河北省石家庄市晋州一中2025届物理高二上期末统考试题含解析

河北省石家庄市晋州一中2025届物理高二上期末统考试题请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、如图所示，边长为2L、电阻为R的正方形导线框abcd在纸面内以速度v水平向右匀速穿过一宽为L、磁感应强度为B的匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向外。刚开始时线框的右边ab刚好与磁场的左边界重合，规定水平向右为正方向。下面A、B、C、D四个图中能正确反映ab边受到的安培力F随运动距离x变化规律的是（）A. B.C. D.2、在如图所示的电路中，E为电源电动势，r为其内阻，L为小灯泡（其灯丝电阻可视为不变），R1、R2为定值电阻，R3为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小，V为理想电压表。当开关S闭合后，若将照射R3的光的强度减弱，则下列说法中正确的是（）A.电压表的示数变小B.通过R2的电流变小C.小灯泡消耗功率变大D.电源的内电压变大3、如图所示，在纸面内建立直角坐标系xOy，第一、二象限存在着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B．质量均为m、电荷量分别为+q和-q的两个粒子（不计重力），从坐标原点O以相同的速度v先后射入磁场，v方向与x轴成θ=30°角，带正、负电的粒子在磁场中仅受洛仑兹力作用，则（）A.带负电的粒子回到x轴时与O点的距离为B.带正电的粒子在磁场中运动的时间为C.两粒子回到x轴时的速度不相同D.从射入到射出磁场的过程中，两粒子运动时间相同4、有两个点电荷，所带电荷量分别为q1和q2，相距为r，相互作用力为F．为了使它们之间的作用力增大为原来的2倍，下列做法可行的是（）A.仅使增大为原来的2倍B.仅使减小为原来的一半C.使和都增大为原来的2倍D.仅使r减小为原来的一半5、中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也．”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图．结合上述材料，下列说法不正确的是A.地理南、北极与地磁场的南、北极不重合B.地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近C.地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行D.地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用6、某物质发射的射线在磁场中分裂为如图所示的三束，向右偏转的粒子带电情况为()A.带正电B.带负电C.不带电D.带正、负电都可以二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、如图所示，同一竖直面内的正方形导线框的边长均为，电阻均为，质量分别为和．它们分别系在一跨过两个定滑轮的轻绳两端，在两导线框之间有一宽度为、磁感应强度大小为、方向垂直竖直面的匀强磁场区域．开始时，线框的上边与匀强磁场的下边界重合，线框的下边到匀强磁场的上边界的距离为．现将系统由静止释放，当线框全部进入磁场时，两个线框开始做匀速运动．不计摩擦和空气阻力，重力加速度为，则A.两个线框匀速运动时的速度大小为B.线框从下边进入磁场到上边离开磁场所用时间C.从开始运动到线框全部进入磁场的过程中，线框所产生的焦耳热为D.从开始运动到线框全部进入磁场过程中，两线框共克服安培力做功为8、静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示，x轴正向为场强正方向，带正电的点电荷沿x轴运动，则点电荷（）A.在和处受电场力相等B.由运动到的过程中的电势能保持不变C.由运动到的过程中电场力先减小后增大D.由运动到的过程中电场力先增大后减小9、如图所示，质量为m、带电荷量为q小滑块放置在倾角为α、足够长的固定光滑绝缘斜面上，斜面置于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里．现让小滑块在斜面上由静止释放，一段时间后小滑块离开斜面．重力加速度大小为g．下列判断正确的是A.小滑块带正电B.小滑块在斜面上滑行的过程中机械能守恒C.小滑块离开斜面时的速度大小为D.小滑块要离开斜面时的加速度大小为g10、以点电荷为球心、r为半径的球面上，各点相同的物理量有（）A电势 B.同一电荷所受电场力C.电场强度 D.同一电荷所具有的电势能三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）在做测干电池电动势和内阻的实验时备有下列器材可供选用A．干电池(电动势约1.5V)B．直流电流表(量程为0～0.6A,内阻为约0.10Ω)C．直流电流表(量程为0～3A,内阻约为0.025Ω)D．直流电压表(量程为0～3V,内阻约为5kΩ)E．直流电压表(量程为0～15V,内阻约为25kΩ)F．滑动变阻器(阻值范围为0～15Ω，允许最大电流为1A)G．滑动变阻器(阻值范围为0～1000Ω，允许最大电流为0.5A)H．开关I．导线若干J．电池夹(1)为了实验误差较小，本实验选定的电流表为_____，电压表为_____，滑动变阻器为_____（填仪器的序号字母）。(2)在虚线框内画出实验原理图________.(3)根据实验记录，画出的U—I图象如图所示，可得待测电池的内阻r＝________Ω.待测电源的电动势E＝________V。（保留三位有效数字）12．（12分）在用电压表和电流表测电池的电动势和内阻的实验中，所用电压表和电流表的内阻分别为1kΩ和0.1Ω，如图所示为实验原理图及所需器件图。(1)在图中画出连线，将器件按原理图连接成实验电路_______。(2)一位同学记录的6组数据见下表，试根据这些数据在表格中画出U­I图象，根据图象读出电池的电动势E＝________V，求出电池内阻r＝________Ω。I(A)0.120.200.310.320.500.57U(V)1.371.321.241.181.101.05(3)若不作出图线，只选用其中两组U和I的数据，用公式E＝U＋Ir列方程求E和r，这样做可能得出误差很大的结果，其中选用第________组和第________组的数据，求得E和r误差最大。四、计算题：本题共3小题，共38分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示，ab、cd为相距2m的平行金属导轨，水平放置在竖直向下的匀强磁场中，质量为2kg的金属棒MN垂直于导轨放在其上且始终与导轨接触良好｡当金属棒中通以7A的电流时，金属棒受到水平方向的磁场力的作用沿着导轨做匀加速直线运动，加速度为2m/s2；当棒中通以同方向5A的电流时，棒恰好沿着导轨做匀速直线运动（已知重力加速度g取10m/s2）｡求：(1)匀强磁场的磁感应强度大小；(2)金属棒与导轨间的动摩擦因数｡14．（16分）(8分)如图所示,在y<0的区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直于xy平面并指向纸里,磁感应强度为B.一带负电的粒子(质量为m、电荷量为e)以速度v0从O点射入磁场，入射方向在xy平面内，与x轴正向的夹角为θ.(粒子所受重力不计)，求：(1)该粒子射出磁场的位置（用坐标表示）；(2)该粒子在磁场中运动的时间15．（12分）如图所示，一质量为m／3人站在质量为m的小船甲上，以速度v0在水面上向右运动．另一完全相同小船乙以速率v0从右方向左方驶来，两船在一条直线上运动．为避免两船相撞，人从甲船以一定的速率水平向右跃到乙船上，求：为能避免两船相撞，人水平跳出时相对于地面的速率至少多大？

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、C【解析】线框的位移在，0－L内，ab边切割磁感线产生的感应电动势为，感应电流，ab边所受的安培力大小为，由楞次定律知，ab边受到安培力方向向左，为负值，线框的位移大于L后，位移在L－2L内线框中磁通量不变，不产生感应电流，ab边不受安培力，位移在2L－3L内，ab边在磁场之外，不受安培力，故C正确，ABD错误；故选C。2、A【解析】A．光敏电阻光照减弱，故光敏电阻的阻值增大，电路中的总电阻增大。由闭合电路欧姆定律可得，电路中电流减小，故R1两端的电压减小，故A正确；BD．因电路中电流减小，故电源内阻的电压减小，路端电压增大，同时R1两端的电压减小，故并联电路部分电压增大，则流过R2的电流增大，故BD错误；C．由并联电路的电流规律可知，总电流减小，流过支路R2的电流增大，所以流过灯泡的电流一定减小，故由可知，小灯泡消耗的功率变小，故C错误。故选A。3、A【解析】画出粒子运动的轨迹，根据半径公式结合几何关系求出带负电的粒子回到x轴时与O点的距离；根据t＝T，求出带电粒子在磁场中运动的时间；粒子匀速圆周运动，速率不变，速度方向由轨迹图判断是否相同；【详解】带电粒子运动的轨迹如图所示：带负电的粒子顺时针方向偏转，粒子运动轨迹如图所示，圆弧所对的圆心角为60°，△OO2B为等边三角形，OB＝R＝，所以带负电的粒子回到x轴时与O点的距离为，故A正确；粒子匀速圆周运动的周期，带正电的粒子在磁场中运动的时间，带负电的粒子在磁场中运动的时间，故BD错误；两粒子均做匀速圆周运动，速率不变，两粒子回到x轴时的速度大小为v，方向都与x轴正方向的夹角为30°，所以两粒子回到x轴时的速度相同，故C错误；故选A【点睛】本题考查带电粒子在磁场中的运动，关键是画出粒子运动的轨迹，根据牛顿第二定律和圆周运动的规律求解，记住半径公式和周期公式4、A【解析】真空中有两个点电荷，它们之间相互作用力为F，即为；当它们之间的相互作用力为2F，则有：保持距离不变，仅使q1增大为原来的2倍，或使两电荷量都变为原来的2倍，则库仑力分别变为2倍和4倍，故A正确，C错误；仅使q2减小为原来的一半，根据库仑定律可知，它们之间的作用力减小为原来的一半，故B错误；保持两点电荷的电量不变，使r减小为原来的一半，则库仑力变为4倍，故D错误；故选A考点：库仑定律5、C【解析】A．根据题意可知，地理南、北极与地磁场存在一个夹角，磁偏角，故两者不重合，A正确；B．地磁南极在地理的北极附近，地磁北极在地理的南极附近，B正确；C．由于地磁场的磁场方向沿磁感线切线的方向，故只有赤道处地磁场的磁场方向才与地面平行，C错误；D．在赤道处，磁场方向水平，而射线是带电粒子，运动方向垂直磁场方向，根据左手定则可得射向赤道的粒子受到洛伦兹力的作用，D正确【点睛】地球本身是一个巨大的磁体．地球周围的磁场叫做地磁场．地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近，所以地磁场的方向是从地磁北极到地磁南极6、B【解析】根据左手定则可知，磁场的方向向里，粒子运动的方向向上，向右偏转的粒子带负电，向左偏转的粒子带正电，不偏转的粒子不带电．故B正确，ACD错误二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、ABC【解析】当b刚全部进入磁场时，系统开始做匀速运动，分别对两线框列平衡方程，可得线框受到安培力大小，继而求得感应电流大小，根据欧姆定律和法拉第电磁感应定律可得系统匀速运动的速度大小，即可求得线框通过磁场的时间；当左、右两线框分别向上、向下运动2l的距离时，两线框等高，根据能量守恒得系统机械能的减少等于产生的总焦耳热；根据功能关系求解两线框组成的系统克服安培力做的功；【详解】A、设两线框刚匀速运动的速度为v，此时轻绳上的张力为T，则对a有：，对b有：，，，联立解得：

，故A正确；B、线框a从下边进入磁场后，线框a通过磁场时以速度v匀速运动，设线框a通过磁场的时间为t，则：，故B正确；C、从开始运动到线框a全部进入磁场的过程中，线框a只在a匀速进入磁场的过程中产生焦耳热，设为Q，由功能关系可得：，所以：，故C正确；D、设两线框从开始运动至a全部进入磁场的过程中，两线框共克服安培力做的功为W，此过程中左、右两线框分别向上、向下运动的距离，对这一过程，由能量守恒定律有：，解得：，故D错误；故选ABC8、AD【解析】A．由图可知在和处电场强度相同，故根据可知点电荷在和处受的电场力相等，故A正确；B．由图可知至电场强度为负方向，故正电荷由运动到的过程中电场力做负功，电势能增加，故B错误；CD．由图可知从至电场强度先增大后减小，所以点电荷受电场力先增大后减小，故C错误，D正确。故选AD。9、BC【解析】带电滑块在滑至某一位置时，由于在洛伦兹力的作用下，要离开斜面．根据磁场方向结合左手定则可得带电粒子的电性．由光滑斜面，所以小滑块在没有离开斜面之前一直做匀加速直线运动．借助于洛伦兹力公式可求出恰好离开时的速度大小；【详解】由题意可知：小滑块受到的洛伦兹力垂直斜面向上，根据左手定则可得：小滑块带负电，故A错误；滑块下滑过程中，支持力与速度垂直，且洛伦兹力与速度也垂直，因此两个力不做功，因光滑，没有摩擦力，因此只有重力做功，小滑块的机械能守恒，故B正确；由题意：当滑块离开斜面时，洛伦兹力：Bqv=mgcosα，则，故C正确；滑块要离开斜面时，重力垂直斜面的分力与洛伦兹力平衡，则重力另一分力产生加速度，那么其加速度大小为gsinα，故D错误．故选BC【点睛】本题突破口是从小滑块刚从斜面离开时，从而确定洛伦兹力的大小，进而得出刚离开时的速度大小，由于没有离开之前做匀加速直线运动，所以由运动与力学可解出运动的时间及位移10、AD【解析】A．以点电荷为球心的球面是一个等势面，即各点的电势相等，A正确；C．以点电荷为球心的球面各点的电场强度大小相等，方向不同，故电场强度不同，C错误；B．由可知，同一电荷受到的电场力大小相等，方向不同，故电场力不同，B错误。D．由电势相同，同一电荷具有相同的电势能，D正确。故选AD。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、(1).B(2).D(3).F(4).(5).0.690(6).1.45【解析】（1）[1][2][3]．因电源电动势为1.5V，则电压表选择D；电路中的电流不超过0.6A，则电流表选择B；滑动变阻器选择阻值较小的F即可；（2）[4]．实验电路如图：（3）[5][6]．待测电池的内阻待测电源