河南省新乡市大联考2024-2025学年高二上学期1月期末物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE12024—2025学年高二期末（上）测试物理本试卷满分100分，考试用时75分钟。注意事项：1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。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，再选涂其他答案标号。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。4.本试卷主要考试内容：人教版必修第三册，选择性必修第二册。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，只有一项是符合题目要求的。1.关于电学单位，下列说法正确的是（）A.电荷单位是库仑 B.电场强度单位是欧姆C.电压单位是焦耳 D.电流单位是瓦特【答案】A【解析】A．电荷单位是库仑，故A正确；B．电场强度的单位是牛顿/库仑或者伏特/米，故B错误；C．电压单位是伏特，故C错误；D．电流单位安培，故D错误。故选A。2.下列说法正确的是（）A.LC振荡回路中，振荡电流为零时，电场能为零B.LC振荡回路中，振荡电流相邻两次为零的时间间隔就是振荡周期C.电视信号的发射、接收过程为：景物→电信号→电磁波→电信号→图像D.在电磁波接收过程中，把声音信号或图像信号从高频电流中还原出来的过程叫调制【答案】C【解析】AB．LC振荡回路中，振荡电流相邻两次为零的时间间隔等于振荡周期的一半，振荡电流为零时，电容器所带电荷量最大，电场能最大，故AB错误；C．由无线电波的发射、接收过程知，电视信号的发射、接收过程为：景物→电信号→电磁波→电信号→图像，故C正确；D．在电磁波接收过程中，把声音信号或图像信号从高频电流中还原出来的过程叫解调，故D错误。故选C3.如图所示，两根固定的通电长直导线a、b相互垂直，a平行于纸面，电流方向水平向右，b垂直于纸面，电流方向向里，下列说法正确的是（）A.导线a在其正下方导线b处产生的磁场方向垂直纸面向里B.导线b所受安培力方向平行于纸面向上C.导线b所受安培力方向平行于纸面向下D.导线a左半部分所受安培力方向垂直纸面向里，右半部分所受安培力方向垂直纸面向外【答案】A【解析】ABC．根据安培定则可判断出，导线a在其正下方导线b处产生的磁场方向垂直纸面向里，导线b的电流方向向里，导线b沿纸面向外的部分所受安培力方向水平向左，导线b沿纸面向里的部分所受安培力方向水平向右，选项A正确，选项B、C错误；D．由安培定则可知，导线a左侧部分所在处磁场方向斜向右上方，右侧部分所在处的磁场方向斜向右下方，根据左手定则可判断出，导线a左半部分所受安培力方向垂直纸面向外，右半部分所受安培力方向垂直纸面向里，选项D错误。故选A。4.如图甲所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管Q，P和Q共轴，Q中通有变化电流i，电流随时间变化的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（）A.t₁时刻，P有扩张的趋势B.t₂时刻，穿过P的磁通量最大C.t₃时刻，P中无感应电流D.t₄时刻，穿过P的磁通量最小【答案】B【解析】A．当螺线管中电流增大时，螺线管形成的磁场不断增强，因此线圈P中的磁通量增大，根据楞次定律可知线圈P将阻碍其磁通量增大，故线圈P有远离和收缩的趋势，则t₁时刻，P有收缩的趋势，选项A错误；B．当螺线管中电流最大时，螺线管形成的磁场最强，故t₂时刻，穿过线圈P的磁通量最大，选项B正确；CD．t₃时刻，螺线管中电流为零，穿过线圈P的磁通量为零最小，但穿过线圈P的磁通量是变化的，因此此时线圈P中有感应电流，选项CD错误。故选B。5.如图所示，厚度为h、宽度为d的金属导体中通有向右的电流I，磁场方向与导体前表面垂直，在导体上、下表面会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。下列说法正确的是（）A.导体左、右两端间的电势差即为霍尔电压B.金属导体中的正电荷定向移动的方向向右C.金属导体中的自由电荷受到的洛伦兹力的方向向下D.导体上表面的电势低于下表面的电势【答案】D【解析】A．导体左、右两端间的电势差为外电压，霍尔电压为磁场中在洛伦兹力作用下电子移动而产生的电压，为导体上、下表面的电压差，故A错误；B．金属导体中的载流子为电子，带负电，移动方向与电流方向相反，故B错误；CD．根据左手定则知，自由电子所受洛伦兹力方向向上，电子向上偏转，则导体上表面带负电，导体下表面带正电，导体上表面的电势低于下表面的电势，故C错误，D正确。故选D。6.如图所示，电阻R的阻值和线圈L的自感系数都较大，自感线圈的直流电阻不计，A、B是两只完全相同的灯泡，则下列说法正确的是（）A.当开关S闭合时，B灯比A灯先亮B.当开关S闭合时，A灯比B灯先亮C.当电路稳定后断开开关S时，B灯立刻熄灭D.当电路稳定后断开开关S时，A灯立刻熄灭【答案】C【解析】AB．当开关S闭合时，由于电阻R的阻值和线圈L的自感系数都较大，通过L和R的电流很小，A、B两灯一起亮，故AB错误；CD．当电路稳定后断开开关S时，B灯立刻熄灭，因线圈L中会产生自感电动势，阻碍本身电流减小，线圈L和A灯形成闭合回路，所以A灯会闪一下后再逐渐熄灭，故C正确，D错误。故选C。7.如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为原线圈回路中的电阻A与副线圈回路中的负载电阻B的阻值相等。a、b端加一交流电压U=311sin10πt（V）后，则下列说法正确的是（）A.电阻A、B中的电流之比B.电阻A、B两端的电压之比C.电阻B两端的电压表的示数D.电阻A、B消耗的电功率之比【答案】D【解析】AB．电阻两端的电压所以两电阻两端的电压之比等于其电流之比，由于变压器原副线圈的电流比等于匝数的反比，所以选项AB错误；C．由题中表达式知ab两端电压有效值为220V，设副线圈两端的电压为U₂，则根据电压比等于匝数比可知原线圈两端的电压为3U₂，原线圈中电阻的分压为，即解得选项C错误；D．电阻消耗的功率P=I²R所以电阻A、B消耗的电功率之比选项D正确。故选D。二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.如图所示，电源的电动势E=4V，内阻r=1Ω，电阻.当开关同时闭合时，路端电压及通过电源的电流分别为（）A.2V B.1V C.2A D.1A【答案】AC【解析】当开关同时闭合时，并联，其并联电阻阻值为根据闭合电路欧姆定律可知通过电源的电流则路端电压故选AC。9.磁力刹车是游乐场中过山车采用的一种新型刹车装置，比靠摩擦力刹车更稳定。如图所示，这是该新型装置的原理图（从后面朝前看），过山车的两侧装有铜片，停车区的轨道两侧装有强力磁铁，当过山车进入停车区时，铜片与磁铁的相互作用能使过山车很快停下来。下列说法正确的是（）A.磁力刹车应用了电磁驱动B.磁力刹车应用了电磁感应C.过山车的质量越大，它进入停车区时由电磁作用引起的刹车阻力越大D.磁力刹车的过程中动能转化为电能，最终转化成内能【答案】BD【解析】AB．磁力刹车过程会产生涡流，属于电磁感应现象，不属于电磁驱动现象，故A错误，B正确；C．过山车的速度越大，它进入停车区时由电磁作用引起的刹车阻力越大，与过山车的质量无关，故C错误；D．磁力刹车的过程中，铜片穿过磁铁时产生涡流，铜片在磁场中受到安培力作用，阻碍过山车的运动，故磁力刹车的过程中动能转化为电能，最终转化成内能，故D正确。故选BD。10.如图甲所示，一个点电荷Q产生的电场中，Ox坐标轴与它的一条电场线重合，坐标轴上A、B两点的坐标分别为1.0m和10.0m。放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都与x轴的正方向相同，电场力与试探电荷所带电荷量的关系图像如图乙所示，放在A点的电荷带正电，放在B点的电荷带负电。已知静电力常量下列说法正确的是（）A.A点的电场强度的大小为2N/C，方向沿x轴正方向B.B点的电场强度的大小为500N/C，方向沿x轴负方向C.点电荷Q的位置坐标为x=4mD.点电荷Q带负电，其所带电荷量为【答案】BCD【解析】AB．根据电场强度的定义式可知F-q图像的斜率表示电场强度，则A、B两点的电场强度大小分别为由于正电荷在A点所受电场力方向沿x轴正方向，所以EA沿x轴正方向，负电荷在B点所受电场力方向沿x轴正方向，所以EB沿x轴负方向，选项A错误、B正确；CD．由上所述可推知，点电荷Q应位于A、B两点之间，则点电荷Q带负电荷，设点电荷Q的位置坐标为x，则解得x=4m，Q=2×10⁻⁶C选项CD正确故选BCD。三、非选择题：共54分。11.在探究电磁感应现象的实验中。（1）如图甲所示，这是探究电磁感应现象的实验装置。用绝缘线将导体AB悬挂在蹄形磁铁的磁场中，闭合开关后，在下面的实验探究中，关于电流计的指针是否偏转，请填写在下面的空格处。①磁铁不动，使导体AB向上或向下运动，并且不切割磁感线，则电流计的指针________（填“偏转”或“不偏转”）。②导体AB不动，使磁铁左右运动，则电流计的指针________（填“偏转”或“不偏转”）。（2）为判断线圈环绕方向，可将灵敏电流计与线圈L连接，如图乙所示。已知线圈由a端开始绕至b端，当电流从电流计左端流入时，指针向左偏转。①将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏转，俯视线圈，其环绕方向为________（填“顺时针”或“逆时针”）。②当磁铁从图乙中的虚线位置向右远离L时，指针向右偏转，俯视线圈，其环绕方向为________（填“顺时针”或“逆时针”）。（3）如图丙所示，各线路连接完好，线圈A在线圈B中，在开关闭合的瞬间，实验小组发现电流计的指针向左偏一下后又迅速回到中间位置。保持开关闭合，在滑动变阻器的滑片向右移动的过程中，会观测到电流计的指针________（填“向左偏”“向右偏”或“不动”）。【答案】（1）不偏转偏转（2）顺时针逆时针（3）向右偏【解析】（1）[1]磁铁不动，使导体AB向上或向下运动，并且不切割磁感线，不会产生感应电流，则电流计的指针不偏转。[2]导体AB不动，使磁铁左右运动，导体AB会切割磁感线产生感应电流，则电流计的指针会偏转。（2）[1]由楞次定律知感应电流产生的磁场方向向上，感应电流由a经G流向b，再由安培定则知线圈环绕方向为顺时针。[2]由楞次定律知感应电流产生的磁场方向向上，感应电流由b经G流向a，再由安培定则知线圈环绕方向为逆时针。（3）在开关闭合的瞬间，电流计的指针向左偏一下后又迅速回到中间位置，可知当穿过线圈B的磁通量增加时，电流计的指针左偏；保持开关闭合，在滑动变阻器的滑片向右移动的过程中，电阻变大，电流减小，则穿过线圈B的磁通量减小，会观测到电流计的指针向右偏。12.已知一热敏电阻所处环境的温度从10℃升至时，其阻值从几千欧姆降至几百欧姆，某同学利用伏安法测量其阻值随温度变化的关系。所用器材：电源E、开关S、滑动变阻器R（最大阻值为20Ω）、电压表（可视为理想电表）和毫安表（内阻约为100Ω）。（1）实验电路如图甲所示，将热敏电阻置于温度控制室中，记录不同温度下电压表和毫安表的示数，计算出相应的热敏电阻的阻值。若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为5.5V和3.0mA，则此时热敏电阻的阻值为________kΩ（保留两位有效数字）。实验中得到该热敏电阻的阻值R随温度t变化的曲线如图乙所示。由此可得到结论：随着温度升高，热敏电阻的阻值________（填“增大”或“减小”）得越来越________（填“快”或“慢”）。（2）将热敏电阻从温度控制室取出并置于室温下，测得达到热平衡后热敏电阻的阻值为2.2kΩ。结合图乙可知，此时室温为________℃（保留三位有效数字）。【答案】（1）1.8减小慢（2）25.5（25.0~25.8都算对）【解析】（1）[1][2][3]由电路欧姆定律得由题图乙可得到结论：随着温度升高，热敏电阻的阻值迅速减小，进一步升高温度，阻值减小得越来越慢。（2）由题图乙知该电阻的阻值为2.2kΩ，其对应的温度为25.5℃。13.如图所示，质量m=0.1kg、有效电阻R=2Ω的导体棒ab静止在倾角的光滑倾斜导轨上，导轨右端有一电动势E=2V、内阻r=0.5Ω的电源，取重力加速度大小空间存在匀强磁场（未画出），其余电阻不计，导轨间距。求：（1）通过导体棒ab的电流I；（2）匀强磁场的磁感应强度B的最小值。【答案】（1）0.8A（2）0.625T【解析】（1）由闭合电路的欧姆定律得E=（R+r）I解得I=0.8A（2）分析出磁场方向垂直导轨平面向上时，匀强磁场的磁感应强度最小mgsinθ=BIL解得B=0.625T14.法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上，圆盘的半径为r，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触，外电路连接一阻值为R的定值电阻，圆盘发电机的内阻为。俯视圆盘，它顺时针匀速转动的周期为T。圆盘处于方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。（1）请说明圆盘发电机的发电原理；（2）