2024-2025学年安徽省宣城市高二上学期期末调研测试物理试卷（解析版）

这是一份2024-2025学年安徽省宣城市高二上学期期末调研测试物理试卷（解析版），共18页。试卷主要包含了选择题的作答，非选择题的作答等内容，欢迎下载使用。
考试时间：75分钟 试卷满分：100分
考生注意：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并上交。
第Ⅰ卷（选择题共42分）
一、选择题：（本题共10小题，第1~8题每小题4分，共32分，在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求；第9~10题每小题5分，共10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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
1. 关于电磁学有关的物理学史，下列说法正确的是（ ）
A. 16世纪，英国科学家吉尔伯特在研究琥珀吸引轻小物体现象时创造了英语中的“electricity”（电）这个词
B. 库仑首先提出了电场的概念，并引用电场线形象地表示电场的强弱和方向
C. 法拉第发现了电流的磁效应
D. 楞次发现了电流的热效应
【答案】A
【解析】A．16世纪，英国科学家吉尔伯特在研究琥珀吸引轻小物体现象时创造了英语中的“electricity”（电）这个词，故A正确；
B．法拉第首先提出了电场的概念，并引用电场线形象地表示电场的强弱和方向，故B错误；
C．奥斯特发现了电流的磁效应，故C错误；
D．焦耳发现了电流的热效应，故D错误。
故选A。
2. 下列说法正确是（ ）
A. 根据公式可知，当两个电荷之间的距离趋近于零时库仑力变得无限大
B. 电动势在数值上等于非静电力在电源内把的电子从正极移送到负极所做的功
C. 由公式可知，若将电荷量为的正电荷，从A点移动到点克服电场力做功，则两点的电势差为
D. 由可知，磁场中某点磁感应强度与磁场力成正比，与电流元成反比
【答案】B
【解析】A．库仑定律适用于点电荷，当两个电荷之间的距离趋近于零时不能再视为点电荷，库仑定律不再适用，此时的库仑力并不是无限大，故A错误；
B． 电动势在数值上等于非静电力在电源内把的电子从正极移送到负极所做的功，故B正确；
C．由公式可知，若将电荷量为的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功1J，则A、B两点的电势差为，故C错误；
D．磁场中某点磁感应强度由磁场本身决定，与磁场力和电流元无关，故D错误。
故选B。
3. 下列说法不正确的是（ ）
A. 图甲中，建筑物顶端的避雷针利用了尖端放电原理
B. 图乙中，当带电小球靠近金属网时，验电器箔片会张开
C. 图丙中，高压输电线上方的两条接地导线可把高压线屏蔽起来，使它免遭雷击
D. 图丁中，电工穿着含金属丝织物制成的工作服，是为了屏蔽高压线周围的电场
【答案】B
【解析】A．图甲中，建筑物顶端的避雷针利用了尖端放电原理，故A正确，不满足题意要求；
B．图乙中，当带电小球靠近金属网时，根据静电屏蔽可知，验电器箔片不会张开，故B错误，满足题意要求；
C．图丙中，三条高压输电线上方的两条导线与大地相连，形成一个稀疏的金属网，可把高压线屏蔽起来，免遭雷击，故C正确，不满足题意要求；
D．图丁中，带电作业工人穿着含金属丝织物制成的工作服，金属丝织物能起到静电屏蔽作用，因此能屏蔽高压线周围的电场，D正确，不满足题意要求。
故选B。
4. 如图所示，、为两个固定的等量同种正点电荷，在其连线的中垂线上的点有一带正电的试探电荷自点以初速度沿直线向点运动，已知粒子恰好到达点，粒子仅受电场力作用，下列说法中正确的是（ ）
A. 从到的过程中，速度可能先变大，再变小
B. 整个运动过程中，粒子的电势能一直减小
C. 整个运动过程中，粒子在点时，加速度最大
D. 从到的过程中，加速度可能先变大，再变小
【答案】D
【解析】A．在等量同种电荷连线中垂线上电场强度方向，正电的试探电荷从P点到O点运动的过程中，电场力方向，速度一直减小，A错误；
B．试探电荷动能减小，电势能增加，B错误；
C．粒子在点时，电场强度为0，加速度为0，C错误；
D．从到的过程中，电场线的疏密情况不确定，电场强度大小变化情况不确定，可能先变大后变小，也可能一直减小，则加速度可能是加速度先变大后变小，D正确。
故选D。
5. 合肥工业大学科研团队成功研制出兼具自修复性和高导电性的弹性导体，其阻值会随着机械形变而发生变化。如图所示，电压表和电流表是理想电表，电源内阻忽略不计，a、b两点之间连接一弹性导体，未悬挂重物时，其阻值与定值电阻R恰好相等。在中间悬挂重物后，下列说法正确的是（ ）
A. 弹性导体电阻变小
B. 电压表与电流表示数之比变小
C. 电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值不变
D. 弹性导体消耗的功率变大
【答案】C
【解析】AB．根据题中的信息，无法知道弹性导体的电阻是变大还是变小，即无法知道电压表与电流表示数之比变大还是变小，A、B错误；
C．根据
可知
即电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值等于电阻R的阻值，保持不变，C正确；
D．将电阻和电源作为等效电源，当外电阻等于内电阻时，电源的输出功率最大，因此初始状态，弹性导体消耗的功率最大，悬挂重物后，无论弹性导体的阻值变大还是变小，弹性导体消耗的功率都变小，D错误。
故选C。
6. 被人们誉为“天眼之父”的物理学家南仁东主持设计制造了我国球面射电望远镜（FAST），是世界上最大的单口径射电望远镜，被称为“超级天眼”。“天眼眼眶”的直径为D，其所在处地磁场的磁感应强度大小为B，与“眼眶”平面平行、垂直的分量大小分别为、，则（ ）
A. B、、三者大小关系满足
B. 穿过“眼眶”的磁通量大小为
C. 在地球自转90°的过程中，穿过“眼眶”磁通量的变化量为0
D. 在地球自转180°的过程中，穿过“眼眶”磁通量的变化量为
【答案】C
【解析】A．由于与垂直，故
故A错误；
B．穿过“眼眶”的磁通量大小为
故B错误；
CD．地磁场相对地球表面静止，所以在地球自转过程中穿过“眼眶”磁通量不变，故C正确，D错误。
故选C。
7. 如图所示，直线a、b分别为电源A、B的图线，曲线c为某小灯泡L的图线的一部分，三线交于一点P。小灯泡L分别直接与电源A、B构成回路甲、乙，下列说法正确的是（ ）
A. A的内阻小于B的内阻
B. 小灯泡的电阻随电压增大而减小
C. 两回路中电源的输出功率相等
D. 回路甲中电源的输出功率为最大输出功率
【答案】C
【解析】A．电源的图线斜率的绝对值表示内阻，由图可知，直线a的斜率大，故A的内阻大于B的内阻，故A错误；
B．小灯泡的图线与原点连接的斜率表示电阻，由图可知，小灯泡的电阻随电压增大而增大，故B错误；
C．根据
由图可知，两回路中电源输出电流和输出电压相等，则两回路中电源的输出功率相等，故C正确；
D．回路甲中电源的输出功率为
当时，为最大输出功率；对电源A
回路甲分析可知
可知
所以回路甲中电源的输出功率不是最大输出功率，故D错误。
故选C。
8. 如图所示，等腰三角形中，。在A点和B点分别垂直纸面放置一条通电长直导线，在C处产生的磁场的方向由C指向B。已知通电长直导线形成的磁场在空间某点处的磁感应强度，其中k为常量，I为导线中的电流，r为该点到导线的距离。下列说法正确的是（ ）
A. A点处导线中的电流方向垂直纸面向外
B. B点处导线中的电流方向垂直纸面向里
C. A、B两点处导线中的电流之比为
D. A、B两点处导线单独在C点产生的磁感应强度大小之比为
【答案】D
【解析】由题意可知，C点的合磁场方向沿CB方向，可知A电流方向向里，B电流方向向外；在C点的磁场方向如图
导线A在C点的磁场B1与导线B在C点的磁场B2的关系为
所以
设BC=L，则
AC=L
则
，
解得
9. 质谱仪是分离和检测同位素的仪器。如图所示，用质谱仪测量氢元素的同位素，让氢元素的三种同位素氕（）、氘（）、氚（）的离子流从容器A下方的小孔无初速度飘入电势差为U的加速电场，加速后垂直进入磁感应强度大小为B的匀强磁场，最后打在照相底片D上，形成a、b、c三条质谱线，不计所有粒子的重力。下列说法正确的是（ ）
A. 在进入磁场时，氕动能最小B. 氚在磁场中运动的时间最长
C. c质谱线对应氢元素的氕D. c质谱线对应氢元素的氚
【答案】BC
【解析】A．根据动能定理有
因为氕、氘、氚三种离子电量相等，所以进入磁场时，动能相等，故A错误；
BCD．在磁场中有
解得
，
氕、氘、氚三种离子电量相等，氚离子质量最大，所以氚离子做圆周运动半径和周期最大，在磁场中运动的时间最长，对应的质谱线是a，氕离子质量最小，氕离子做圆周运动半径和周期最小，对应的质谱线是c，故BC正确，D错误；
故选BC。
10. 如图所示，平行金属板中带电质点P处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，选地面的电势为零，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，下列说法正确的是（ ）
A. 电压表读数减小
B. 带电质点P的电势能减小
C. 电源的效率变高
D. 若电压表、电流表的示数变化量的绝对值分别为ΔU和ΔI，则
【答案】AD
【解析】A．滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，接入电阻减小，外电路总电阻减小，干路电流增大
根据
可知，电压表的示数减小，故A正确；
B．电压表示数减小，即平行金属板之间的电压减小
根据
金属板之间的电场强度减小，由于带电质点P先前处于静止状态，重力与电场力平衡，电场力方向向上，当电场强度减小时，电场力减小，质点向下运动，电场力做负功，电势能增大，故B错误；
C．由于
滑片向b端移动时，接入电阻减小，外电路总电阻减小，可知，电源的效率变低，故C错误；
D．根据上述有
解得
故D正确。
故选AD。
第Ⅱ卷（非选择题共58分）
11. 随着居民生活水平的提高，纯净水已经进入千家万户。2024年暑假期间，某中学物理课题研究小组的同学为了撰写关于纯净水电导率（电导率是电阻率的倒数，是检验纯净水是否合格的一项重要指标）是否合格的实践报告，对市场上出售的纯净水进行了抽测，结果发现有不少样品不合格。
（1）为了方便测量纯净水样品的电阻，将采集的水样装入绝缘性能良好的塑料圆柱形容器内，容器内径为d，装水部分长为L，容器两端用金属圆片电极密封。该同学先用多用电表粗略测量容器内水样的电阻。当选择欧姆表“”挡时，欧姆表示数如图1所示，对应的读数________，用游标卡尺测量圆柱形容器内径，测得的读数如图2所示，则内径________cm。
（2）为了准确测量水样的电导率，该同学选取的电压表和电流表，内阻分别约为和。则下列图中符合实验要求且连线正确的是________。
A. B.
C. D.
（3）该水样电导率的表达式为________（用测得的物理量U、I、d、L表示）。
【答案】（1）1.2 5.020 （2）C （3）
【解析】（1）[1][2]图中所测电阻读数为
内径
（2）由于待测样品电阻较大，所以滑动变阻器应采用分压接法，同时由于
所以电流表应采用内接法，故电路图如图所示
（3）根据欧姆定律
根据电阻定律
解得
电导率的表达式为
12. 将铜片和锌片相隔约1cm插入一个苹果中，可制成一个水果电池。
（1）甲同学使用多用电表的欧姆挡，将红、黑表笔分别接到水果电池的铜、锌两极上，粗略测量出水果电池内阻。该同学的做法________（选填“合理”或“不合理”）。
（2）乙同学用图1所示方法测量该水果电池电动势和内阻，实验室准备了如下实验器材：
电流表（量程0.6A，内阻约）
电流表（量程20mA，内阻约）
电压表V（量程3V，内阻约）
滑动变阻器
滑动变阻器
待测水果电池（电动势E约为4V，内阻r约为）
开关S，导线若干
为尽量减小实验误差，实验中电流表选择________；滑动变阻器选择________（填写字母代号）。
（3）乙同学根据实验数据画出图线，如图2所示。由图线可得水果电池的电动势________V，内阻________（计算结果均保留3位有效数字）。
（4）乙同学又利用图像对所选实验电路进行误差分析。在图中实线是根据实验数据描点得到的；虚线是不考虑电表内阻影响情况下的图像。下列图像表示正确的是________。
A. B.
C. D.
【答案】（1）不合理 （2） （3）3.78##3.79##3.80##3.81##3.82 185##186##187##188##189##190 （4）C
【解析】（1）万用表欧姆档不能直接接在电源两端测量内阻，则该方法不合理；
（2）[1][2]水果电池内阻较大，则为尽量减小实验误差，实验中电流表选择小量程电流表A2；滑动变阻器选择阻值较大的R2。
（3）[1]根据
U=E-Ir
由图线可得水果电池的电动势
[2]内阻
（4）考虑到电流表内阻的影响，则内阻的测量值
则测量值偏大，即图像斜率偏大，但是电动势测量值等于真实值。
故选C。
三、计算题（本大题有3小题，共40分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分）
13. 如图为利用某直流电动机提升重物的装置，所用电源内阻为r=2.0Ω。闭合开关K，当电动机以v=1m/s的恒定速度竖直向上提升质量为m=1.0kg的重物时，理想电压表V的示数为U=8.0V，理想电流表A的示数为I=2.0A。不计空气阻力和各处摩擦，重力加速度g取10m/s2.。求：
（1）电源的电动势E；
（2）电动机的内阻R0。
【答案】（1）12V；（2）
【解析】（1）由闭合电路欧姆定律可得
得
（2）匀速提升有
电动机提升重物做功功率即电动机的输出功率
电动机的总功率
由能量守恒定律，电动机的发热功率
解得
14. 如图所示，一个带正电的小球，质量为m，电荷量为q，固定于绝缘轻杆一端，轻杆的另一端光滑铰接于O点，重力加速度为g。
（1）未加电场时，将轻杆向左拉至水平位置，无初速度释放，小球到达最低点时，求轻杆对它的拉力大小。
（2）若在空间中施加一个平行于纸面的匀强电场，大小方向未知。将轻杆从左边水平位置无初速度释放，小球到达最低点时，受到轻杆的拉力为4mg；将轻杆从右边水平位置无初速度释放，小球到达最低点时，受到轻杆的拉力为8mg。求电场强度的水平分量Ex和竖直分量Ey。
【答案】（1）3mg；（2），方向竖直向下，，方向水平向左
【解析】（1）未加电场，则从水平位置无初速度释放到最低点时，有
则小球在最低点有
解得
FT = 3mg
（2）加电场后，无论轻杆从哪边释放小球到达最低点时受到的拉力均比无电场时大，则说明电场在竖直方向的分量向下；而轻杆从左边释放小球到最低点受到的拉力小于轻杆从右边释放小球到最低点受到的拉力，则说明电场在水平方向的分量向左，则杆从左边水平位置无初速度释放，到小球到达最低点的过程中有
则小球在最低点有
其中
FT1 = 4mg
杆从右边水平位置无初速度释放，到小球到达最低点的过程中有
则小球在最低点有
其中FT2 = 8mg
联立解得
15. 如图，在平面直角坐标系xOy中，y轴左侧存在沿x轴正方向的匀强电场，y轴右侧存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，两侧电场的电场强度大小相同，电场、磁场的范围均足够大。一质量为 m、电量为q（>0）的带电粒子以一定的初速度v0 （未知）沿y轴正方向从坐标点（-d，0）射入第二象限，在此后的运动过程中，粒子由（0，3d）第一次穿过y轴，并在右侧区域做匀速圆周运动，第二次恰好在原点O穿过y轴。已知重力加速度为g，求：
（1）匀强电场的电场强度大小；
（2）粒子第一次穿过y轴的速度和匀强磁场的磁感应强度大小；
（3）粒子第五次经过y轴的坐标。
【答案】（1）；（2），与y轴正方向夹角为，；（3）（0，-11d）
【解析】（1）粒子在右侧区域做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则重力与电场力平衡，则有
解得
（2）粒子在第二象限做类斜抛运动，水平方向上由牛顿第二定律有
由运动学公式有
，
竖直方向上由运动学公式有
，
由矢量合成法则有
解得
可知
方向与y轴正方向夹角为，粒子在右侧区域轨迹如图所示，
由几何关系得
由洛伦兹力提供向心力有
解得
（3）粒子从原点O回到第二象限后，做匀减速直线运动，后反向做匀加速直线运动进入第四象限做匀速圆周运动，粒子再次穿过y轴的纵坐标记为，由几何关系可知，带电粒子再次进入第三象限做类平抛运动，则x轴方向上有
y轴方向上有
解得
故粒子第五次经过y轴的坐标为（0，-11d）。