湖南省岳阳市汨罗市第一中学2024-2025学年高二上学期1月期末物理试题

这是一份湖南省岳阳市汨罗市第一中学2024-2025学年高二上学期1月期末物理试题，共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题（本大题共6小题）
1．如图所示，一质量为、电荷量为的小球在电场强度为、区域足够大的匀强电场中，以初速度沿在竖直面内做匀变速直线运动。与水平面的夹角为，重力加速度为，且，则（ ）
A．电场方向竖直向上
B．小球运动的加速度大小为
C．小球上升的最大高度为
D．若小球在初始位置的电势能为零，则小球电势能的最大值为
2．如图是测定液面高度h的电容式传感器示意图，E为电源，G为灵敏电流计，A为固定的导体芯，B为导体芯外面的一层绝缘物质，C为导电液体．已知灵敏电流计指针偏转方向与电流方向的关系为：电流从右边接线柱流进电流计，指针向右偏．如果在导电液体的深度h发生变化时观察到指针向右偏转，则( )
A．导体芯A所带电量在增加，液体的深度h在增大
B．导体芯A所带电量在减小，液体的深度h在增大
C．导体芯A所带电量在增加，液体的深度h在减小
D．导体芯A所带电量在减小，液体的深度h在减小
3．利用如图甲所示的装置进行静电除尘，在金属杆和圆桶之间加上高压，可使桶内空气中的粉尘颗粒带负电，粉尘颗粒在静电力作用下飞向圆桶壁聚集，圆桶内电场线分布俯视图如图乙所示。忽略粉尘颗粒间相互作用力，对于圆桶中的某一带负电的粉尘颗粒，下列说法正确的是（ ）
A．越靠近金属杆所受静电力越大
B．越靠近金属杆所受静电力越小
C．在圆桶中运动时所受静电力始终不变
D．在圆桶中所受静电力方向始终与电场线方向相同
4．如图示装置是某同学探究感应电流产生条件的实验装置。在电路正常接通并稳定后，他发现：当电键断开时，电流表的指针向右偏转。则能使电流表指针向左偏转的操作是（ ）
A．拔出线圈A
B．在线圈A中插入铁芯
C．滑动变阻器的滑动触头向左匀速滑动
D．滑动变阻器的滑动触头向左加速滑动
5．从太阳和其他星体发射出的高能粒子流，成为宇宙射线，在射向地球时，由于地磁场的存在改变了带电粒子的运动方向，对地球起到了保护作用．如图为地磁场对宇宙射线作用的示意图.现有来自宇宙的一束质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子在进入地球周围的空间时将（ ）

A．竖直向下沿直线射地面B．相对于预定地点向东偏转
C．相对于预定地点稍向西偏转D．相对于预定地点稍向北偏转
6．存在匀强电场的空间中有一边长为cm的正四面体ABCD，如图所示。已知UAC=UBC=3V，电场方向平行于底面ABC，则（ ）
A．A、B两点处的电势不相等B．场强大小为1V/m
C．场强大小为100V/mD．C、D两点的电势差UCD=2V
二、多选题（本大题共4小题）
7．如图，A、O、C、B是真空中一条直线上的四点，其中，，O是AB的中点。在A、B两点分别放置点电荷+4Q和+Q，则下列说法正确的是（ ）
A．O点电场强度为零
B．C点电场强度为零
C．带正电的检验电荷从A运动到O的过程中电势能持续减小，从O运动到B的过程中电势能持续增加
D．若取O点电势为零，带正电的检验电荷在C点的电势能小于零
8．如图所示，理想二极管(具有单向导电性)、平行板电容器、电源组成闭合电路，带电液滴P置于水平放置的平行板电容器的正中间而静止，则下列说法中正确的是( )
A．若将极板A向下移动少许，则液滴的电势能将减小
B．若将极板A向上移动少许，则液滴将向上运动
C．若将极板B向上移动少许，则液滴的电势能将增大
D．若将极板A、B错开少许，使两极板正对面积变小，则液滴将向上运动
9．如图为手机指纹识别功能的演示，此功能的一个关键元件为指纹传感器。其部分原理为：在一块半导体基板上集成有上万个相同的小极板，极板外表面绝缘。当手指指纹一面与绝缘表面接触时，指纹的凹点与凸点分别与小极板形成一个个正对面积相同的电容器，若每个电容器的电压保持不变，则（ ）
A．指纹的凹点与小极板距离远，电容大
B．指纹的凸点与小极板距离近，电容大
C．若手指挤压绝缘表面，电容电极间的距离减小，小极板带电量增多
D．若用湿的手指去识别，识别功能不会受影响
10．如图所示为某人设计的一个汽车“再生能源装置”原理简图，在车厢底部靠近车轮处固定永久磁铁，刹车时接通装在车轮上的线圈，将汽车的一部分动能转化为电能储存起来。图中五个扇形区域匀强磁场的磁感应强度均为B，五个形状与磁场边界形状完全相同的线圈对称地固定在车轮内侧，已知车轴到线圈内侧的距离为r1，到线圈外侧的距离为r2，车轮的半径为R。若刹车过程中的某时刻车速大小为v，则此时（ ）
A．车轮转动的角速度为
B．某个线圈进入或者出磁场时产生的电动势大小为
C．某个线圈进入或者出磁场时产生的电动势大小为
D．线圈受到磁场的阻尼作用，进而也起到辅助刹车的作用
三、实验题（本大题共2小题）
11．某同学用下列器材测定一块手机电池的电动势和内电阻。
电流表A（量程3A，内阻约0.5Ω）；
电压表V（量程15V，内阻约15kΩ）；
滑动变阻器R（0 ~ 50Ω，额定电流3A）；
定值电阻R0 = 3Ω；
开关S及导线若干；
（1）为减小实验误差，电路图中的导线应连接到 （选填“a”或“b”）；
（2）连接好电路闭合S前，滑动变阻器的滑片P应置于 （选填“c”或“d”）端；
（3）根据正确操作，依据得到的电压表和电流表读数，作出对应的U—I图像如图所示，由图线可知该电池的电动势E = V，内电阻r = Ω（保留两位有效数字）；
（4）实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数U及滑动变阻器消耗的功率P都会发生变化，图的各示意图中正确反映P—U关系的是 。
A． B．
C． D．
12．实验桌上有下列实验仪器：
A．待测电源（电动势约3V，内阻约7Ω）；
B． 直流电流表（量程0～0.6～3A，0.6A挡的内阻约0.5Ω，3A挡的内阻约0.1Ω；）
C．直流电压表（量程0～3～15V，3V挡内阻约5kΩ，15V挡内阻约25kΩ）；
D．滑动变阻器（阻值范围为0～15Ω，允许最大电流为1A）；
E．滑动变阻器（阻值范围为0～1000Ω，允许最大电流为0.2A）；
F．开关、导线若干；
G．小灯泡“4V、0.4A”．
请解答下列问题：
①利用给出的器材测量电源的电动势和内阻，要求测量有尽可能高的精度且便于调节，应选择的滑动变阻器是 （填代号），应选择的电流表量程是 （填量程），应选择的电压表量程是 （填量程）．
②某同学根据测得的数据，作出U-I图象如图1中图线a所示，由此可知电源的电动势E= V，内阻r= Ω；
③若要利用给出的器材通过实验描绘出小灯泡的伏安特性曲线，要求测量多组实验数据，请你在图2框内画出实验原理图 ；
④将③步中得到的数据在同一个U-I坐标系内描点作图，得到如图1所示的图线b，如果将此小灯泡与上述电源组成闭合回路，此时小灯泡的实际功率为 W．
四、解答题（本大题共4小题）
13．电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进的动能杀伤武器，如图甲为电磁炮工作原理示意图，可简化为图乙模型。某电磁炮导轨长10m，两导轨之间的距离为0.5m。导轨间磁场可认为是方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为1.5T，电流方向如图所示。质量为10kg的炮弹受安培力作用从导轨最右端静止开始做匀加速直线运动，到达最左端离开导轨时的速度大小为2.4×103m/s。整个电磁炮固定在水平面上，忽略炮弹与导轨间的摩擦力。求：
（1）炮弹在导轨中加速时的加速度大小；
（2）导轨中的电流大小。
14．如图所示，在竖直平面内建立直角坐标系xOy，以O1（0，R）为圆心，R为半径的圆形区域内有垂直于xOy平面向里的匀强磁场（用B1表示，大小未知）；x轴下方有一直线MN，MN与x轴相距为Δy，x轴与直线MN间区域有平行于y轴的匀强电场，电场强度大小为E；在MN的下方有矩形区域的匀强磁场，磁感应强度大小为B2，磁场方向垂直于xOy平面向外。电子a、b以平行于x轴的速度v0分别正对O1点、A（0，2R）点射入圆形磁场，偏转后都经过原点O进入x轴下方的电场。已知电子质量为m，电荷量为e， ， ，不计电子重力。
（1）求磁感应强度B1的大小；
（2）若电场沿y轴负方向，欲使电子a不能到达MN，求Δy的最小值；
（3）若电场沿y轴正方向，Δy′=R，调整矩形磁场面积到最小，使电子b能到达x 轴上且距原点O距离最远点P（图中未标出），求电子b从O点到P点运动的总时间。
15．如图所示，在光滑的水平面上放置一个质量为的木板B，B的左端放置一个质量为m的物块A已知A、B之间的动摩擦因数为μ，现有质量为m的小球以水平速度飞来与物块A碰撞后立即粘住，在整个运动过程中物块A始终未滑离木板，且物块A可视为质点,求:
（1）球与物体A碰后的速度大小；
（2）物块A相对木板B静止后的速度大小；
（3）木板B至少多长。
16．把一长20cm的直导线放入永磁体产生的匀强磁场中，使导线和磁场方向垂直，导线中的电流是2.0A，受到的安培力大小是3.6×10-2 N 。求：
(1)永磁体产生的匀强磁场的磁感应强度多大？
(2)将导线从磁场中取走后，永磁体产生的匀强磁场的磁感应强度为多大？
参考答案
1．【答案】C
【详解】AB．小球做匀变速直线运动，合力应与速度在同一直线上，即在直线上，因，所以电场力与重力关于对称，根据数学知识可知，电场力与水平方向的夹角应为，受力情况如图所示
合力沿方向向下，大小为，所以加速度大小为，方向沿向下，AB错误；
C．小球做匀减速直线运动，由运动学公式可得最大位移为
则小球上升的最大高度为
C正确；
D．若小球在初始位置的电势能为零，在减速运动至速度为零的过程中，小球克服电场力做功和克服重力做功是相等的，由能量的转化与守恒可知，小球的初动能一半转化为电势能，一半转化为重力势能，初动能为，小球的最大电势能为，D错误。
故选C。
2．【答案】A
【详解】电流计指针向右偏转，说明流过电流计G的电流由右→左，则导体芯A所带电量在增加，电容两端间的电势差不变，由Q=CU可知，芯A与液体形成的电容器的电容增大，根据，知正对面积增大，则液体的深度h在增加．
A. 导体芯A所带电量在增加，液体的深度h在增大，与结论相符，选项A正确；
B. 导体芯A所带电量在减小，液体的深度h在增大，与结论不相符，选项B错误；
C. 导体芯A所带电量在增加，液体的深度h在减小，与结论不相符，选项C错误；
D. 导体芯A所带电量在减小，液体的深度h在减小，与结论不相符，选项D错误；
3．【答案】A
【详解】ABC．由图中电场线的分布知，越靠近金属杆电场线越密集，故越靠近金属杆粉尘颗粒所受到静电力越大，故A正确，BC错误；
D．由于粉尘带负电，所以在圆桶中所受静电力方向始终与电场线方向相反，故D错误。
故选A。
4．【答案】B
【详解】由题意可知：当电键断开时，穿过线圈A的磁通量减小，则线圈B的磁通量也在减小，导致电流表指针向右偏转；故可知当A中的磁通量减小时，电流表指向右偏；
A．拔出线圈A，A中磁通量减小，指针向右偏转，故A错误；
B．在线圈A中插入铁芯，A中磁通量增大，则知电流表指针向左偏转，故B正确；
CD．滑动变阻器的滑动触头向左匀速滑动或者加速滑动时，A中电流减小，磁通量减小，则知电流表指针均向右偏转，故CD错误。
故选B。
5．【答案】B
【详解】质子流的方向从上而下射向地球表面，地磁场方向在赤道的上空从南指向北，根据左手定则，洛伦兹力的方向向东，所以质子向东偏转，B正确．
6．【答案】C
【详解】因为UAC=UBC=3V，所以AB连线为等势面，过C点作底边AB的垂线，垂足为F，则FC即为匀强电场的电场线，如图
由几何知识FC=3cm，则匀强电场场强
过D点做FC的垂线垂足为G，则
所以
则C、D两点的电势差
故选C。
7．【答案】BD
【详解】A．因为且QA>QB，则O点的场强方向向右，不等于零，选项A错误；
B．在C点，由场强叠加可得
选项B正确；
C．在AC之间的场强方向向右，在CB之间的场强方向向左，则带正电的检验电荷从A运动到O的过程中电场力做正功，电势能持续减小，从O运动到B的过程中电场力先做正功，后做负功，则电势能先减小后增加，选项C错误；
D．因OC间的电场线向右，则若取O点电势为零，则C点的电势小于零，则带正电的检验电荷在C点的电势能小于零，选项D正确。
故选BD。
8．【答案】ACD
【详解】试题分析“”根据平行板电容器的电容决定因素分析电容的变化、电容的定义式与匀强电场场强与电势差的关系求出极板间的电场强度，根据题意判断极板间的电场强度如何变化，然后判断液滴如何运动．
带电液滴P置于水平放置的平行板电容器的正中间而静止，受重力和电场力平衡，电场力向上，而场强向下，故液滴带负电荷；若将极板A向下移动少许，板间距离减小，根据，电容增加，要充电；而U一定，根据，故E变大，故P点与B板间的电势差变大，即P点的电势变大，液滴带负电荷，故电势能减小，A正确；若将极板A向上移动少许，板间距离增加，根据，电容减小，要放电，但是理想二极管具有单向导电性，不能放电，故是电荷量Q一定，根据、、，有：，故电场强度大小与两极板间的距离无关，电场强度不变，则液滴保持静止，B错误；若将极板B向上移动少许，板间距离减小，根据，电容增加，要充电；而U一定，根据，故E变大，故P点与A板的电势差变大，则P与B板的电势差减小，故P点的电势减小，而液滴带负电荷，故电势能增加，C正确；若将极板A、B错开少许，正对面积S减小，根据，电容减小，要放电；但是理想二极管具有单向导电性，不能放电，故是电荷量Q一定，根据、、，有：，故电场强度增大，受到的电场力增大，液滴向上运动，D正确．
9．【答案】BC
【详解】AB．根据电容的定义式
可知，指纹的凹点与小极板距离远，即大，则小；指纹的凸点与小极板距离近，即小，则大，故A错误，B正确；
C．若手指挤压绝缘表面，电容电极间的距离减小，则增大，由于电容器的电压保持不变，根据
可知小极板带电量增多，故C正确；
D．若用湿的手指去识别，由于水是导电的，则使得同一指纹的凹点与凸点与小极板之间的距离将会发生变化，从而改变了电容器电容，使得识别功能受到影响，故D错误。
故选BC。
10．【答案】ACD
【详解】A．以车轴为参考系，车轮边缘的线速度为 ，因此转动的角速度
①
A正确；
BC．某个线圈进入或者出磁场时产生的电动势大小为
②
由①②联立得
B错误。C正确；
D．根据“来拒去留”安培力阻碍汽车前进，因此起到辅助刹车的作用，D正确；
故选ACD。
11．【答案】 a d 8.5 0.75 C
【详解】（1）[1]因电源内阻较小，与电流表内阻接近，故采用相对电源的内接法误差太大，故应采用相对电源的外接法，故应接a。
（2）[2]连接好电路闭合S前，滑动变阻器阻值置于电阻最大的位置，即滑片P应置于d端。
（3）[3][4]由图线可知该电池的电动势E = 8.5V，则内电阻为
（4）[5]滑动变阻器消耗的功率
即P—U关系为二次函数关系，故选C。
12．【答案】 D 0～0.6 0～3 3 6 0.375
【详解】试题分析：滑动变阻器的选择一是要安全，二是要便于操作，依次为原则选取；根据闭合电路欧姆定律可知，图象纵轴截距等于电源的电动势，斜率等于电源的内，由几何知识求出电动势和内阻．小灯泡的伏安特性曲线与电源的U-I图线的交点表示小灯泡接在该电源上的工作状态，读出电压和电流，由P=UI求出功率．
（1）滑动变阻器E的额定电流远小于电流表的量程，而实验时电路中的电流要达到电流表量程的一半，即0.3A左右，容易烧坏此变阻器，另一方面容易，该变阻器总电阻太大，调节时电路中电流表变化缓慢，不方便调节，而滑动变阻器D接入电路时，电路中最小电流约为，并不超过电流表的量程，故应选择的滑动变阻器是D．
应选择的电流表量程是0～0.6A，应选择的电压表量程是0～3V；
（2）根据闭合电路欧姆定律可知，图象纵轴截距等于电源的电动势，斜率等于电源的内阻，
由几何知识得：纵轴截距b=3.0V，斜率，则电源的电动势为E=b=3.0V，内阻为r=k=6Ω．
（3）描绘出小灯泡的伏安特性曲线需要滑动变阻器采用分压式，一般情况下电流表采用外接法，实验原理电路图如图：
（4）小灯泡的伏安特性曲线与电源的U-I图线的交点表示小灯泡接在该电源上的工作状态，
读出交点处的电压和电流分别为：U=1.5V，I=0.25A，则小灯泡的功率为P=UI=0.375W．
13．【答案】（1）；（2）
【详解】（1）设加速度为a
得
（2）根据牛顿第二定律得
得
14．【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）电子射入圆形区域后做圆周运动，轨道半径大小相等，设为r，当电子a射入，经过O点进入x轴下方，则
解得
（2）匀强电场沿y轴负方向，电子a从O点沿y轴负方向进入电场做减速运动，由动能定理，有
解得
（3）匀强电场沿y轴正方向，电子b从O点进入电场做类平抛运动，设电子b经电场加速后到达MN时速度大小为v，电子b在MN下方磁场做匀速圆周运动轨道半径为r1，电子b离开电场进入磁场时速度方向与水平方向成θ角，如图所示
由动能定理
在磁场中
解得
由几何关系可知，在下方磁场中运动的圆心O2在y轴上，当粒子从矩形磁场右边界射出，且射出方向与水平向右夹角为，粒子能够到达x轴，距离原点O距离最远
电子b在电场中从O运动到C1，有
在面积最小的矩形磁场中
离开磁场后从D运动到C2
返回电场中从C2运动到P
则总时间
15．【答案】（1）（2）（3）
【详解】（1）设小球和物块A碰撞后二者的速度大小为v1，规定向右为正方向，根据动量守恒得
解得
（2）设三者相对静止后速度为v2，根据动量守恒
联立以上解得
（3）当物块A在木板B上滑动时，系统的动能转化为内能，设木板B的长度为L，假设物块A刚好滑到物木板B的右端时共速，则由能量守恒得
联立解得
16．【答案】(1)9×10-2T；(2)9×10-2 T
【详解】(1)根据磁感应强度定义式得
(2)将导线从磁场中取走后，永磁体产生的匀强磁场的磁感应强度仍为9×10-2 T