甘肃省酒泉市2024-2025学年高二上学期1月期末物理试题 含解析

这是一份甘肃省酒泉市2024-2025学年高二上学期1月期末物理试题 含解析，共12页。试卷主要包含了答题前，考生务必用直径0，本卷命题范围等内容，欢迎下载使用。
考生注意：
1.本试卷满分100分、考试时间75分钟。
2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答.超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围：必修第三册，选择性必修第二册第一章。
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，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. 在物理学的发展历程中，首次发现电磁感应现象的物理学家是（ ）
A. 牛顿B. 伽利略C. 开普勒D. 法拉第
【答案】D
【解析】
【详解】法拉第是首次发现电磁感应现象的物理学家。
故选D。
2. 电磁波为信息的传递插上了“翅膀”。广播、电视、移动通信等通信方式，使古代人“顺风耳、千里眼”的梦想变成了现实。关于电磁波，下列说法正确的是（ ）
A. 电磁波的传播需要介质
B. 雷达是用γ射线来测定物体位置的设备
C. 电磁波的波速c、波长λ、频率f的关系为c=λf
D. 遥控器发出的红外线和医院“CT”中的X射线的波长相同
【答案】C
【解析】
【详解】A．电磁波的传播不需要介质，A错误；
B．雷达是用微波来测定物体位置的设备，B错误；
C．电磁波的波速c、波长λ、频率f的关系为c=λf，C正确；
D．遥控器发出的红外线和医院“CT”中的X射线的波长不同，D错误；
故选C。
3. 一电荷量为2q的负点电荷位于电场中的某点，受到的电场力大小为F，则该点的电场强度E的大小和方向分别是（ ）
A. ，方向与F相反B. ，方向与F相反
C. ，方向与F相同D. ，方向与F相同
【答案】B
【解析】
【详解】根据场强的概念，则该点的电场强度E的大小
负电荷受电场力方向与场强方向相反，则该点场强方向与F相反。
故选B。
4. 下列说法中正确的是（ ）
A. 点电荷是一种理想模型，真正的点电荷是不存在的
B. 任何带电体，都可以看成是电荷全部集中于球心的点电荷
C. 球形带电体一定可以视点电荷
D. 只有带电球体才可以看成点电荷，其他形状带电体不能看成点电荷
【答案】A
【解析】
【详解】点电荷是一种理想模型，真正的点电荷是不存在的；一个带电体能否看成点电荷不是看其大小，而是应具体问题具体分析，是看它的形状和尺寸对相互作用力的影响能否忽略不计。因此并非任何带电体，都可以看成是电荷全部集中于球心的点电荷，也并不是只有带电球体才可以看成点电荷，其他形状带电体不能看成点电荷，也不是大的带电体一定不能看成点电荷和小的带电体一定能看成点电荷。
故选A。
5. 如图所示，厚薄均匀的长方体金属导体ab、bc的长度之比为3∶2，将C与D接入电压不变的电路中时，通过该导体的电流为I；若换A与B接入原电路中，则通过该导体的电流为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设导体前后厚度为d，ab=3l，bc=2l，则
可知
故选D。
6. 电荷量为q、速度为v的带电粒子在磁感应强度为B的匀强磁场中运动时，下列图中不正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据左手定则，图A、B、C中电荷受洛伦兹力的方向都是正确的；D图中受洛伦兹力方向应该垂直纸面向里，即D错误，符合题意。
故选D。
7. 在一电荷量为Q的静止点电荷的电场中，以无穷远处电势为0，则任一点的电势与该点到点电荷的距离x的关系为，式中k为静电力常量。现将两个相距为处的静止点电荷缓慢移至相距为处，需做功W。若再将两者缓慢移至相距为处，则需做功（ ）
A. B. 2WC. D. 3W
【答案】C
【解析】
【详解】将两个相距为处的静止点电荷缓慢移至相距为处，需做功W，则
再将两者缓慢移至相距为处，则需做功
故选C。
8. 如图，三块相同的蹄形磁体并排放在桌面上，可以认为磁极间的磁场是均匀的，其强弱与磁体的数目无关。将一根直导线水平悬挂在磁体的两极间，导线的方向与磁场的方向（由下向上）垂直。有电流通过时，导线将摆动一定角度，通过摆动角度的大小可以比较导线受力的大小。电流的大小可以由外部电路控制，用电流表测量。分别接通“2、3”和“1、4”，可以改变导线通电部分的长度。关于该实验的说法正确的是（ ）
A. 该实验是用来研究电流产生的磁场与电流大小的关系
B. 在其他条件相同情况下，通入的电流越大，导线摆动的角度也越大
C. 在电流相同情况下，接通“2、3”比接通“1、4”，导线摆动的角度更大
D. 在其他条件相同情况下，若换用磁场更强的磁铁，导线摆动的角度会更大
【答案】BD
【解析】
【详解】A．根据题意可知，该实验是用来研究通电导线在磁场中的受力大小与电流大小、导线长度和磁场大小的关系，故A错误；
B．在其他条件相同情况下，通入的电流越大，导线受力越大，导线摆动的角度也越大，故B正确；
C．在电流相同情况下，接通“2、3”比接通“1、4”导线长度短，导线受力越小，导线摆动的角度也越小，故C错误；
D．在其他条件相同情况下，若换用磁场更强的磁铁，导线受力越大，导线摆动的角度也越大，故D正确。
故选BD
9. 某同学看到医院里有一些病人的药液快要输完却没有发现，于是回家后设计了一种输液提示器，能在护士站观察到药液量的变化。当袋中药液量减少时，为使电表示数随之减小，符合要求的电路图有（ ）
A. B.
C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】A．灯泡与变阻器串联，电流表测电路中的电流。当药液减少时，滑片上移，由于变阻器接入电路的电阻在变大，则电流表的示数减小，故A正确；
B．灯泡与变阻器串联，电压表测变阻器的电压。当药液减少时，滑片上移，变阻器接入电路的电阻在变大，根据串联分压原理可知电压表的示数也变大，故B错误；
C．灯泡与变阻器串联，电压表测变阻器的电压。当药液减少时，滑片上移，变阻器接入电路的电阻在变小，根据串联分压原理可知电压表的示数变小，故C正确；
D．灯泡与变阻器并联，电压表测量电源电压，由于电源电压不变，当袋中药液量减少时，电压表的示数不变，故D错误。
故选AC。
10. 在研究平行板电容器所带电荷量Q和两板间的电势差U的关系时，某老师在演示实验中运用电荷均分法确定各次实验中电荷量的关系，并利用采集到的数据，做出了图示甲、乙两个电容器的关系图像。下列判定正确的是（ ）

A. 甲、乙的电容之比为
B. 甲、乙的电容之比为
C. 若甲、乙两板正对面积和板间绝缘介质均相同，则甲两板的间距较大
D. 若甲、乙两板的间距和板间绝缘介质均相同，则甲两板的正对面积较大
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】AB．根据平行板电容器所带电荷量与两极板间的电势差关系
可知图像的斜率表示电容器的电容，由图像可得
故A错误，B正确；
CD．根据可知，若甲、乙两板正对面积和板间绝缘介质均相同，由于，可得电容器两板的间距
同理，若甲、乙两板的间距和板间绝缘介质均相同，则两板的正对面积较大
故C错误，D正确。
故选BD。
【点睛】
二、非选择题（本题共5小题，共54分）
11. 某同学用刻度尺测金属丝的长度L，示数如图甲所示.则金属丝的长度L=_________cm；用螺旋测微器测金属丝的直径d，示数如图乙所示，则金属丝的直径d=_________mm；他还用多用电表按正确的操作程序测出了它的阻值，测量时选用“×10”欧姆挡，示数如图丙所示，则金属丝的电阻R=_______Ω.
【答案】 ①. 41.00 ②. 0.224##0.225##0.226 ③. 90
【解析】
【详解】[1]刻度尺最小刻度为1mm，则金属丝的长度L=41.00cm；
[2]螺旋测微器测金属丝的直径d=0.01mm×22.5=0.225mm
[3]金属丝的电阻R=9×10Ω=90Ω
12. “LED”照明技术已经走进我们的生活。某实验小组要精确测定额定电压为3V的“LED”灯正常工作时的电阻，已知该灯正常工作时的电阻大约为500。
A．电流表A1（量程为0~0.6A，内阻RA1=0.1）；
B．电流表A2（量程为0~1.5mA，内阻RA2=15）；
C．定值电阻R1=49.9；
D．定值电阻R2=1985；
E．滑动变阻器R（0~20）；
F．电压表V（量程0~9V，内阻RV=1k）；
G．电源E（电动势为12V，内阻不计）；
H．开关S。
(1)电路原理图如图所示，为了使电表的读数超过三分之一量程，请选择合适的器材，电表1为_____，电表2为_____，定值电阻为_____。（填写器材前的字母编号）
(2)写出测量“LED”灯工作时的电阻表达式Rx=_____（用已知量和测量量的字母表示。若需要用到电流表A1测量，测量值用I1表示；若需要用到电流表A2测量，测量值用I2表示；若需要用到电压表V测量，测量值用U表示）
【答案】 ①. F ②. B ③. D ④.
【解析】
【详解】（1）[1][2][3]由题意，首先可以判断电表2一定为电流表（若电表2为电压表，则其读数不可能达到量程的三分之一），从而通过与定值电阻的串联来间接获取LED灯两端的电压信息。当LED灯两端电压为3V时，若电表2选择A，则其所在支路的总电阻必须小于或等于15Ω才符合题意，根据器材C、D可知这种情况不可能成立，故电表2应选B。
假设当LED灯两端电压达到3V时，电流表A2刚好满偏，则A2所在支路总电阻为
解得R=1985Ω，可见R2刚好满足实验要求，所以定值电阻应选D。
当LED灯正常工作时，通过电表1的电流约为
所以电表1不可能为电流表A1，只能是电压表V。
LED灯正常工作时，它与定值电阻R2以及电流表A2三者混联电路的等效电阻约为
根据串联分压规律易知此时电压表两端电压为
UV=2.5×3V=7.5V＞3V
读数超过了量程的三分之一，符合实验要求，故电表1应选F。
（2）[4]根据部分电路欧姆定律以及串并联电阻规律可得LED灯工作时的电阻表达式为
13. 如图所示的电路中，R1=3.5Ω，R2=6Ω，R3=3Ω，电压表为理想电表，当开关S断开时，电压表示数为5.7V；当开关S闭合时，电压表示数为3.5V，求电源的电动势和内电阻。
【答案】6V，0.5欧；
【解析】
【详解】当开关S断开时，R1和R2串联，电压表测量的是路端电压，由全电路的欧姆定律
当开关S闭合时，R3和R2并联
根据闭合电路的欧姆定律
方程（1）（2）联立解得
E=6V，r=0.5Ω
14. 如图所示，水平放置的两块长直平行金属板a、b相距为d，a、b间加有电压，b板下方空间存在着方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B．一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子(不计重力)，从贴近a板的左端以v0的初速度水平射入匀强电场，刚好从狭缝P处穿过b板进入匀强磁场，最后粒子打到b板的Q处(图中未画出)被吸收．已知P到b板左端的距离为2d，求：
(1)进入磁场时速度的大小和方向；
(2)粒子在磁场中运动的半径；
【答案】(1) ,速度与水平方向夹角为30° (2)
【解析】
【详解】(1)粒子在极板间竖直方向仅受电场力作用，做类平抛运动，如图所示：
在竖直方向上有
水平方向有：
在水平方向上不受力，因此做匀速运动，有：
联立上述公式可解得：
因此粒子进入磁场时速度大小为：
速度与水平方向的夹角为：
(2)粒子在磁场仅受洛伦兹力，做半径为的匀速圆周运动，运动轨迹如图，
由洛伦兹力提供向心力，有：
解得:
15. 如图所示，质量m=0.02kg的通电细金属杆ab置于倾角θ=37°的平行放置的导轨上，导轨间的距离d=0.2m，杆ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.4，磁感应强度大小B=2T的匀强磁场与导轨平面垂直且方向向下，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8，求：
（1）现调节滑动变阻器的触头，为使杆ab静止不动，通过杆ab电流大小的范围；
（2）若杆ab中的电流为0.2A，且导轨是光滑的，其他条件不变，则要使ab杆静止，至少要施加一个多大的力？方向如何？
【答案】（1）0.46A≥I≥0.14A
（2）0.04N，方向沿斜面向上
【解析】
【小问1详解】
当电流较大时，导体有向上的运动趋势，所受静摩擦力向下，当静摩擦力达到最大时，磁场力为最大值F1，此时通过ab的电流最大为Imax；同理，当电流最小时，应该是导体受向上的最大静摩擦力，此时的安培力为F2，电流为Imin。
正确地画出两种情况下的受力图如图所示，
由平衡条件得：
对左图
F1-mgsinθ-Ff1=0
N1-mgcsθ=0
其中
Ff1=μN1，F1=BImaxd
解得
Imax=0.46A
对右图
F2-mgsinθ+Ff2=0
N2-mgcsθ=0
其中
Ff2=μN2，F2=BImind
解得
Imin=014A
通过杆ab电流大小的范围
0.46A≥I≥0.14A。
【小问2详解】
若杆ab中的电流为0.2A，则向上的安培力
因
mgsinθ=0.12N
导轨是光滑的，则沿斜面向上方向施加力时用力最小，则最小力为