四川省自贡市2024-2025学年高二上学期1月期末物理试题（解析版）

高级中学名校试题PAGE2025学年高二年级上期期末考试物理试题第I卷（选择题共43分）一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。）1.以下物理量单位正确且属于矢量的是（）A.磁通量（） B.磁感应强度（T）C.电场强度（） D.电势差（V）【答案】B【解析】A．磁通量单位是韦伯（Wb），且磁通量是标量，故A错误；B．磁感应强度的单位是特斯拉（T），磁感应强度既有大小又有方向，是矢量，故B正确；C．电场强度的单位是牛/库（N/C）或伏/米（V/m），不是m/V，且电场强度为矢量，故C错误；D．电势差的单位是伏特（V），但电势差是标量，故D错误。2.对于下列所示的装置，说法正确的是（）A.甲图中，奥斯特利用该实验装置发现了电磁感应现象B.乙图中，两根通电方向相反的长直导线相互排斥，是通过电场实现的C.丙图中，回旋加速器加速带电粒子的最大动能与加速电压无关D.丁图中，不改变质谱仪各区域的电场磁场，击中底片同一位置的粒子一定是同种粒子【答案】C【解析】A．甲图中，奥斯特利用该实验装置发现了电流的磁效应，故A错误；B．乙图中，两根通电方向相反的长直导线相互排斥，是通过磁场实现的，故B错误；C．丙图中，回旋加速器中带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，射出回旋加速器时有可得则带电粒子的最大速度与回旋加速器的半径有关，与加速电压无关，带电粒子的最大动能与回旋加速器的半径有关，与加速电压无关，故C正确；D．丁图中，粒子先加速，设加速电压为，则有在速度选择器中，有在偏转磁场中，有联立，解得可知不改变质谱仪各区域电场磁场，击中底片同一位置的粒子比荷相同，故D错误。故选C。3.静电透镜是电子透镜中的一种，通过静电透镜产生的静电场可使电子束聚焦和成像，被广泛应用于电子器件中（如阴极射线示波管等）。如图所示，虚线为静电透镜产生的电场的等差等势面，某电子仅在电场力的作用下由向运动，其运动轨迹如图中实线所示，是轨迹上的三点，下列说法正确的是（）A.电子在点时受到的电场力方向垂直于等势面斜向下B.电子在点的加速度比在点的加速度小C.电子在点的速度比在点的速度大D.点的电势小于点的电势【答案】B【解析】A．根据曲线运动的条件可知，电子在b点时受到的电场力方向垂直于等势面斜向上，故A错误；B．等差等势面越密，电场强度越大，图像可知a处电场强度小于c处的电场强度，电子在a点的电场力小于在c点的电场力，故电子在点的加速度比在点的加速度小，故B正确；C．电子从b点运动到c点的过程中，电场力方向与速度方向夹角为钝角，电场力做负功，电子在b点的速度比在c点的速度大，故C错误；D．根据电场线的方向与等势面垂直，且电子带负电可知，题图中电场线的方向大体沿右下方，沿着电场线的方向电势越来越低，所以b点的电势大于c点的电势，故D错误。故选B。4.如图所示，水平放置的两平行金属导轨相距，左端接一电阻，磁感应强度的匀强磁场方向垂直于导轨平面向下，一长为的导体棒垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。在外力作用下，使导体棒以的速度水平向右匀速滑动，则以下说法错误的是（）A.棒中感应电动势为B.通过棒中感应电流的大小为C.通过棒中感应电流的方向由流向D.运动后的第内，回路中磁通量的变化量为【答案】C【解析】A．根据法拉第电磁感应定律，ab棒中的感应电动势为故A正确，不符合题意；B．根据闭合电流欧姆定律可知感应电流的大小故B正确，不符合题意；C．右手定则可知感应电流的方向由b到a，故C错误，符合题意；D．运动后的第内，回路中磁通量的变化量为故D正确，不符合题意。故选C。5.如图所示，光滑绝缘的水平桌面上，放置着三个可视为点电荷的带电小球A、B和C，三个小球位于同一直线上，其中B和C固定，带电量分别为-q1和+q2，若未固定的小球A能保持静止，则下列说法正确的是（）A.A可能带负电，q1<q2B.A可能带正电，q1>q2C.A一定带负电，q1=q2D.A一定带正电，q1=q2【答案】A【解析】根据题意可知，若小球A能保持静止，则小球B、C对A的作用力等大，反向，由同种电荷相互吸引，异种电荷相互排斥可知，由于小球B、C带异种电荷，无论A带何种电荷，小球B、C对A的作用力方向都相反，设小球A的带电量为qA，由库仑定律有可得故选A。6.如图所示，矩形边界内有磁场方向垂直纸面向里的匀强磁场，边足够长。现有质量为、电荷量为的不同速率的带正电粒子，从边的中点以垂直于磁场方向进入磁场区域，粒子进入磁场时速度方向与边界夹角均为（为固定夹角），不计粒子重力及粒子间的相互作用，下列说法正确的是（）A.粒子的速度越大，在磁场中运动的时间越长B.粒子在磁场中运动的时间不可能相等C.从边射出的粒子速度小于从边射出的粒子速度D.从边射出的粒子，出射点越靠近点，粒子的速度越大【答案】C【解析】AB．粒子在磁场中做圆周运动，有解得周期、圆周半径分别为、粒子从AE边射出时，对称性可知，无论速度大小，粒子在磁场中扫过的圆心角相同，根据可知，由于为同种粒子，所以T相同，故粒子在磁场中运动时间相同，故AB错误；C．粒子从AB边射出时的圆周半径小于从DC边射出时的半径（可以通过几何关系判断），根据可知从边射出的粒子速度小于从边射出的粒子速度，故C正确；D．从边射出的粒子，出射点越靠近点，粒子做圆周运动半径越小，故粒子速度越小，故D错误。7.自贡市某学校为创建绿色校园，新装了一批节能路灯，如图甲所示。该路灯通过光控开关实现自动控制，电灯的亮度可自动随周围环境亮度的改变而改变。图乙为其内部电路简化原理图，电源电动势为E，内阻为r，保护电阻为R0，且R0>r，Rt为光敏电阻（当环境光照强度增加时，其电阻值减小），L1、L2为两盏路灯。现电路接通，两灯被点亮。当周围环境亮度变亮时，则下列判断正确的是（）A.R0两端电压变小 B.L1灯变暗，L2灯变亮C.电源的总功率不变 D.电源输出功率变大【答案】D【解析】AB．当周围环境亮度变亮时，Rt阻值减小，则外电阻电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可得，干路电流变大，内电压变大，路端电压减小，R0分压变大，两灯泡两端的电压均变小，流过两灯泡的电流均变小，灯泡均变暗，故AB错误；C．电源的总功率为当电流变大时，则电源的总功率变大，故C错误；D．根据电源的输出功率随外电路电阻的变化关系可知，当外电阻与内阻相等时，电源的输出功率最大，由于R0>r，所以随外电阻减小，电源的输出功率不断增大，故D正确。故选D。二、多项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）8.教室的一体机屏幕多为电容屏，具有灵敏度高的特点。电容式触摸屏其原理可简化为如图所示的电路。平行板电容器的上极板为可动电极，下极板为固定电极，为两板间一定点。当用手指触压屏幕上某个部位时，可动电极的极板会发生形变，同时也相当于将板接地，形变过程中，电流表中有从到的电流，则下列判断正确的是（）A.形变过程中，两极板间距离减小，电容器电容变大B.电容器的带电量减小C.直流电源的端为电源正极D.形变过程中，点电势降低【答案】AD【解析】A．根据电容可知两极板间距离d减小，电容器电容变大，故A正确；B．电容器与电源相连，电容器两极板间的电压U不变，根据可知电容C增大，电容器的带电量Q增大，故B错误；C．由于电容器的电荷量增大，电容器充电，由于电流表中有从到的电流，可知c为电源负极，故C错误；D．由于电容器两端电压U不变，根据由于d减小，可知极板间电场强度E增大，A板接地，A板电势为0，由于AB板间电压U不变，所以极板B的电势不变，设P点与极板B的距离为，则有不变，E增大，可知减小，即点电势降低，故D正确。故选AD9.如图所示，空间中有水平向右的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场（图中未画出）。磁感应强度为B。一根长为L且不可伸长的绝缘细绳，一端固定于O点，另一端连着一个质量为m、带电量为q的小球。现将小球拉起直至细绳与电场线方向平行，然后无初速度释放小球。已知当小球摆到最低点左侧时，绳与竖直方向的最大夹角为θ=53°，重力加速度为g，sin53°=0.8，cos53°=0.6。则以下判断正确的是（）A.小球带正电B.小球的重力与其电场力的比值为1:3C.小球到最低点时的速度大小为D.小球经过最低点时，细绳对小球的拉力大小为【答案】AC【解析】A．根据题意可知，小球从初始位置摆到左侧最高点过程中，动能变化量为零，则合外力做功为零，由于重力做正功，所以电场力应做负功，即电场力的方向水平向右，所以小球带正电，故A正确；B．从开始运动到最左端，根据动能定理有所以故B错误；CD．从开始到最低点，根据动能定理有在最低点有解得，故C正确，D错误。故选AC。10.利用电场来控制带电粒子的运动，在现代科学实验和技术设备中有广泛的应用。如图甲所示，真空中的两平行金属板间距为、板长为。、两板间加上如乙图所示的周期性变化电压。在时刻，一质量为、电量为的电子以初速度从两板正中间沿板方向射入电场，并在时刻恰好沿板边缘射出，不计电子重力。下列说法正确的是（）A.电子沿平行于板的方向做变加速运动B.电子从板间射出时的速度大小为C.若电子在时刻射入两板间，将沿平行于板的方向从两板正中间射出D.若电子在时刻射入两板间，射出极板时离上板的距离为【答案】BC【解析】A．电子沿平行于板的方向不受力的作用，做匀速直线运动，故A错误；B．由图乙可知，在时刻进入电场的电子，沿电场方向的分运动，在内向上匀加速运动，在向上匀减速运动，根据对称性可知，在时刻电子的竖直分速度为0；根据周期性可知，在时刻射出电场时的竖直分速度为0，则电子从板间射出时的速度大小为，故B正确；C．若电子在时刻射入两板间，沿电场方向的分运动，在内向上匀加速运动，在向上匀减速运动，在内向下匀加速运动，在内向下匀减速运动，根据对称性可知，在一个周期内，即在内电子沿电场方向的位移为0，时刻竖直分速度为0；由于电子在电场运动的时间为，根据周期性可知，电子在两个周期内沿电场方向的位移为0，时刻竖直分速度为0；则将沿平行于板的方向从两板正中间射出，故C正确；D．在时刻进入的电子刚好在时刻恰好沿板边缘射出，设电子的加速度大小为，则有若电子在时刻射入两板间，则电子在内向上运动的距离为电子在内向下运动的距离为可知电子在一个周期为向上运动的距离为根据周期性可知电子在两个周期内向上运动的距离为则电子射出极板时离上板的距离为故D错误。故选BC。第II卷（非选择题共57分）注意事项：必须使用0.5毫米黑色签字笔在答题卡上题目所指示区域内作答，作图题可先用铅笔绘出，确认后再用0.5毫米黑色签字笔描清楚。答在试题卷上无效。三、实验题（共15分）11.按要求填空：（1）某同学正在学校练习使用游标卡尺，他用50分度的游标卡尺测量一长方体橡皮擦的长度，结果如图所示，则橡皮擦的长度L0=___________mm。（2）接着，该同学组织其实验小组成员开始探究“影响感应电流方向的因素”①如图甲所示，小组成员用试触的方法确定电流方向与电流表指针偏转方向的关系。实验表明，如果电流从正接线柱流入，指针将向右偏转，反之向左偏转。②如图乙所示，小组成员研究了条形磁铁插入、拔出螺线管时，磁铁下方磁场的方向（即原磁场的方向），电流表指针偏转的方向，以及螺线管内产生的感应电流的方向及感应电流的磁场方向，实验现象记录如下：操作N极向下插入N极向上拔出S极向下插入S极向上拔出原磁场（B0）的方向向下向下向上向上原磁场（B0）穿过螺线管的磁通量的增减增大减小增大减小电流表指针偏转的方向左右右左螺线管内感应电流的磁场（B）的方向向上向下向下向上下列判断中正确的是___________；A．感应电流的磁场方向和原磁场方向一定相反B．感应电流的磁场方向和原磁场方向一定相同C．穿过螺线管的磁通量增大时，感应电流的磁场方向和原磁场方向一定相反D．穿过螺线管的磁通量减小时，感应电流的磁场方向和原磁场方向一定相反③根据以上实验探究过程，可以得到结论：影响感应电流方向的因素有___________；A．原磁场的方向 B．磁通量的变化情况C．线圈的匝数 D．磁铁运动的快慢④该小组的同学发现某螺线管线圈的绕线标识模糊，利用已有器材，通过如图丙所示的实验确认其绕线方向。当磁铁N极向下插入线圈时，电流表指针向右偏，则该螺线管线圈的绕线方向是图丁中的___________（选填“a”或“b”）。【答案】（1）41.20（2）CABb【解析】（1）游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和，所以（2）[1]根据表中的实验现象可得出以下结论：穿过螺线管的磁通量增大时，感应电流的磁场方向和原磁场方向一定相反，穿过螺线管的磁通量减少时，感应电流的磁场方向和原磁场方向一定相同。故选C。[2]根据以上实验探究过程可得，影响感应电流方向的因素有原磁场的方向和磁通量的变化情况，与线圈的匝数，磁铁运动的快慢无关。故选AB。[3]根据以上分析可知，当电流表指针向右偏时，说明电流从正接线柱流入，且此时穿过螺线管的磁通量向下增大，则感应电流的磁场方向应向上，根据右手螺旋定则可知，螺线管线圈中的电流方向应为逆时针（从上向下看），所以螺线管的绕线方向是图丁中的b。12.自贡某校科技小组准备精确测量一节干电池的电动势和内阻，并找到以下实验器材：A．灵敏电流计G：量程，内阻；B．定值电阻：阻值为；C．电阻箱：阻值；D．电阻箱：阻值；E．开关；F．导线若干。（1）部分电路图如图甲所示，灵敏电流计需被改装为量程为的电压表。请在虚线框中补全电路的剩余部分，并注明及_______。（2）将调节至适当阻值后，闭合开关，只改变电阻箱的阻值，记录其阻值和灵敏电流计的读数。若认为通过电阻箱的电流即为该电路中的干路电流，根据记录的实验数据作图像，图像的斜率为，纵轴截距为，如图乙所示，可得该电源的电动势为___________，内阻为___________。（用题中所给符号表示）（3）由于没有考虑到改装成的电压表的分流作用，所以电动势的测量值___________（大于、小于或等于）真实值。【答案】（1）（2）（3）小于【解析】（1）灵敏电流计需被改装为量程为的电压表需要串联电阻，串联电阻故灵敏电流计与串联，改装表与并联，电流图如下（2）[1][2]由于不考虑改装表分流作用，根据闭合电路欧姆定律整理得可知图像斜率纵截距联立解得，（3）若考虑改装电压表分流，则有整理得可知图像纵截距则电动势可知测量值小于真实值。四、计算题（本题有3小题，共42分。解答时写出必要的文字说明，方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）13.一列简谐横波沿轴正方向传播，波速为。在传播方向上有两质点，坐标分别为，。波传播到点时开始计时，该点的振动图像如图所示。求：（1）该简谐波的波长；（2）内，质点通过的路程；（3）在何时质点第一次到达正向最大位移处。【答案】（1）2m（2）20cm（3）0.5s【解析】（1）题图可知波的周期，波速，则波长（2）题图可知波的振幅，一个周期内质点通过的路程为4A，故内，质点通过的路程（3）题意易得波第一次传到L点时用时题图可知K质点起振方向向下，所以L质点的起振方向也向下，故质点第一次到达正向最大位移处的时刻联立以上解得14.如图所示，两平行金属导轨弯折成角的两部分，导轨接有电动势，内阻的电源，定值电阻，导轨间距，导轨电阻忽略不计。导轨的竖直部分左侧有一根与其接触良好的水平放置的金属棒，在金属棒所在空间加一竖直向上的匀强磁场（图中仅画出了一根磁感线），金属棒质量，电阻不计。已知导轨竖直部分与金属棒间的动摩擦因数（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），已知重力加速度，，。求：（1）通过金属棒的电流大小；（2）要使金属棒能处于静止状态，则所加的竖直向上的匀强磁场的磁感应强度至少多大；（3）若将竖直向上的匀强磁场以金属棒为轴，逆时针转动至与竖直方向成（此过程保证金属棒静止且与导轨接触良好），此时金属棒恰好处于静止状态，则磁感应强度可能为多大。【答案】（1）1A（2）2T（3）1T或5T【解析】（1）根据