新疆巴音郭楞蒙古自治州2024-2025学年高二上学期1月期末物理试卷（解析版）

这是一份新疆巴音郭楞蒙古自治州2024-2025学年高二上学期1月期末物理试卷（解析版），共16页。
注意事项：
1．答题时，务必将自己的学校、班级、姓名、准考证号填写在答题卡规定的位置上。
2．答选择题时，必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦擦干净后，再选涂其他答案标号。
3．答非选择题时，必须使用黑色墨水笔或黑色签字笔，将答案书写在答题卡规定的位置上。
4．所有题目必须在答题卡上作答，在试题卷上答题无效。
一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求；第9~12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。
1. 关于电荷，下列说法正确的是（ ）
A. 点电荷是一种理想化模型，其所带电荷量就是元电荷
B. 一个带电物体所带电荷量是元电荷的整数倍
C. 摩擦起电的过程就是人们创造电荷的过程
D. 自然界中存在除正电荷和负电荷以外的电荷
【答案】B
【解析】A．点电荷是一种理想化模型，其所带电荷量是元电荷的整数倍，选项A错误；
B．一个带电物体所带电荷量是元电荷的整数倍，选项B正确；
C．摩擦起电的过程是电荷的转移，并不是人们创造电荷的过程，选项C错误；
D．自然界只存在正电荷和负电荷，不存在其它以外的电荷，选项D错误。
故选B。
2. 如图所示，两点电荷分别固定在M、N两点，其间距为L，M处点电荷带正电，N处点电荷带负电，它们的电荷量关系为，则直线MN上电场强度为零的点（ ）
A. 在直线MN上M点右侧L处B. 在直线MN上M点左侧L处
C. 在直线MN上N点左侧处D. 在直线MN上N点右侧处
【答案】B
【解析】AC．在直线MN上电场强度为零的点，M处点电荷和N处点电荷电场强度大小相等，方向相反，合场强为零，则在直线MN上电场强度为零的点不可能在M、N两点间，故AC错误；
BD．由于
因此该点应在M点左侧，设该点到M点的距离为x，则有
解得
故B正确，D错误。
故选B。
3. 关于电场与磁场，下列说法正确的是（ ）
A. 电场与磁场看不见、摸不到，但它们是真实存在的物质
B. 麦克斯韦提出用电场线描述电场、用磁感线描述磁场，电场线和磁感线都是真实存在的
C. 电荷放入电场中所受电场力的方向就是该位置电场强度的方向
D. 变化的电场产生了磁场，但变化的磁场不会产生电场
【答案】A
【解析】A．电场与磁场看不见、摸不到，但它们是真实存在的物质，故A正确；
B．法拉第提出用电场线描述电场、用磁场线描述磁场，电场线和磁感线都是人为假想的，故B错误；
C．正电荷放入电场中所受电场力的方向就是该位置电场强度的方向，电场强度方向与电场中该点放置的负电荷所受电场力的方向相反，故C错误；
D．根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场可以产生磁场，变化的磁场可以产生电场，故D错误。
故选A。
4. 如图所示，在水平面边长L=1m的正方形 abcd区域内，有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=1T。现有一长方形 abef线框可绕 ab轴在竖直面内转动，be=2m，线框与竖直方向的夹角为θ。下列说法正确的是（ ）
A. 当θ=0°时，穿过线框的磁通量为2 Wb
B. 当θ=30°时，穿过线框的磁通量为1 Wb
C. 当θ=60°时，穿过线框的磁通量为 Wb
D. 当θ=90°时，穿过线框的磁通量为0Wb
【答案】B
【解析】A．当θ=0°时，线圈平面与磁场平面，则穿过线框的磁通量为零，选项A错误；
B．当θ=30°时，穿过线框的磁通量为
选项B正确；
C．当θ=60°时，穿过线框的磁通量为
选项C错误；
D．当θ=90°时，穿过线框的磁通量为
选项D错误。
故选B。
5. 下列说法不属于静电现象应用的是（ ）
A. 静电除尘可用于回收水泥粉尘
B. 复印机应用静电吸附，实现复印工作
C. 印刷厂里纸张之间因摩擦带电而吸附在一起，给印刷带来麻烦
D. 带负电的油漆微粒沉积在作为正极的工件表面，完成喷漆工作
【答案】C
【解析】A．静电除尘是利用静电回收水泥粉尘，属于静电应用。故A错误；
B．复印机是利用静电吸附作用工作的，实现复印工作，属于静电应用，故B错误；
C．印刷厂里纸张之间因摩擦带电而吸附在一起，给印刷带来麻烦，属于静电的危害。故C正确；
D．带负电的油漆微粒沉积在作为正极的工件表面，完成喷漆工作，属于静电应用。故D错误。
故选C。
6. 由多晶硅制成的电容加速度传感器的原理示意图如图所示，传感器可以看成由多晶硅悬臂梁与顶层多晶硅上、下极板构成的两个电容器组成（电容分别为、），当传感器有沿着箭头方向（竖直向上）的加速度时，多晶硅悬臂梁的右侧会发生与加速度方向相反的弯曲形变。下列说法正确的是（ ）
A. 传感器匀速向上运动时，减小，增大
B. 传感器匀速向下运动时，减小，增大
C. 传感器向上减速时，减小，增大
D. 传感器向下减速时，减小，增大
【答案】D
【解析】AB．匀速运动时，多晶硅悬梁臂相对于顶层多晶硅上下极板间的距离均不变，根据
可知电容器的各个结构均未改变，故、不变，故AB错误；
C．传感器向上减速时，加速度方向向下，多晶硅悬臂梁的右侧向上发生弯曲，多晶硅悬梁臂相对于顶层多晶硅上极板的距离减小，下极板的距离增大，根据
可知增大，减小，C错误；
D．传感器向下减速时，加速度方向向上，多晶硅悬臂梁右侧向上下发生弯曲，多晶硅悬梁臂相对于顶层多晶硅上极板的距离增大，下极板的距离减小，根据
可知减小，增大，故D正确。
7. 某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，为了能让质子进入癌细胞，首先要实现质子的高速运动，该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现。质子先被加速到较高的速度，然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。如图所示，来自质子源的质子（初速度为零），经加速电压为的加速器加速后，形成细柱形的质子流。已知细柱形的质子流横截面积为，质子的质量为，其电量为，这束质子流内单位体积的质子数为，那么其等效电流是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】根据题意，由动能定理有
设经过时间，由电流的定义式可得，等效电流为
联立解得
故选A。
8. 如图所示，双量程电流表的内部结构由表头和定值电阻R1、R2组成。表头的满偏电流 2mA，内阻 定值电阻 A 接线柱和 B 接线柱对应的量程分别为（ ）
A. 4 mA，15 mAB. 6mA，13 mA
C 13 mA，15 mAD. 15 mA，6 mA
【答案】D
【解析】接A时的量程
接B时的量程
故选D。
9. 如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，实线为一质量不计的正电荷仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条运动轨迹上的三个点，R在等势面b上。下列说法正确的是（ ）
A. a的电势高于c的电势
B. R点的电场方向垂直于b向下
C. 正电荷在P点的加速度小于在Q点的加速度
D. 若正电荷由P点运动到Q点，则其在P点的电势能小于在Q点的电势能
【答案】AB
【解析】AB．根据正电荷做曲线运动时受力方向指向曲线的内侧，可知正电荷受到的电场力的方向斜向下且与等势线垂直，因此正电荷在点受到的电场力垂直于向下，电场力指向曲线的内侧。由于电荷带正电，可知点的电场方向垂直于向下。结合沿电场线方向电势降低，所以的电势高于的电势，故AB正确；
C．根据可知，等差等势面越密电场强度越大，可知点的电场强度大于点的电场强度，故正电荷在点的加速度大于在点的加速度，故C错误；
D．若正电荷由点运动到点，正电荷所受的电场力为合力，电场力对正电荷做正功，根据动能定理，可得正电荷的动能逐渐增大，电势能逐渐减小，正电荷在点的电势能大于在点的电势能，故D错误。
10. 矩形线圈ABCD位于通电直导线附近，线圈与导线在同一平面内，线圈的两条边AB、CD均与导线平行，如图所示。下列哪种情况下线圈中会产生感应电流（ ）
A. 导线中的电流I保持不变
B. 线圈以速度v1沿导线方向运动
C. 线圈以速度v2远离导线向右移动
D. 线圈以AD 边为轴由图示位置向纸内转过90°
【答案】CD
【解析】A．导线中的电流I保持不变，穿过线圈的磁通量不变，线圈中不会产生感应电流，故A错误；
B．线圈以速度沿导线方向运动，穿过线圈的磁通量不变，线圈中不产生感应电流，故B错误；
C．线圈以速度远离导线向右移动，穿过线圈的磁通量改变，线圈中产生感应电流，故C正确；
D．线圈以AD边为轴由图示位置向纸内转过，穿过线圈的磁通量改变，线圈中产生感应电流，故D正确。
故选CD。
11. 将一电源（铅蓄电池）、阻值为2Ω的定值电阻R0及电阻箱R连成如图甲所示的闭合回路，闭合开关S后调节电阻箱的阻值，测得电阻箱的功率与电阻箱读数的变化关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. 该电源使用时将化学能转化为电能
B. 该电源内阻为2Ω
C. 调整电阻箱R，电源最大输出功率为8W
D. 电阻箱的功率最大时，10s内电流通过电阻箱所产生的热量为30J
【答案】ACD
【解析】A．电源在工作过程中能量发生转化，将化学能转化为电能，故A正确；
B．电阻箱消耗功率
根据数学对勾函数的规律，结合图像，当有
电阻箱消耗功率达到最大值，结合图像有
解得，
故B错误；
C．电源输出功率
结合上述，由于
根据数学对勾函数可知，当电阻箱接入电阻为0时，电源输出功率达到最大值，则有
故C正确；
D．结合上述可知，当有
电阻箱消耗功率达到最大值，
可知，10s内电流通过电阻箱所产生的热量为
故D正确。
故选ACD。
12. 如图甲所示，真空中水平放置两块长度为2d的平行金属板P、Q，两板间间距为d，在两板间加上如图乙所示的最大值为 U0的周期性变化的电压。在两板左侧紧靠P 板处有一粒子源A，自t=0时刻开始连续释放初速度大小为v0、方向平行于金属板的相同带正电粒子。t=0时刻，金属板P、Q所加电压竖直向下，t=0时刻释放的粒子恰好从Q板右侧边缘离开电场。已知电场变化周期 粒子质量为m，不计粒子重力及相互间的作用力。下列说法正确的是（ ）
A. 粒子的电荷量为
B. 在t=0时刻释放的粒子离开电场时速度等于v0
C. 在 时刻释放的粒子恰好从 Q 板右侧边缘离开电场
D. 在 时刻释放的粒子恰好从 P 板右侧边缘离开电场
【答案】BD
【解析】B．粒子进入电场后，水平方向做匀速直线运动。时刻进入电场的粒子在电场中运动时间为，此时间正好是交变电场的一个周期，则粒子在竖直方向先做匀加速直线运动后做匀减速直线运动。经过一个周期，粒子的竖直方向的分速度为零，故粒子离开电场时的速度大小等于水平速度，故B正确；
A．由以上分析可知，粒子在竖直方向，在时间内的位移为，则有
解得
故A错误；
CD．结合前面分析可知，时刻进入的粒子，在竖直方向先向下加速运动，然后向下减速运动，再向上加速，向上减速，由对称可知，此时竖直方向上的位移为零，故粒子从板右侧边缘离开电场，故C错误，D正确。
二、非选择题：本题共5小题，共52分。
13. 某同学用伏安法测量长为l的导体的电阻率，采用分压电路接线，待测导体Rx阻值约为5Ω。
现有器材：
A.量程为3 V、内阻约为3 kΩ的电压表
B.量程为0.6 A、内阻约为10Ω的电流表
C.干电池两节（内阻不计）
D.滑动变阻器（0~10Ω）
E.滑动变阻器（0~100Ω）
（1）其中滑动变阻器应选______（填器材前字母代号）。
（2）图甲是未完成的实物连线图，图中a为待测导体右端接线柱，b为电流表正极接线柱，c为滑动变阻器左上端接线柱，d为滑动变阻器左下端接线柱。连接电路时，导线①应连接______（选填“a”或“b”）；导线②应连接______（选填“c”或“d”）。
（3）闭合开关并移动滑动变阻器的滑片得到多组数据，根据数据作出U—I图像，如图乙所示，则Rx的阻值为______（结果保留两位有效数字）Ω。
（4）用螺旋测微器测量金属丝的直径d，示数如图丙所示，则d=______mm。
（5）写出该金属丝的电阻率的表达式ρ=______（用U、I、d、l表示）。
【答案】（1）D （2） （3）4.7 （4）1.842##1.841##1.843 （5）
【解析】（1）根据题意采用分压电路接线，需要使用最大阻值较小的滑动变阻器。
故选D
（2）[1][2]根据电压表和电流表的内阻可知，待测电阻为小电阻，测电阻需采用电流表外接式接法，则在外接分压式电路中①应连接，导线②应连接。
（3）根据伏安法测电阻的原理可知可知斜率表示待测电阻的阻值，代入图中数据得
（4）根据螺旋测微器的读数规则可知
（5）根据电阻定律
又因为
方程联立解得该金属丝的电阻率的表达式
14. 某实验小组尝试测量某款电动车上蓄电池的电动势和内阻。用电流表、电压表、滑动变阻器、待测蓄电池等器材设计了如图甲所示实验电路。
（1）某同学选择合适的仪器按照图甲规范操作，实验时发现，大范围移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数变化都不明显，该同学在思考后将的定值电阻串入电路中，如图______（选填“乙”或“丙”），解决了这一问题。
（2）多次调节滑动变阻器的阻值，读出相应的电压表和电流表示数和，用测得的数据描绘出如图丁所示的图像，则该电池的电动势E＝_____V，内阻r0＝ ______Ω（结果均保留两位有效数字）。
（3）该同学反思发现上述实验方案存在系统误差。若考虑电表内阻的影响，与真实值相比，电动势的测量值 _____，内阻的测量值 _____。（选填“偏大”、“偏小”或“准确”）
【答案】（1）乙 （2）12 1.0 （3）偏小 偏小
【解析】（1）实验时发现，大范围移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数变化都不明显，则可能是电源内阻太小造成的，可以在电源上串联一个定值电阻，则图乙可以解决这一问题。
（2）根据闭合电路的欧姆定律可知
则由图像可知该电池的电动势为
内阻为
（3）如图所示
图像与横轴交点表示短路电流，当电源短路时，电表的内阻不影响短路电流，与横坐标轴交点的数值不变；电压表和电源并联，测量的内阻是电压表和电源并联后的电阻，比电源内阻的真实值小，图像斜率偏小，修正后图像斜率变大，与纵坐标轴交点的数值将变大，则电动势、内阻的测量值均偏小。
15. 如图所示电路，电源电动势E为12V，内阻r为1Ω，定值电阻阻值为1Ω，定值电阻R2阻值为6Ω。开关S闭合后，电动机M恰好正常工作。已知电动机的额定电压U为6V，线圈电阻RM为0.5Ω，问：
（1）通过R2和电动机M的电流分别是多少？
（2）电动机正常工作时产生的机械功率是多大？
【答案】（1）1A，2A （2）10W
【解析】（1）开关S闭合后，电动机M恰好正常工作，可知与电动机并联，且电动机正常工作。故电动机和两端电压，即
根据闭合电路欧姆定律可得中的电流
根据欧姆定律，可得中的电流
通过电动机M的电流为
（2）电动机正常工作时内部线圈消耗的功率
电动机的输入功率
电动机正常工作时产生的机械功率
16. 如图所示，OM是两固定的等量异种电荷A、B连线的竖直中垂线，M是A、B连线的中点，A、B连线水平。用绝缘丝线一端固定于O点，另一端悬挂一质量为m的带电小球，稳定后小球恰好静止在AM的中点N处。已知，且绝缘丝线长度，等量异种电荷A、B及带电小球的电荷量大小均为Q（Q未知），静电力常量为k，重力加速度为g。求：
（1）带电小球所受总的库仑力F；
（2）小球所带电荷的电性及电荷量Q的大小；
（3）等量异种电荷A、B在N处产生的合场强E。
【答案】（1）；（2）负电，；（3），方向水平向右
【解析】（1）对小球受力分析，根据平衡条件可知其受力情况如下所示
根据平衡条件有
，
根据几何关系可知
联立解得
（2）异种电荷连线上的场强方向由正电荷指向负电荷，小球所受电场力方向与场强方向相反，故小球带负电。根据库仑定律可知，A对小球的库仑力
B对小球的库仑力
且有
联立解得
（3）根据电场的定义可知，等量异种电荷A、B在N处产生的总场强
方向水平向右。
17. 如图所示，ABCD为竖直平面内的绝缘光滑轨道，其中AB部分为倾角的斜面，BCD部分为半径为R的四分之三圆弧轨道，与斜面平滑相切于B点，CD为直径，整个轨道固定在水平向右的匀强电场中。现将一电荷量为＋q、质量为m的小滑块（视为质点）从斜面上的A点由静止释放，小滑块在沿斜面加速的过程中对斜面始终没有压力，A、B两点间的距离，重力加速度大小为g。
（1）求A、B两点间的电势差；
（2）小滑块通过C点时求圆弧道对小滑块的支持力大小；
（3）已知小滑块恰好通过D点，求小滑块通过D点后落在AB上的落点到B点的距离L。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）小滑块在沿斜面加速的过程中对斜面始终没有压力，可知电场力与重力的合力方向沿斜面向下，则有
解得场强大小为
则A、B两点间的电势差为
（2）小滑块从A点到C点过程，电场力与重力的合力沿斜面向下，大小为
根据动能定理可得
在C点，根据牛顿第二定律可得
联立解得圆弧道对小滑块的支持力大小为
（3）已知小滑块恰好通过D点，在D点电场力与重力的合力刚好提供向心力，则有
解得小滑块通过D点速度大小为
小滑块离开D点后做类平抛运动，从D点到落在AB上的落点过程，沿方向有
沿合力方向有
，
联立解得
由几何关系可知，落在AB上的落点到B点的距离为