的作用
B. 小磁针N极在磁场中的受力方向是该点磁感应强度的方向
C. 正弦交流发电机工作时，穿过线圈平面的磁通量最大时，电流最大
D. 升压变压器中，副线圈的磁通量变化率大于原线圈的磁通量变化率
4.如图所示，线圈平面与水平方向夹角θ=60∘，线圈平面面积为S，共有n匝，空间存在区域无限大的磁场，磁感线竖直向下，磁感应强度的大小为B，设此时穿过线圈的磁通量为正，下列说法正确的是( )
A. 通过线圈的磁通量为12nBS
B. 若线圈以cd为轴逆时针转过60∘，通过线圈的磁通量为BS
C. 若线圈以cd为轴顺时针转过30∘，通过线圈的磁通量为BS
D. 若线圈以cd为轴顺时针转过120∘，通过线圈磁通量的变化量为12BS
5.在如图所示的电路中，A，B是两个完全相同的灯泡，L是一个自感系数很大、直流电阻为零的自感线圈，则下列判断错误的是( )
A. S刚闭合瞬间，A灯和B灯同时亮
B. S闭合后电路稳定前，A灯逐渐变暗
C. S闭合电路稳定后，A灯和B灯亮度相同
D. S闭合电路稳定后，再断开S时，A灯闪亮一下后熄灭
6.如图所示，质量为m、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于O、O′并处于匀强磁场中。当导线中通以沿x轴正方向的电流I，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为θ，重力加速度为g。关于磁感应强度的大小和方向，下列说法正确的是( )
A. mgILtanθ，沿z轴负方向B. mgIL，沿z轴正方向
C. mgIL，沿y轴负方向D. mgILtanθ，沿y轴正方向
7.如图所示，圆形区域内存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，比荷相同的两个粒子沿直径AB方向从A点射入磁场中，分别从圆弧上的P、Q两点射出，下列说法正确的是( )
A. 两粒子分别从A到P、Q经历时间之比为3∶1
B. 粒子在磁场中做匀速圆周运动周期之比为2∶1
C. 粒子在磁场中速率之比为1∶3
D. 粒子在磁场中运动轨道半径之比为3∶1
8.图甲为某电源的U−I图线，图乙为某小灯泡的U−I图线，则下列说法中正确的是( )
A. 电源的短路电流为0.3A
B. 小灯泡的电阻随着电流的增大而增大
C. 把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的功率约为0.035W
D. 把电源和小灯泡组成闭合回路，电路的总功率约为0.9W
9.如图，圆心为O的圆处于匀强电场中，电场方向与圆平面平行，ab和cd为该圆直径。将电荷量为qq>0的粒子从a点移动到b点，电场力做功为2WW>0；若将该粒子从c点移动到d点，电场力做功为W。下列说法正确的是( )
A. 该匀强电场的场强方向与ab平行
B. 将该粒子从d点移动到b点，电场力做功为0.5W
C. a点电势低于c点电势
D. 若只受电场力，从d点射入圆形电场区域的所有带电粒子都做曲线运动
10.如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角为θ=30∘的斜面上，导轨电阻不计，导轨所在空间被分成区域I和II，两区域的边界与斜面的交线为MN，I中的匀强磁场方向垂直斜面向下，II中的匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场的磁感应强度大小相等。在区域I中，将质量为m的金属棒ab放在导轨上，ab能静止在导轨上不下滑。然后，在区域II中，将质量也为m的光滑金属棒cd放在导轨上，cd由静止开始下滑。已知cd在滑动过程中始终处于区域II的磁场中，ab、cd始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，则下列说法正确的是( )
A. 金属棒ab与导轨间的动摩擦因数μ= 33
B. 金属棒ab与导轨间的摩擦力先减小后增大
C. 金属棒ab有可能沿斜面向上运动
D. 金属棒cd最终匀速运动
二、实验题：第11题6分，第12题10分，共16分。
11.如图为一正在测量中的多用电表表盘和用螺旋测微器测量圆柱体直径d的示数
(1)如果是用×10Ω挡测量电阻，则读数为_____ Ω．
(2)如果是用直流10mA挡测量电流，则读数为_____ mA．
(3)圆柱体直径d=______ mm．
12.某实验小组为测量一节干电池的电动势和内阻，设计了如图甲所示电路。

(1)根据图甲，完成图乙中的实物图连线；
(2)正确连接后，某次测量中电压表指针位置如图丙所示，其示数为______V；
(3)测得的7组数据已标在如图丁所示U−I坐标系上，用作图法作图；求干电池的电动势E= ______V和内阻r= ______Ω(计算结果均保留两位小数)；
(4)该小组根据记录数据进一步探究，作出1I−R图像如图戊所示.图戊中图像在纵轴的截距为b，图像斜率为k，则电流表内阻为RA= ______(用字母b、k、r表示)；
(5)由于电压表内阻不是无穷大，本实验干电池内阻的测量值______(填“偏大”或“偏小”)。
三、计算题：第13题10分，第14题13分，第15题18分，共41分。
13.在如图所示的电路中，定值电阻R1=3Ω、R2=2Ω、R3=1Ω、R4=3Ω、R5=4Ω，电容器的电容C=4μF，电源的电动势E=10V，内阻不计。闭合开关S1、S2，电路稳定后，求：
(1)电容器所带电荷量，并说明电容器哪个极板带正电？
(2)保持开关S1闭合，断开开关S2，电路稳定后，流过R5的电荷量；
(3)保持开关S1、S2闭合，电阻R3突然断路，电路稳定后，流过R5的电荷量。
14.磁谱仪是对未知粒子识别和分离的装置。如图为一种磁谱仪的工作原理图，圆弧形电极ABC可以收集粒子，并用辐射型电场对粒子进行加速，使粒子进入磁场。已知圆弧形电极ABC关于y轴对称，圆心在坐标原点O，圆心角为120 ∘，x轴上方存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在x轴的正半轴放置感光底片；圆弧形电极与坐标原点O间的电势差为U，氕核、氘核自圆弧形电极ABC均匀无初速度释放，被电场加速后自O点进入磁场。已知氕核的质量为m，电荷量为q，重力影响不计，求：
(1)氕核在磁场中运动的轨迹半径；
(2)感光底片上能同时接收到氕核及氘核两种粒子的长度。
15.如图所示，地面上方空间存在水平向左的匀强电场，不可伸长的绝缘细线长为L=0.2m，上端系于O点，下端系一质量为m=0.1kg、电量为q=−1.0×10−5C的小球。现在A点给小球一个水平向左的初速度，小球恰能在竖直平面内绕O点做圆周运动，当小球到达B点时速度最小，此时细线与竖直方向的夹角θ=60∘。不计空气阻力，已知重力加速度为g=10m/s2，求：
(1)电场中OB间的电势差；
(2)最低点A处绳子对小球的拉力大小；
(3)若在A点抛出小球的同时剪断细线，小球恰好落在地面上A点正下方的位置C，求小球到达位置C的速度大小。(结果可用根式表示)
答案解析
1.C
【解析】
同一导体，不管电流、电压怎样变化，电压跟电流的比值都是一个常数，这个结论可以写成R=UI；R是一个只跟导体本身性质有关而与通过的电流和两端电压无关的物理，故ABD错误，C正确。
故选C。
2.B
【解析】A.公式 F=kq1q2r2 适用于真空中的点电荷，当两电荷之间的距离较小时，电荷不能够看为点电荷，此时公式不成立，故A错误；
B.两个点电荷之间的库仑力是一对相互作用力，则不论它们的电荷量是否相等，它们之间相互作用的库仑力大小一定相等，故B正确；
C.公式 F=kq1q2r2 适用于真空中的点电荷，当两电荷之间的距离较小时，电荷不能够看为点电荷，此时公式不成立，即两个带电小球距离非常近时，不能够认为库仑力变得无穷大，故C错误；
D.根据库仑定律有
F=kq1q2r2
可知，若两个点电荷的电荷量各减为原来的一半，彼此间的距离减半，则它们之间的库仑力大小不变，故D错误。
故选B。
3.B
【解析】A.恒定磁场对速度不平行于磁感线的运动电荷才有力的作用，A错误；
B.小磁针N极在磁场中的受力方向是该点磁感应强度的方向，B正确；
C.正弦交流发电机工作时，穿过线圈平面的磁通量最大时，电流为0，C错误；
D.根据变压器的原理可知，若为理想变压器则副线圈中磁通量的变化率等于原线圈中磁通量的变化率，若不是理想变压器，则由于漏磁现象的存在副线圈中磁通量的变化率小于原线圈中磁通量的变化率，D错误。
故选B。
4.B
【解析】A、通过线圈的磁通量为BScs60°=12BS，故A错误；
B、若线圈以cd为轴逆时针转过60∘，则线圈平面与磁场方向垂直，通过线圈的磁通量为BS，故B正确；
C、若线圈以cd为轴顺时针转过30∘，则线圈平面与磁场方向平行，通过线圈的磁通量为0，故C错误；
D、若线圈以cd为轴顺时针转过120∘，则线圈平面与磁场方向垂直，并且磁感线从另一面穿过，通过线圈磁通量为−BS，则通过线圈磁通量的变化量为−BS−12BS=−32BS，故D错误。
故选B。
5.C
【解析】A. 开关S闭合的瞬间，线圈L处相当于断路，两灯同时获得电压，所以A、B同时发光，故A正确；
B. 开关S闭合的瞬间，两灯同时获得电压，所以A、B同时发光。由于线圈的电阻可以忽略，流过线圈的电流逐渐增大时，灯A逐渐被短路，流过A灯的电流逐渐减小，A灯逐渐变暗，直至熄灭，故B正确；
C. L是一个自感系数很大、直流电阻为零的自感线圈，S闭合电路稳定后，A熄灭，而B更亮，故C错误；
D. 断开开关S的瞬间，线圈L与灯A组成自感回路，流过线圈的电流要减小，产生自感电动势，相当电源，维持L中的电流逐渐减小，所以A灯突然闪亮一下再熄灭，而流过B灯的电流突然消失，B立即熄灭，故D正确。
本题问判断错误的，答案选C．
6.A
【解析】A.磁感应强度方向为z轴负方向，根据左手定则，直导线所受安培力方向沿y正方向，根据平衡条件BIL=mgtanθ，
得B=mgtanθIL，故A正确；
B.磁感应强度方向为z正方向，根据左手定则，直导线所受安培力方向沿y负方向，直导线不能在偏离y正方向的位置平衡，故B错误；
C.磁感应强度方向y轴负方向，根据左手定则，直导线所受安培力方向竖直向下，绳子只有在竖直位置静止，故C错误；
D.磁感应强度方向y轴正方向，根据左手定则，直导线所受安培力方向竖直向上，绳子只有在竖直位置静止，故D错误。
故选A。
7.D
【解析】
AB.带电粒子运动轨迹如图所示，

根据几何关系可知，到达Q点的粒子在磁场中转过的角度为 120∘ ，到达P点的粒子在磁场中转过的角度为 60∘ ，
而粒子在磁场中做圆周运动的周期T=2πmqB
比荷相同且在同一磁场中做圆周运动，因此周期相同，
则可得tP=16T=πm3qB，tQ=T3=2πm3qB
可得tP:tQ=1:2
故AB错误；
C.设圆形磁场的半径为R，
根据几何关系可得RrP=tan30∘，rQR=tan30∘
解得rP:rQ=3:1
而根据v=2πrT
可得vP:vQ=3:1
故C错误，D正确。
故选D。
8.BD
【解析】解：A、根据闭合电路的欧姆定律有U=E−Ir可知，图像和纵轴截距表示电源电动势E大小，斜率的绝对值表示电源内阻r，所以E=1.5V，r=|ΔUΔI|=|1.0−1.50.3|Ω=53Ω，则电源的短路电流为I短=Er=1.553A=0.9A，故A错误；
B、U−I图像上各点与原点连线的斜率表示灯泡的电阻，由乙图可知，灯泡的电阻随电流的增大而增大，故B正确；
CD、把电源和小灯泡组成闭合回路，做出它们的图像如下图所示
两U−I图像的交点坐标表示此时灯泡两端的电压和通过灯泡的电流，由图读出此时U=0.51V，I=0.61A，则灯泡的功率为P=UI=0.51×0.61W=0.31W，电源的总功率为P′=EI=1.5×0.61W=0.915W≈0.9W，故C错误，D正确。
故选：BD。
根据图像斜率和截距得到电源的电动势和内阻，即可得到短路电流；根据图像的斜率分析；把电源和灯泡的U−I图像放到一个坐标系中，图像的交点即是灯泡两端的电压和通过灯泡的电流，据此计算CD。
本题考查了闭合电路的欧姆定律以及U−I图像的应用，在计算灯泡的功率时，注意灯泡的电阻不是固定值，所以需要通过图像来分析。
9.AB
【解析】A.将粒子从a电移动到b点，电场力做功为2W，则qUab=2W，同理qUcd=W，得出Uab=2Ucd，由图可知，ab与cd的夹角为60°，根据几何关系可知该匀强电场的场强方向与ab平行，故A正确；
B.根据功的计算公式可知，该粒子从d点移到到b点，电场力做功为W1=qUdb
根据几何关系可知Udb=14Uab，解得W1=0.5W，故B正确；
C.沿电场线方向电势降低，即a点电势高于c点电势，故C错误；
D.若带电粒子沿着平行于ab方向射入圆形电场，则会做直线运动，故D错误；
故选AB。
10.D
【解析】A.对金属棒ab根据平衡条件可得
mgsin30°≤μmgcs30°
所以金属棒ab与导轨间的动摩擦因数
μ≥tan30°= 33
故A错误；
B.当cd棒向下运动时，根据右手定则可知电流方向为dcab，根据左手定则可得金属棒ab受到的安培力方向沿斜面向上，随着cd棒的速度增大、则安培力增大，当cd棒匀速运动时，安培力最大，即为
BIL=mgsin30°
两金属棒安培力大小相等，所以金属棒与导轨间的摩擦力逐渐减小到零，故B错误；
C.金属棒cd匀速运动，金属棒ab受到的摩擦力刚好为零，此时安培力等于mgsin30°，所以ab棒没有可能沿斜面向上运动，故C错误。
D.当安培力等于重力沿斜面向下的分力时，金属棒cd匀速运动，故D正确；
故选D。
11.140 5.2 1.705
【解析】(1)用×10Ω挡测量电阻，由图示多用表表盘可知，其示数为：14×10=140Ω；
(2)用直流10mA挡测量电流，由图示多用电表表盘可知，其分度值为0.2mA，示数为5.2mA；
(2)由图示螺旋测微器可知，固定刻度示数为1.5mm，可动刻度示数为20.5×0.01mm=0.205mm，圆柱体直径d=1.5mm+0.205mm=1.705mm；
点睛：本题考查了多用电表读数、螺旋测微器读数；对多用电表读数时，要先根据选择开关位置确定其所测量的量与量程，然后根据指针位置读数；螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数．
1.48 1.00 bk−r 偏小
【解析】解：(1)根据图甲，图乙中的实物图连线如图
(2)电压表最小刻度为0.1V，则读数为1.20V；
(3)画出U−I图像如图
由闭合电路的欧姆定律可知
U=E−Ir
则E=1.48V
内阻r=1.48−Ω=1.00Ω
(4)由闭合电路的欧姆定律可知
E=I(R+RA+r)
可得
1I=1ER+r+RAE
由图像可知
1E=k
b=r+RAE
解得
RA=bk−r
(5)由于电压表内阻不是无穷大，测量的阻值为电压表内阻和电源内阻的并联值，本实验干电池内阻的测量值为
r测=r真RVr真+RV