2025届青海省西宁市二十一中物理高二上期末综合测试试题含解析

2025届青海省西宁市二十一中物理高二上期末综合测试试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请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、远距离输电原理图如图所示，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，当k由2改接为1时，下列说法不正确的是（）A.电压表读数增大 B.电流表读数减小C.灯泡的实际功率在减小 D.输电线上损失的功率减小2、两个通草球带电后相互推斥，如图所示．两悬线跟竖直方向各有一个夹角α、β，且两球在同一水平面上．两球质量用m和M表示，所带电量用q和Q表示．若已知α>β，则下列说法中一定有的关系是()A.球一定带异种电荷B.m受到的电场力一定大于M所受电场力C.m一定小于MD.q一定大于Q3、如图所示，R是一个定值电阻，A、B为水平正对放置的两块平行金属板，B板接地，两板间带电微粒P处于静止状态，则下列说法正确的是()A.若紧贴A板内侧插入一块一定厚度的金属片，P的电势能将减小B.若紧贴B板内侧插入一块一定厚度的陶瓷片，P将向下运动C.若增大A、B两金属板的间距，则有向右的电流通过电阻RD.若增大A、B两金属板的间距，P将向上运动4、下列图像能表示物体做匀加速直线运动的是A. B.C. D.5、如图所示，三根通电直导线垂直于纸面放置，现使每根导线在a点产生的磁感应强度大小均为B，关于a点的磁感应强度说法正确的是（）A.大小为3B B.大小为BC.方向沿纸面由a指向d D.方向沿纸面由a指向c6、如图所示是一个平行板电容器,其电容为C,带电荷量为Q,上极板带正电,两极板间距离为d.现将一个检验电荷+q由两极板间的A点移动到B点,A、B两点间的距离为s,连线AB与极板间的夹角为30°,则电场力对检验电荷+q所做的功等于()A. B.C. D.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，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2，L1中的电流方向向左，L2中的电流方向向上；L1的正上方有a、b两点，它们相对于L2对称．L1、L2所在区域处于磁感应强度大小为B0，方向垂直于纸面向外的匀强磁场中．已知a、b两点的磁感应强度大小分别为和，方向也垂直于纸面向外，()A.流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为B.流经L1电流在a点产生的磁感应强度大小为C.流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为D.流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为8、某静电场的方向平行于x轴，其电势φ随x的分布如图所示．一质量m=2.0×10－14kg，电荷量q=－2.0×10－11C的带电粒子从(2，0)点由静止开始，仅在电场力作用下在x轴上运动．则A.沿x轴方向，从－1cm到2cm电场强度先增大后减小B.x轴原点左侧电场强度E1和右侧电场强度E2的大小之比C.该粒子在x轴上做周期性运动，且运动的周期T=3.0×10－4sD.该粒子在运动过程中最大速度的大小为200m/s9、回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，下列说法中正确的是()A.回旋加速器中，粒子加速的时间和做圆周运动的周期相等B.带电粒子在D形盒内从狭缝间的电场获得能量C.增大D形盒的半径，可以增大粒子从D形盒射出时的动能D.狭缝宽度越小，粒子从D形盒射出时的动能越大10、英国物理学家阿斯顿首次制成质谱仪，并用此对同位素进行了研究，若速度相同的三个带电粒子（不计重力）由左端射入质谱仪的运动轨迹如图所示，则下列相关说法中正确的是（）A.三个带电粒子都带负电B.速度选择器的极板带负电C.三个粒子通过狭缝时速率等于D.在磁场中运动半径越大的粒子，比荷越小三、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）某同学为测量一个圆柱状导体材料的电阻率，利用了游标卡尺、螺旋测微器、欧姆表测量该导体的长度、粗细、电阻值。⑴用螺旋测微器测截面直径如图甲所示，则该材料的直径为_______mm；用20分度的游标卡尺测量长度如图乙所示，但该游标卡尺的游标尺前面部分刻度值被污渍覆盖看不清，对齐部分已标注，该材料长度为________cm。⑵用多用电表试测时发现材料的电阻大约是300Ω，为测量尽量准确，应该选择欧姆档的___________档位进行测量。（表盘如图所示）12．（12分）为了探究电磁感应现象，某实验小组将电池、线圈A、线圈B、滑动变阻器、灵敏电流计、开关按照如图所示的方式连接．当闭合开关时发现灵敏电流计的指针右偏．由此可知：(1)当滑动变阻器的滑片P向右移动时，灵敏电流计的指针________(填“左偏”、“不动”、“右偏”)；(2)将线圈A拔出时，灵敏电流计的指针________(填“左偏”、“不动”、“右偏”)，此时线圈A与线圈B中电流的绕行方向________(填“相同”或“相反”)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，两平行金属导轨间的距离L=0.4m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B=0.5T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场．金属导轨的一端接有电动势E=6V、内阻r=1Ω的直流电源．现把一个质量m=0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止．导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.75Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s2．已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：（1）导体受到的安培力大小；（2）导体棒受到的摩擦力的大小和方向（3）若感应强度大小和方向可以改变，为了使导体静止在斜面上且对斜面无压力，此处磁场的磁感应强度B′的大小和方向14．（16分）如图（a）所示，足够长的光滑平行金属导轨JK、PQ倾斜放置，两导轨间距离为L=1.0m，导轨平面与水平面间的夹角为θ=30°，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向上，导轨的J、P两端连接阻值为R=3.0Ω的电阻，金属棒ab垂直于导轨放置并用细线通过光滑定滑轮与重物相连，金属棒ab的质量m=0.90kg，电阻r=0.50Ω，重物的质量M=1.50kg，如果将金属棒和重物由静止释放，金属棒沿斜面上滑距离与时间的关系图像如图（b）所示，不计导轨电阻，g=10m/s2。求：（1）t=0时刻金属棒的加速度；（2）求磁感应强度B的大小以及在1.2s内通过电阻R的电荷量；（3）在1.2s内电阻R产生的热量。15．（12分）如图所示斜面的倾角θ＝37°，一个匝数n＝10匝，边长L＝0.1m的正方形线框abcd被固定在斜面上（固定装置图中未画出），e、f分别为ab与dc的中点．在ebcf区域内存在着垂直于斜面向下的匀强磁场，从t＝0时起，撤去固定线框的装置，磁场的磁感应强度按B＝6+2t(T)的规律开始变化．已知线框质量m＝0.2kg，总电阻r＝1Ω，线框与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8．求：（1）线框静止不动时线框中的感应电动势的大小和感应电流的方向；（2）经过多长时间线框开始滑动；（3）在线框保持不动的时间内，通过线框的电量

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】理想变压器的输入功率由输出功率决定，输出电压有输入电压决定；明确远距离输电过程中的功率、电压的损失与哪些因素有关，明确整个过程中的功率、电压关系．理想变压器电压和匝数关系B.发电站输出功率P1和发电站输出电压U1是不变的，k接到1后，升压变压器副线圈匝数n2增多，根据知电压U2升高，所以输电线电压增大，由于输送功率不变，所以电流减小，即电流表示数变小，选项B正确；D.损失功率，电流减小，所以损失功率减小，选项D正确；A.损失电压，电流减小，所以减小，所以最终降压变压器的输出电压变大，电压表测路端电压，电压表示数变大，选项A正确；C.灯泡两端的电压增大，所以灯泡的实际功率在增大，选项C错误。本题选不正确的，故选C。2、C【解析】两个球相互排斥，故一定带同种电荷，A错误；两球相互排斥，根据牛顿第三定律，相互排斥力相等，与带电量无关，BD错误；对左侧小球受力分析，受重力mg，拉力T和静电斥力F，如图所示根据平衡条件，有：，，解得①，再对右侧小球受力分析，同理有②，因，由①②可得，C正确；选C【点睛】两球相互排斥，故带异种电荷，根据牛顿第三定律可知相互排斥力相等，与带电量无关；再根据平衡条件得到排斥力的表达式进行分析3、A【解析】考查带电微粒在电场中的电势能与电场力做功有关，以及决定平行板电容器电容的因素【详解】A．若紧贴A板内侧插入一块一定厚度的金属片，A板也是金属板，两板紧贴相接触，相当为一块金属板，因此，等效于A、B两金属板的间距减小，根据知，减小，变大，两板间电压不变，A、B两金属板间的电场强度变大，带电微粒P受电场力增大，P向上运动，电场力做正功，P的电势能减小，故A正确；B．若紧贴B板内侧插入一块一定厚度的陶瓷片，根据知，，所以电容增大，两板间电压不变，A、B两金属板间的电场强度不变，P保持静止，故B错误；C．若增大A、B两金属板的间距，由A选项知，电容器的电容C变小，由电容器带的电荷量，因不变，所以减小，则有向左的电流通过电阻，故C错误；D．据C选项分析，若增大A、B两金属板的间距，电容器的电容C变小，因不变，A、B两金属板间的电场强度变小，P受电场力减小，P将向下运动，故D错误，故选A．【点睛】平行板电容器电容决定式，，电场强度，电容器电容的定义式，联合应用4、D【解析】A图中位移随时间不发生变化，处于静止状态，故A错误；B图中位移随时间均匀增大，表示物体做匀速直线运动．故B错误；C图中，速度随时间不变，做匀速直线运动．故C错误．D图中v-t图象是倾斜的直线，速度均匀变化，加速度不变，表示物体做匀变速直线运动．故D正确5、B【解析】用右手螺旋定则可知直导线在点产生磁场的方向竖直向下，直导线在点产生磁场的方向水平向右，直导线在点产生磁场的方向竖直向下，根据平行四边形定则可得点的合磁感应强度大小为合磁感应强度方向为右下方，设合磁感应强度方向与水平向右的夹角为，则有故B正确，A、C、D错误；故选B。6、C【解析】根据：解得则电容器两板间的电场强度EA、B两点间的电势差UAB=Essin30°=则电场力对电荷做的功W=qUABC正确，ABD错误。故选C。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、BD【解析】根据右手螺旋定则来判定两直导线在a、b两处的磁场方向，再结合矢量的叠加法则，即可求解【详解】整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为B0，方向垂直于纸面向外，且a、b两点的磁感应强度大小分别为和，方向也垂于纸面向外，根据右手螺旋定则，L1直导线电流，在a、b两点磁场方向垂直纸面向里，大小相等，同理，L2直导线的电流，在a点磁场方向垂直纸面向里，在b点磁场方向垂直纸面向外，但两点的磁场大小相等，依据矢量叠加法则，则有：B0-B2-B1=B0+B2-B1=联立上式，可解得：，故选BD【点睛】考查右手螺旋定则的应用，掌握矢量的合成法则，注意对称位置的磁场大小是相等的8、BD【解析】根据U=Ed结合φ-x图像可求解两边场强的大小；该粒子将在-1cm到0之间电场力做正功，动能增加；该粒子将在0-2cm间克服电场力做功，动能减少，所以该粒子将在-1cm到2cm间作周期性运动；根据牛顿第二定律结合运动公式可求解最大速度和周期.【详解】根据U=Ed结合图像可知：左侧电场强度：；右侧电场强度：；所以x轴左侧电场强度和右侧电场强度的大小之比，沿x轴方向，从－1cm到2cm电场强度在O点两侧都是匀强电场，故A错误，B正确；该粒子将在-1cm到0之间电场力做正功，动能增加；该粒子将在0-2cm间克服电场力做功，动能减少，所以该粒子将在-1cm到2cm间作周期性运动，在-1cm-0之间的加速度，到达O点的速度最大，大小为，用时间；同理从O点到2cm位置的时间，则振动的周期为，故C错误；D正确；故选BD9、BC【解析】回旋加速器粒子在磁场中运动的周期和高频交流电的周期相等．当粒子从D形盒中出来时，速度最大，根据动能表达式求解【详解】回旋加速器中，粒子每经过D型盒狭缝时都被加速一次，加速电场的变化周期等于粒子在磁场中做圆周运动的周期，选项A错误；带电粒子在D形盒内从狭缝间的电场获得能量，选项B正确；根据，则，则增大D形盒的半径R，可以增大粒子从D形盒射出时的动能，与狭缝的宽度无关，选项C正确，D错误；故选BC.【点睛】解决本题的关键知道回旋加速器电场和磁场的作用，知道粒子的最大动能与狭缝的宽度无关，与磁感应强度大小和D形盒的半径有关10、CD【解析】A．由图可知，带电粒子进入匀强磁场B2时向下偏转，所以粒子所受的洛伦兹力方向向下，根据左手定则判断得知该束粒子带正电，故A错误；B．在平行金属板中受到电场力和洛伦兹力两个作用而做匀速直线运动，由左手定则可知，洛伦兹力方向竖直向上，则电场力方向向下，粒子带正电，电场强度方向向下，所以速度选择器的P1极板带正电，故B错误；C．粒子能通过狭缝，电场力与洛伦兹力平衡，则有：qvB1=qE解得故C正确；D.粒子进入匀强磁场B2中受到洛伦兹力而做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得解得：可见，由于v是一定的，B2不变，半径r越大，则越小，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、①.2.200mm②.5.78cm③.R×10【解析】(1)根据螺旋测微器测量规则，由图甲可知，固定刻度尺整数示数是2mm,可动刻度尺刚好是20个小刻度，即0.20mm,螺旋测微器测量时，还有估读数，所以，应读为2.200mm，故该材料的直径为2.200mm，该游标卡尺的游标尺前面部分刻度值被污渍覆盖看不清，可根据游标尺10个刻度的长来确定游标卡尺的零刻线的大约位置，应是5.7cm到5.8cm之间，游标尺有第16个小刻度与主尺上某刻线对齐，游标尺是20分度的，因此游标尺上的读数是16×0.05cm=0.08cm，故该材料长度为5.78cm。(2)为测量尽量准确，电表指针读数应该在中值电阻附近，材料的电阻大约是300Ω，应该选择的欧姆档【点睛】螺旋测微器和游标卡尺的测量规则以及选择欧姆表档位的原则12、①.右偏②.左偏③.相同【解析】(1)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，说明穿过线圈的磁通量增加，电流计指针向右偏，合上开关后，将滑动变阻器的滑片迅速向右移动时，接入电路的电阻变小，电流增大，穿过线圈的磁通量增大，电流计指针将向右偏；(2)将线圈A拔出时,穿过B的磁通量减小，电流表指针向左偏；根据楞次定理的“增反减同”可知此时两线圈中的电流流向相同.【点睛】知道探究电磁感应现象的实验有两套电路，这是正确连接实物电路图的前提与关键．对于该实验，要明确实验原理及操作过程，平时要注意加强实验练习四、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、（1）0.32N（2）0.08N方向沿斜面向下（3）0.625T，方向水平向左【解析】（1）根据闭合电路欧姆定律求出电流的大小，并根据安培力的公式F=BIL求出安培力的大小；（2）导体棒受重力、支持力、安培力、摩擦力处于平衡，根据共点力平衡求出摩擦力的大小；（3）若导体棒静止在斜面上且对斜面没有压力，安培力的方向必须竖直向上，而且大小等于重力，并根据受力平衡来确定磁感应强度的大小和方向【详解】（1）导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路，根据闭合电路欧姆定律有：导体棒受到的安培力：（2）导体棒所受重力沿斜面向下的分力为：由于小于安培力，故导体棒受沿斜面向下的摩擦力根据共点力平衡条件有：代