福建省三明市2024-2025学年高二上学期期末质量检测物理试卷（解析版）

这是一份福建省三明市2024-2025学年高二上学期期末质量检测物理试卷（解析版），共19页。试卷主要包含了 如图为研究自感现象的电路图等内容，欢迎下载使用。
（满分：100分；考试时间：90分钟）
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每题答案后，用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，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将答题卡交回。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 匀强磁场中，带电粒子的速度为v、所受洛伦兹力为f，则下图正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】由左手定则可知，A图中f垂直纸面向外；B图中f向上；C图中f=0；D图中f向下。
故选B。
2. “eV”常作为能量单位，“1eV”表示一个电子经过1V电压加速后获得的能量，则“80eV”的能量是（ ）
A B.
C. D.
【答案】B
【解析】由题可知
故有
故选B。
3. 如图为研究自感现象的电路图。灯1、2完全相同，线圈L自感很大，其阻值与灯1、2相同。闭合开关，调节使灯1、2亮度相同。当开关断开时（ ）
A. 灯1、2同时熄灭
B. 流过灯1的电流方向向左
C. 灯2先熄灭，灯1后熄灭
D. 灯1闪亮后逐渐熄灭，灯2立即熄灭
【答案】C
【解析】当开关断开时，灯2立即熄灭，由于L中产生自感电动势阻碍电流的减小，则L相当电源，与灯1重新组成新的回路，使得灯1逐渐熄灭，此时通过灯1的电流方向向右；因为线圈L阻值与灯1、2相同，则稳定时通过线圈L的电流与通过灯1的电流相等，则当开关断开时灯1不会闪亮。
故选C。
4. 一带负电的微粒在如图所示的电场中运动。图中实线为电场线，虚线为等势面，M点和N点在同一电场线上，M点和P点在同一等势面上，则（ ）
A. P点电势比N点的高
B. N点的电场强度比P点的大
C. 微粒在N点的电势能比其在P点的小
D. 微粒从M点移到N点，电场力对其做负功
【答案】C
【解析】A．由于M点和P点在同一等势面上，而N点电势高于M点的电势，故P点的电势比N点的低，A错误；
B．根据电场线的疏密程度可知，N点的电场强度比P点的小，B错误；
C．.由于负电荷在电势低的地方电势能大，故微粒在N点的电势能比其在P点的小，C正确；
D．负电荷受力方向与电场强度方向相反，故微粒从M点移到N点，电场力对其做正功，D错误。
故选C。
5. 如图，一横截面积为的铜导线，通过的电流为1A时，自由电子定向移动的平均速率为，试估算体积内的自由电子数为（ ）
A. 个B. 个
C. 个D. 个
【答案】D
【解析】题意可知铜导线横截面积，电流，自由电子定向移动的平均速率，自由电子电荷量。电流的微观表达式为（其中I是电流，n是单位体积（）内的自由电荷数，q是每个自由电荷的电荷量，S是导体的横截面积，v是自由电荷定向移动的速率）
联立解得个
故选D。
6. 如图，法拉第圆盘发电机的两电刷间接有一定值电阻。已知圆盘半径为r，绕中心轴以角速度逆时针旋转，回路中总电阻为R，大小为B的匀强磁场垂直圆盘向上，则ab端（ ）
A. 感应电流方向不断变化B. 感应电流方向始终a到b
C. 感应电流大小D. 两点间电势差大小
【答案】C
【解析】AB．将圆盘看成由一根根沿半径方向的辐条构成，每一根辐条均为一个电源，所有电源均为并联关系，根据右手定则可知，感应电流方向始终b到a，故AB错误；
C．感应电动势
根据闭合电路欧姆定律有
解得
故C正确；
D．根据欧姆定律可知，两点间电势差大小
故D错误。
故选C。
7. 如图，时，单刀双掷开关S接1，流过电路中P点的电流和电容器两极板的电势差随时间变化的图像分别如图甲、乙所示。时接2，则图像中可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】AB．开关S接1时，电容器充电，充电完毕后电流为零；再将开关S拨向2位置，开始反向放电，且放电越来越缓慢，放电完毕后电流为零，故A正确，B错误；
CD．开关S接1时，电容器与电源直接相连，充电结束后，两端电压为电源电动势，恒定不变，放电过程中，两极板间的电压逐渐减小，但极板的电性不变，故图像都应在t轴上方，故CD错误。
故选A。
8. 电磁流量计常用来测量导电流体的流量Q（单位时间内流过管道横截面的液体体积）。如图甲，在排污管a处安装一电磁流量计，排污管a处和b处的管道直径分别为100mm和200mm。当导电污水流过竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场时，a处管壁M、N两点间的电势差为U，如图乙所示。污水流量为时，通过a处速度约为10m/s；若流量为时，则（ ）
A. M点电势始终高于N点电势B. b处流量约为
C. 通过b处速度约为2.5m/sD. U与B之比约为
【答案】D
【解析】A．根据左手定则可知，正电荷进入竖直向下的磁场区域时会向右偏转，负电荷向左偏转，所以M点电势始终低于N点电势，故A错误；
B．当流量为，因管内的污水流速稳定，即管道中各处的流量均为，故B错误；
C．b处的管道直径为，由流量为
可得通过b处速度约为，故C错误；
D．若流量为时，a处的流量计内污水的速度约为，当粒子在电磁流量计中受力平衡时，有
可得
故D正确。
二、双项选择选题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 如图，直线边界上方存在足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外。一带正电粒子以某一速率v从O点射入磁场做匀速圆周运动，进入磁场时速度方向与边界夹角为θ，不计重力，（ ）
A. 若θ、v一定，B越大，则粒子的周期越小
B. 若θ、v一定，B越大，则粒子的半径越大
C. 若B、v一定，θ越小，则粒子在磁场中运动时间越长
D. 若B、θ一定，v越小，则粒子在磁场中运动时间越长
【答案】AC
【解析】AB．由，
得，
所以若θ、v一定，B越大，则越小，越小，故A正确，B错误；
C．根据角度关系可知，粒子在磁场中匀速圆周运动的圆心角为
若B、v一定，则一定，θ越小，则越大，根据
可知粒子在磁场中运动时间越长，故C正确；
D．若B、θ一定，则一定，粒子在磁场中匀速圆周运动的圆心角一定，根据
可知粒子在磁场中运动时间一定，故D错误。
故选AC。
10. 如图，充电后的平行板电容器水平放置，极板间距离为d，上极板正中有一小孔。一质量为m、电荷量为的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落，穿过小孔后恰好到达下极板。极板间电场可视为匀强电场，不计空气阻力，重力加速度为g，则（ ）
A. 电容器上极板带正电，下极板带负电
B. 小球在电容器中的电势能逐渐增大
C. 电容器极板间电场强度大小
D. 若下极板左移一些，小球未能到达下极板
【答案】BD
【解析】A．由于小球高处由静止开始下落，穿过小孔后恰好到达下极板，则小球在两极板间做减速运动，受到竖直向上的电场力，小球带正电，故上极板带负电，下极板带正电，A错误；
B．由于小球在电场中运动时，电场力做负功，小球的电势能增大，B正确；
C．根据动能定理可得
解得
C错误；
D．若下极板左移一些，根据
可知电容器电容减小，而电容器的电荷量不变，结合
可知极板间的电势差增大，又因为
可知，极板间的电场强度增大，带电小球受到电场力增大。由于小球重力不变，电场力增大，小球将到不了下极板，D正确。
故选BD。
11. 为打击酒驾醉驾行为保障交通安全，三明交警常用酒精浓度检测仪对驾驶员进行测试。图甲是一酒精测试仪，工作原理如图乙所示，R为气敏电阻，其阻值随酒精气体浓度的增大而减小，电源电动势为E、内阻为r，电表均为理想电表，为定值电阻且。若酒驾者对测试仪吹气时，电压表变化量为、电流表变化量为，则（ ）
A. 电压表示数增大B. 电源效率增大
C. 电源输出功率增大D. 不变
【答案】CD
【解析】A．酒驾者对测试仪吹气时，R阻值减小，总电阻减小，总电流变大，R0和内阻r上的电压变大，则R上电压减小，即电压表示数减小，选项A错误；
B．电源的效率
外电阻减小，则电源效率减小，选项B错误；
C．当外电阻等于电源内阻时电源输出功率最大，则当R减小时外电阻向内电阻靠近，则电源输出功率变大，选项C正确；
D．根据U=E-I(r+R0)
可得
不变，选项D正确。
故选CD。
12. 如图甲，一倾角为θ的足够长固定光滑绝缘斜面，部分区域存在平行于斜面方向的电场。设x轴坐标的原点O在斜面底端，沿斜面向上为正方向。现在原点O处由静止释放一质量为m、电荷量为的滑块，滑块沿斜面运动的一段过程中，其机械能E随位置坐标x的变化如图乙所示，已知曲线上A点斜率最大，重力加速度为g。滑块可视为质点，不计空气阻力与滑块产生的电场。则（ ）
A. 在过程中，滑块先加速后匀速
B. 在过程中，电场力对滑块做功为0
C. 在处，滑块的动能最大，最大动能为
D. 在过程中，滑块的重力势能与电势能之和先减小后增大
【答案】BD
【解析】A．根据功能关系可知，电场力所做的功等于机械能的变化量，即有
故在图像中，图线的斜率表示电场力的大小，0到x1区间内，图线的斜率增大，电场力增大，物体做加速度增加的加速运动，A点斜率最大，加速度最大，x1到x2区间，图线的斜率减小，电场力逐渐减小，当电场力小于重力的下滑分力时，物体做减速运动，x2之后，斜率为零，物体不受电场力的作用，物体在重力的作用下做匀减速运动，因此，在过程中，滑块先加速后减速，A错误；
B．在x2∼x3阶段滑块机械能保持不变，高度增加，动能减小，说明此过程只有重力做功，电场力不做功，B正确。
C．图中给出的x1处的机械能是，并不意味着滑块动能在此处最大；由曲线可知滑块此后仍在加速（机械能继续增大），故最大动能并不在x1处，而应在x1到x2区间某位置，C错误；
D．根据功能关系可知，滑块在运动过程中，只有重力势能、电势能、动能之间相互转化，总能量保持不变，x1到x2区间，图线的斜率减小，物体先做加速度减小的加速运动，后做加速度增加的减速运动，物体的动能先增大后减小，故过程中，滑块的重力势能与电势能之和先减小后增大，D正确。
故选BD。
三、非选择题：共52分，其中13、14、15题为填空题，16、17题为实验题，18-20题为计算题。考生根据要求作答。
13. 匀强磁场中有一面积为的闭合导线环，当环面与磁场垂直时，穿过环的磁通量为0.25Wb，则该磁场的磁感应强度为_______T；当环面翻转180°时，磁通量变化量的大小为_______Wb；当环面转至与磁场方向平行时，穿过环的磁通量为_______Wb。
【答案】1.25 0.5 0
【解析】[1]根据，可得
[2]规定开始时的磁通量为正方向，则有
环面翻转时的磁通量
故磁通量的变化量为
即磁通量变化量的大小为，方向与规定的正方向相反。
[3] 当环面转至与磁场方向平行时，穿过环的磁通量为0。
14. 一直流电动机线圈的电阻一定，当线圈两端的电压为0.3V，电流为0.3A时，电动机不转动。当线圈两端的电压为2V，电流为0.8A时，电动机正常工作。则电动机线圈的电阻是_______Ω；正常工作时，电动机的输入电功率是_______W，输出的机械功率是_______W。
【答案】1 1.6 0.96
【解析】[1]电动机线圈的电阻为
[2]正常工作时，电动机的输入电功率是
[3]输出的机械功率是
15. 在磁感应强度大小为方向垂直于纸面向外的匀强磁场中，有两根互相垂直的长直绝缘导线，电流的方向如图所示。上方的a、b两点关于对称。已知a、b两点的磁感应强度大小分别为和，方向均垂直纸面向外。则在b点产生的磁感应强度大小为_______；在a点产生的磁感应强度大小为_______，方向垂直纸面_______（选填“向外”或“向里”）。
【答案】 向里
【解析】设I1在ab两点的磁感应强度大小为B1，根据安培定则可知，方向均垂直纸面向里；I2在ab两点的磁感应强度大小为B2，a点垂直纸面向里，b点向外；设向外为正，由磁场叠加可知，
解得，
在a点产生的磁感应强度方向垂直纸面向里。
16. 在测量一节干电池的电动势和内阻实验中，提供如下器材：电流表（量程0~0.6A），电压表（量程0~3V），滑动变阻器，开关、导线若干。
（1）此电流表是由量程为1mA，内阻为59.9Ω的表头改装而成，改装时所用的并联电阻的阻值为______Ω。
（2）用图甲所示电路进行实验得到图乙中线①，则干电池的电动势______，内阻______。（结果均保留2位小数）
（3）现有一小灯泡伏安特性曲线如图乙中线②，将其与上述干电池组成串联电路时，干电池的输出功率是______W。（结果保留2位小数）
【答案】（1）0.1 （2）1.48 0.80 （3）0.26
【解析】（1）改装电流表时，根据并联分流可知，改装时所用的并联电阻的阻值为
（2）[1][2]根据闭合电路欧姆定律有
结合图像有
（3）两图线交点坐标为（0.20A，1.32V），则电源的输出功率为
17. 某研究性学习小组需测量某圆柱体新型材料的电导率σ（电阻率的倒数）。
实验提供以下器材：
A．电流表（0~100mA，内阻约5Ω）
B．电流表（0~1A，内阻约0.5Ω）
C．电压表（0~3V，内阻约3kΩ）
D．滑动变阻器（0~5Ω）
E．滑动变阻器（0~100Ω）
F．滑动变阻器（0~1000Ω）
G．电源（3V，内阻约1.0Ω）
H．开关与导线若干
I．刻度尺与游标卡尺
（1）用刻度尺测出圆柱体长度为L。用游标卡尺测量圆柱体直径d，示数如图甲，则读数_______。
（2）用多用电表欧姆挡粗测圆柱体的阻值约为30Ω。为了更准确测量阻值且保证电压从零开始调节，则电流表选用_______，滑动变阻器选用_______（选填器材前的字母）
（3）如图乙，实验器材已连接了部分导线，完成剩余连线______。
（4）若测得圆柱体的阻值为R，则电导率_______（用d、L和R表示）。
（5）为解释滑动变阻器选择对实验的影响，该小组把器材D、E、F分别接入电路，让滑片由一端向另一端移动的过程中，其电压表读数随变化的关系曲线a、b、c如图丙所示，指滑片移动的距离x与滑片在变阻器上可移动的总长度L的比值。则图线a对应的器材是_______（选填“D”“E”或“F”），不选该滑动变阻器的理由是_______。
【答案】（1）42.40 （2）A D （3） （4） （5）F 从在较大范围内变化时，电压变化不明显，不方便调节
【解析】（1）游标卡尺测量圆柱体直径d=42mm+0.05mm×8=42.40mm
（2）[1][2]电路可能达到的最大电流，则电流表选用A；滑动变阻器接成分压电路，则选用阻值较小的D。
（3）因电压表内阻远大于待测电阻，可知应该采用电流表外接，滑动变阻器用分压电路，则电路如图
（4）根据
其中
可得
（5）[1][2]图线a随滑片移动过程中，电压表示数变化较小，说明定值电阻与滑动变阻器左侧部分并联变化较小，说明滑动变阻器阻值较大，则对应的器材应该是F。若选择F，则从在较大范围内变化时，电压变化不明显，不方便调节，所以为了使电压表示数变化明显，应使用最大阻值更小的滑动变阻器。
18. 如图，真空中直角坐标系xOy中的A、B、C三点构成等腰直角三角形，O为斜边AB的中点，腰长。现将两个电荷量q均为的点电荷分别固定在A、B点，已知静电力常量，求：
（1）两点电荷间的库仑力大小；
（2）C点的电场强度。
【答案】（1） （2），沿y轴正方向
【解析】（1）由库仑定律
解得
（2）单个点电荷在C点产生的场强大小
根据电场的叠加原理可知C点的电场强度大小
联立解得
方向：沿y轴正方向
19. 如图，直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限内存在垂直纸面向里的匀强磁场。一电子在电压为的电场加速后从水平金属板M、N左端中间水平射入偏转电场，恰好通过M板右端P点（位于y轴上）离开偏转电场后进入第Ⅰ象限，经磁场偏转后垂直x轴离开。已知电子质量为m、电荷量的大小为e，经过P点时速度方向与x轴正方向夹角为60°；偏转电场的两极板间距为d。M、N板间电场视为匀强电场，不计电子重力，忽略边缘效应。求：

（1）电子进入偏转电场时的速度大小；
（2）M、N板间的电压大小；
（3）匀强磁场的磁感应强度B大小。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）粒子在加速电场中加速，由动能定理①
得
（2）在偏转电场中做类平抛运动，分解速度得
由牛顿第二定律有
竖直方向有
联立解得
（3）由（2）可知，粒子进入第一象限时的速度v大小为
在第一象限中做匀速圆周运动
轨道半径
解得
20. 如图甲，两相距为d足够长的光滑平行金属导轨PQ、MN水平放置，内侧存在方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。两根电阻均为R的金属棒1、2垂直导轨放置。初始时棒1锁定，棒2的中心用一不可伸长绝缘细绳通过轻质定滑轮与物块相连，滑轮左侧细绳始终保持与导轨平行。时，物块从距地面高为H处静止释放，时，物块落地，棒2与细绳恰好分离，同时解锁棒1。过程棒2的图如图乙所示。已知棒2质量为m、物块质量为2m，重力加速度为g，整个运动过程两棒始终与导轨接触良好，棒2不碰滑轮，物块落地后不反弹，不计一切阻力。求：
（1）物块刚释放瞬间加速度大小；
（2）棒2匀速运动时的速度大小；
（3）物块下落的时间；
（4）之后，棒2的加速度表达式（棒1、2的瞬时速度用表示），在乙图中定性画出图。
【答案】（1） （2） （3） （4）或
【解析】（1）设绳子的拉力为F，由牛顿第二定律，对物块则有
对棒2，则有
联立解得
（2）当棒2匀速运动时受力平衡，由牛顿第二定律有
由法拉第电磁感应定律、欧姆定律有对棒2，则有，
联立解得
（3）物块下落过程中：设极短内通过棒2的电流为，则有
对物块、棒2整体，由牛顿第二定律可得，
联立可得
其中
解得
（4）之后，由法拉第电磁感应定律、欧姆定律，对棒1有
对棒2有
电路中的电流
由牛顿第二定律，对棒2：
联立解得
棒2的图如图1或2所示
图1 图2