高二第二学期期末考试物理试题

高二第二学期期末考试物理试题一、引言本试题依据国家普通高中物理课程标准及相关教学大纲要求，针对高二学生第二学期所学物理知识进行综合考查。旨在全面检测学生对电磁学核心概念、基本规律的理解与应用能力，以及分析问题和解决问题的综合素养。试题注重基础，强调能力，力求体现科学性、严谨性与导向性，希望能对学生阶段性学习成果进行有效评估，并对后续教学工作提供有益参考。二、试题内容（一）选择题（本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1-5题只有一项符合题目要求，第6-8题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）1.关于电场强度，下列说法正确的是（）A.电场中某点的电场强度与试探电荷所受的电场力成正比B.电场中某点的电场强度方向与正试探电荷在该点所受电场力的方向相同C.由公式E=kQ/r²可知，点电荷电场中某点的电场强度与场源电荷电荷量Q成正比，与该点到场源电荷距离r的平方成反比D.电场线越密集的地方，电场强度越小2.如图所示，平行板电容器与电源相连，两板间有一带电油滴恰好处于静止状态。现将电容器两板间的距离增大一些，则在距离增大的过程中（）（此处应有示意图：平行板电容器水平放置，上板接电源正极，下板接电源负极，油滴悬于其间）A.油滴将向上运动B.电容器的电容增大C.极板上的电荷量将减少D.两板间的电场强度将增大3.关于电源的电动势，下列说法正确的是（）A.电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量B.电动势的大小等于电源两极间的电压C.电动势的单位与电势差的单位不同D.同一电源接入不同的电路，电动势会发生变化4.如图所示，闭合矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的对称轴OO'匀速转动，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，则在一个周期内，线圈中感应电流的变化情况是（）（此处应有示意图：一个矩形线圈abcd，绕垂直于纸面的轴OO'转动，磁场方向垂直纸面向里或向外）A.大小不断变化，方向不变B.大小不断变化，方向周期性变化C.大小不变，方向不变D.大小不变，方向周期性变化5.下列关于电磁感应现象的说法中，正确的是（）A.只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就一定有感应电流产生B.闭合电路中的感应电流的磁场总是与引起感应电流的原磁场方向相反C.闭合电路中感应电动势的大小与穿过电路的磁通量的变化量成正比D.电磁感应现象中，机械能转化为电能6.（多选题）关于磁场和磁感线，下列说法正确的是（）A.磁感线是真实存在的曲线，它从磁铁的N极出发，终止于S极B.磁场中某点的磁感应强度方向，就是放在该点的小磁针静止时N极所指的方向C.磁感线的疏密程度表示磁场的强弱D.沿磁感线方向，磁场的磁感应强度逐渐减弱7.（多选题）如图所示，光滑水平面上，两根足够长的平行金属导轨MN、PQ相距为L，导轨电阻不计，导轨间存在垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。金属棒ab、cd垂直于导轨放置，其电阻分别为R和2R，两棒均可沿导轨无摩擦滑动。现给ab棒一个水平向右的初速度v₀，则在运动过程中（）（此处应有示意图：两条平行导轨水平放置，其间有垂直向下的磁场，导轨上垂直放置ab、cd两根金属棒）A.ab棒和cd棒最终将以相同的速度匀速运动B.回路中产生的总焦耳热等于ab棒初动能的一半C.通过ab棒的电荷量与通过cd棒的电荷量相等D.安培力对ab棒做的功与安培力对cd棒做的功之和为零8.（多选题）某同学对电学实验进行总结，下列说法中正确的是（）A.用伏安法测量电阻时，若待测电阻的阻值远大于电流表内阻，应采用电流表内接法以减小误差B.用伏安法描绘小灯泡的伏安特性曲线时，滑动变阻器应采用分压式接法C.测量电源电动势和内阻时，为了减小实验误差，应选择内阻较小的电压表和内阻较大的电流表D.使用多用电表欧姆档测量电阻时，每次更换倍率后都需要重新进行欧姆调零（二）实验题（本题共2小题，共18分）9.（8分）某实验小组要测绘一个标有“3.8V，0.3A”小灯泡的伏安特性曲线，实验室提供的器材如下：电源E：电动势4.5V，内阻不计；电压表V：量程0~5V，内阻约为5kΩ；电流表A：量程0~0.6A，内阻约为0.5Ω；滑动变阻器R：最大阻值20Ω，额定电流1A；开关S及导线若干。（1）为了使小灯泡两端的电压能够从0开始连续调节，且能准确测量，实验中滑动变阻器应采用___________（选填“分压式”或“限流式”）接法，电流表应采用___________（选填“内接法”或“外接法”）。（2）请在虚线框内画出实验电路图。（此处应有虚线框用于画电路图）（3）根据实验得到的数据，画出了该小灯泡的伏安特性曲线如图所示（图略）。由图线可知，随着小灯泡两端电压的增大，其电阻___________（选填“增大”、“减小”或“不变”），产生这种现象的原因是____________________________________。10.（10分）某同学利用如图所示的装置测定一节干电池的电动势E和内阻r。（此处应有示意图：一个电路图，包含电源、开关、滑动变阻器、电流表A、电压表V，其中电压表并联在电源两端，电流表测量干路电流）（1）实验中，该同学进行了多次测量，记录了多组路端电压U和相应的电流I的数据。根据这些数据，在U-I坐标系中描点并拟合得到一条直线。则由图象可得，电源电动势E=___________V（保留两位有效数字），内阻r=___________Ω（保留两位有效数字）。（说明：此处原题应配有U-I图像，假设图像与纵轴交点为1.50V，与横轴交点为0.60A，则可据此计算）（2）由于电压表的分流作用，会导致实验测量值与真实值存在偏差。则电动势的测量值E测___________真实值E真（选填“大于”、“小于”或“等于”），内阻的测量值r测___________真实值r真（选填“大于”、“小于”或“等于”）。为了减小这种系统误差，该同学将实验电路改为如图所示（图略，应为将电压表并联在滑动变阻器和电流表两端的改进电路），请简述改进后是如何减小误差的：________________________________________________________。（三）计算题（本题共3小题，共44分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，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。）11.（12分）如图所示，在真空中有一水平向右的匀强电场，电场强度大小E=1.0×10³N/C。在电场中某点O处有一质量m=0.1kg、电荷量q=+1.0×10⁻³C的带电小球，以初速度v₀=2m/s竖直向上抛出，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s²。求：（此处应有示意图：一个点O，有一带电小球，标有竖直向上的初速度v₀，整个空间有水平向右的匀强电场E）（1）小球在运动过程中的最大高度H；（2）小球从抛出到再次回到与O点同一水平高度处所用的时间t；（3）小球回到与O点同一水平高度处时的速度大小v。12.（14分）如图所示，两平行金属板A、B水平放置，板间距离d=0.2m，板长L=0.4m。板间存在水平向右的匀强电场，电场强度E=5.0×10³N/C。在金属板右侧，有一垂直于纸面向里的匀强磁场，其左边界与金属板右端相距为L，磁场的磁感应强度B=0.5T，磁场区域足够大。现有一带电粒子（不计重力）以初速度v₀=1.0×10⁴m/s沿两板中线OO'垂直于电场方向射入板间，恰好从A板右边缘M点离开电场，之后进入磁场。求：（此处应有示意图：水平放置的A、B两金属板，A在上，B在下，板间有水平向右的电场。粒子从左侧中线处垂直电场入射，从A板右边缘M点射出，之后进入右侧相距L处的垂直向里的匀强磁场）（1）该粒子的电荷量与质量之比（比荷）；（2）粒子进入磁场时的速度大小和方向；（3）粒子在磁场中运动的轨道半径。13.（16分）如图所示，足够长的光滑平行金属导轨固定在倾角θ=30°的绝缘斜面上，导轨间距L=1m，导轨上端连接一个阻值R=2Ω的定值电阻。导轨所在空间存在垂直于斜面向上的匀强磁场，磁感应强度大小B=1T。一质量m=0.2kg、电阻r=1Ω的金属棒ab垂直于导轨放置，现由静止释放，金属棒沿导轨下滑过程中始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨电阻，重力加速度g取10m/s²。求：（此处应有示意图：一个倾角为θ的斜面，上面固定平行导轨，导轨上端接电阻R，导轨间有垂直斜面向上的磁场，金属棒ab垂直放在导轨上）（1）金属棒下滑的最大速度vₘ；（2）金属棒从静止开始下滑到达到最大速度的过程中，通过电阻R的电荷量q=0.5C，求此过程中电阻R上产生的焦耳热Q；（3）在金属棒达到最大速度后，若突然将磁场方向变为垂直于斜面向下，大小不变，求此时金属棒的加速度a。三、参考答案与评分标准（一）选择题（每小题6分，共48分）1.B2.C3.A4.B5.A6.BC7.AC8.ABD(选对但不全得3分，有错选不得分)（二）实验题（共18分）9.（8分）（1）分压式（2分），外接法（2分）（2）电路图（2分）（分压式，电流表外接）（3）增大（1分），小灯泡的电阻随温度的升高而增大（1分）10.（10分）（1）1.5（2分），2.5（2分）（根据假设图像得出，具体数值应与所给图像匹配）（2）小于（1分），小于（1分）。改进后，电压表测量的是路端电压，电流表测量的是流过电源的电流与流过电压表的电流之差，当电压表内阻远大于电源内阻和滑动变阻器电阻时，流过电压表的电流可忽略不计，从而减小了系统误差。（4分，意思对即可）（三）计算题（共44分）11.（12分）解：（1）小球在竖直方向做竖直上抛运动，竖直方向初速度v₀y=v₀=2m/s。最大高度H=v₀y²/(2g)=(2)²/(2×10)=0.2m（3分）（2）小球在竖直方向上，从抛出到回到原水平高度，位移为零。由y=v₀yt-½gt²=0解得t=2v₀y/g=2×2/10=0.4s（3分）（3）水平方向，小球受电场力F=qE，做匀加速直线运动。加速度aₓ=F/m=qE/m=(1.0×10⁻³×1.0×10³)/0.1=10m/s²（2分）水平速度vₓ=aₓt=10×0.4=4m/s（1分）竖直速度vᵧ=v₀y-gt=2-10×0.4=-2m/s（1分）回到原水平高度时速度大小v=√(vₓ²+vᵧ²)=√(4²+(-2)²)=√20=2√5m/s≈4.47m/s（2分）12.（14分）解：（1）粒子在电场中做类平抛运动。水平方向：L=v₀t（1分）竖直方向：d/2=½at²（1分）加速度a=qE/m（1分）联立解得q/m=(dv₀²)/(EL²)（1分）代入数据：q/m=(0.2×(1.0×10⁴)²)/(5.0×10³×(0.4)²)=2.5×10⁶C/kg（2分）（2）粒子离开电场时，水平方向速度v₀x=v₀=1.0×10⁴m/s（1分）竖直方向速度vᵧ=at=(qE/m)t=(qE/m)(L/v₀)=(2.5×10⁶×5.0×10³×0.4)/1.0×10⁴=5.0×10³m/s（2分）进入磁场时速度大小v=√(v₀²+vᵧ²)=√((1.0×10⁴)²+(5.0×10³)²)=√1.25×10⁸=(5√5)×10³m/s≈1.12×10⁴m/s（2分）设速度方向与水平方向夹角为θ，tanθ=vᵧ/v₀=5.0×10³/1.0×10⁴=0.5，θ=arctan(0.5)（1分，方向描述正确即可）（3）粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力：qvB=mv²/r（1分）轨道半径r=mv/(qB)=v/((q/m)B)=(5√5×10³)/(2.5×10⁶×0.5)=(5√5×10³)/(1.25×10⁶)=(4√5)×10⁻³m≈8.94×10⁻³m（2分）13.（16分）解：（1）金属