天津市河东区2024-2025学年高二上学期期末物理试卷（解析版）

这是一份天津市河东区2024-2025学年高二上学期期末物理试卷（解析版），共14页。试卷主要包含了本卷共8题，每题5分，共40分，5Ω等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1.本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分，考试用时60分钟。答卷时，请同学们务必将答案写在答题卡上，答在试卷上的无效。
2.每题选出答案后，用铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。
3.本卷共8题，每题5分，共40分。
第Ⅰ卷
一、单项选择题（每题5分，共25分。每题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的。）
1. 如图所示，一正点电荷固定在圆心，M、N是圆上的两点，下列说法正确的是（ ）
A. M点和N点电场强度相同
B. M点和N点电势相同
C. 正电荷由M点到N点，电场力做正功
D. 负电荷由M点到N点，电场力做正功
【答案】B
【解析】A．一正点电荷固定在圆心，M、N是圆上的两点，则M点和N点电场强度大小相等，方向不同，故A错误；
BCD．由于M、N两点在以点电荷为圆心的圆周上，所以M、N两点在同一等势面上，即M点和N点电势相同，所以正电荷由M点到N点，电场力不做功；负电荷由M点到N点，电场力不做功，故B正确，CD错误。
故选B。
2. 电容式话筒是利用电容大小的变化，将声音信号转化为电信号，如图所示为电容式话筒的简化示意图。在声压作用下，振动电极上的薄膜向左运动时（ ）

A. 电容器的电容减小
B. 电容器的电荷量减小
C. 有从左到右的电流通过电阻R
D. 电容器中的电场强度减小
【答案】C
【解析】A．当振动膜片向左运动时，电容器的极板间距变小，根据
可知d减小电容变大，故A错误；
B．由于电容器两端电压等于电源电压不变，根据
可知当电容变大时，所带电荷量增加，故B错误；
C．根据前面分析电容器所带电荷量增加，电容器充电，电容器左边极板带正电，故可知此时充电电流通过电阻时方向自左向右，故C正确；
D．当极板间距变小时，由
可知电容器两极板间的场强增大，故D错误。
故选C。
3. 图甲是某电场中的一条电场线。若将一正电荷从A点由静止释放，它仅在电场力作用下沿电场线从A运动到B的过程速度—时间图像如图乙所示。设A、B两点的电势分别为和，两点的场强大小分别为和，则有（ ）
A. ，B. ，
C. ，D. ，
【答案】A
【解析】将一正电荷从A点由静止释放，它仅在电场力作用下沿电场线从A运动到B的过程，电场力做正功，则有
可得
由可知，正电荷加速度逐渐减小，则正电荷受到的电场力逐渐减小，场强逐渐减小，则有
故选A。
4. 为了打击酒后驾车行为，交警常用酒精浓度检测仪对驾驶员进行酒精测试。图甲是某型号酒精测试仪，其工作电路如图乙所示，R为气敏电阻，其阻值随酒精气体浓度的增大而减小，电源的电动势为E、内阻为r，电路中的电表均为理想电表，为定值电阻。若酒后驾车的驾驶员对着测试仪吹气时，则有（ ）
A. 电流表的示数变小B. 电压表的示数变大
C. 电源的总功率变小D. 电源内电路消耗的功率变大
【答案】D
【解析】AB．若酒后驾车的驾驶员对着测试仪吹气时，酒精气体的浓度增大，气敏电阻R阻值减小，则总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，总电流增大，路端电压减小；则电流表的示数变大，定值电阻两端电压变大，则气敏电阻R两端电压变小，即电压表的示数变小，故AB错误；
C．电源的总功率为，由于总电流增大，则电源的总功率变大，故C错误；
D．电源内电路消耗的功率为，由于总电流增大，则电源内电路消耗的功率变大，故D正确。
故选D。
5. 如图所示，M、N两点分别放置两个等量异种电荷，P为N连线的中点，T为连线上靠近N的一点，S为连线的中垂线上处于P点上方的一点。把一个电子分别放在P、S、T三点进行比较，则（ ）
A. 电子从P点移到S点，电场力做正功
B. 电子从T点移到S点动能减小
C. 电子在S点受力最小，在T点电势能最大
D. 电子在P点受力最小，在T点电势最低
【答案】C
【解析】A．等量异种点电荷连线的中垂线是一条等势线，可知，电子从P点移到S点，电场力不做功，故A错误；
B．由于沿电场线电势解得，结合上述可知，T点电势小于S点电势，则电子从T点移到S点电势能减小，动能增大，故B错误；
CD．根据等量异种点电荷电场线的分布规律可知，S点电场强度最小，T点电势最低，则电子在S点受电场力最小，在T点电势能最大，故C正确，D错误。
故选C。
二、不定项选择题（每题5分，共15分。每题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分。）
6. 如图所示，直线a为电源 U-I图线，直线 b为电阻 R的 U-I图线，用该电源和电阻R组成闭合电路，下列说法正确的是（ ）

A. 电源的内阻为0.5Ω
B. 电阻R的阻值为2Ω
C. 外电路的电压为3 V
D. 电源的输出功率为4 W
【答案】AD
【解析】A．图线a纵截距等于电源的电动势，斜率的绝对值等于电源的内阻，则由图线a可知，电源的电动势为E=3V；读出短路电流为内阻
故A正确；
BC．两图线的交点表示该电源与电阻串联时的工作，此时电路中电流为I=2A，外电路电压：U=2V，根据欧姆定律可知
故BC错误；
D．输出功率:
P=UI=2×2W=4W
故D正确。
故选AD。
7. 如图所示，从炽热的金属丝飘出的电子（初速度可视为零），经加速电场加速后从两极板中间垂直射入偏转电场。不计电子重力，在满足电子能射出偏转电场的条件下，一定能使电子的偏转角变大的是（ ）
A. 仅增大偏转电场的电压
B. 仅增大加速电场的电压
C. 仅减小偏转电场两极板间的距离
D. 仅减小偏转电场极板的长度
【答案】AC
【解析】设电子经加速电场加速后的速度为，加速电压为，偏转电压为U，偏转电场两极板间的距离为d，极板的长度为l，则电子经加速电场加速的过程中，根据动能定理可得
电子在偏转电场中的加速度
运动时间
离开偏转电场时速度方向与水平方向夹角的正切值为
A．仅增大偏转电场的电压，电子的偏转角变大，故A正确；
B．仅增大加速电场的电压，电子的偏转角变小，故B错误；
C．仅减小偏转电场两极板间的距离，电子的偏转角变大，故C正确；
D．仅减小偏转电场极板的长度，电子的偏转角变小，故D错误。
故选AC。
8. 如图所示，一平行板电容器金属板a、b分别与电池两极相连，开始时开关S闭合，一个带电液滴悬浮在两板正中间的P点。断开开关，将b板向下平移一小段距离，稳定后，下列说法中正确的是（ ）
A. 电容器的电容增大
B. 液滴带负电
C. 液滴向下运动
D. P点电势升高，液滴在P点的电势能减少
【答案】BD
【解析】A．由公式
可知当下极板向下移动一小段距离时，d增大，C变小，故A错误；
B．开关闭合时，带电液滴受到电场力与重力共同作用下，处于静止状态。可知液滴受到向上的电场力，且上板带正电，所以液滴带负电，故B正确；
C．断开开关，电容器带电量不变，当下极板向下移动一小段距离时，正对面积不变，即电场线疏密不变，故电场强度不变，所以液滴保持不动，故C错误；
D．根据C项分析可知，电场强度不变，根据
U = Ed
可知，当下极板向下移动一小段距离时，P与下极板距离增大，电势差增大，下极板电势为零，所以P点电势升高，由于液滴带负电，所以液滴在P点时电势能将减小，故D正确。
故选BD。
第Ⅱ卷
9. 某同学测量一根粗细均匀的导体的电阻率，步骤如下：
（1）用20分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示，可知其长度______mm；
（2）用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，可知其直径______mm；
（3）因电表内阻未知，用如图丙所示的电路来判定电流表应该内接还是外接。正确连线后，合上开关S，将滑动变阻器的滑片P移至合适位置。先将单刀双掷开关掷到1，电压表和电流表均有读数；再将单刀双掷开关掷到2，发现电流表指针偏转比电压表的指针偏转明显。为减小实验误差，应将单刀双掷开关掷到______（填“1”或“2”），记录电压表示数U和电流表示数I。
（4）该导体的电阻率______（请用题目中所给字母表示）。
【答案】（1）50.15 （2）4.700 （3）2 （4）
【解析】（1）游标卡尺读数为主尺读数与游标尺读数之和，所以
（2） 螺旋测微器读数为固定刻度与可动刻度之和，所以
（3）由于电流表指针偏转比电压表的指针偏转明显。说明电压表分流作用明显，即待测电阻阻值较大，故应采用电流表内接法；即应将单刀双掷开关掷到2。
（4）根据电阻定律
由欧姆定律
解得
10. 小明尝试测量电瓶车上蓄电池的电动势和内阻。
（1）已知电源内阻比较小，移动滑动变阻器滑片时，为了使电压表示数变化比较明显，小明在思考后将的定值电阻串联接入电路中，如图甲中的______（选填“A”或“B”）所示。
（2）选定设计的实验电路，多次调节滑动变阻器R阻值，读出相应的电压表和电流表示数U和I，由测得的数据描绘出如图乙所示的图像。蓄电池的内阻______（保留2位有效数字）。
（3）该同学分析了实验中由电表内阻引起的实验误差，下图中实线是根据利用本次实验的数据描点作图得到的图像，虚线表示电压表和电流表均为理想电表时的关系图线。下图中正确的是______。
A. B.
C. D.
【答案】（1）A （2）1.0 （3）C
【解析】（1）为了使电压表变化明显，应将电路连接成图甲中的A形式，此时相当于内电阻。
（2）根据闭合电路欧姆定律可得
可知图像的斜率绝对值为
解得蓄电池的内阻为
（3）该实验的主要实验误差来源于电压表的分流作用，理论上当外电路短路时，电压表没有分流作用，电流是准确的，随着路端电压的升高，电压表的分流作用逐渐增加，电流测量值明显小于真实值，因此测量的图像应在真实图像的下方，且短路电流时，两个图像重合。
11. 甲图所示电磁炮是一种先进的武器，乙图为某同学模拟电磁炮的原理图。为了研究方便，将炮弹视为一个与导轨间距等长的导体棒，其质量、电阻，固定在电阻不计、间距的两根平行倾斜导轨上。已知导轨平面与水平地面的夹角，导轨下端电源电动势、内阻，整个装置处于磁感应强度大小为、方向垂直于导轨平面向下的匀强磁场中。将导体棒由静止释放，它最终从导轨上端发射出去。若导体棒的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，导体棒与导轨间的动摩擦因数，重力加速度大小，，，求：
（1）导体棒释放时所受安培力F的大小和方向；
（2）导体棒释放时加速度a的大小和方向。
【答案】（1），方向沿斜面向上 （2），方向沿斜面向上
【解析】（1）导体棒刚放在导轨上时，根据闭合电路欧姆定律有
解得
导体棒刚放在导轨上时所受安培力大小
解得
根据左手定则可知，导体棒所受安培力方向沿斜面向上。
（2）导体棒刚放在导轨上时，对导体棒进行受力分析，根据牛顿第二定律有
其中
解得
方向沿斜面向上。
12. 如图，在坐标系所在的平面内，第一象限内有垂直纸面向外的匀强磁场，第二象限内有沿轴负方向的匀强电场，场强大小为。一质量为电荷量为的带电粒子从轴上的点以速度沿与轴正方向成角的方向射入磁场，恰好垂直于轴射出磁场进入电场，不计粒子重力，求：
（1）粒子在磁场中的运动半径；
（2）磁感应强度的大小；
（3）粒子从点射入到第二次到达轴的时间t。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）粒子在磁场中的运动情况如图所示
由几何关系得
解得
（2）根据洛伦兹力提供向心力
解得
（3）粒子在磁场做匀速圆周运动
粒子在磁场中运动时间
粒子从轴进入电场至速度为0过程中，可得
解得
粒子从点射入到第二次到达轴的时间
解得
13. 如图所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内，在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度为B，方向垂直xOy平面向里，电场线平行于y轴。一质量为m、电荷量为q的带正电的小球，从y轴上的A点水平向右抛出，经x轴上的M点进入电场和磁场，恰能做匀速圆周运动，从x轴上的N点第一次离开电场和磁场，MN之间的距离为L，小球过M点时的速度方向与x轴的方向夹角为，不计空气阻力，重力加速度为g，求
（1）电场强度E的大小和方向；
（2）小球从A点抛出时初速度v0的大小；
（3）A点到x轴的高度h。
【答案】（1），电场强度方向竖直向上；（2）；（3）
【解析】（1）重力与电场力平衡，可得
解得
方向竖直向上；
（2）因为圆周运动的半径可由
可得
洛伦兹力提供向心力可得
解得
M点的速度为
又因为
所以
（3）由动能定理可得
解得
或