山东省青岛市2024-2025学年高二上学期期末调研检测物理试卷（解析版）

这是一份山东省青岛市2024-2025学年高二上学期期末调研检测物理试卷（解析版），共22页。试卷主要包含了考试结束后，只需要上交答题卡等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，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，只需要上交答题卡。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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. 青岛某中学探究小组将一条通电导线水平放置，导线中电流方向由南向北。则通电导线受到地磁场的安培力方向（ ）
A. 向东B. 向西C. 向南D. 向北
【答案】B
【解析】导线中电流方向由南向北，由于地磁场的水平分磁场方向由南向北，竖直分磁场方向竖直向下，根据左手定则可知，通电导线受到地磁场的安培力方向向西。
故选B。
2. 如图是密立根油滴实验示意图。质量为m的油滴被喷出时，与喷雾器摩擦带负电。油滴因重力作用下落，其中少量油滴通过夹板上的小孔进入两块水平放置的平行金属板间，两板间距为d。调整板间电压为U时，油滴悬浮在金属板间，则油滴电荷量为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设油滴电量为q，对油滴，由平衡条件有
解得
故选A。
3. 如图，L为一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D1、D2是两只完全相同的灯泡，下列说法正确的是（ ）
A. 闭合开关S，D1、D2亮度一直相同
B. 断开开关S瞬间，自感线圈两端电压为零
C. 断开开关S，D1闪亮后逐渐熄灭，D2立即熄灭
D. 闭合和断开开关S瞬间，通过D1的电流大小相等
【答案】C
【解析】AC．开关S闭合的瞬间，电源的电压同时加到两灯的两端，两灯同时发光，由于线圈的电阻可以忽略，D1灯逐渐被短路，随后D1灯变暗，D2灯变亮，断开开关S的瞬间，D2灯立即熄灭，D1灯突然闪亮一下再熄灭，故A错误，C正确；
B．断开开关S瞬间，自感线圈两端电压不为零，故B错误；
D．闭合开关瞬间，两灯总电压等于电源电压，而开关断开时，D1与自感线圈构成闭合回路，D1两端电压等于线圈自感电动势，所以闭合和断开开关S瞬间，通过D1的电流大小不相等，故D错误。
故选C。
4. 高压清洗是科学、经济、环保的清洁方式。若高压水枪工作时将水近距离垂直喷射到物体表面，水枪出水口直径为d，水从枪口喷出时的速度大小为v，忽略水从枪口喷出后的发散效应，假设水喷射到物体表面时速度大小在极短时间内变为零。已知水的密度为ρ，水在物体表面产生的冲击力大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】水在时间∆t内速度由v减为零，∆t内喷射到物体表面的水的质量为
设水在物体表面产生的冲击力大小为F，根据动量定理可得
联立解得
故选B。
5. 两个比荷相等的带电粒子，以不同速率从A点沿着半径方向射入圆形匀强磁场区域，其运动轨迹如图所示。已知a带正电，b带负电，不计粒子的重力，下列说法正确的是（ ）
A. 磁场方向垂直纸面向里B. b粒子动能较大
C. b粒子运动时间较短D. b粒子所受洛伦兹力较大
【答案】C
【解析】A．题图可知带正电的a粒子在磁场中向下偏转，左手定则可知磁场方向垂直纸面向外，故A错误；
B．根据洛伦兹力提供向心力
解得
由于比荷相等，且题图可知b的圆周半径大于a的圆周半径，可知b粒子的速度大，但由于不知道a粒子、b粒子的m大小，所以无法判断两个粒子动能大小，故B错误；
C．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动周期
联立以上可知
由于比荷相等，运动时间（是粒子运动轨迹对应的圆心角）
从图中可知a粒子轨迹对应的圆心角大于b粒子轨迹对应的圆心角，所以b粒子运动时间较短，故C正确；
D．洛伦兹力，由于不知道a粒子、b粒子的q大小，无关判断两个粒子的洛伦兹力大小，故D错误。
故选 C。
6. 如图，为平面上的两点，空间存在与平面平行的匀强电场，已知坐标原点O的电势为两点电势分别为和。匀强电场的电场强度大小为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】题意可知AO方向的电场强度大小
同理可得OB方向电场强度大小
故匀强电场的电场强度大小为
联立以上解得
故选D。
7. 如图是远距离输电线路示意图。已知升、降压变压器均为理想变压器，原副线圈匝数比分别为，升压变压器输入端电压峰值为、输入功率为P，输电线的总电阻为，下列说法正确的是（ ）
A. 输电线上的电流为
B. 降压变压器输出端的电压为
C. 若用户端负载增多，输电线损耗的功率减小
D. 若，升压变压器输入端电流与降压变压器输出端电流大小相等
【答案】D
【解析】A．题意可知升压器输入端电压有效值
则升压器输入端电流
根据电流与匝数关系可知，输电线上的电流
故A错误；
B．根据电压与匝数关系可知，升压器输出端电压为
则降压器输入端电压
故降压变压器输出端的电压为
联立以上解得
故B错误；
C．若用户端负载增多，总电阻减小，降压变压器副线圈电流增大，根据变压器电流关系，输电线上电流增大，由
可知输电线损耗的功率增大，故C错误；
D．以上分析可知当升压变压器输入端电流大小为时，输电线上的电流大小
根据电流与匝数关系可知，降压变压器输出端电流大小
联立以上可得
故当时，，故D正确。
故选D。
8. 如图甲所示电路中，两定值电阻，电容器的电容。闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从最上端向最下端缓慢滑动过程中，分别记录电压表和电流表的示数，得到图像如图乙所示。已知电表均为理想电表，下列说法正确的是（ ）
A. 电源电动势为，内阻为
B. 滑动变阻器的最大值为
C. 当滑片P滑到最下端时，电容器的带电量为
D. 滑片P从最上端向最下端滑动过程中，电流表示数最大值为
【答案】B
【解析】A．题意可知并联再与串联，电压表测的是并联电路电压，根据闭合电路欧姆定律有
结合图乙有，
代入题中数据，联立解得
故A错误；
B．题意可知滑片在滑动变阻器最上端时，接入电路阻值最大（设最大阻值为），此时电压表、电流表示数分为，根据欧姆定律有
代入题中数据，联立解得
故B正确；
C．图甲可知电容器与并联，电容器两端电压与两端电压相同，滑片P滑到最下端时，被短路，根据闭合电路欧姆定律可知两端电压
联立以上解得
则电容器的带电量
为
故C错误；
D．滑片P在滑动变阻器最下端时，整个电路电阻最小，电流最大，根据闭合电路欧姆定律可知最大电流
故D错误。
故选B。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 在平面直角坐标系的x轴上关于原点O对称的两点分别放等量的正负点电荷，规定沿x轴正方向为电场强度的正方向，无穷远处的电势为零。关于x轴上各点的电场强度E和电势随坐标x变化的图像正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】AC
【解析】AB．根据等量异种电荷电场分布规律可知，在两电荷连线上，电场强度方向从正电荷指向负电荷，即电场强度方向向右，且从正电荷到负电荷，电场强度先减小后增大。左侧正电荷左侧，电场强度方向向左，且大小向左不断减小；右侧负电荷右侧，电场强度方向向左，且大小向右不断减小，综合以上分析可知A选项符合题意，B选项不符合题意，故A正确，B错误；
CD．对于电势，以无穷远处为电势零点，根据等量异种电荷电势分布规律可知，两等量异种电荷连线上，连线中点处电势为零，且越靠近正点电荷，电势越高，越靠近负点电荷，电势越低，综合以上分析可知C符合题意，D不合符题意，故C正确，D错误；
故选AC。
10. 太阳能汽车利用太阳能给车载动力电池充电，再利用电能驱动，实现了节能减排。某辆太阳能汽车在水平路面上以的速度匀速行驶时，驱动电机的工作电压、电流。已知驱动电机能够将输入功率的转化为牵引汽车前进的机械功率。下列说法正确的是（ ）
A. 驱动电机的内阻为B. 驱动电机的内阻为
C. 汽车所受阻力为D. 汽车所受阻力为
【答案】BC
【解析】AB．根据
可得驱动电机的内阻为
选项A错误，B正确；
CD．根据P=fv可得汽车所受阻力为
选项C正确，D错误。
故选BC。
11. 汽车的是一种能够防止车轮抱死的制动系统，该系统的传感器主要基于霍尔效应原理。如图是传感器元件的简意图，水平放置的元件处于竖直向下的匀强磁场中，长、宽、高分别是。元件内的电子定向移动形成恒定电流I，电流的方向向右，下列说法正确的是（ ）
A. 电子定向移动的方向是从右到左
B. 该元件前表面的电势高于后表面的电势
C. 若增大宽度c，前后表面电势差的绝对值增大
D. 增大磁感应强度，前后表面电势差的绝对值增大
【答案】ABD
【解析】A．电流方向是正电荷定向移动的方向，与负电荷定向移动的方向相反。已知电流方向向右，电子带负电，所以电子定向移动的方向是从右到左，故A正确；
B．由左手定则可知，电子受到的洛伦兹力方向指向后表面，即电子向后表面偏转，故后表面电势低，所以该元件前表面的电势高于后表面的电势，故B正确；
CD．当电子在元件中稳定时，电场力等于洛伦兹力，即（U为前后表面电势差的绝对值）
解得
又因为（n为单位体积内的电子数，S=hc为横截面积）
联立以上解得
可以看出前后表面电势差与宽度c无关，所以增大宽度c，前后表面电势差的绝对值不变，若增大磁感应强度B，前后表面电势差的绝对值增大，故C错误，D正确。
故选 ABD。
12. 如图甲，固定的光滑水平横杆上套有质量为m的小环B，其右侧有一固定挡块。一根长为L的轻绳，一端与B相连，另一端与质量为的小球A相连。初始状态轻绳水平且伸直，B靠在挡块处。由静止释放A，在运动过程中水平方向速度v的大小与时间t的关系如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. 时刻之后，组成的系统动量守恒
B. 时刻速度相同，大小为
C. 图乙中阴影部分的面积为
D. 阶段，A的水平位移一定大于
【答案】BD
【解析】A．图乙可知时刻后，B开始运动起来了，说明此时B已经离开挡板向左运动，B与挡板间没有了作用力，由于杆光滑，故AB构成的系统水平方向不受外力，即AB组成的系统水平动量守恒，但AB整体在竖直方向上合力不为0，则竖直方向动量不守恒，故时刻之后，组成的系统动量不守恒，故A错误；
B．题意可知时刻A的水平最大为，对A，由动能定理得
时刻后，由AB系统水平方向动量守恒有
联立解得相同速度
故B正确；
CD．图乙中阴影部分的面积为表示的AB水平方向位移差（），从阶段，设AB共速时A的下落高度为，由能量守恒有
联立以上可得
故从阶段，图乙中阴影部分的面积为
联立以上解得
整理可得
故C错误，D正确。
故选 BD。
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13. 如图所示，利用气垫导轨来验证动量守恒定律，是两个安有遮光条滑块，是两个光电门。实验时先用天平测出的质量分别为和。初始时刻，两滑块静止在图示位置，轻推滑块让两滑块相向运动，在两个光电门之间发生碰撞，碰撞后两滑块均反弹。通过光电门M测出碰撞前后A滑块遮光条的遮光时间和，通过光电门N测出碰撞前后B滑块遮光条的遮光时间和。数据处理时，利用遮光条的宽度和遮光时间求出两滑块碰撞前后的速度大小。
（1）下列有关此实验的说法正确的是_______
A. 实验前需要调整气垫导轨倾角来平衡摩擦力
B. 气垫导轨没有充气前，滑块严禁在轨道上滑动
C. 为了使两滑块碰撞后都反弹，必须要求质量大的滑块碰撞前速度大
D. 若两滑块遮光条宽度相等，即使不测量遮光条宽度，也能验证动量守恒定律
（2）通过实验获得三组实验数据，如下表所示。是滑块碰撞前的速度，是滑块碰撞后的速度，由表格中的数据推算，第三次实验时A滑块的质量为_______（结果保留两位有效数字）；
（3）如果碰撞前后两滑块的总动能损失在以内，可以认定为弹性碰撞。利用表格中的数据判断，第一次实验的碰撞_______（选填“是”或“不是”）弹性碰撞。
【答案】（1）BD （2）0.35 （3）不是
【解析】（1）A．气垫导轨的作用就是通过气垫将滑块与导轨分离，极大地减小摩擦力，所以实验中不需要调整气垫导轨倾角来平衡摩擦力，故A错误；
B．气垫导轨没有充气前，滑块与导轨之间摩擦力较大，若在轨道上滑动，会对导轨造成磨损，同时也影响实验精度，所以滑块严禁在轨道上滑动，故B正确；
C．两滑块碰撞后都反弹，与质量和速度大小关系无关，而是与碰撞的性质等因素有关，故C错误；
D．题意可知碰撞前后A的速度大小分别为
碰撞前后B的速度大小分别为
规定向右为正方向，由动量守恒有
联立以上，整理可得
d可以约掉，所以即使不测量遮光条宽度，也能验证动量守恒定律，故D正确。
（2）根据动量守恒有
代入题中第三次实验相关数据，解得
（3）根据表格数据，第一次碰撞前后两滑块的总动能损失为
故第一次实验的碰撞不是弹性碰撞。
14. 某课外活动小组设计了如图甲所示的电路图测量电源电动势和内阻，电压表和电流表内阻未知。
甲 乙 丙
（1）按照图甲连接电路，将电阻箱R调到最大值，保持断开，将单刀双掷开关掷向a，改变电阻箱R的阻值得到一系列电流表的读数I，作出图像如图乙所示，由图像的斜率和纵轴截距可求出电源电动势和内阻，由于电流表分压的原因，与真实值相比较，电动势测量结果_______，内阻测量结果_______；（选填“偏大”“偏小”或“相等”）
（2）将电阻箱R调到最大值后，闭合开关，将单刀双掷开关掷向b，改变电阻箱R的阻值得到一系列电压表的读数U，作出图像如图丙所示，由于电压表分流的原因，与真实值相比较，电动势测量结果_______，内阻测量结果_______；（选填“偏大”“偏小”或“相等”）
（3）将乙、丙两个图像综合起来考虑，可以避免由于电表内阻带来的系统误差。测得图乙和图丙中图线斜率分别为，纵轴截距分别为，则电源的电动势_______，内阻_______。
【答案】（1）相等 偏大 （2）偏小 偏小 （3）
【解析】（1）根据闭合电路欧姆定律E=I（R+r）
变形得到与R的关系式
根据数学知识得知，图像斜率的倒数等于电源的电动势E，则可知，电动势的测量值与真实值相比相等；没有考虑电流表的内阻，即实际内阻
所以内电阻的测量值与真实值相比偏大。
（2）根据闭合电路欧姆定律得
变形得
因此图像的纵轴截距，电源的电动势
图像斜率，电源内阻
由图示电路图可知，由于电压表的分流作用，通过电源的电流大于，这是造成系统误差的原因；若考虑电源电压表内阻，则表达式为
变形得
则由数学规律可知，电动势E偏小；内阻偏小。
（3）由以上分析可知，小题（1）中电动势是准确的，所以
而小题（2）的丙图像的斜率
联立解得。
15. 如图，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，已知线圈匝数为边长为边长为，单匝线圈电阻为，转动周期为T，匀强磁场的磁感应强度为B，外接电阻阻值为R。从图示位置开始计时，求：
（1）线圈中感应电动势的瞬时值表达式；
（2）内通过电阻R的电荷量和电阻R产生的焦耳热。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）从图示位置开始计时，线圈中感应电动势的瞬时值表达式
又因为
联立解得
（2）题意可知整个电路总电阻为
因为电荷量
因为
联立解得
题意可知线圈的磁通量变化量
联立以上，解得通过电阻R的电荷量
以上分析可知电动势有效值
故内电阻R产生的焦耳热
联立解得
16. 如图，半径的圆形金属轨道固定在水平面内，轨道处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小；阻值的直导体棒ef，绕过圆心的竖直轴以角速度逆时针（从上向下看）匀速转动，其e端处于轨道圆心处，f端恰与圆形轨道边缘良好接触。两根相互平行的金属导轨PQ、MN所在的斜面与水平面间夹角，导轨足够长，间距，顶端P点通过开关S与圆形轨道相连，M点通过导线与e点相连，导轨处于垂直斜面向下的匀强磁场中；在导轨间串接一定值电阻，导轨上锁定一长的金属杆ab。闭合开关S，解除锁定，ab杆仍保持静止；断开开关S后，最终ab杆做匀速直线运动。已知金属杆ab的质量、阻值，重力加速度，不计其他电阻和一切摩擦，求：
（1）闭合开关后导体棒ef两端的电压；
（2）倾斜导轨所在处匀强磁场的磁感应强度大小；
（3）断开开关后ab杆匀速运动的速度大小。
【答案】（1）1V （2）6T （3）
【解析】（1）ef切割磁感线产生的感应电动势
代入题中数据解得
由闭合电路欧姆定律得电流
根据闭合电路的欧姆定律得导体棒ef两端的电压大小
联立以上解得
（2）由于，故通过金属杆的电流为，设匀强磁场的磁感应强度大小，对金属杆，由平衡条件有
联立解得
（3）设ab杆匀速运动的速度大小为，故杆此时产生的电流
杆的安培力
对金属杆，由平衡条件有
联立以上解得
17. 如图，在坐标系的区域内充满垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，在的区域内存在沿x轴正方向的匀强电场（电场强度E大小未知）。位于y轴负半轴的粒子发生器可以产生质量为m、电荷量为的无初速度粒子。在粒子发生器和x轴之间有一匀强加速电场，加速电压可调，经加速后的粒子从O点进入磁场，不计粒子重力。
（1）求粒子恰好不出磁场时的加速电压；
（2）调整加速电压的大小时，粒子在区域内的电场中运动后再次经过y轴，求粒子再次经过y轴时的纵坐标和E的大小；
（3）将在区域内的电场换成垂直于纸面向外的匀强磁场，再次调整加速电压的大小为时，粒子恰好回到出发点，求的大小。
【答案】（1） （2）2L， （3）
【解析】（1）粒子恰好不出磁场时，即粒子在磁场中圆周轨迹恰好与磁场上边界相切，作出轨迹图如图所示
根据几何关系有
粒子做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有
加速电场中，根据动能定理有
解得
（2）调整加速电压的大小时，根据动能定理有
粒子做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有
解得
令方向与磁场上边界夹角为，作出轨迹图如图所示
根据几何关系有
解得，
粒子在区域内的电场中做类斜抛运动，运动后再次经过y轴，粒子电场中沿y轴方向做匀速直线运动，则有
粒子再次经过y轴时的纵坐标
解得
粒子电场中沿x轴方向做双向匀变速直线运动，则有
解得
（3）调整加速电压的大小时，根据动能定理有
粒子做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有
解得
令方向与磁场上边界夹角为，根据几何关系有
解得，
粒子在磁场中，洛伦兹力提供向心力，则有
由于粒子恰好回到出发点，作出轨迹图如图所示
根据几何关系
有
解得，
18. 如图，光滑水平面上有一平板小车A，其上表面中点K左侧光滑，右侧粗糙。A左端固定一轻质竖直挡板，轻质弹簧一端固定在挡板上，另一端处于自由状态，且在K点左侧。可看作质点的物块B放在A上，推动B压缩弹簧到某位置锁定，此时弹簧弹性势能。物体C静置于A右边的水平面上。C的上表面是光滑圆弧，圆弧最低点P处切线水平，与A上表面等高。让A、B一起以的速度向右匀速运动，某时刻解除锁定，B刚好未从A上滑下，而后A与C发生碰撞并粘在一起。已知A、B、C的质量分别为、、，B与A右侧表面间的动摩擦因数，重力加速度。求：
（1）小车A的总长度；
（2）物块B能上升的最大高度；
（3）物块B第二次到达P点的速度大小；
（4）从物块B第1次被弹开到最终相对小车A静止的过程中，物块B压缩弹簧的次数，以及最终物块B距小车A右端的距离。
【答案】（1） （2） （3）0 （4）4次，
【解析】（1）某时刻解除锁定，B刚好未从A上滑下，由于A、B组成的系统满足动量守恒，则B在A右端时两者的速度仍为，根据能量守恒可得
解得小车A的总长度为
（2）A与C发生碰撞并粘在一起，根据动量守恒可得
解得
物块B滑上光滑圆弧，不管是否能从顶端抛出，物块B到达最高点时，A、B、C具有相同水平速度，根据系统水平方向动量守恒可得
解得
根据系统机械能守恒可得
解得物块B能上升的最大高度为
（3）设物块B第二次到达P点的速度大小，此时AC的速度大小为，从物块B第一次到达P点到物块B第二次到达P点过程，根据系统水平方向动量守恒可得
根据系统机械能守恒可得
联立解得，
（4）从物块B第1次被弹开到最终相对小车A静止的过程中，A、B、C组成的系统满足水平方向动量守恒可得，最终A、B、C共速，且B相对静止于A的粗糙部分，则有
从A与C发生碰撞粘在一起到最终A、B、C共速过程，根据能量守恒可得
联立解得该过程B相对A的粗糙部分通过的路程为
由
可知从物块B第1次被弹开到最终相对小车A静止的过程中，物块B压缩弹簧的次数为4次；最终物块B距小车A右端的距离为实验次数
A滑块质量
B滑块质量
碰前时间
碰后时间
碰前速度
碰后速度
碰前动能之和
碰后动能之和
1
0.18
0.18
0.043
0.034
0.036
0.046
0.465
0.435
0.0506
0.0448
2
0.18
0.18
0.043
0.028
0.030
0.038
0.571
0.526
0.0753
0.0649
3
0.23
0.129
0.052
0.082
0.091
0.155
0.220
0.0212
0.0160
注意：表格中数据均采用国际单位制