四川省凉山州2024-2025学年高二上学期期末物理试卷（解析版）

这是一份四川省凉山州2024-2025学年高二上学期期末物理试卷（解析版），共18页。试卷主要包含了考试结束后，将答题卡收回等内容，欢迎下载使用。
全卷共6页，满分100分，考试时间75分钟。
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、座位号、准考证号用0.5毫米的黑色签字笔填写在答题卡上，并检查条形码粘贴是否正确。
2．选择题使用2B铅笔涂在答题卡对应题目标号的位置上；非选择题用0.5毫米黑色签字笔书写在答题卡的对应框内，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。
3．考试结束后，将答题卡收回。
第Ⅰ卷 选择题（共46分）
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，只有一项是符合题目要求的。）
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 根据能量守恒定律，能源的利用率应该是100%
B. 根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场一定能产生磁场，变化的磁场也一定能产生变化的电场
C. 有经验的战士从炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是接近还是远去，应用了波的干涉原理；
D. 氢原子光谱不是连续的，是一些分立的亮线，说明了氢原子的能级是量子化的
【答案】D
【解析】A．能源的使用在任何情况下都不可能达到理想状态，做到没有任何损失。虽然遵从能量守恒定律，但它指的是损失部分和被利用部分总和与原来能源总量相等，所以能源的利用率一定小于100%，故A错误；
B．根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场一定能产生磁场；变化的磁场也一定能产生的电场，但不一定产生变化的电场，比如均匀变化的磁场产生稳定的电场，故B错误；
C．有经验的战士从炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是接近还是远去，应用了波的多普勒效应，故C错误；
D．氢原子光谱不是连续的，是一些分立的亮线，说明了氢原子的能级是量子化的，故D正确。
故选D。
2. 关于教材中的四个实验装置，下列说法正确的是（ ）
A. 安培利用图（a）装置总结出了电荷间相互作用的规律
B. 奥斯特利用图（b）装置发现了电流的磁效应
C. 法拉第利用图（c）装置研究出了通电导线电流方向相反时两导线相互吸引的规律
D. 麦克斯韦利用电磁感应原理制成了第一台圆盘发电装置如图（d）
【答案】B
【解析】A．库伦利用装置（a）总结出了电荷间相互作用的规律，故A错误；
B．奥斯特利用装置（b）发现了电流的磁效应，故B正确；
C．安培利用装置（c）研究了通电导线间相互作用的规律，故C错误；
D．法拉第利用电磁感应原理制成了第一台圆盘发电装置（d），故D错误。
故选B。
3. 如图所示，弹簧振子在B、C间做简谐运动，O为平衡位置，B、C为两侧的最大位置，若振子振幅为5cm，由B运动到C的时间为2s，则（ ）
A. 振子从B到O运动过程中，弹簧振子机械能不变
B. 振子从B到O运动过程中，速度和加速度均在增加
C. 振子从O点再次回到O点为一次全振动
D. 振子经过的路程为5cm时所用的时间一定为1s
【答案】A
【解析】A．振子从B到O运动过程中，弹簧的弹性势能转变成小球的动能，弹簧振子机械能守恒，保持不变，故A正确；
B．振子从B到O运动过程中，速度增大，加速度减小，故B错误；
C．振子从O点再次回到O点，有可能只振动了半个周期，也可能振动一个周期，故C错误；
D．由题知，由B运动到C的时间为2s，故周期为4s；只有当振子从最大位移处到平衡位置处或从平衡位置到最大位移处经过的路程为5cm时所用的时间一定为1 s，除此之外振子经过的路程为5cm时所用的时间不一定为1s，故D错误。
故选A。
4. 如图所示，棱长为L的正方体的上、下底面的每条棱上均固定有长直导线，导线间彼此绝缘且通过导线的电流大小均为，电流方向分别沿AB、BC、CD、DA、FE、EG、GH、HF方向。已知通有电流为I的长直导线在距离d处产生的磁感应强度大小为。正方体中心磁感应强度的大小是（ ）
A. B. 0
C. D.
【答案】B
【解析】根据安培定则和对称性可知，AB、GH两根导线电流在正方体中心的磁感应强度大小相等，方向相反；BC、EG两根导线电流在正方体中心的磁感应强度大小相等，方向相反；CD、FE两根导线电流在正方体中心的磁感应强度大小相等，方向相反；DA、HF两根导线电流在正方体中心的磁感应强度大小相等，方向相反；根据磁感应强度叠加原理可知，正方体中心磁感应强度的大小为0。
5. 在x轴上O、P两点分别放置点电荷和，其电荷量分别为，一个带正电的试探电荷在两电荷连线上的电势能随x变化关系如图所示，BD段中C点电势能最大，则下列说法中正确的是（ ）

A. 电荷量
B. 在B点产生的电势小于在B点产生的电势
C. C点的电场强度大于A点的电场强度
D. 将一个点电荷从B点移到D点，电场力先做正功后做负功
【答案】A
【解析】A．根据图像，可知从O到P电势能一直减小，由正变到负，试探电荷为正电，根据
可知电势一直减小，由正变到负，故两个点电荷必定是异种电荷；根据点电荷产生的电势分布特点，可知q1是正电荷，q2是负电荷，由于电势为零的A点更靠近P，则电荷量，故A正确；
B．处点电荷带正电，故其在B点产生的电势大于零；处的点电荷带负电，故其在B点产生的电势小于零，故在B点产生的电势大于在B点产生的电势，故B错误；
C．根据 图像的线斜率表示电场力，可知A点的切线斜率不为零、C点的切线斜率为零，故A点的电场力不为零，C点的电场力为零，根据
可知A点的电场强度不为零，C点的电场强度为零，故A点的电场强度大于C点的电场强度，故C错误；
D．根据图像，可知从B点到D点电势能先增大后减小，试探电荷带正电，根据
可知从B点到D点电势先升高后降低，故将一个正点电荷从B点移到D点，电势能应先增大后减小，则电场力先做负功后做正功，故D错误。
故选A。
6. 1909年密立根通过油滴实验测得电子的电荷量，因此获得1923年诺贝尔物理学奖，实验装置如图。图中雾状小油滴被喷到水平放置的两块平行金属板的上方空间中，油滴因X射线带上定量的微小电荷量。两间距为d的平行金属板上板有一小孔，油滴穿过小孔进入两板之间，当两金属板间未加电压时，通过显微镜观察到某带电油滴P以速度大小竖直向下匀速运动；当油滴P经过板间M点（图中未标出）时，给金属板加上电压U，经过一段时间，发现油滴P恰以速度大小竖直向上匀速经过M点。已知油滴运动时所受空气阻力大小为，其中k为比例系数，v为油滴运动速率，r为油滴的半径，不计空气浮力，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A. 油滴P带正电
B. 油滴P所带电荷量的值为
C. 从金属板加上电压到油滴向上匀速运动的过程中，油滴的加速度先增大后减小
D. 密立根通过该实验确定了电荷量的不连续性并测定了元电荷的数值为
【答案】D
【解析】A. 加上电压后油滴向上匀速运动，电场力方向向上，而电场强度方向向下（上板接电源正极），根据电场力公式，可知油滴带负电，A错误；
B. 未加电压时，油滴向下匀速运动，根据平衡条件有
加上电压后，油滴向上匀速运动，此时
代入可得
解得
B错误；
C. 从金属板加上电压到油滴速度减为零的过程中，根据牛顿第二定律可得
解得加速度大小为
随着速度的减小，加速度逐渐减小；
向上加速运动的过程中，根据牛顿第二定律可得
解得速度大小为
随着速度的增大，加速度逐渐减小；综上所述，从金属板加上电压到油滴向上匀速运动的过程中，油滴的加速度一直减小，C错误；
D. 密立根通过该实验确定了电荷量的不连续性并测定了元电荷的数值为，D正确。
故选D。
7. 某多用电表内部结构如图所示，微安表头的量程为1mA，内阻为180Ω，接“-”和“2”接线柱时为量程10mA的电流档，接“-”和“3”接线柱时为量程3V的电压挡，以下说法正确的是（ ）
A.
B.
C. 接“-”和“4”接线柱时为量程小于3V的电压挡
D. “-”接线柱对应多用电表的红表笔
【答案】A
【解析】AB．接“-”和“2”接线柱时为量程10mA的电流档，则有
解得
接“-”和“3”接线柱时为量程3V的电压挡，则有
解得
故A正确，B错误；
C．接“-”和“3”接线柱时流过的最大电流为10mA；同理，接“-”和“4”接线柱时流过的最大电流为10mA；若，则接“-”和“4”接线柱时量程大于3V；若，接“-”和“4”接线柱时量程等于3V；若，接“-”和“4”接线柱时量程小于3V，故C错误；
D．接“-”和“5”接线柱时为欧姆表，用到内部电源，根据“红进黑出”，可知“-”接线柱对应多用电表的黑表笔，故D错误。
故选A。
二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
8. 如图所示为测定液面高度的电容式传感器原理图，在金属芯线外面涂上一层电解质，放入导电液体中，金属芯线和液体构成电容器的两极。现将金属芯线和导电液与同一电源（内阻忽略不计）的两极相连，在液面高度h发生变化的过程中，通过两次测量发现该传感器的电容之比为，则下列说法正确的是（ ）
A. 两次电容器两极板间的距离之比为
B. 两次电解质中的场强之比为
C. 两次电容器带电量之比为
D. 两次电容器两极间的正对面积之比为
【答案】BD
【解析】AD．在液面高度h发生变化的过程中，电容器两极板间的距离保持不变，两极间的正对面积发生变化，通过两次测量发现该传感器的电容之比为，根据电容决定式
可知两次电容器两极间的正对面积之比为
两次电容器两极板间的距离之比为，故A错误，D正确；
B．根据，由于极板间电压不变，极板间的距离保持不变，则两次电解质中的场强之比为，故B正确；
C．根据，可知两次电容器带电量之比为，故C错误。
故选BD。
9. 如图甲所示，两平行金属板A、B的板长和板间距均为d，两板之间的电压随时间周期性变化的规律如图乙所示。一不计重力的带电粒子以速度从O点沿板间中线水平射入极板之间，若时刻进入电场的带电粒子在时刻刚好沿A板右边缘射出电场，则下列说法正确的是（ ）
A. 时刻进入电场粒子在时刻速度大小为
B. 时刻进入电场的粒子经时间T后速度大小为
C. 时刻进入电场的粒子在两板间的最大偏移量为
D. 时刻进入电场的粒子在两板间运动的过程中，电场力做功为0
【答案】BD
【解析】A．t=0时刻进入的粒子在t=T时刻刚好沿A板右边缘射出电场，粒子运动的时间与电场变化周期相同，粒子在水平方向以v0做匀速直线运动，在竖直方向先向上做匀加速直线运动，时间为，后向上做匀减速直线运动，时间为，则竖直方向的速度为零，故在时刻粒子只有水平方向上的分速度为，即在t=T时刻粒子的速度为v0，故A错误；
BCD．当时刻以射入电场的粒子，运动时间等于电场变化周期，则粒子在竖直方向上在电场力的作用下，先向上加速，再向上减速，并刚好沿A板右边缘射出电场，且两次竖直方向的位移大小相等，设为，则有
解得
当时刻以射入电场的粒子，运动时间等于电场变化周期，粒子竖直方向上在电场力的作用下，先向上加速，再向上减速，接着向下加速，再向下减速，最后回到中线位置，此时竖直方向的速度为零，只有水平方向的速度，动能变化量为零，根据动能定理，可知电场力做功为零；由运动的对称性可知，竖直方向先向上加速，再向上减速，则有
又
解得
故BD正确，C错误。
故选BD。
10. 在如图甲所示的电路中，闭合开关S，在滑动变阻器的滑片P向上滑动的过程中，三个理想电表的示数都发生变化。图乙中的两条图线分别表示了两个电压表示数随电流表示数变化的情况，以下说法正确的是（ ）
A. 此过程中消耗的功率在减小
B. 此过程中消耗的功率先增大后减小
C. 此过程中电压表示数的变化量小于电压表示数的变化量
D. 此过程中电压表示数的变化量和电流表A示数变化量的比值变大
【答案】AC
【解析】AB．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动的过程中，变阻器接入电路的电阻减小，又
根据电路规律知，距的距离越远，故此过程中消耗的功率在减小，故A正确，B错误；
C．由闭合电路欧姆定律得U1EIr
得
故
又U2E
得
故
故
故C正确；
D．根据C项分析知此过程中电压表示数的变化量和电流表A示数变化量的比值
为定值，故D错误。
故选AC。
第Ⅱ卷 非选择题（共54分）
三、实验题（本题共2小题，共15分）
11. 为探究感应电流产生的条件，几位同学做了如下的实验。
（1）小李同学选用图甲中的器材模仿法拉第的实验进行探究
①请在实物图中，用笔画线代替导线将电路补充完整_______。

②闭合开关进行实验前，滑动变阻器滑片P应该滑置在最_______（填“左”或“右”）端。
③正确连接电路后，下列说法正确的是_______（多选，填正确答案前的标号）。
A．开关闭合，拔出线圈B中的线圈A的过程中，电表的指针发生偏转
B．开关闭合，线圈A中电流稳定后，电表的指针稳定偏转
C．开关闭合后，移动滑动变阻器的滑片，电表的指针偏转，线圈A中出现感应电流
D．开关闭合后，移动滑动变阻器的滑片，电表的指针偏转，线圈B中出现感应电流
E．将A拿出B后水平放置于B上（AB相互垂直），闭合开关后滑动滑片，电表的指针有明显偏转
（2）我州某学校的同学在操场上将一根长为20m的铜芯导线两端与电流传感器的两个接线柱连接，构成闭合回路，两同学沿东西方向面对面站立摇动这条导线，_______（填“能”或“不能”）观察到“摇绳发电”的现象。
【答案】（1） 右 AD （2）能
【解析】（1）[1]将学生电源、电键、变阻器、线圈A串联成一个回路，注意滑动变阻器接一上一下两个接线柱；再将电表与线圈B串联成另一个回路，电路图如图所示

[2]为保护电路中的仪器，故闭合开关进行实验前，滑动变阻器滑片P应该滑置在最右端，其有效阻值最大，当闭合开关后，回路中的电流最小。
[3]A．开关闭合，拔出线圈B中的线圈A的过程中，通过线圈B中的磁通量减少，故电表的指针发生偏转，故A正确；
B．开关闭合，线圈A中电流稳定后，通过线圈B的磁通量不变，故电表的指针不偏转，故B错误；
CD．开关闭合后，移动滑动变阻器的滑片，流过线圈A的电流发生变化，则线圈A产生的磁场发生变化，故通过线圈B的磁通量发生变化，线圈B中出现感应电流，电表的指针偏转，故C错误，D正确；
E．将A拿出B后水平放置于B上（AB相互垂直），闭合开关后滑动滑片，通过B线圈的磁通量为零，故电表的指针不偏转，故E错误。
（2）因地磁场沿南北方向，所以当两同学沿东西方向面对面站立摇动这条导线，导线切割磁感线，会产生感应电流，所以能观察到“摇绳发电”的现象。
12. 某物理兴趣小组想要测定一电源（电动势约为3V）的电动势和内阻，要求尽可能减小实验误差。可供选择的器材有：
A．电流表A（量程为0.6A、内阻约为1Ω）；
B．电压表V（量程为3V、内阻为5kΩ）；
C．滑动变阻器（最大阻值为20Ω，允许通过的最大电流为2.0A）；
D．滑动变阻器（最大阻值为2kΩ，允许通过的最大电流为1.0A）。
（1）本实验中滑动变阻器应选用_______。（填“C”或“D”）
（2）在虚线框中画出实验电路的原理图_______；

（3）该小组进行正确的实验操作，得到几组电压表和对应的电流表的示数如下表所示，请在坐标方格上作出图像_______，并根据图像得出该电源的电动势_______、内阻_______（结果均保留两位有效数字）。

（4）若实验操作及数据处理均无误，则电源电动势的测量值_______（选填“大于”、“小于”或“等于”）电源电动势的真实值。若测出电源内阻的值为，则电源内阻的真实值为_______（用表示）。
【答案】（1）C （2） （3） 2.7##2.8##2.9 4.4##4.5##4.6 （4）小于
【解析】（1）实验过程，为了便于调节，选用最大阻值较小的滑动变阻器。
故选C。
（2）由于电流表内阻未知，为了减小误差，相对电源，采用电流表外接法，实验电路的原理图如图所示。
（3）[1]在坐标方格上描点作出图像，如图所示。

[2][3]根据闭合电路欧姆定律
结合图像，可得，
（4）[1]当外电路短路时，电流的测量值等于真实值，除此之外，由于电压表的分流作用，电流的测量值小于真实值，电源的U-I图像如图所示。

可知，电源电动势的测量值小于真实值。
[2]若测出电源内阻的值为，则
解得电源内阻的真实值为
四、计算题（本题共3小题，共39分，作答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，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. 电动自行车的车灯和电动机（提供行驶动力）均由电瓶供电，工作原理简化为如图所示电路，查得电瓶的电动势，电瓶的内阻r及保护电阻的阻值均未知。在停车状态下打开车灯（闭合、断开），车灯正常发光，电流表的示数为1A，电压表的示数为44V；在打开车灯时行驶（和均闭合），调节，仍使车灯正常发光，此时电流表的示数为3.2A。若电动机内阻，电流表和电压表均为理想电表，假定车灯灯丝电阻不变，用等效替代电瓶内阻r与保护电阻之和。求：
（1）等效电阻的值；
（2）电动机的热功率；
（3）打开车灯行驶时电动机的效率。
【答案】（1）4 Ω （2）9.68 W （3）87.5%
【解析】（1）S1闭合、S2断开时，根据闭合电路欧姆定律有
代入数据解得
（2）S1、S2均闭合时，流经车灯的电流
流过电动机的电流
电动机的发热功率
（3）电动机的输入功率
电动机输出的机械功率
电动机效率
14. 一列简谐横波沿x轴传播，时刻的波形曲线如图所示，此时介质中质点b向y轴负方向运动，时质点b第一次到达波峰位置，求：
（1）该波的传播速度大小及方向；
（2）质点a从时刻开始至的过程中运动的路程；
（3）写出c点的振动方程。
【答案】（1）0.5m/s，方向沿x轴负方向传播 （2）14cm （3）y=2sinm
【解析】（1）由图中可知λ=2m
根据
解得T=4s
解得
方向沿x轴负方向传播
（2）根据
由图中可知A=2cm
则有s=4A+3A=14cm
（3）令c点振动方程为y＝Asin（ωt+φ）cm
由图中可知A=2cm
则圆频率为
当t=0时有-2＝2sinφ
解得
则c点振动方程为
15. 如图所示，足够长的光滑绝缘水平台左端固定一被压缩的绝缘轻质弹簧，一个质量、电量的可视为质点的带电小球与弹簧接触但不栓接。某一瞬间释放弹簧弹出小球，小球从水平台右端A点飞出，恰好能没有碰撞地落到粗糙倾斜轨道的最高点B点，并沿轨道滑下。已知AB的竖直高度，倾斜轨道与水平方向夹角为。倾斜轨道长为，带电小球与倾斜轨道的动摩擦因数。倾斜轨道通过足够长的光滑水平轨道CD与光滑竖直圆轨道相连，小球经过C点没有能量损失，所有轨道都绝缘，运动过程小球的电量保持不变。只有过山车模型的竖直圆轨道处有方向为竖直向下的正方形匀强电场，场强，如图所示（，取）。求：
（1）小球被释放前弹簧的弹性势能；
（2）若竖直圆轨道半径，带电小球能否完成完整的圆周运动；
（3）若过山车模型竖直圆轨道处的匀强电场仅方向变为水平向右，圆轨道的半径满足什么要求才能让小球在运动过程中不脱离轨道。
【答案】（1）0.32J （2）能 （3）0v0
则能完成圆周运动。
（3）电场力与重力的合力可视为等效重力mg′＝＝0.4N
故g′=10m/s2
设等效重力与竖直方向的夹角为θ，有tanθ＝ ＝1
则θ=45°
①令小球恰好完成圆周运动，在等效最高点
小球从C到圆轨道等效最高点的过程，由动能定理得
代入数据解得R1 =m
②经分析，小球运动到圆轨道圆心等效等高点时速度为 > 0
综上所述，小球在运动过程中不脱离轨道的半径要求为0