四川省自贡市2024-2025学年高二上学期1月期末考试物理试题（Word版附解析）

这是一份四川省自贡市2024-2025学年高二上学期1月期末考试物理试题（Word版附解析）试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分，满分100分。考试时间为75分钟。答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并在规定位置粘贴考试用条形码。答卷时，须将答案写在答题卡上，在本试题卷、草稿纸上答题无效。考试结束后，本试题卷由学生自己保留，只将答题卡交回。
第I卷（选择题共43分）
注意事项：
必须使用2B铅笔将答案标号填涂在答题卡上对应题目标号的位置上。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。
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. 以下物理量单位正确且属于矢量的是（ ）
A. 磁通量（）B. 磁感应强度（T）
C. 电场强度（）D. 电势差（V）
【答案】B
【解析】
【详解】A．磁通量单位是韦伯（Wb），且磁通量是标量，故A错误；
B．磁感应强度的单位是特斯拉（T），磁感应强度既有大小又有方向，是矢量，故B正确；
C．电场强度的单位是牛 / 库（N/C）或伏 / 米（V/m） ，不是 m/V，且电场强度为矢量，故C 错误；
D．电势差的单位是伏特（V），但电势差是标量，故D错误。
故选 B。
2. 对于下列所示的装置，说法正确的是（ ）
A. 甲图中，奥斯特利用该实验装置发现了电磁感应现象
B. 乙图中，两根通电方向相反的长直导线相互排斥，是通过电场实现的
C. 丙图中，回旋加速器加速带电粒子的最大动能与加速电压无关
D. 丁图中，不改变质谱仪各区域的电场磁场，击中底片同一位置的粒子一定是同种粒子
【答案】C
【解析】
【详解】A．甲图中，奥斯特利用该实验装置发现了电流的磁效应，故A错误；
B．乙图中，两根通电方向相反的长直导线相互排斥，是通过磁场实现的，故B错误；
C．丙图中，回旋加速器中带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，射出回旋加速器时有
可得
则带电粒子的最大速度与回旋加速器的半径有关，与加速电压无关，带电粒子的最大动能与回旋加速器的半径有关，与加速电压无关，故C正确；
D．丁图中，粒子先加速，设加速电压为，则有
在速度选择器中，有
在偏转磁场中，有
联立，解得
可知不改变质谱仪各区域电场磁场，击中底片同一位置的粒子比荷相同，故D错误。
故选C。
3. 静电透镜是电子透镜中的一种，通过静电透镜产生的静电场可使电子束聚焦和成像，被广泛应用于电子器件中（如阴极射线示波管等）。如图所示，虚线为静电透镜产生的电场的等差等势面，某电子仅在电场力的作用下由向运动，其运动轨迹如图中实线所示，是轨迹上的三点，下列说法正确的是（ ）
A. 电子在点时受到的电场力方向垂直于等势面斜向下
B. 电子在点的加速度比在点的加速度小
C. 电子在点的速度比在点的速度大
D. 点的电势小于点的电势
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据曲线运动的条件可知，电子在b点时受到的电场力方向垂直于等势面斜向上，故A错误；
B．等差等势面越密，电场强度越大，图像可知a处电场强度小于c处的电场强度，电子在a点的电场力小于在c点的电场力，故电子在点的加速度比在点的加速度小，故B正确；
C．电子从b点运动到c点的过程中，电场力方向与速度方向夹角为钝角，电场力做负功，电子在b点的速度比在c点的速度大，故C错误；
D．根据电场线的方向与等势面垂直，且电子带负电可知，题图中电场线的方向大体沿右下方，沿着电场线的方向电势越来越低，所以b点的电势大于c点的电势，故D错误。
故选B。
4. 如图所示，水平放置的两平行金属导轨相距，左端接一电阻，磁感应强度的匀强磁场方向垂直于导轨平面向下，一长为的导体棒垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。在外力作用下，使导体棒以的速度水平向右匀速滑动，则以下说法错误的是（ ）
A. 棒中感应电动势为
B. 通过棒中感应电流的大小为
C. 通过棒中感应电流的方向由流向
D. 运动后的第内，回路中磁通量的变化量为
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据法拉第电磁感应定律，ab棒中的感应电动势为
故A正确，不符合题意；
B．根据闭合电流欧姆定律可知感应电流的大小
故B正确，不符合题意；
C．右手定则可知感应电流的方向由b到a，故C错误，符合题意；
D．运动后的第内，回路中磁通量的变化量为
故D正确，不符合题意。
故选 C。
5. 如图所示，光滑绝缘的水平桌面上，放置着三个可视为点电荷的带电小球A、B和C，三个小球位于同一直线上，其中B和C固定，带电量分别为-q1和+q2，若未固定的小球A能保持静止，则下列说法正确的是（ ）
A. A可能带负电，q1q2
C. A一定带负电，q1=q2
D. A一定带正电，q1=q2
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意可知，若小球A能保持静止，则小球B、C对A的作用力等大，反向，由同种电荷相互吸引，异种电荷相互排斥可知，由于小球B、C带异种电荷，无论A带何种电荷，小球B、C对A的作用力方向都相反，设小球A的带电量为qA，由库仑定律有
可得
故选A。
6. 如图所示，矩形边界内有磁场方向垂直纸面向里的匀强磁场，边足够长。现有质量为、电荷量为的不同速率的带正电粒子，从边的中点以垂直于磁场方向进入磁场区域，粒子进入磁场时速度方向与边界夹角均为（为固定夹角），不计粒子重力及粒子间的相互作用，下列说法正确的是（ ）
A. 粒子的速度越大，在磁场中运动的时间越长
B. 粒子在磁场中运动的时间不可能相等
C. 从边射出的粒子速度小于从边射出的粒子速度
D. 从边射出的粒子，出射点越靠近点，粒子的速度越大
【答案】C
【解析】
【详解】AB．粒子在磁场中做圆周运动，有
解得周期、圆周半径分别为、
粒子从AE边射出时，对称性可知，无论速度大小，粒子在磁场中扫过的圆心角相同，根据
可知，由于为同种粒子，所以T相同，故粒子在磁场中运动时间相同，故AB错误；
C．粒子从AB边射出时的圆周半径小于从DC边射出时的半径（可以通过几何关系判断），根据
可知从边射出的粒子速度小于从边射出的粒子速度，故C正确；
D．从边射出的粒子，出射点越靠近点，粒子做圆周运动半径越小，故粒子速度越小，故D错误。
故选C。
7. 自贡市某学校为创建绿色校园，新装了一批节能路灯，如图甲所示。该路灯通过光控开关实现自动控制，电灯的亮度可自动随周围环境亮度的改变而改变。图乙为其内部电路简化原理图，电源电动势为E，内阻为r，保护电阻为R0，且R0>r，Rt为光敏电阻（当环境光照强度增加时，其电阻值减小），L1、L2为两盏路灯。现电路接通，两灯被点亮。当周围环境亮度变亮时，则下列判断正确的是（ ）
A. R0两端电压变小B. L1灯变暗，L2灯变亮
C. 电源的总功率不变D. 电源输出功率变大
【答案】D
【解析】
【详解】AB．当周围环境亮度变亮时，Rt阻值减小，则外电阻电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可得，干路电流变大，内电压变大，路端电压减小，R0分压变大，两灯泡两端的电压均变小，流过两灯泡的电流均变小，灯泡均变暗，故AB错误；
C．电源的总功率为
当电流变大时，则电源的总功率变大，故C错误；
D．根据电源的输出功率随外电路电阻的变化关系可知，当外电阻与内阻相等时，电源的输出功率最大，由于R0>r，所以随外电阻减小，电源的输出功率不断增大，故D正确。
故选D。
二、多项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15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。）
8. 教室的一体机屏幕多为电容屏，具有灵敏度高的特点。电容式触摸屏其原理可简化为如图所示的电路。平行板电容器的上极板为可动电极，下极板为固定电极，为两板间一定点。当用手指触压屏幕上某个部位时，可动电极的极板会发生形变，同时也相当于将板接地，形变过程中，电流表中有从到的电流，则下列判断正确的是（ ）
A. 形变过程中，两极板间距离减小，电容器电容变大
B. 电容器的带电量减小
C. 直流电源的端为电源正极
D. 形变过程中，点电势降低
【答案】AD
【解析】
【详解】A．根据电容
可知两极板间距离d减小，电容器电容变大，故A正确；
B．电容器与电源相连，电容器两极板间的电压U不变，根据
可知电容C增大，电容器的带电量Q增大，故B错误；
C．由于电容器的电荷量增大，电容器充电，由于电流表中有从到的电流，可知c为电源负极，故C错误；
D．由于电容器两端电压U不变，根据
由于d减小，可知极板间电场强度E增大，A板接地，A板电势为0，由于AB板间电压U不变，所以极板B的电势不变，设P点与极板B的距离为，则有
不变，E增大，可知减小，即点电势降低，故D正确。
故选AD
9. 如图所示，空间中有水平向右的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场（图中未画出）。磁感应强度为B。一根长为L且不可伸长的绝缘细绳，一端固定于O点，另一端连着一个质量为m、带电量为q的小球。现将小球拉起直至细绳与电场线方向平行，然后无初速度释放小球。已知当小球摆到最低点左侧时，绳与竖直方向的最大夹角为θ=53°，重力加速度为g，sin53°=0.8，cs53°=0.6。则以下判断正确的是（ ）

A. 小球带正电
B. 小球的重力与其电场力的比值为1:3
C. 小球到最低点时的速度大小为
D. 小球经过最低点时，细绳对小球的拉力大小为
【答案】AC
【解析】
【详解】A．根据题意可知，小球从初始位置摆到左侧最高点过程中，动能变化量为零，则合外力做功为零，由于重力做正功，所以电场力应做负功，即电场力的方向水平向右，所以小球带正电，故A正确；
B．从开始运动到最左端，根据动能定理有
所以
故B错误；
CD．从开始到最低点，根据动能定理有
在最低点有
解得，
故C正确，D错误。
故选AC。
10. 利用电场来控制带电粒子的运动，在现代科学实验和技术设备中有广泛的应用。如图甲所示，真空中的两平行金属板间距为、板长为。、两板间加上如乙图所示的周期性变化电压。在时刻，一质量为、电量为的电子以初速度从两板正中间沿板方向射入电场，并在时刻恰好沿板边缘射出，不计电子重力。下列说法正确的是（ ）
A. 电子沿平行于板的方向做变加速运动
B. 电子从板间射出时的速度大小为
C. 若电子在时刻射入两板间，将沿平行于板的方向从两板正中间射出
D. 若电子在时刻射入两板间，射出极板时离上板的距离为
【答案】BC
【解析】
【详解】A．电子沿平行于板的方向不受力的作用，做匀速直线运动，故A错误；
B．由图乙可知，在时刻进入电场的电子，沿电场方向的分运动，在内向上匀加速运动，在向上匀减速运动，根据对称性可知，在时刻电子的竖直分速度为0；根据周期性可知，在时刻射出电场时的竖直分速度为0，则电子从板间射出时的速度大小为，故B正确；
C．若电子在时刻射入两板间，沿电场方向的分运动，在内向上匀加速运动，在向上匀减速运动，在内向下匀加速运动，在内向下匀减速运动，根据对称性可知，在一个周期内，即在内电子沿电场方向的位移为0，时刻竖直分速度为0；由于电子在电场运动的时间为，根据周期性可知，电子在两个周期内沿电场方向的位移为0，时刻竖直分速度为0；则将沿平行于板的方向从两板正中间射出，故C正确；
D．在时刻进入的电子刚好在时刻恰好沿板边缘射出，设电子的加速度大小为，则有
若电子在时刻射入两板间，则电子在内向上运动的距离为
电子在内向下运动的距离为
可知电子在一个周期为向上运动的距离为
根据周期性可知电子在两个周期内向上运动的距离为
则电子射出极板时离上板的距离为
故D错误。
故选BC。
第II卷（非选择题共57分）
注意事项：必须使用0.5毫米黑色签字笔在答题卡上题目所指示区域内作答，作图题可先用铅笔绘出，确认后再用0.5毫米黑色签字笔描清楚。答在试题卷上无效。
三、实验题（共15分）
11. 按要求填空：
（1）某同学正在学校练习使用游标卡尺，他用50分度的游标卡尺测量一长方体橡皮擦的长度，结果如图所示，则橡皮擦的长度L0=___________mm。
（2）接着，该同学组织其实验小组成员开始探究“影响感应电流方向的因素”
①如图甲所示，小组成员用试触的方法确定电流方向与电流表指针偏转方向的关系。实验表明，如果电流从正接线柱流入，指针将向右偏转，反之向左偏转。
②如图乙所示，小组成员研究了条形磁铁插入、拔出螺线管时，磁铁下方磁场的方向（即原磁场的方向），电流表指针偏转的方向，以及螺线管内产生的感应电流的方向及感应电流的磁场方向，实验现象记录如下：
下列判断中正确的是___________；
A．感应电流的磁场方向和原磁场方向一定相反
B．感应电流的磁场方向和原磁场方向一定相同
C．穿过螺线管的磁通量增大时，感应电流的磁场方向和原磁场方向一定相反
D．穿过螺线管的磁通量减小时，感应电流的磁场方向和原磁场方向一定相反
③根据以上实验探究过程，可以得到结论：影响感应电流方向的因素有___________；
A．原磁场的方向 B．磁通量的变化情况
C．线圈的匝数 D．磁铁运动的快慢
④该小组的同学发现某螺线管线圈的绕线标识模糊，利用已有器材，通过如图丙所示的实验确认其绕线方向。当磁铁N极向下插入线圈时，电流表指针向右偏，则该螺线管线圈的绕线方向是图丁中的___________（选填“a”或“b”）。
【答案】（1）41.20
（2） ①. C ②. AB ③. b
【解析】
【小问1详解】
游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和，所以
【小问2详解】
[1]根据表中的实验现象可得出以下结论：穿过螺线管的磁通量增大时，感应电流的磁场方向和原磁场方向一定相反，穿过螺线管的磁通量减少时，感应电流的磁场方向和原磁场方向一定相同。
故选C。
[2]根据以上实验探究过程可得，影响感应电流方向的因素有原磁场的方向和磁通量的变化情况，与线圈的匝数，磁铁运动的快慢无关。
故选AB。
[3]根据以上分析可知，当电流表指针向右偏时，说明电流从正接线柱流入，且此时穿过螺线管的磁通量向下增大，则感应电流的磁场方向应向上，根据右手螺旋定则可知，螺线管线圈中的电流方向应为逆时针（从上向下看），所以螺线管的绕线方向是图丁中的b。
12. 自贡某校科技小组准备精确测量一节干电池的电动势和内阻，并找到以下实验器材：
A．灵敏电流计G：量程，内阻；
B．定值电阻：阻值为；
C．电阻箱：阻值；
D．电阻箱：阻值；
E．开关；
F．导线若干。
（1）部分电路图如图甲所示，灵敏电流计需被改装为量程为的电压表。请在虚线框中补全电路的剩余部分，并注明及_______。
（2）将调节至适当阻值后，闭合开关，只改变电阻箱的阻值，记录其阻值和灵敏电流计的读数。若认为通过电阻箱的电流即为该电路中的干路电流，根据记录的实验数据作图像，图像的斜率为，纵轴截距为，如图乙所示，可得该电源的电动势为___________，内阻为___________。（用题中所给符号表示）
（3）由于没有考虑到改装成的电压表的分流作用，所以电动势的测量值___________（大于、小于或等于）真实值。
【答案】（1） （2） ①. ②.
（3）小于
【解析】
【小问1详解】
灵敏电流计需被改装为量程为的电压表需要串联电阻，串联电阻
故灵敏电流计与串联，改装表与并联，电流图如下
【小问2详解】
[1][2]由于不考虑改装表分流作用，根据闭合电路欧姆定律
整理得
可知图像斜率
纵截距
联立解得，
【小问3详解】
若考虑改装电压表分流，则有
整理得
可知图像纵截距
则电动势
可知测量值小于真实值。
四、计算题（本题有3小题，共42分。解答时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。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13. 一列简谐横波沿轴正方向传播，波速为。在传播方向上有两质点，坐标分别为，。波传播到点时开始计时，该点的振动图像如图所示。求：
（1）该简谐波的波长；
（2）内，质点通过的路程；
（3）在何时质点第一次到达正向最大位移处。
【答案】（1）2m （2）20cm
（3）0.5s
【解析】
【小问1详解】
题图可知波的周期，波速，则波长
【小问2详解】
题图可知波的振幅，一个周期内质点通过的路程为4A，故内，质点通过的路程
【小问3详解】
题意易得波第一次传到L点时用时
题图可知K质点起振方向向下，所以L质点的起振方向也向下，故质点第一次到达正向最大位移处的时刻
联立以上解得
14. 如图所示，两平行金属导轨弯折成角的两部分，导轨接有电动势，内阻的电源，定值电阻，导轨间距，导轨电阻忽略不计。导轨的竖直部分左侧有一根与其接触良好的水平放置的金属棒，在金属棒所在空间加一竖直向上的匀强磁场（图中仅画出了一根磁感线），金属棒质量，电阻不计。已知导轨竖直部分与金属棒间的动摩擦因数（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），已知重力加速度，，。求：
（1）通过金属棒的电流大小；
（2）要使金属棒能处于静止状态，则所加的竖直向上的匀强磁场的磁感应强度至少多大；
（3）若将竖直向上的匀强磁场以金属棒为轴，逆时针转动至与竖直方向成（此过程保证金属棒静止且与导轨接触良好），此时金属棒恰好处于静止状态，则磁感应强度可能为多大。
【答案】（1）1A （2）2T
（3）1T或5T
【解析】
小问1详解】
根据闭合电路欧姆定律可知，通过金属棒的电流大小
【小问2详解】
金属棒恰好能处于静止状态时磁感应强度最小，设为，由平衡条件有
代入题中数据，解得
故则所加的竖直向上的匀强磁场的磁感应强度至少为2T；
【小问3详解】
逆时针转动至与竖直方向成，几何关系可知，此时安培力方向与竖直方向成，设磁感应强度为时金属棒恰好不下滑，由平衡条件有
又因为
联立以上解得
设磁感应强度为时金属棒恰好不上滑，由平衡条件有
又因为
联立以上解得
所以磁感应强度可能为1T或5T。
15. 如图所示，在平面直角坐标系的第一象限内有沿轴负方向的匀强电场，在第三、四象限内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场。从轴上坐标为（0，L）的点沿轴正方向，以初速度射出一个质量为、电荷量为的带正电粒子，粒子经电场偏转后从坐标为（2L，0）的点第一次经过轴进入磁场。其中三、四象限的磁感应强度，不计粒子的重力。求：
（1）匀强电场的电场强度的大小；
（2）粒子从点射入到第二次经过轴所用的时间；
（3）粒子第次经过轴的位置离点的距离（为整数）。
【答案】（1）
（2）
（3）见解析
【解析】
【小问1详解】
粒子从P点射出后在电场中做类平拋运动，则，
根据牛顿第二定律有
解得，
【小问2详解】
根据类平抛运动规律可知，穿过x轴时速度与水平方向的夹角为
解得
则进入磁场的速度为
根据洛伦兹力提供向心力有
解得
粒子在磁场中运动轨迹如图
粒子在磁场中运动的周期为
在磁场运动时间为
粒子从P点射入到第二次经过x轴所用的时间为
【小问3详解】
粒子第二次经过x轴后，距离点的距离
根据运动的分解可知，竖直方向先匀减速，再匀加速，水平方向做匀速运动，运动的时间为，水平方向的位移为
由上述分析可知第三次经过x轴的坐标为，第四次经过x轴的坐标为；同理第五次经过x轴的坐标为，第六次经过x轴的坐标为；如此循环运动；
操作
N极向下插入
N极向上拔出
S极向下插入
S极向上拔出
原磁场（B0）的方向
向下
向下
向上
向上
原磁场（B0）穿过螺线管的磁通量的增减
增大
减小
增大
减小
电流表指针偏转的方向
左
右
右
左
螺线管内感应电流的磁场（B）的方向
向上
向下
向下
向上