安徽省亳州市2024-2025学年高二上学期期末质量检测物理试卷（解析版）

这是一份安徽省亳州市2024-2025学年高二上学期期末质量检测物理试卷（解析版），共16页。
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
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，将本试卷和答题卡一并交回。
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. 下列关于四幅图的说法正确的是（ ）
A. 如图1所示，是垂直纸面向外的直线电流产生的磁场磁感线分布情况
B. 如图2所示，是通电螺线管产生磁场磁感线分布情况
C. 如图3所示，ABC构成等边三角形，若两通电导线A、B在C处产生磁场的磁感应强度大小均为，则C处的合磁感应强度大小是
D. 如图4所示，一矩形线框置于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，线框平面与磁场方向平行，线框的面积为S，则此时通过线框的磁通量为
【答案】B
【解析】A．根据安培定则，磁场方向应为逆时针，故A错误；
B．根据安培定则，通电螺线管内部磁场方向由左指向右，故B正确；
C．由安培定则，将两通电导线A、B在C处产生的磁感应强度方向画出，且磁感应强度大小相等，如图所示
由几何关系可得C处磁场的合磁感应强度大小是，故C错误；
D．因线框平面与磁场方向平行，所以此时通过线框的磁通量为0，故D错误。
故选B。
2. 如图所示，长、宽、高分别为a、b、c的长方体导体，若电流沿AB方向时测得导体的电阻为，电流沿CD方向时测得导体的电阻为。在AB和CD两端分别加大小相同的电压时，电流分别为、，自由电子定向移动的速率分别为、，导体内部电场强度大小分别为、，下列选项中正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】A．设导体的电阻率为，单位体积内的自由电荷数为n，每个电荷所带电荷量为q，则有，
可得
故A正确；
B．根据欧姆定律
可得
故B错误；
C．根据电流的微观表达式
可得，
则有
故C错误；
D．根据
可得，
则有
故D错误。
故选A。
3. 某同学设计改装了一电表，电路图如图所示，图中表头G的满偏电流为Ig=200μA，内阻Rg=100Ω，R1和R2为定值电阻。当使用A、B两个接线柱时，是量程为0~1mA的电流表；当使用A、C两个接线柱时，是量程为0~6V的电压表，则（ ）
A. R1的阻值为20Ω
B. R1的阻值为25Ω
C. R2的阻值为5900Ω
D. R2阻值为6000Ω
【答案】B
【解析】当使用A、B两个接线柱时，为量程的电流表，则有
解得
当使用A、C两个接线柱时，为量程的电压表，则有
解得
故选B。
4. 如图所示，一条直线上有A、B、C三点，，D点为过B点且垂直于AB直线上的一点，AD与AB夹角为。在B点固定一个电荷量为Q的负点电荷，再在A点固定一个点电荷，使C点的电场强度为0。已知静电力常量为k，则下列说法正确的是（ ）
A. 在A点固定电荷为负电荷
B. 在A点固定的电荷带电量为2Q
C. D点的电场强度大小为
D. D点的电场强度方向水平向右
【答案】C
【解析】A．A点的点电荷与B点的负电荷在C点产生的场强大小相等，方向相反，因此A点的电荷为正电荷，A错误；
B．根据
可得在A点固定的电荷带电量为，B错误；
CD．由于，A点的点电荷在D点产生的电场强度大小均为
B点电荷在D点产生的电场强度大小为
夹角为，如图
因此D点的电场强度大小为，方向指向C点，C正确，D错误。
故选C。
5. 如图所示为简单欧姆表原理示意图，其中电流表的满偏电流内阻，可变电阻R的最大阻值为3kΩ，电池的电动势。按正确使用方法测量电阻的阻值时，指针偏转到3mA处，可知该电阻的阻值为（ ）
A. 200ΩB. 300ΩC. 500ΩD. 1000Ω
【答案】A
【解析】欧姆表内阻为
设待测电阻为，则有
故选A。
6. 如图所示，在光滑水平面上有一小车，小车上固定一竖直杆，小车与杆的总质量为m，杆的顶端系一长为l的轻绳，绳另一端系一质量为的小球。现将小球向右拉至绳子水平伸直后，小球由静止释放，不计空气阻力。已知小球运动过程中，始终未与杆相撞。小球向左摆到最低点的过程中，小车向右移动的距离为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】当小球到达最低点时，设小球向左移动的距离为s1，小车向右移动的距离为s2，设小球、小车水平方向平均速度大小分别为、
根据水平方向动量守恒有
即
又因为
联立可得
故选A。
7. 如图所示，固定的足够长金属框架MON与导体棒CD构成回路，回路平面处在匀强磁场中且与磁场垂直，框架OM与ON的夹角为37°，导体棒CD始终与框架ON边垂直。当t=0时，导体棒CD与O点相距l0，此时磁感应强度大小为B0，导体棒CD向右以v0的速度匀速运动，且此后闭合回路中没有感应电流产生，sin37°=0.6，则磁感应强度大小B随时间t变化的表达式为（ ）

A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】闭合回路中没有感应电流产生，则磁通量的变化量为零，则
整理可得
故选D。
8. 如图所示，质量为m的带正电小球P用长为l的绝缘细线悬挂于O点，带正电小球Q固定在O点正下方绝缘柱上，OQ的间距为1.6l，当小球P平衡时，悬线与竖直方向夹角。两带电小球带电量相同且均可视为点电荷，重力加速度为g，静电力常量为k，。小球P的带电量为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】小球P的受力分析如下图所示
由比例关系可知F与竖直方向的夹角为
可知
则，，
解得
故选B。
二、多项选择题：本题共2小题，每小题5分，共10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。
9. 2024年3月25日国际体联蹦床世界杯科特布斯站比赛，中国蹦床队夺得3金2银的优异成绩。一名质量为60kg的运动员，从离水平网面3.2m高处自由落下，与网接触0.8s后与网分离，并竖直向上蹦回到2.45m高处。不计空气阻力及运动过程姿势变化对重心的影响，重力加速度g取10m/s2，则下列说法正确的是（ ）
A. 该运动员在下落阶段（触网前）与上升阶段（离网后）动量的变化率相同
B. 运动员从落到蹦床上到离开蹦床过程中动量的变化量大小为60kg·m/s
C. 蹦床对运动员的平均作用力大小为1725N
D. 在整个过程中运动员重力的冲量大小为900N·s
【答案】AC
【解析】A．动量的变化率等于物体所受合外力，由于运动员在下落阶段（触网前）与上升阶段（离网后）所受合外力为重力，所以动量的变化率相同，故A正确；
B．设运动员落到蹦床上的速度大小为v1，离开蹦床时的速度大小为v2，则，
解得，
取竖直向上为正方向，则
即动量变化量的大小为900kg·m/s，方向竖直向上，故B错误；
C．根据动量定理可得
代入数据解得
故C正确；
D．在整个过程中运动员重力的冲量大小为
故D错误。
故选AC。
10. 如图所示，充电后与电源断开的水平放置的平行板电容器，板长为L，板间距为d，极板间电压为。一带正电粒子由静止开始经电压为的加速电场加速后，紧靠下极板边缘射入板间，速度方向与极板夹角为，粒子恰好从上极板的右边缘射出，速度沿水平方向。，忽略边缘效应，不计粒子重力。下列说法正确的是（ ）
A.
B.
C. 仅将电容器的上极板竖直向上移动，粒子的出射点将上移
D. 仅改变粒子的质量或电荷量，粒子在电容器中的运动轨迹不变
【答案】BD
【解析】AB．粒子在电场中被加速
进入偏转电场时逆过程可看做平抛运动，则，，，
根据速度偏向角和位移偏向角的关系有
可得，
选项A错误，B正确；
C．仅将电容器的上极板竖直向上移动，根据，，
可得
可知两极板间场强不变，粒子受力情况不变，则粒子的出射点不变，选项C错误；
D．根据
可得
可知仅改变粒子的质量或电荷量，粒子在电容器中的运动轨迹不变，选项D正确。
故选BD。
三、非选择题：本题共5小题，共58分。
11. 某同学利用图1所示装置验证动量守恒定律。主要实验步骤如下：
①用垫块将长木板附有打点计时器的一侧适当垫高，放在长木板上的小车A的前端粘有橡皮泥，后端连着纸带，纸带穿过打点计时器，如图1所示；
②接通交流电源后，轻推小车A，与小车相连的纸带上打出一系列均匀分布的点，断开电源；
③安装有撞针的小车B静止于长木板上的某处；
④更换纸带，接通电源，沿平行木板方向向下轻推一下小车A，使小车获得一初速度，两车碰撞后粘在一起，打点计时器打出一系列的点迹，如图2所示，已知连接打点计时器的电源频率为50Hz；
⑤用天平测得小车A（含橡皮泥）的质量为0.60kg，小车B（含撞针）的质量为0.40kg。

（1）下列说法正确的是____
A．步骤①中适当垫高长木板的目的是补偿阻力
B．实验中A车的质量必须大于B车的质量
C．两车上也可以安装弹性碰撞架
D．两小车碰撞过程处于图2中的“DE”段
（2）结合图2可知，碰前A车的动量大小为______kg·m/s，碰后两车的总动量大小为______kg·m/s（以上结果均保留3位有效数字）。
（3）由此可知，在误差允许的范围内，两车组成的系统动量守恒。
【答案】（1）AD （2）0.612 0.610
【解析】[1]A．本实验是验证动量守恒定律，故需要碰撞前后系统所受的合外力为零，故长木板右端下面放垫块的目的是使小车重力的下滑分力等于小车受到的摩擦力，即步骤①中适当垫高长木板的目的是补偿阻力，故A正确；
B．两车发生完全非弹性碰撞，所以实验中A车的质量不必大于B车的质量，故B错误；
C．当两车上安装弹性碰撞架时，两车发生弹性碰撞，碰后B车的动量无法确定，所以不能验证动量守恒定律，故C错误；
D．碰前A车的速度较大，相等时间内位移较大，碰后两车的速度减小，相等时间内的位移较小，所以两小车碰撞过程处于图2中的“DE”段，故D正确。
故选AD。
[2][3]纸带上相邻两计数点间的时间间隔为0.02s，所以碰前A车的动量大小为
碰后两车的总动量大小为
12. （1）图1中游标卡尺的读数为______mm，图2中螺旋测微器的读数为______mm。
（2）某同学要测量一电源的电动势和内阻。有下列器材：毫安表A（量程为0~6mA，内阻），电阻箱（均为0~999.9Ω），开关、导线若干。为完成实验，该同学设计了如图3所示电路，进行了如下操作：
①为将毫安表A改装成量程为0~300mA的电流表，应将的阻值调整为______Ω，并重新标出改装后电流表的刻度值。
②保持阻值不变，调节的阻值，读出电阻箱的阻值和改装后电流表的示数I，记录多组数据，在图像中画出其变化关系，如图4所示。
③根据图4，可得所测电源的电动势为______V（保留2位有效数字），所测电源内阻为______Ω（保留3位有效数字）。
【答案】（1）31.4 0.730##0.729##0.731 （2）0.5 9.0 1.51
【解析】（1）[1]图1中游标卡尺的读数为
[2]图2中螺旋测微器的读数为
（2）[1]为将毫安表A改装成量程为0~300mA的电流表，应将的阻值调整为
[2]改装后电流表内阻为
由闭合电路欧姆定律
整理可得
斜率为，解得
[3]截距为，解得
13. 如图所示的电路中，电压表为理想电表，电源电动势，内阻未知，定值电阻，平行板电容器的电容为，两板间距，电动机线圈的电阻为。闭合开关S，电动机正常工作，电容器中间有一质量，电荷量的带电微粒刚好处于静止状态，电压表的示数，重力加速度取。求：
（1）电容器的带电量为多少；
（2）电源的内阻r；
（3）电动机的输出功率。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）带电微粒刚好处于静止状态，有
求得电容器极板间的电压为
则电容器的带电量为
（2）电路中干路电流为
电源的内电压为
内电阻为
（3）流经电动机的电流为
电动机的输入功率为
电动机的输出功率为
14. 如图所示，质量为的物体B静止在倾角为的斜面上，其距离斜面底端足够长，B与斜面间动摩擦因数为。表面光滑、质量的物体A，在外力作用下静止在B上方3m处的斜面上。现由静止释放A物体，释放后A经过一段时间与B发生弹性碰撞，碰撞时间极短，两物体均可视为质点，重力加速度g取，。求：
（1）第一次碰撞后瞬间A、B的速度大小、；
（2）第二次碰撞前瞬间A的速度大小及碰撞后A、B的速度大小、。
【答案】（1）， （2），，
【解析】（1）设沿斜面向下为正方向，物块A与物块B碰前做初速度为零的匀加速运动，根据牛顿第二定律
解得
设物块A以速度与静止的物块B发生弹性碰撞，根据运动学规律
又
联立解得
第一次碰撞，根据能量守恒定律和动量守恒定律分别有，
负号表示方向沿斜面向上，解得第一次碰撞后瞬间A、B的速度大小为， ，其中A向上运动。
（2）第一次碰撞后，A沿斜面向上做匀减速直线运动，对B分析有
故B沿斜面做匀速直线运动，第二次碰撞前A、B的位移相同，设经历时间为，则
解得
故第二次碰撞前瞬间A的速度大小
第二次碰撞，根据能量守恒定律和动量守恒定律分别有，
联立解得，（另一解不合实际情况，舍去）
故碰撞后A、B的速度大小为，
15. 如图所示，A、B、C为竖直平面内一圆周上的三个点，AB为圆的水平直径，C点位于圆心O正下方，空间存在平行于竖直平面的匀强电场。将不带电的质量为m的小球以初速度v0自A点水平抛出，一段时间后经过C点。现将带电荷量为+q的质量为m的小球从A点以初速度v0沿某方向抛出，小球经过B点时的动能为初动能的9倍；若将该带电小球从A点以初速度v0沿另一方向抛出，小球经过C点时的动能为初动能的13倍。已知重力加速度为g，不计空气阻力，求：
（1）不带电小球从A点水平抛出后，经过C点时的速度大小；
（2）电场强度E的大小和方向；
（3）该带电小球由A点沿某方向以速度v0抛出，经过圆上某点时电势能的减少量最大，则最大的电势能减少量为多少？
【答案】（1） （2），方向沿AC方向与BC垂直 （3）
【解析】（1）设圆半径为R，则不带电小球从A点水平抛出后
有，，
所以经过C点时速度大小为
（2）现将带电荷量为+q的质量为m的小球从A点以初速度v0沿某方向抛出，小球经过B点时的动能为初动能的9倍，则
若将该带电小球从A点以初速度v0沿另一方向抛出，小球经过C点时的动能为初动能的13倍，则
又，
所以，所以
所以电场强度的方向沿AC方向与BC垂直，且
（3）根据以上分析可知，当小球经过劣弧BC中点时，电势能减少量最大，则