2025届山西省太原市山西大学附中物理高二第一学期期末检测试题含解析

2025届山西省太原市山西大学附中物理高二第一学期期末检测试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。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，再选涂其它答案标号。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、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，一个原来不带电的半径为r的空心金属球放在绝缘支架上，右侧放置一个电荷量为的点电荷，点电荷到金属球表面的最近距离为2r。下列说法正确的是A.金属球在静电平衡后左侧带负电，右侧带正电B.感应电荷在球心激发的电场强度大小等于C.感应电荷在球心激发的电场强度大小等于0D.如果用导线的一端接触球的左侧，另一端接触球的右侧，导线会将球两侧的电荷中和2、无限长通电直导线PQ与通电矩形导线框abcd固定在同一平面内，导线和线框的电流方向如图所示，线框ab边与直导线PQ平行。关于通电直导线PQ对通电线框abcd的作用，下列判断正确的是（）A.线框ad、bc边不受安培力作用B.线框cd边所受安培力的方向垂直PQ向左C.线框所受安培力的合力方向垂直PQ向左D.线框有两个边所受安培力的方向相同3、图中虚线为匀强电场中的等势线，两粒子M、N质量相等，所带电荷的绝对值也相等。现将M、N从虚线上的O点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示。点a、b、c为实线与虚线的交点，已知O点电势高于c点。若不计重力，则()A.M带负电荷，N带正电荷B.N从O点运动到a点的过程中克服电场力做功C.N在从O点运动至a点的过程中电势降低D.M在O点和b点电势能相同4、电磁血流量计是基于法拉第电磁感应定律，运用在心血管手术和有创外科手术的精密监控仪器。工作原理如图所示，将患者血管置于磁感应强度为B的匀强磁场中，测出管壁上MN两点间的电势差为U，已知血管的直径为d，则血管中的血液流量Q为（）A. B.C. D.5、如图，竖直平面内有一正方形，一个质量为m电荷量为q的带正电小球在A点以一定初速度沿AB方向抛出，小球恰好过C点．若在竖直平面内加一个竖直方向的匀强电场，仍将小球在A点沿AB方向抛出，当其初速度减小为原来的一半时，恰好也能通过C点，则电场强度的大小和方向分别是(重力加速度为g，空气阻力不计)A.，竖直向下B.，竖直向上C.，竖直向下D.，竖直向上6、如下图所示，直线A为电源的U－I图线，直线B为电阻R的U－I图线，用该电源和电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和效率分别是()A.2W,33.3% B.4W,33.3%C.2W,66.7% D.4W,66.7%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，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两个用相同材料、相同粗细的导线绕制的单匝闭合正方形线圈1和2，其边长，均在距磁场上边界高处由静止开始自由下落，最后落到地面．整个运动过程中，线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界，设线圈刚进入磁场时的加速度大小分别为a1、a2，落地时的速度大小分别为v1、v2，在全过程中产生的热量分别为Q1、Q2，通过线圈横截面的电荷量分别为q1、q2，不计空气阻力，则A. B.C. D.8、如图所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为10cm的正六边形的六个顶点，A、B、C三点电势分别为1V、2V、3V，正六边形所在平面与电场线平行．下列说法正确的是（）A.通过CD和AF的直线应为电场中的两条等势线B.匀强电场的电场强度大小为10V/mC.匀强电场的电场强度方向为由C指向AD.将一个电子由E点移到D点，电子的电势能将减少9、在物理学发展过程中，许多物理学家做出了杰出贡献，下列说法中正确的是（）A.安培首先总结了电路中电流与电压和电阻的关系B.奥斯特首先发现了电磁感应现象C.库仑在前人工作的基础上，通过实验研究确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用力的规律D.法拉第提出了电场的概念，并首先用电场线形象地描述电场10、以无穷远处电势为零，下列关于电势与电势能的说法正确的是（）A.电荷在电场中电势高的地方电势能大B.在电场中的某点，电量大的电荷具有的电势能比电量小的电荷具有的电势能大C.在正点电荷形成的电场中的某点，正电荷具有的电势能比负电荷具有的电势能大D.在负点电荷形成的电场中的某点，正电荷具有的电势能比负电荷具有的电势能小三、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）利用如图所示的电路测定电源的电动势和内电阻(1)若闭合电键S1，将单刀双掷电键S2掷向a，改变电阻箱R的阻值得到一系列的电压表的读数U(2)若断开S1，将单刀双掷电键S2掷向b，改变电阻箱R阻值得到一系列的电流表的读数I(3)某同学分别按照以上两种方式完成实验操作之后，利用图线处理数据，得到如下两个图象(如图①和②所示)，纵轴截距分别是b1、b2，斜率分别为k1、k2若忽略电压表的分流和电流表的分压作用，则步骤(1)中测得的电动势E1=___________；内阻r1=___________．(用k1、b1表示)步骤(2)中测得的电源内阻r2=比真实值_________(填偏大、相等、或偏小)若不能忽略电压表的分流和电流表的分压作用，则：结合两组图像可计算出该电源的真实电动势E=，真实内阻r=_________12．（12分）某同学利用如图甲所示的装置做“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验他通过实验得到如图乙所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线．由图线可知弹簧的原长x0=______cm，劲度系数k=________N/m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，一根长L=0.2m的金属棒放在倾角为θ=370的光滑斜面上，并通以I=5A电流，方向如图所示，整个装置放在磁感应强度为B=0.6T，竖直向上的匀强磁场中，金属棒恰能静止在斜面上，则该棒的重力为多少？（）14．（16分）如图所示，质量为m、电量为-q的带电粒子在两个等量同种正电荷（电荷量均为Q）连线的中垂面上以某一速度做半径为4L的匀速圆周运动；如果此粒子以同样大小的速度绕电荷量为+Q的点电荷做匀速圆周运动，求粒子的运动半径是多少？粒子重力忽略不计.（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）15．（12分）如图，质量m＝0.08kg、电荷量q＝1.6×10－6C的带正电(可视为质点)小球，从半径R＝0.8m的固定光滑圆弧绝缘轨道上的A点由静止滑下，C点切线水平、距水平地面高h＝0.8m。整个装置处在方向水平向左、场强大小E＝3.75×105V/m的匀强电场中。重力加速度g＝10m/s2。求：(1)小球到达C点时对轨道的压力大小；(2)小球落地时距C点的水平距离。

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、B【解析】A．由于静电感应，金属球的左侧带正电，右侧带负电，故A错误；BC．感应电荷的电场正好与点电荷的电场叠加，叠加后合场强为零，即感应电荷在金属球球心处激发的电场强度与点电荷在球心处产生的电场强度大小，方向相反，，方向向右，故B正确，C错误；D．整个导体是一个等势体，如果用导线的一端接触金属球的左侧，另一端接触金属球的右侧，金属球两侧仍然有感应电荷，不会被中和，故D错误。故选B。2、C【解析】ABD．根据右手螺旋定则可知，直导线PQ在导线右边产生的磁场方向为垂直纸面向里，则根据左手定则可知：ab边受到的安培力方向向左，bc边受到的安培力方向向下，cd边受到的安培力方向向右（垂直PQ向右），da边受到的安培力向上，ABD错误；C．离PQ越远的位置，磁感应强度越小，故根据安培力公式，ab边受到的安培力大于cd边，bc边受到的安培力大小等于da受到受到的安培力大小，但方向相反，线框所受安培力的合力向左，C正确。故选C。3、D【解析】A．由题，等势线在水平方向，O点电势高于C点，根据电场线与等势线垂直，而且由高电势指向低电势，可知电场方向竖直向下，根据粒子的轨迹可判断出N粒子所受的电场力方向竖直向上，M粒子所受的电场力方向竖直向下，故知N粒子带负电，M带正电，故A错误；B．N粒子所受的电场力方向竖直向上，所以N从O点运动到a点的过程中电场力做正功，故B错误；C．N在从O点运动至a点的过程中，逆电场方向运动，电势升高，故C错误；D．由图可知，O点与b点位于同一个等势面上，所以M在O点和b点电势能相同，故D正确。故选D。4、B【解析】导电液体流过磁场区域稳定时，电荷所受的电场力和洛伦兹力平衡，有解得而流量为故B正确，ACD错误。故选B。5、B【解析】当只有重力时，小球作平抛运动，设小球的初速度为v，正方形的边长为l，则：，；当存在匀强电场后，小球做类平抛运动，则：，，联立解得：a=g/4；加速度减小，电场力向上，小球带正电，则电场方向竖直向上，由牛顿第二定律得：，即，故B正确6、D【解析】由图象A可知电源的电动势为3V，短路电流为6A，两图象的交点坐标即为电阻R和电源构成闭合回路时的外电压和干路电流．电源的输出功率即为电阻R上消耗的功率，效率等于R消耗的功率除以总功率【详解】由图象A可知电源电动势E=3V，短路电流为6A，该电源和该电阻组成闭合电路时路端电压为：U=2V，电流为：I=2A；电源的输出功率即为电阻R上消耗的功率，根据P=UI得：P=2×2W=4W，电源的总功率为：P总=EI=3×2W=6W；所以效率为：η=×100%=×100%=66.7%；故选D【点睛】根据U-I图象A正确读出电源的电动势和短路电流，根据U-I图象正确读出外电路两端的电压和流过电阻的电流，是解决此类问题的出发点二、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、AC【解析】线圈进入磁场之前，均做自由落体运动，因下落高度一致，可知两线圈会以同样的速度进入磁场，由法拉第电磁感应定律可求出进入磁场边界时的感应电动势，从而表示出受到磁场的安培力．由电阻定律表示出两线圈的电阻，结合牛顿第二定律表示出加速度，可分析出加速度与线圈的粗细无关，从而判断出两线圈进入时运动是同步的，直到线圈2完全进入磁场后，线圈做匀加速运动，可得出落地速度的大小关系．由能量的转化与守恒可知，损失的机械能（转化为了内能）与线圈的质量有关，从而判断出产生的热量大．由分析电量的关系【详解】A、线圈从同一高度下落，到达磁场边界时具有相同的速度v，切割磁感线产生感应电流，受到磁场的安培力大小为：，由电阻定律有：，(ρ为材料的电阻率，L为线圈的边长，S为导线的横截面积），线圈的质量为m=ρ0S•4L，（ρ0为材料的密度）.当线圈的下边刚进入磁场时其加速度为,联立得加速度为：,可知两线圈进入磁场时的加速度相同；故A正确.B、线圈1和2进入磁场的过程先同步运动，由于当线圈2刚好全部进入磁场中时，线圈1由于边长较长还没有全部进入磁场，线圈2完全进入磁场后做加速度为g的匀加速运动，而线圈1仍先做加速度小于g的变加速运动，完全进入磁场后再做加速度为g的匀加速运动，两线圈匀加速运动的位移相同，所以落地速度关系为v1＜v2；故B错误.C、由能量守恒可得：，（H是磁场区域的高度），因为m1＞m2，v1＜v2，所以可得Q1＞Q2；故C正确.D、根据电量的定义式，，，联立可得，则；故D错误.故选AC.【点睛】本题要注意分析物体运动状态及能量变化关系，关键点在于分析线圈进入磁场的过程，由牛顿第二定律得到加速度关系，分析物体的运动情况关系8、ACD【解析】A、连接AC，AC中点电势为2V，由正六边形对称性，则EB、AF、CD均为电场中的等势线，故A正确B、匀强电场的场强大小为，故B错误C、电场线方向与EB垂直，即为C→A，故C正确D、将一个电子由E点移到D点，电场力做负功电子的电势能增加，故D正确所以应该选ACD9、CD【解析】A．欧姆首先总结了电路中电流与电压和电阻的关系，这个关系成为欧姆定律，故A错误；B．奥斯特发现了电流周围存在磁场，即电流的磁效应，法拉第发现了磁能产生电，发现了电磁感应现象，故B错误；C．库仑在前人工作的基础上，通过实验研究确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用力的规律；故C正确；D．法拉第提出了电场的概念，并首先用电场线形象地描述电场；故D正确；故选CD。10、CD【解析】A．正电荷在电场中电势高的地方电势能大，负电荷在电场中电势高的地方电势能小，故A错误；B．在电场中的某点，电量大的正电荷具有的电势能比电量小的电荷具有的电势能大，而电量大的负电荷具有的电势能比电量小的电荷具有的电势能小，故B错误；C．在正点电荷形成的电场中的某点，电势为正值，正电荷具有的电势能比负电荷具有的电势能大，故C正确；D．在负点电荷形成的电场中的某点，电势为负值，正电荷具有的电势能比负电荷具有的电势能小，故D正确。故选CD。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.；②.；③.偏大；④.；【解析】(1)开关接a时，采用电压表与电阻箱并联的方式测量电动势和内电阻，明确电表内阻的影响，根据闭合电路欧姆定律进行分析列出对应的表达式，从而确定误差情况；(2)开关接b时，采用电流表与电阻箱串联的方式测量，根据闭合电路欧姆定律进行分析列出对应的表达式，从而确定误差情况；(3)分析两种方式所得出的准确值表达式，从而分析与电表内阻无关的物理量，从而确定真实值【详解】(1)若闭合电键S1，将单刀双掷电键S2掷向a，改变电阻箱R的阻值得到一系列的电压表的读数U，根据闭合电路欧姆定律可知，E=U+Ir=U+则因此图象的纵轴截距b=，电动势E=图象的斜率k1=，则电源内阻r=k1E=；(2)根据闭合电路欧姆定律E=I（R+r）变形，得到与R的关系式，根据数学知识得知，图象的斜率的倒数等于电源的电动势E，纵轴截距的绝对值等于电源的内阻r与定值电阻的和则可知，电动势的测量值与真实值相比相等，没有考虑电流表的内阻，即实际内阻，所以内电阻的测量值与真实值相比偏大(3)由以上分析可知，(2)中电动