内蒙古巴彦淖尔市2024-2025学年高二上学期期末物理试卷（解析版）

这是一份内蒙古巴彦淖尔市2024-2025学年高二上学期期末物理试卷（解析版），共14页。试卷主要包含了 如图，空间存在方向垂直于纸面等内容，欢迎下载使用。
本试卷满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
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，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 微波炉的工作原理是利用电磁波中的微波加热食物，食物中的水分子在微波的作用下热运动加剧，温度升高。可见，电磁波提供了（ ）
A 动量B. 冲量C. 能量D. 质量
【答案】C
【解析】微波炉的工作原理是利用电磁波中的微波加热食物，食物中的水分子在微波的作用下热运动加剧，温度升高。可见，电磁波提供了能量。
2. 如图所示，多用电表可以用来测量元件的电阻，其操作正确的是（ ）
A. 使用前应调整指针定位螺丝C使指针指到表盘电阻零刻线处
B. 欧姆调零时应旋转调零旋钮D使指针指到表盘电阻零刻线处
C. 选择开关K旋转换挡后不需要再进行欧姆调零
D. 使用结束可以使选择开关K停留在任意挡位处
【答案】B
【解析】A．使用前应调整指针定位螺丝C使指针指到表盘电流零刻线处，选项A错误；
B．欧姆调零时应旋转调零旋钮D使指针指到表盘电阻零刻线处，选项B正确；
C．选择开关K旋转换挡后需要再进行欧姆调零，选项C错误；
D．测量结束后，将选择开关拨到OFF挡或交流电压最高挡，选项D错误。
故选B。
3. 电磁感应在我们的生活中应用非常广泛，下列说法正确的是（ ）
A. 甲图中，家用电磁炉是由恒定磁场产生了锅体中的涡流
B. 乙图中，U形磁铁可使转动的铝盘因电磁阻尼迅速停下
C. 丙图中，摇动与磁铁相连的手柄时线圈与磁铁转速相同
D. 丁图中，金属探测器用恒定电流探测地下是否有金属
【答案】B
【解析】A．甲图中，家用电磁炉是由周期变化的磁场，使穿过锅体的磁通量发生变化，锅体中产生了涡流，故A错误；
B．乙图中，U形磁铁可以在高速转动的铝盘中产生感应涡电流，感应涡电流对铝盘与磁铁间的相对运动有阻碍作用能使铝盘迅速停下来，故B正确；
C．丙图中，摇动与磁铁相连的手柄时，导致线圈的磁通量发生变化，从而产生感应电流，出现安培力，线圈将与磁铁同向转动，但线圈的转速小于磁铁的转速，故C错误；
D．丁图中，金属探测器用变化电流探测地下是否有金属，故D错误。
故选B。
4. 某新能源汽车采用电磁感应式无线充电技术，其主要部件由连接家庭电路的地面供电线圈，与电池系统相连的受电线圈组成，如图所示。当两线圈正对且均静止，从上往下看，为使受电线圈中产生顺时针方向的感应电流，则供电线圈中的电流应沿（ ）
A. 顺时针方向且逐渐减小B. 顺时针方向且逐渐增大
C. 逆时针方向且逐渐减小D. 逆时针方向且保持不变
【答案】A
【解析】从上往下看，为使受电线圈中产生顺时针方向的感应电流，则受电线圈的感应电流磁场方向向下，根据楞次定律可知，供电线圈的磁场方向向下减小或向上增加；根据安培定则可知，供电线圈中的电流应沿顺时针方向且逐渐减小或逆时针方向且逐渐增大。
故选A。
5. 如图所示，等边三角形ABC所在平面与匀强电场平行，顶点电势分别为、、，各点电势均为正值，三角形边长为L。以下说法正确的是（ ）
A. 电场方向与AB边平行B. 电场方向与BC边平行
C. 电场强度大小为D. 电场强度大小为
【答案】D
【解析】设的中点为，则点的电势为
可知连线为等势线，根据几何关系可知，电场方向与平行，由指向；电场强度大小为
故选D。
6. 电流天平可以用来测量匀强磁场的磁感应强度，其模型如图所示。天平的右臂挂着矩形线圈，匝数为n、线圈的水平边长为L、处于虚线框内匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直。当线圈中通过图示电流I时调节砝码使两臂达到平衡，然后使电流反向，大小不变，这时需要在右盘中取出质量为m的砝码使两臂达到新的平衡。以下说法正确的是（ ）
A. 磁场方向垂直纸面向外B. 磁感应强度大小为
C. 磁感应强度大小为D. 测磁感应强度需知线圈的质量
【答案】C
【解析】A．电流反向后，需要在右盘中取出质量为m的砝码使两臂达到新的平衡，则电流反向后线圈所受安培力竖直向下，电流反向前线圈所受安培力竖直向上，根据左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里，故A错误；
BCD．对电流天平，电流方向改变前，有
电流方向改变后，有
联立解得测得的磁感应强度大小为
故BD错误，C正确。
故选C。
7. 如图，空间存在方向垂直于纸面（xOy平面）向里的磁场。在区域，磁感应强度的大小为；区域，磁感应强度的大小为（常数）。一质量为m、电荷量为q（q>0）的带电粒子以速度从坐标原点O沿x轴正向射入磁场，此时开始计时，不计粒子重力，当粒子的速度方向再次沿x轴正向时，粒子运动的总时间，则粒子与O点间的距离为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】粒子的运动轨迹如图所示
粒子在磁场由洛伦兹力提供向心力可得
解得
粒子的运动周期为
则粒子区域有，
粒子在和区域有，
粒子运动的时间为
解得
则粒子与O点间的距离为
故选A。
8. 污水中的污泥絮体经处理后带负电，可利用电泳技术对其进行沉淀去污，基本原理如图所示。涂有绝缘层的金属圆盘和金属棒分别接电源正、负极，金属圆盘置于底部、金属棒插入污水中，形成如图所示的电场分布，其中实线为电场线，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，Q点在另一个等势面上。下列说法正确的是（ ）
A. M、P、Q三点的电场强度
B. M、P、Q三点的电势
C. 污泥絮体从M点移到Q点，电势能变化量为负值
D. 污泥絮体从N点移到Q点，电势能变化量为负值
【答案】AC
【解析】A．根据题图中电场线的疏密程度可知M、P、Q三点的电场强度关系为，故A正确；
B．根据沿电场方向电势逐渐降低，由题图可知，M、P、Q三点的电势关系为，故B错误；
C．污水中的污泥絮体经处理后带负电，根据，由于，则污泥絮体在M点电势能大于在Q点电势能，则污泥絮体从M点移到Q点，电势能变化量为负值，故C正确；
D．根据，由于，则污泥絮体在N点电势能小于在Q点电势能，则污泥絮体从N点移到Q点，电势能变化量为正值，故D错误。
故选AC。
9. 如图所示，直线①表示某电源的路端电压与电流的关系图线，曲线②表示为某电子元件的图像的一部分，用该电源和该电子元件串联起来组成闭合电路，则该电源的（ ）
A. 电动势为50V，内阻为B. 输出功率为80W
C. 内阻的热功率为20WD. 效率为66.7%
【答案】BC
【解析】A．根据闭合电路欧姆定律可得
结合直线①可得该电源的电动势和内阻分别为，
故A错误；
BCD．用该电源和该电子元件串联起来组成闭合电路，由直线①与曲线②交点可知实际电压和实际电流为，，则输出功率为
内阻的热功率为
电源的效率为
故BC正确，D错误。
故选BC。
10. 如图所示，示波管由电子枪、竖直方向偏转电极、水平方向偏转电极和荧光屏组成。电极的长度为l、间距为d、极板间电压为U，电极的右边缘距荧光屏的水平距离为s。极板间电压为零，电子枪加速电压为10U。电子刚离开金属丝的速度为零，从电子枪射出后沿方向进入偏转电极。已知电子电荷量为e，质量为m，则电子（ ）
A. 以的速度水平进入偏转电极
B. 离开偏转电极时的速度为
C. 打到荧光屏上的位置距点的水平距离为
D. 从进入偏转电极开始到打到荧光屏所经历的时间为
【答案】AD
【解析】A．根据动能定理
解得电子水平进入偏转电极的速度
选项A正确；
B．电子在偏转电极时，
离开偏转电极时
合速度为
选项B错误；
C．出离偏转电极时速度的偏转角
打到荧光屏上的位置距点的水平距离为
选项C错误；
D．从进入偏转电极开始到打到荧光屏水平方向一直做匀速运动，则所经历的时间为
选项D正确。
故选AD。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 电导率是电阻率的倒数，是检验纯净水是否合格的一项重要指标。质检部门对市场上出售的纯净水质量进行了抽测，结果发现有不少样品的电导率未达国家标准。
（1）如果用水质笔检测纯净水，你认为不合格的纯净水的电导率是___________（填“偏大”或“偏小”）。
（2）如果用多用电表的欧姆挡对某种纯净水样品进行检验，将采集的水样装满绝缘性能良好的圆柱形塑料容器，容器长为L，内径为D，两端用金属圆片电极密封。用欧姆表“×1k”挡，粗略测量容器内水样的电阻，如图所示，则测得的阻值R=___________Ω，则水样电导率的表达式为___________（用物理量D、R、L表示）。
【答案】（1）偏大 （2）12000
【解析】（1）纯净水所含杂质越多，导电性能越好；由，可知电阻率越小，则电导率越大，因此不合格的纯净水的电导率偏大。
（2）[1]用欧姆表“×1k”挡，粗略测量容器内水样的电阻，由图可知测得的阻值为
[2]根据电阻定律可得
可得电阻率为
则水样电导率的表达式为
12. 某同学用铜片和锌片分别插在橙子两端，做成了橙子电池，他通过实验发现如下现象：
（1）用数字电压表测得单个橙子电池两端的电压约为1V，将4个橙子电池与小灯泡串联，灯泡完好且检查电路均正常，却不能让额定电压为3V的小灯泡正常发光，原因可能是___________；
（2）为了测量单个橙子电池的电动势和内阻，现将橙子接在如图甲所示电路中，其中，电流表A（量程为0~300μA，内阻为100Ω），电阻箱R（阻值范围为0~9999.9Ω）；
（3）连接好电路后，闭合开关，调节电阻箱，读取电流表的示数I和对应的电阻箱的阻值R，记录了6组数据，如下表所示，在乙图坐标纸中作出图像___________；
（4）在乙图中作出图像，并根据图像计算出橙子电池的电动势E=___________V，内阻r=___________kΩ。（结果均保留两位有效数字）
【答案】（1）小灯泡的电阻远小于电池的内阻 （3）见解析 （4）0.91
【解析】（1）由闭合电路欧姆定律可知，串联后小灯泡的电阻远小于电池的内阻，小灯泡得到的电压远小于额定电压，所以小灯泡不发光。
（2）画出图像如图
（3）根据
解得
由图像可知，
13. 一个质量为m、电荷量大小为q的离子，以速度v从x轴上O点垂直于x轴进入上方的匀强磁场区域到达A点，其运动轨迹如图所示。已知速度方向与磁场方向垂直；x轴上方磁场的磁感应强度大小为2B，方向垂直于纸面向里；下方磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外。不计离子的重力。
（1）判断该离子是带正电还是带负电，并说明判断的依据；
（2）求离子在x轴上方磁场中做匀速圆周运动的半径r；
（3）求离子从O点到A点所用时间t。
【答案】（1）带负电 （2） （3）
【解析】（1）离子进入上方磁场做顺时针方向的匀速圆周运动，可知离子在O点受到的洛伦兹力向右，根据左手定则可知，离子带负电。
（2）离子在x轴上方磁场中，由洛伦兹力提供向心力得
解得轨道半径为
（3）离子在上方磁场的运动周期为
离子在下方磁场中，由洛伦兹力提供向心力得
解得轨道半径为
离子在下方磁场的运动周期为
则离子从O点到A点所用的时间为
14. 如图所示，平行板电容器与电源相连，两极板之间的距离为d，电源两极间电压为U。一质量为m带负电的油滴，从距电容器Q极板h处由静止落下，通过Q极板的小孔恰好到达P极板（未接触）。忽略场的边缘效应和空气阻力，已知重力加速度为g。求：
（1）油滴的电荷量q；
（2）电容器充电后与电源断开，仅把P板竖直向上移动。若油滴从距Q极板H处静止下落，恰好到达P极板（未接触），求的比值。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）由动能定理
解得
（2）电容器充电后与电源断开，仅把P板竖直向上移动，则电容器带电量Q不变，根据，，
可知
即两极板间场强不变，仍为
由动能定理
解得
15. 如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ相距为L，导轨平面与水平面的夹角为θ，导轨上端连接一定值电阻R，导轨的电阻不计，整个装置处于方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场B中，长为L的金属棒cd垂直于MN、PQ放置在导轨上，且与导轨保持良好的接触，金属棒的质量为m，电阻为R。现将金属棒从紧靠NQ处由静止释放，当金属棒沿导轨下滑距离为x时，速度达到最大值v，重力加速度大小为g。
（1）求金属棒沿导轨下滑速度为0.5v时，金属棒cd的电流I方向与大小；
（2）求从金属棒沿导轨下滑到金属棒的速度为v的过程中，整个电路中产生的焦耳热Q；
（3）若将金属棒下滑x的时刻记作t=0，从此时刻起，逐渐减小磁感应强度，使金属棒中不产生感应电流，当速度达到2v时磁感应强度为，求。
【答案】（1），方向由d到c （2） （3）
【解析】（1）导体棒达到最大速度时
其中
金属棒沿导轨下滑速度为0.5v时
根据右手定则可知方向由d到c。
（2）从金属棒沿导轨下滑到金属棒的速度为v的过程中，由能量关系整个电路中产生的焦耳热
（3）当金属杆中不产生感应电流时，金属杆下滑的加速度为
当速度达到2v时下滑的距离
由磁通量不变可知
解得R/kΩ
8
7
6
5
4
3
9.8
8.7
7.6
6.6
5.6
4.5