2024-2025学年辽宁省葫芦岛市高二上学期1月期末考试物理试卷（解析版）

这是一份2024-2025学年辽宁省葫芦岛市高二上学期1月期末考试物理试卷（解析版），共11页。
注意事项：
1.答卷前，考生须在答题卡和试题卷上规定的位置，准确填写本人姓名、准考证号，并核对条形码上的信息。确认无误后，将条形码粘贴在答题卡上相应位置。
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，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上各题目规定答题区域内，超出答题区域书写或写在本试卷上的答案无效。
一、选择题（本题共10小题，共46分。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，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分）
1. 为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的。在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】地磁的南极在地理北极的附近，故在用安培定则判定环形电流的方向时右手的拇指必需指向南方；而根据安培定则：拇指与四指垂直，而四指弯曲的方向就是电流流动的方向。
故选B。
2. 探究电磁感应现象的实验装置如图所示，蹄型磁铁水平放置。下列哪些操作电流表中指针会摆动（ ）
A. 闭合开关瞬间B. 由闭合状态打开开关瞬间
C. 闭合开关后导棒水平向左运动时D. 闭合开关后导棒竖直向上运动时
【答案】C
【解析】AB．闭合开关瞬间，回路磁通量保持不变，不会产生感应电流，指针不会摆动；由闭合状态打开开关瞬间，不会产生感应电流，指针不会摆动，故AB错误；
C．闭合开关后导棒水平向左运动时，导体棒切割磁感线，会产生感应电动势，回路会产生感应电流，指针会摆动，故C正确；
D．闭合开关后导棒竖直向上运动时，导体棒没有切割磁感线，不会产生感应电动势，回路不会产生感应电流，指针不会摆动，故D错误。
故选C。
3. 在光滑水平桌面上平行放置A、B两根细直导线，且可自由滑（或转）动，其中A导线通入电流，俯视图如图所示。当B导线通入与A同方向的电流时，下列发生的现象正确的是（ ）
A. 导线B远离A
B. 导线B靠近A
C. 导线B发生N端靠近A、M端远离A的转动
D. 导线B发生M端靠近A、N端远离A的转动
【答案】B
【解析】根据安培定则可知，导线A电流在B所在位置产生的磁场方向垂直纸面向里，当B导线通入与A同方向的电流时，根据左手定则可知，导线B受到的安培力指向A，则导线B靠近A。
4. 一根阻值为R的均匀电阻丝长为L，被均匀拉长到2L，其电阻值变为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】设电阻丝变化前的横截面积为，根据电阻定律可得
电阻丝被均匀拉长到2L，其电阻值变为
故选D。
5. 如图所示是由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀的电阻丝的伏安特性曲线，下列判断正确的是（ ）
A. a电阻丝横截面积比b的大B. a电阻丝的阻值大于b的阻值
C. 图线表示电阻丝的阻值与电压成正比D. a电阻丝的电阻率大于b的电阻率
【答案】B
【解析】D．电阻丝a、b由相同材料制成，所以电阻率相同，故D错误；
C．电阻丝的阻值由自身决定，与电压没有直接关系，故C错误；
AB．根据欧姆定律，可知图像的斜率表示电阻的倒数，由题图可知，a电阻丝的阻值大于b的阻值；根据电阻定律，由于电阻率和长度都相同，所以a电阻丝横截面积比b的小，故A错误，B正确。
故选B。
6. 下列四个图中，不计重力的带电粒子以水平向右的速度射入复合场，已知电场力的大小与洛伦兹力的大小相等，哪一个图带电粒子能匀速直线通过复合场（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】A．带电粒子受到的电场力和洛伦兹力都向上，一定做曲线运动，故A错误；
B．带电粒子受到的电场力和洛伦兹力都向下，一定做曲线运动，故B错误；
C．带电粒子受到的电场力和洛伦兹力都向上，一定做曲线运动，故C错误；
D．带电粒子受到的电场力向上，洛伦兹力向下，二者平衡，带电粒子做匀速直线运动通过复合场，故D正确。
故选D。
7. 如图所示是某一交变电流的图像，曲线部分为正弦函数的一部分，则该交变电流的有效值为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】设该交变电流的有效值为，根据有效值定义可得
解得
故选A
8. 如图所示为世界上第一台回旋加速器，这台加速器的最大回旋半径只有5cm，加速电压为2kV，加速氘离子可达到80keV的动能。关于回旋加速器，下列说法正确的是（ ）
A. 所接电源必须为直流电
B. 所接电源必须为交流电
C. 仅改变加速电压氘离子获得的最大速度不变
D. 仅改变加速电压氘离子获得的最大速度改变
【答案】BC
【解析】AB．为了保证氘离子每次经过电场都能被加速，所接电源必须为交流电，故A错误，B正确；
CD．当氘离子在磁场中的轨道半径等于D形盒半径时，氘离子的速度最大，则有
解得
可知氘离子获得的最大速度与加速电压无关，仅改变加速电压氘离子获得的最大速度不变，故C正确，D错误。
故选BC。
9. 交警使用的某型号酒精测试仪如图甲，其工作原理如图乙所示，传感器电阻R的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，电源的电动势为E、内阻为r，电路中的电表均为理想电表，且。当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法中正确的是（ ）
A. 电流表的示数增大B. 电压表的示数增大
C. 电源对外输出功率增大D. 电源内阻消耗的电功率增大
【答案】ACD
【解析】AB．当饮酒驾驶后对着测试仪吹气时，传感器电阻R的阻值减小，电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可得，电路总电流增大，路端电压减小，则电流表的示数变大，两端电压增大，所以传感器电阻两端的电压减小，即电压表的示数变小，故A正确，B错误；
C．电源的输出功率为
当时，电源输出功率最大；由于，则当传感器电阻R的阻值减小时，电源对外输出功率增大，故C正确；
D．电源内阻消耗电功率为
由于电路总电流增大，所以电源内阻消耗的电功率增大，故D正确。
故选ACD。
10. 长、宽分别为2L和L的金属线框（电阻不计），右端接电阻R，a、b为金属线框的两端点，金属线框的左半部分处在磁场中，规定垂直纸面向里的磁场为正方向，磁场变化情况图所示，在时间内，则（ ）
A. b点的电势高于a点的电势
B. 金属线框中的电流方向为逆时针
C. 流过R的的电量为
D. 流过R的的电量为
【答案】ABD
【解析】AB．由图可知磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知感应电流为逆时针方向，则b点的电势高于a点的电势，故AB正确；
CD．根据电流的定义式可知
故C错误，D正确；
故选 ABD。
二、非选择题（本题共5小题，共54分）
11. 游标卡尺的读数为_______cm；螺旋测微器的读数为_______mm。
【答案】2.325 1.410
【解析】[1]20分度游标卡尺的精确值为，由图可知读数为
[2]螺旋测微器的精确值为，由图可知读数为
12. 小明利用如图甲电路测量电池的电动势E和内阻r。
（1）根据实物电路图在方框乙中画出用符号表示的电路图______；
（2）调节滑动变阻器测得多组电表读数，作出图丙所示的图像，由图可测干电池电动势_______，内阻_______Ω（已知电流表内阻为1.0Ω，内阻保留1位小数）。
（3）电动势的测量值_______（填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。
【答案】（1） （2）1.40 1.0 （3）等于
【解析】（1）根据实物电路图，画出用符号表示的电路图如图所示
（2）[1][2]已知电流表内阻为1.0Ω，根据闭合电路欧姆定律可得
可得
由丙图中的图像可得，
解得内阻为
（3）电流表相对于电源采用内接法，但电流表内阻已知，第（3）问中已经考虑了电流表的分压，所以电动势的测量值等于真实值。
13. 电动汽车是未来汽车行业的发展方向，为其配套的充电装置的深度研究摆在我们面前。用正弦交流充电桩为动力电池充电的供电电路如图所示。配电设施的输出电压为，变压器均视为理想变压器，升压变压器原、副线圈的匝数比。充电桩“慢充”时的额定功率为7kW，额定电压为，频率为50Hz。求：
（1）升压变压器副线圈的电压；
（2）“慢充”时，充电桩电流的有效值；
（3）交流电压随时间t变化的方程。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）升压变压器，电压与匝数的关系满足
又，解得
（2）“慢充”时，充电桩电流的有效值为
解得
（3）交流电压频率为50Hz，则
交流电压的峰值为
交流电压随时间变化的方程为
14. 某研学小组设计了一套电气制动装置，其简化模型如图所示。在车身下方固定一单匝矩形导线框，利用线框进入磁场时所受的安培力，辅助列车刹车。已知列车的总质量为m，车身长为s，线框的短边ab和cd分别安装在车头和车尾，长度均为L（L小于匀强磁场的宽度），线框的总电阻为R。站台轨道上匀强磁场区域足够长（大于车长s），磁感应强度的大小为B，方向竖直向上，若ab边刚进入磁场时列车关闭发动机，此时列车的速度为，cd边进入磁场瞬间，列车恰好停止，假设列车停止前所受铁轨及空气阻力的合力恒为f。求：
（1）线框边ab进入磁场瞬间，产生的感应电流大小和列车加速度的大小；
（2）线框从进入磁场到停止的过程中产生的焦耳热Q。
【答案】（1）， （2）
【解析】（1）线框边进入磁场瞬间，产生的感应电动势
回路产生的感应电流大小
联立解得
线框边受到的安培力
对线框整体，根据牛顿第二定律
解得
（2）列车减少的动能部分转化为线框的焦耳热，部分转化为因铁轨及空气阻力产生的热量，根据能量守恒定律可得
解得
15. 医院中X光检测设备的核心器件为X射线管。如图所示，在X射线管中，电子（质量为m、电荷量为，初速度可以忽略）经电压为U的电场加速后，从P点垂直磁场边界水平射入匀强磁场中。磁场宽为，磁感应强度大小可以调节。电子经过磁场偏转后撞击目标靶，撞在不同位置就会辐射出不同能量的X射线。已知水平放置的目标靶MN长为，PM长为L，不计电子重力、电子间相互作用力及电子高速运行中辐射的能量。
（1）求电子进入磁场的速度大小；
（2）调节磁感应强度大小使电子垂直撞击在目标靶上，求电子在磁场中运动的时间；
（3）为辐射出X射线范围最大，求磁感应强度的大小范围。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）在加速电场中，根据动能定理有
解得电子进入磁场的速度
（2）设电子垂直打在MN中间时，做匀速圆周运动的半径为，由几何关系得
对应的圆心角为，则在磁场中运动时间
周期为
联立解得
（3）电子在磁场中运动有
解得
设打在M点时的运动半径为，依几何关系可知
联立解得磁感应强度最大值为
同理，打在N点的半径为，根据几何关系可知
解得
联立以解得磁感应强度最小值为
则磁感应强度的取值范围为