河北省衡水十三2025届物理高二第一学期期末综合测试试题含解析

河北省衡水十三2025届物理高二第一学期期末综合测试试题注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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、长为L的均匀金属丝总电阻为R，弯成如图所示的圆形闭合导线环，A、B、C、D四点将圆环等分。将A、C两点接入电压恒为U的电源上时，圆环消耗的功率为P。若将A、B两点接入同样的电源上时，圆环消耗的功率为A. B.C. D.2P2、如图所示，电源电动势为E，内阻为r，合上开关S后各电灯恰能正常发光．如果某一时刻电灯L1的灯丝烧断，则()A.L2、L3变亮，L4变暗B.L3变亮，L2、L4变暗C.L4变亮，L2、L3变暗D.L3、L4变亮，L2变暗3、如图所示，甲图中AB是某孤立点电荷的一条电场线，乙图为该电场线上a、b两点的试探电荷所受电场力大小与其电荷量的关系图像，a、b两点的电场强度及电势分别为Ea、Eb和φa、φb。下列判定正确的是（）A.点电荷带正电，在A侧，φa>φb，Ea>EbB.点电荷带正电，在B侧，φa<φb，Ea<EbC.点电荷带负电，在A侧，φa<φb，Ea>EbD.点电荷带负电，在B侧，φa<φb，Ea<Eb4、不断发现和认识新现象，进而理解事物的本性，这是一切科学发展的必由之路。下列说法正确的是A.放射性元素衰变的快慢是由原子所处的化学状态和外部条件决定的B.原子核越大，它的比结合能越大C.电子的发现使人们认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也具有结构D.如果大量氢原子处在n=3的能级，会辐射出6种不同频率的光5、如右图，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，点为半圆弧的圆心，.电荷量相等、符号相反的两个电荷分别置于M、N两点，这时点电场强度的大小为E1；若将N点处的点电荷移至P点，则点的场强大小变为E2.E1与E2之比为()A.1：2 B.2：1C. D.6、矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，下列说法中正确的是（）A.在中性面时，感应电动势最大B.穿过线圈的磁通量为零时，感应电动势也为零C.穿过线圈的磁通量为零时，磁通量的变化率也为零D.在中性面时，通过线圈的磁通量最大二、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，竖直放置的一对平行金属板间的电势差为U1，水平放置的一对平行金属板间的电势差为U2，一电子由静止开始经U1加速后，进入水平放置的金属板间，刚好从下板边缘射出，不计电子重力，下列说法正确的是（）A.增大U1，电子一定打在金属板上B.减小U1，电子一定打在金属板上C.减小U2，电子一定能从水平金属板间射出D.增大U2，电子一定能从水平金属板间射出8、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接的两个D形金属盒．两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场，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．在保持匀强磁场和加速电压不变的情况下用同一装置分别对质子()和氦核()加速，则下列说法中正确的是（）A.质子与氦核所能达到的最大速度之比为l：2B.质子与氦核所能达到的最大速度之比为2：lC.加速质子、氦核时交流电的周期之比为2：lD.加速质子、氦核时交流电的周期之比为l：29、如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1T的匀强磁场中，以导线截面的中心为圆心，半径为r的圆周上有a、b、c、d四个点，已知a点的实际磁感应强度为零，则下列叙述正确的是（）A.直导线中的电流方向垂直纸面向外B.b点的实际磁感应强度为T，方向斜向上，与B的夹角为45°C.c点的实际磁感应强度也为零D.d点的实际磁感应强度跟b点的相同10、如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨，导轨平面与磁场垂直。金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面。现让金属杆PQ突然向左运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是（）A.PQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向B.PQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向C.T具有收缩趋势，PQ受到向右的安培力D.T具有扩张趋势，PQ受到向右的安培力三、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）如图所示，矩形线圈一边长为d，另一边长为a，电阻为R，当它以速度V匀速穿过宽度为L，磁感应强度为B匀强磁场过程中，若L<d，产生的电能为__________，通过导线横截面的电荷量为__________；若L>d，产生的电能为__________，通过导线横截面的电荷量为__________12．（12分）（1）用20分度的游标卡尺测得某小球的直径如下图所示，则小球的直径为d=_______mm（2）用螺旋测微器测金属导线的直径，其示数如下图所示，该金属导线的直径为_____mm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）在电场方向竖直向下的匀强电场中，一个质量为m＝10﹣10kg，带电量为q＝10﹣9c的带电粒子以初速度为v0＝×106m/s垂直射入电场，2s末离开电场时速度与水平夹角为60°（不计粒子重力）．求（1）电场强度的大小.（2）电场力做的功.14．（16分）如图a所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距L=1m，导轨平面与水平面成θ=角，下端连接阻值为R=0.4Ω的电阻．匀强磁场方向垂直于导轨平面向上，磁感应强度为B=0.4T，质量m=0.2kg、电阻R=0.4Ω的金属杆放在两导轨上，杆与导轨垂直且保持良好接触，金属导轨之间连接一理想电压表。现用一外力F沿水平方向拉杆，使之由静止沿导轨开始下滑，电压表示数U随时间t变化关系如图b所示．取g=10m/s2，sin=0.6，cos=0.8求：(1)金属杆在第5s末的运动速率；(2)第5s末外力F的功率；15．（12分）在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失．某小型发电站，输送的电功率为P＝500kW，发电站输出电压为U1＝250V．为减少输送功率的损失，变电站先用一升压变压器将电压升高到U2＝5kV再输出，在这种情况下，用户端获得的电功率为P1＝340kW．所用变压器均为理想变压器．求（1）升压变压器原副线圈的匝数之比为多少？（2）这样输电，效率仍然较低，若想使输电效率提高到98％，又不改变输电线，那么变电应将电压升高到多少向外输电？

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、A【解析】设金属环每一等分的电阻为R，则当A、C点接入电路中时总电阻：R1=R；当AB点接入电路中时总电阻由功率公式P=得到：P2：P1=R1：R2=4：3，又P1=P得到P2=P故选A。2、A【解析】当电灯L1的灯丝烧断后，L2这段电路电阻增大，外电路总电阻R总增大，路端电压U增大，干路电流I减小，由R3不变，故L3变亮；由I4=I-I3知I减小，I3增大，则I4减小，U4=I4R4R4不变，U4减小，则L4变暗；U2=U-U4U增大，U4减小，则U2增大，则L2变亮A.L2、L3变亮，L4变暗，与分析相符，故A正确B.L3变亮，L2、L4变暗，与分析不符，故B错误C.L4变亮，L2、L3变暗，与分析不符，故C错误D.L3、L4变亮，L2变暗，与分析不符，故D错误3、B【解析】AB．根据电场强度的定义：可知图像斜率的物理意义为电场强度，所以：根据点电荷的场强公式：可知点靠近点电荷，所以正电荷应在侧，沿电场线方向电势降低，所以：A错误，B正确；CD．根据上述分析可知负电荷也应在侧，电场强度和电势大小关系：CD错误。故选B。4、C【解析】A．原子核的半衰期与所处的化学状态和外部条件无关，由内部自身因素决定，故A错误；B．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量，则原子核越大，它的结合能越高，但比结合能不一定越大，故B错误；C．电子的发现使人们认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子还能再分，故C正确；D．大量氢原子处在n=3的能级，会辐射出即3种频率光，故D错误。故选C。5、B【解析】由得：；若将N点处的点电荷移至P点，则O点的场强大小变为E2，知两点电荷在O点的场强夹角为1200，由矢量的合成知，得：，B对6、D【解析】在中性面时，感应电动势为零，选项A错误；穿过线圈的磁通量为零时，感应电动势最大，选项B错误；穿过线圈的磁通量为零时，磁通量的变化率最大，选项C错误；在中性面时，通过线圈的磁通量最大，选项D正确.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、BC【解析】设水平金属板长为L，两板间距离为d，电子在加速度电场中，根据动能定理，有eU1=mv2电子在偏转电场中，水平方向有L=vt竖直方向联立三式可得，电子在竖直方向的偏转距离AB．由上式可知，减小U1，可增大偏转距离y，则电子一定打在金属板上，故B正确，A错误；CD．减小U2，可减小偏转距离y，则电子一定能从水平金属板间射出，故C正确，D错误。

故选BC。8、BD【解析】试A、当粒子从D形盒中出来时速度最大，根据，得，根据质子（）和氦核（），则有质子与氦核所能达到的最大速度之比2：1，故A错误，B正确．根据公式．可知，周期与最大速度成反比，即加速质子、氦核时交流电的周期之比1：2．故C错误，D正确．故选BD9、AB【解析】A．由a点合磁感应强度为零知，该电流在a点的磁感应强度方向向左，大小为1T，由安培定则知直导线中的电流方向垂直纸面向外。A正确；B．通电导线在b处产生的磁场竖直向上，根据平行四边形定则可知b点的实际磁感应强度为T，方向斜向上，与B的夹角为45°，B正确；C．通电导线在c处产生的磁场水平向右，所以c点的实际磁感应强度2T，方向向右。C错误；D．通电导线在d处产生的磁场竖直向下，根据平行四边形定则可知d点的实际磁感应强度为T，方向斜向下，与B的夹角为45°，D错误。故选AB。10、AC【解析】AB．PQ突然向左运动，根据右手定则可知，电流方向由P到Q，即闭合回路PQRS中电流沿顺时针方向，又由安培定则可知，回路PQRS中感应电流产生的磁场方向垂直纸面向里，故环形金属线框T的磁通量将变大，由楞次定律可知，T中将产生沿逆时针方向的感应电流，故A正确B错误；CD．线框T的磁能量变大，由楞次定律可知，T有收缩的趋势，以阻碍磁通量的增大，PQ中有由P到Q的电流，由左手定则可知，PQ受到的安培力向右，故C正确D错误。故选AC。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、①.②.③.④.【解析】根据公式E=Blv求出线圈切割磁感线产生的感应电动势，由闭合电路欧姆定律求出感应电流，即可由焦耳定律求出线圈产生的电能，由q=It求解电量【详解】线圈进入磁场的过程中，产生的感应电动势为：E=Bav，由闭合电路欧姆定律得感应电流：，如果：L<d，由焦耳定律得，线圈产生的电能为：，通过导体截面的电荷量为；如果：L>d，由焦耳定律得，线圈产生的电能为通过导体截面的电荷量为12、①.②.【解析】游标卡尺的主尺读数为，游标尺上第3个刻度与主尺刻度对齐，则游标尺读数为，所以最终读数为：；螺旋测微器的固定刻度读数为，可动刻度读数为，所以最终读数为：考点：刻度尺、游标卡尺的使用；螺旋测微器的使用【名师点睛】解决本题的关键掌握游标卡尺和螺旋测微器的读数方法，游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读．螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读四、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）3×105N/C；（2）1800J【解析】（1）根据末速度的方向及运动时间可求加速度，根据牛顿第二定律qE=ma，可求电场强度的大小；（2）不计粒子重力，根据动能定理可求电场力做的功【详解】（1）设加速度为a，垂直电场方向做匀速运动，沿电场方向粒子做匀加速运动，则：代入数据，联立解得：E=3×105N/C（2）v=根据动能定理，电场力做的功W==1800J14、(1)1m/s；(2)0.96W【解析】(1)如图所示可知，在第5s末的电压表示数为0.2V，设此时运动速率为v，由电路特点可知电压表表示的是路端电压，根据闭合电路欧姆定律有根据法拉第电磁感应定律可知，联立解得(2)由图知，U=0.2V时v=1m/s，故由图象可以得出金属棒运动的加速度为对金属杆受力分析，如图根据牛