2024~2025学年陕西省咸阳市高二上学期期末教学质量检测物理试卷（解析版）

这是一份2024~2025学年陕西省咸阳市高二上学期期末教学质量检测物理试卷（解析版），共16页。
1.本试题共6页，满分100分，时间75分钟。
2.答卷前，考生务必将自己的姓名和准考证号填写在答题卡上。
3.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B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，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后，监考员将答题卡按顺序收回，装袋整理；试题不回收。
第I卷（选择题共46分）
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，只有一项符合题目要求。
1. 关于下列四幅图的说法，正确的是（ ）
A. 图甲中闭合线框绕垂直于磁场方向的轴转动的过程中，线框中有感应电流产生
B. 图乙中线圈穿过磁铁从运动到的过程中，穿过线圈的磁通量先减小后增大
C. 图丙中S闭合瞬间，A板带负电，B板带正电
D. 图丁为回旋加速器的示意图，增大加速电压，粒子在D型盒内运动的总时间会变长
【答案】A
【解析】A．图甲中闭合线框绕垂直于磁场方向的轴转动的过程中，穿过线圈的磁通量发生变化，则线框中有感应电流产生，选项A正确；
B．图乙中线圈穿过磁铁从运动到的过程中，穿过线圈的磁通量先增大后减小，选项B错误；
C．图丙中S闭合瞬间，电容器充电，A板带正电，B板带负电，选项C错误；
D．图丁为回旋加速器的示意图，粒子出离D型盒时的动能一定，根据
可知，增大加速电压，则粒子在D型盒内加速的次数减小，则运动的总时间会变短，选项D错误。
故选A。
2. 如图所示，在光滑绝缘水平面上有三个孤立的点电荷、、，恰好静止不动，且、围绕做匀速圆周运动，在运动过程中三个点电荷始终共线。已知、分别与相距、，不计点电荷间的万有引力，、的电荷量之比为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】点电荷恰好静止不动，根据受力平衡结合库仑定律可得
可得、的电荷量之比为
故选C。
3. 如图所示，两根平行长直导线分别水平固定在正方形的E、F两个顶点处，分别通有大小相等，方向相反的电流，处的电流垂直纸面向里，处的电流垂直纸面向外。已知点处的磁感应强度大小为，则关于点处的磁感应强度，下列说法正确的是（ ）
A. 方向水平向左B. 方向水平向右
C. 大小为D. 大小为
【答案】D
【解析】由于两通电导线中电流大小相等，且C、D两点到两通电导线距离相等，则通电导线在C、D两点产生的磁感应强度大小相等，方向如图所示
由图可知，C点处的磁感应强度大小为B，即
D点处的磁感应强度大小为
方向竖直向下。
故选D。
4. 如图为上海中心大厦的上海慧眼阻尼器。质量块和吊索构成一个巨型复摆，质量块下方有一圆盘状的大型电磁铁，大厦产生晃动时，复摆与主体做相同晃动，电磁铁通电后，质量块中会产生涡流，受到电磁阻尼作用，减弱大楼的晃动，保持大厦的稳定和安全。下列说法正确的是（ ）
A. 涡流的大小与质量块摆动速度无关
B. 阻尼过程中，电能转化为动能
C. 改变电磁铁中电流方向，质量块仍会受到电磁阻尼作用
D. 质量块受到的电磁阻力与电磁铁的磁场强弱无关
【答案】C
【解析】A．根据法拉第电磁感应定律，感应电动势与磁通量的变化率有关，质量块摆动速度越大，磁通量的变化率越大，感应电动势越大，感应电流越大，故A错误；
B．阻尼过程中涡流产生是质量块的动能转化为电能，故B错误；
C．改变电磁铁中电流方向，同样会在质量块中出现涡流，涡流受安培力，阻碍质量块的运动，故C正确；
D．根据安培力，可得质量块受到的电磁阻力与电磁铁的磁场强弱有关，故D错误。
故选C。
5. 如图所示，一正五边形金属线框，边长为，线框平面处在磁感应强度为，垂直于纸面向外的匀强磁场中，线框粗细均匀，每条边电阻均为。将两点接在电压为的恒压理想电源上，则五边形金属线框受到的安培力大小为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】ba边的电流
bcdea边的电流
则总电流
则五边形金属线框受到的安培力大小为
故选C
6. 如图所示是多用电表内部结构示意图，通过选择开关分别与1，2，3，4，5相连，以改变电路结构，可以分别作为电流表，电压表和欧姆表使用，下列说法正确的是（ ）
A. 甲接红表笔，乙接黑表笔
B. 开关接1时比接2时电表量程大
C. 开关接4时比接5时电表量程大
D. 用欧姆挡测电阻时，若发现电表指针偏角过大，为减小读数误差，应换用大倍率
【答案】B
【解析】A．根据电表红进黑出结合电路可知，甲接黑表笔、乙接红表笔，选项A错误；
B．开关接1和2时是电流表，接1时电流计并联的电阻比接2时并联的电阻小，可知接1时比接2时电表量程大，选项B正确；
C．开关接4、5时是电压表，接4时串联电阻比接5时小，则接4时比接5时电表量程小，选项C错误；
D．用欧姆挡测电阻时，若发现电表指针偏角过大，为减小读数误差，即欧姆档的量程过大，应换用小倍率，选项D错误。
故选B。
7. 如图所示，实线表示某电场的电场线（方向未标出），虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹，设点和点的电势分别为，粒子在和时加速度大小分别为，速度大小分别为，电势能分别为。下列判断正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】ACD．带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧，结合带负电粒子受力情况可知，从到过程，电场力做正功，动能增大，速度增大，即
电势能减小，即
根据，粒子带负电，可知
故AC错误，D正确；
B．电场线的疏密表示电场强度的大小，由图可知M点电场强度小于N点电场强度，根据
可得
故B错误。
故选D。
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，一个枕形导体AB原来不带电，将它放在一个负点电荷的电场中，负点电荷所带的电荷量为Q，与AB的中心O的距离为R。由于静电感应，在导体AB的两端分别出现感应电荷，当达到静电平衡时（已知静电力常量为k）（ ）
A. 导体A端的电势高于B端的电势
B. 导体的感应电荷在O点产生的电场强度大小为，方向向左
C. 导体的中心O的电场强度为零
D. 撤去负点电荷后，导体带上了正电荷
【答案】BC
【解析】A．当达到静电平衡时，导体是等势体，故导体A端电势等于B端电势，A错误；
BC．导体内部各点的合场强为零，则导体中心O点的场强为零，故感应电荷在O点的产生场强与点电荷-Q在O点的场强等大反向，大小为，方向向左，BC正确；
D．撤去点电荷-Q后，导体两端的感应电荷会还原而使得导体不带电，D错误。
故选BC。
9. 如图所示，图中直线①表示流过电源的电流与路端电压的关系图线，曲线②表示通过某电阻的电流与它两端电压的关系图线，将该电源和电阻直接串联形成闭合回路，则下列说法正确的是（ ）
A. 该电源的电动势为50V，内阻为B. 此时电源的输出功率为62.5W
C. 此时电阻的阻值为D. 此时电源的效率为
【答案】AD
【解析】A．根据闭合电路欧姆定律
可知电源图像横轴截距为电源电动势，即
电源内阻
故A正确；
BCD．电源的图像与电阻的图像的交点为该电阻接在该电源中的实际工作点，由图可知电阻实际电压为30V，流过电阻的电流为2A，此时电阻的阻值为
此时电源的输出功率为
此时电源的效率为
故D正确，BC错误。
故选AD。
10. 如图所示，平行导轨MN、PQ间距为d，M、P间接一个电阻R，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于平行金属导轨所在的平面向里。一根足够长的金属杆ab第一次垂直于导轨放置，第二次与导轨成60°角放置。金属杆和导轨的电阻不计，当金属杆两次均以速度v沿垂直于杆的方向滑行时，下列说法正确的是（ ）
A. 两次电阻R上的电压相等
B. 第一次和第二次金属杆中感应电流之比为
C. 第一次和第二次金属杆受到安培力大小之比为
D. 第一次和第二次电阻R上的电功率之比为
【答案】BD
【解析】A. 第一次金属杆切割磁感线的有效长度为
第二次金属杆切割磁感线的有效长度为
根据
可得两次电阻R上的电压之比
A错误；
B. 根据
可得第一次和第二次金属杆中感应电流大小之比为
B正确；
C. 根据安培力表达式
可得第一次和第二次金属杆受到的安培力之比为
C错误；
D. 根据
可得第一次和第二次电阻R上的电功率之比为
D正确；
故选BD。
第II卷（非选择题共54分）
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某同学通过实验测量一种合金丝的电阻率。
（1）如图甲所示，用螺旋测微器测量合金丝的直径。从图中的示数可读出合金丝的直径为_____mm。
（2）按图乙所示的电路图测量合金丝的电阻（阻值约为），实验中使用的器材还有：
A．电源（输出电压为4V）
B．电流表（量程，内阻约）
C．电压表（量程，内阻约）
D．滑动变阻器（最大阻值）
E．开关，导线等
①根据图乙电路图，在图丙中将实物连线补充完整_____。
②实验时，开关应接_____（选填“a”或“b”）端。
（3）正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器，某次测量电压表示数为，电流表示数为，接入电路的合金丝长度为，直径为，若将电表视为理想电表，则合金丝的电阻率_____。（用已知或所测得的物理量符号表示）
【答案】（1）1.170 （2） （3）
【解析】（1）由图可知合金丝的直径为
（2）[1]根据电路图可得实物连接图如图所示
[2]某合金丝阻值约为，根据，可知电流表应采用外接法，则实验时开关应接端；
（3）根据电阻定律可得
另外，
联立可得合金丝电阻率为
12. 某实验小组想利用如图甲所示的电路测定电源的电动势和内阻，已知图中另一个电源的电动势为，内阻为，定值电阻的阻值为为单刀双掷开关。
（1）当与1接通前，滑动变阻器的滑片P应置于最_____（选填“左”或“右”）端。
（2）S与1接通，改变滑片P的位置，记下电流表的示数，保持滑片P的位置不动，S与2接通，记下电流表的示数小于，重复以上操作，得到多组和的值。
（3）该同学作出的图像如图乙所示，若测得图线的斜率为，纵轴上的截距为，则待测电源的电动势_____，内阻_____。（均用中字母表示）
（4）若考虑电流表的内阻，则待测电源电动势的测量值_____真实值。（选填“大于”“小于”或“等于”）
【答案】（1）左 （3） （4）等于
【解析】（1）[1]为了保护电路，当与1接通前，滑动变阻器的滑片P应置于接入电路的最大阻值处，即最左端；
（3）[2][3]根据闭合电路欧姆定律有，
联立可得
可知图像的斜率和纵轴截距分别为，
解得，
（4）[4]若考虑电流表的内阻，根据（3）中测量原理可知待测电源电动势的测量值等于真实值。
13. 如图所示，一平行板电容器接在的直流电源上，电容两极板间距离，重力加速度大小g取，求：
（1）该电容器所带电荷量；
（2）若板间有一带电微粒（未标出），其质量，恰在两极板正中间处于静止状态，则该微粒带电荷量为多少？带何种电荷？
（3）若将极板接地，距板处的点电势是多少？
（4）若电源瞬间变为30V，（2）中微粒运动到上极板的过程中，电场力做的功是多少？
【答案】（1） （2），带负电 （3） （4）
【解析】（1）由电容的定义式
得电容器所带电量
（2）由
得板间电场强度
微粒处于静止状态，根据受力平衡有
解得
电容器上极板带正电，所以电荷带负电；
（3）电势差
A板接地，则
根据
可得
（4）微粒向上极板运动，电场力做的功
14. 如图甲所示，一个圆形线圈的匝数，线圈面积，线圈的电阻，在线圈外接一个阻值的电阻。把线圈放入一个方向垂直线圈平面向里的圆形匀强磁场中，磁场的大小和线圈完全重合，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示，求：
（1）时电阻上的电流大小和方向；
（2）内电阻上产生的焦耳热；
（3）其他条件不变，只将圆形磁场半径变为原来的，其磁感应强度随时间变化规律仍如图乙所示，求内通过电阻的电荷量。
【答案】（1），从到 （2） （3）
【解析】（1）时，线圈内产生的感应电动势大小
感应电流的大小
由楞次定律可知，电阻上感应电流的方向为从到。
（2）内产生的感应电动势大小
感应电流的大小
电阻上产生的焦耳热
（3）把磁场半径缩小为原来的一半，面积内产生的平均感应电动势为
产生的平均感应电流为
内通过的电荷量为
15. 如图所示，在竖直平面内建立直角坐标系xOy，其第一象限存在着正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度的方向水平向右，磁感应强度的方向垂直纸面向里。一带电荷量为＋q、质量为m的微粒从原点出发，以某一初速度沿与x轴正方向的夹角为45°的方向进入复合场中，正好做直线运动，当微粒运动到A（l，l）时，电场方向突然变为竖直向上（不计电场变化的时间），微粒继续运动一段时间后，正好垂直于y轴穿出复合场。不计一切阻力，重力加速度为g，求：
（1）电场强度E的大小；
（2）磁感应强度B的大小；
（3）微粒在复合场中的运动时间。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）微粒到达A(l，l)之前做匀速直线运动，对微粒受力分析如图甲
可知
得
.
（2）由平衡条件得
电场方向变化后，微粒所受重力与静电力平衡，微粒在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，轨迹如图乙
由几何知识可得
l
联立解得
解得
（3）微粒做匀速直线运动的时间
微粒做匀速圆周运动的时间
微粒在复合场中的运动时间