四川省眉山中学校2024-2025学年高二上学期1月期末 物理试题（含解析）

这是一份四川省眉山中学校2024-2025学年高二上学期1月期末 物理试题（含解析），共17页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题（每题4分，共7小题，共28分）
1. 随着智能手机的发展，电池低容量和手机高耗能之间的矛盾越来越突出。手机无线充电技术间接解决了智能手机电池不耐用的问题。如图所示，当充电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流后，就会在邻近的受电线圈中感应出电流，最终实现为手机电池充电。电磁感应的首次发现者为（ ）
A. 库伦B. 法拉第C. 奥斯特D. 安培
【答案】B
【解析】
【详解】首先发现电磁感应现象的科学家是法拉第。
故选B。
2. 如图所示是研究平行板电容器的电容大小与哪些因素有关的实验装置。将充好电的平行板电容器与电源断开并一板接地，另一板与外壳接地的静电计相连。当改变电容器两板之间的距离和两板正对面积时，实验发现静电计指针的张角随之改变。若电容器的电容用C表示，两板之间距离用d表示，两板正对面积用S表示，静电计指针张角用θ表示。以下对该实验现象及解释判断正确的是（ ）
A. 减小S，θ增大，说明C随S的减小而减小
B. 减小S，θ增大，说明C随S的减小而增大
C. 增大d，θ增大，说明C随d的增大而减小
D. 增大d，θ增大，说明C随d的增大而增大
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．减小S时，θ增大，说明减小S时两极板间电压U增加，根据
因Q一定，可知C变小，说明减小S时C减小，即C随S的减小而减小，选项A正确，B错误；
CD．增大d时，θ增大，说明增大d时两极板间电压U增加，根据
因Q一定，可知C变小，说明增大d时C减小，即C随d增大而减小，选项C正确，D错误。
故选AC。
3. 关于下列四幅图中的现象或原理解释说法正确的是（ ）
A. 图甲中人接触带电金属球，头发散开属于感应起电
B. 图乙中用酒精灯给串联接入电路的灯丝加热，发现小灯泡变亮
C. 图丙中相互靠近的两导线中通有异向电流
D. 图丁中金属线圈在通入竖直向上的恒定电流导线右侧向右运动时，感应电流方向为顺时针方向
【答案】D
【解析】
【详解】A．图甲中人接触起电机头发散开属于接触起电，故A错误；
B．图乙中用酒精灯给串联接入电路的灯丝加热，灯丝电阻变大，根据闭合电路欧姆定律可知，电流减小，所以小灯泡的亮度变暗，故B错误；
C．根据安培定则和左手定则可知，图丙中相互靠近的导线中通有同向电流，故C错误；
D．图丁中金属线圈在通入竖直向上的恒定电流导线右侧向右运动时，穿过线圈的磁通量向里减小，根据楞次定律可知，感应电流的磁场向里，则感应电流方向为顺时针方向，故D正确。
故选D。
4. 高大建筑物的顶端都装有避雷针来预防雷击。老师给同学们在实验室模拟尖端放电现象，原理如图所示。假设一电子在图中H点从静止开始只在电场力的作用下沿着电场线做直线运动。设电子在该电场中的运动时间为t，位移为x，速度为v，受到的电场力为F，电势能为Ep，运动经过的各点电势为φ，则下列四个图像可能合理的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】B．电子所受的电场力的方向与电场强度方向相反，所以电子向针状电极运动，电场强度逐渐增大，电场力逐渐增大，故B错误；
A．电子的加速度
电场强度增大，电子的加速度增大，速度-时间图线的斜率增大，故A正确；
C．根据
电场力做正功，电势能减小，电场强度增大，电势能-位移图线的斜率增大，C错误；
D．根据
，
解得
逆电场线运动电势升高；电场强度增大，电势-位移图线的斜率增大，故D错误。
故选A。
5. 利用图示电路可以检测司机是否酒驾。图中为定值电阻，R是一个“酒精传感器”，它的电阻值会随着其周围酒精气体浓度的增大而增大。若检测时司机喝了酒（ ）
A. 电路的总电阻减小，电压表的示数增大
B. 电压表和电流表示数的比值不变
C. 电路的总电阻增大，电流表的示数不变
D. 电路消耗的总功率变大
【答案】B
【解析】
【详解】AC．由于检测时司机喝了酒，酒精气体浓度的增大，R接入电阻增大，电路总电阻增大，干路电流减小，定值电阻承担电压减小，即电压表的示数减小，电流表的示数也减小，故AC错误；
B．根据欧姆定律有
则有
即电压表和电流表示数比值不变，故B正确；
D．电路消耗的总功率
结合上述可知，干路电流减小，则电路消耗的总功率变小，故D错误。
故选B。
6. 按照现代的粒子理论，质子、中子都是由上夸克（u）和下夸克（d）两种夸克组成的，上夸克带电为，下夸克带电为。两个上夸克和一个下夸克构成质子（uud），一个上夸克和两个下夸克构成中子（udd）。若质子和中子内各个夸克之间的距离都相等，且三个夸克在同一圆周上，如图所示。则质子和中子中心O点的电场强度大小之比为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】
设圆半径r，质子中心O点的电场强度大小
同理，中子中心O点的电场强度大小
所以质子和中子中心O点的电场强度大小之比为。
故选A。
7. 带电粒子在磁场中运动的实例如图所示，下列判断正确的有（ ）
A. 甲图中，只有速度为的带电粒子从P射入，才能做匀速直线运动从Q射出
B. 乙图中，同种带电粒子在磁场中运动的半径越大，周期也越大
C. 丙图中，回旋加速器使用交流电，且电压越大，粒子获得的能量越高
D. 丁图中，磁感应强度增大时，a、b两表面间的电压U减小
【答案】A
【解析】
【详解】A．带电粒子从P 射入时，电场力与洛伦兹力相互平衡，根据平衡条件有
解得
故A正确；
B．带电粒子在磁场中运动的周期为
与半径大小无关，故B错误；
C．回旋加速器高频交变电源的电压的周期和质子在磁场中的运动周期一样。质子出回旋加速器的速度最大，此时的半径为R，则有
所以最大速度不超过，最大动能
可见最大动能与加速加压无关，故C错误；
D．最终带电粒子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡，有
解得
故B增大时，a、b两表面间的电压U增大，故D错误。
故选A。
二、多选题（每题5分，共3小题，共15分）
8. 如图（a）所示，是某电场中的一条电场线，若有一电子以某一初速度且仅在电场力的作用下，沿由点运动到点，所经位置的电势随距点的距离变化的规律如图（b）所示，以下说法正确的是（ ）
A. 、两点的电场强度B. 电子在、两点的速度
C. 、两点的电势D. 电子在，两点的电势能
【答案】BD
【解析】
【详解】A．图像中斜率的绝对值表示场强的大小，由图像可知，点处场强大于点处场强，故A错误；
BCD．沿电场线方向电势降低，可知，场强方向由，电子受力方向为，则电场力做负功，电势能增大，，动能减小，速度减小，则，故BD正确，C错误。
故选BD。
9. 如图所示，矩形虚线框内有一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。、、是三个质量和电荷量都相等的带电粒子，它们从边上的中点沿垂直于磁场的方向射入磁场，图中画出了它们在磁场中的运动轨迹，粒子重力不计。下列说法正确的是（ ）
A. 粒子带负电
B. 粒子的动能最大
C. 粒子在磁场中运动的时间最长
D. 粒子在磁场中运动时的向心力最大
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．根据左手定则知粒子带正电，粒子、带负电，故A错误；
B．粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得
解得
粒子的动能
由于、、都相同，因此越大，粒子动能越大，由图示可知，的轨道半径最大，则粒子动能最大，故B正确；
C．粒子在磁场中做圆周运动的周期
粒子在磁场中的运动时间
由于、、都相同，粒子转过的圆心角最大，则射入磁场时的运动时间最大，故C正确；
D．因为的速度最大，由
可知的向心力最大，故D正确。
故选BCD。
10. 如图甲所示，水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，间距为，一端通过导线与一电阻连接；导轨上放一质量为的金属杆，金属杆与导轨的电阻忽略不计；匀强磁场竖直向下，磁感应强度，用与导轨平行的恒定拉力作用在金属杆上，杆最终将向右做匀速运动。当改变拉力的大小时，相对应的金属杆做匀速运动速度也会变化，与的关系如图乙所示。（取重力加速度）（ ）
A. 流过电阻R的电流由a到b
B. 金属杆速度 v=4m/s 时，Uab=4v
C. 电阻R为1
D. 金属杆与导轨间的动摩擦因数为0.4
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．由右手定则可知，流过电阻R的电流由a到b，故A正确；
B．金属杆速度 v=4m/s 时
故B正确；
CD．由图乙可知，当时，速度
当时，速度
金属杆所受安培力
由
，
解得安培力
根据金属杆受力平衡可知
，
代入数据，联立解得
，
故C错误，D正确。
故选ABD。
三、实验题（每空2分，共16分）
11. 某同学利用如图所示的电路“测量电源的电动势和内阻”。已知待测干电池的电动势约，内阻约。除待测电池、开关、导线外，还有下列器材可供选用：
①电流表A：量程，内阻为
②电压表V：量程，内阻约
③滑动变阻器：，额定电流
④滑动变阻器：，额定电流
（1）为了调节方便，测量结果尽量准确，实验中滑动变阻器应选用________（填写仪器前的序号）。
（2）经过多次测量并记录对应的电流表示数I和电压表示数U，利用数据在excel软件中绘制图像，拟合得出电压U和电流I之间满足关系：，由此得出电池的电动势_______V；内阻_______。
（3）该同学实验中发现，在保证所有器材安全情况下，调节滑动变阻器的滑片时，电压表示数的变化量不到，出现这一现象的原因可能是________。
【答案】（1）③ （2） ①. 1.33 ②. 0.28
（3）电池内阻过小（外电阻远大于内电阻）
【解析】
【小问1详解】
电源内阻较小，为了调节方便，测量结果尽量准确，实验中滑动变阻器应选用最大阻值较小的，实验中滑动变阻器应选用③；
【小问2详解】
[1][2]根据
电动势
结合图像可知图像斜率的绝对值即为电源内阻
【小问3详解】
根据路端电压
可知，如果电源内阻r远小于滑动变阻器的阻值，调节滑动变阻器时，电路中电流变化很小，电压表的示数的变化就会很小；故调节滑动变阻器的滑片时，电压表示数的变化量∆U不到0.2V，出现这一现象的原因可能是电池内阻过小（外电阻远大于内电阻）。
12. 现有一某种金属制成的粗细均匀的圆柱体，一实验小组为测量该圆柱体的电阻率，除了待测金属圆柱体、多用电表、螺旋测微器之外，实验室还准备了如下器材：
A.游标卡尺
B.电流表（量程，内阻约为）
C.电流表（量程，内阻）
D.滑动变阻器（阻值范围为，最大电流为3A）
E.滑动变阻器（阻值范围为，最大电流为3A）
F.定值电阻
G.电源（输出电压恒为4V）
H.开关，导线若干
（1）分别用螺旋测微器测量圆柱体的直径d、用游标卡尺测量圆柱体的长度L。
（2）用多用电表粗略测量圆柱体的电阻，选择“”倍率的欧姆挡，欧姆调零后再进行测量，多用电表的示数如图所示。
（3）实验电路图如图所示，该电路中滑动变阻器的选择_____（填“合理”或“不合理”）。因实验室没准备电压表，电路中电流表与定值电阻串联当作电压表使用，它的量程为_____V。
（4）小组同学正确选择器材和组装电路后，测得多组电流表、的值、。若以为横轴，为纵轴，绘得图像如图所示，则该金属圆柱体电阻_____，电阻率_____。（结果均用金属圆柱体长度、直径和图中的、表示）
【答案】 ①. 不合理 ②. 0~4 ③. ④.
【解析】
【详解】（3）[1]多用表粗测圆柱体电阻为
使用分压式电路所用滑动变阻器阻值远小于待测电阻，电压变化会更均匀，故选更合理，则图丁该电路中滑动变阻器选择不合理；
[2]因实验室没准备电压表，电路中电流表与定值电阻串联当作电压表使用，则有
则它的量程为。
（4）[1]根据电路图可得
可知图像的斜率为金属圆柱体电阻，则有
[2]根据电阻定律得
可得电阻率为
四、解答题（共41分）
13. 如图，从离子源产生质量为m，电量为q的离子，由静止经加速电压U加速后在纸面内水平向右运动，自M点垂直于磁场边界射入匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，从磁场边界的N点射出。已知匀强磁场的磁感应强度大小为B，不计离子重力。求：
（1）离子进入磁场的速度；
（2）离子进入磁场（M点）和离开磁场（N点）之间的距离。
【答案】（1），方向水平向右
（2）
【解析】
【小问1详解】
离子在加速电场中有
所以
方向水平向右；
【小问2详解】
离子进入磁场中，根据洛伦兹力提供向心力
则离子进入磁场（M点）和离开磁场（N点）之间的距离为
14. 如图所示，足够长的U形导体框架的宽度 ，下端有一阻值为 的定值电阻，导轨其余部分电阻忽略不计，其所在平面与水平面成 角。有一磁感应强度大小为 的匀强磁场，方向垂直于导体框平面斜向上。一质量m=0.4kg、接入电路阻值r= 0.2Ω的导体棒MN垂直跨放在U形框架上，某时刻起将导体棒由静止释放。已知导体棒与框架间的动摩擦因数，sin37°=0.6，cs37°=0.8，重力加速度 g 取 ，求：
（1）导体棒运动过程中的速度最大值；
（2）从导体棒开始下滑到刚达到最大速度的过程中，导体棒沿斜面向下运动的位移为x=10m，此过程定值电阻R产生的焦耳热Q；
（3）从导体棒开始下滑到速度刚达到最大的过程中，导体棒沿斜面向下运动的位移为 时，杆运动时间t。
【答案】（1）
（2）
（3）4.5s
【解析】
【小问1详解】
导体棒速度达到最大时，所受外力合力是0，则有


解得
【小问2详解】
从导体棒开始下滑到速度刚达到最大的过程中，根据能量守恒定律有
解得
【小问3详解】
从导体棒开始下滑到速度刚达到最大的过程中
对导体棒由动量定理（取沿斜面向下为正）
得
t=4.5s
15. 如图甲，倾角为的斜面，底端固定一轻弹簧，顶端与一水平面相连。一绝缘轻绳将斜面上的物块A通过轻质定滑轮与水平面上的物块B相连。A、B的质量分别为M=1.2kg、m=0.6kg，A不带电，B带正电且电荷量q=8×10-4C。B始终处于水平向右E=3×103V/m的匀强电场中且不会与滑轮碰撞，带电量保持不变。先将B锁定，使细绳处于拉紧状态，滑轮左侧细绳与斜面平行，右侧细绳与水平面平行。解除锁定，A、B从静止开始运动，以物块A的初始位置为坐标原点O，沿斜面向下建立坐标轴Ox，弹簧弹力F与A的位置关系如图乙所示。弹簧未超过弹性限度，重力加速度g=10m/s2，不计一切摩擦。
（1）求弹簧的劲度系数ｋ；
（2）B解除锁定的瞬间A的加速度大小a；
（3）求物块A、B的速度最大时A的位移；
（4）取物块B的初始位置为零电势点，求物块B的电势能的最大值。
【答案】（1）72N/m
（2）4m/s2 （3）
（4）
【解析】
【小问1详解】
由图乙得
【小问2详解】
B解除锁定的瞬间，对A
对B
解得
=4m/s2
【小问3详解】
物块A、B的速度最大时，物块A、B的加速度为零，则

由图可得

解得
【小问4详解】
设弹簧压缩量为l时，A、B间的绳子恰好松弛，设此时A、B的加速度都为a1，对B有
对A有
解得
设A、B间绳子恰好松弛时，A、B的速度为v，对A、B系统，由能量守恒有

解得
此后B做匀减速运动，位移为

物块B向左运动的最大距离为

物块B的电势能的最大值