湖北省武汉市新洲区部分学校2024-2025学年高二年级上册1月期末考试物理试卷（解析版）

2024〜2025学年度上学期期末新洲区部分学校

高中二年级目标检测物理试卷

试卷满分：100分时间75分钟2025.1

一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第

1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对

但不全的得2分，有选错的得0分。

I.新一代人造太阳一中国环流三号，创造了我国可控核聚变装置运行新纪录，技术水平

居国际前列。其核心部件示意如图所示，通过一簇线圈（类似于通电螺线管）产生磁场,

使高温等离子体（含有带正、负电的粒子）在磁场中发生可控核聚变反应。取某处线圈截

面，其电流方向与线圈内的磁场方向关系正确的是（）

等离子体（即各种

粒子的混合体）

真空室

提供磁场

的线圈

【解析】通电螺线管产生磁场，则根据安培定则可知，只有D图中其电流方向与线圈内的

磁场方向关系正确。

故选D。

2.如图所示，橡胶圆环的横截面积S远小于圆环的半径，圆环均匀带电，总的带电量为

%现在使圆环绕过圆心。所在的轴（轴与圆环所在的平面垂直）以某一角速度做匀速转

动，已知圆环上的某个电荷的线速度为v,弧AB对应的弧长为L对应的圆心角为6（用

弧度制来表示的），则圆瓦产生的等效电流为（

Oqv

2TTL7TL

OqvOqv

2L~L

【答案】A

【解析】设圆环运动一周的时间为T,在时间T内通过圆环上任意一横截面S的总电荷

量就是圆环上所带的总电荷量小由电流的定义可得圆环产生的等效电流为

——

由圆弧的几何关系可得圆弧的半径为

r=­

由匀速圆周运动的规律可得

联立解得

则有

27tL

故选A。

3.如图甲，将一个半导体和一个小灯泡串联在电路中，它们的伏安特性曲线如图乙所示,

闭合开关，调节滑动变阻器的滑片到某一个位置时，半导体和灯泡消耗的功率恰好相等，

此时再将滑动变阻器的滑片向左移一些，则滑片移动后（）

A.半导体的功率比灯泡功率大

B.半导体功率变小、灯泡的功率变大

C.半导体和灯泡的功率均变大

D.半导体和灯泡功率仍然相等

【答案】A

【解析】调节滑动变阳器的滑片到某一个侍胃时，半导体和灯泡消耗的功率恰好相等，可

知此时半导体和灯泡的电流和电压均相等，对应图乙中两图线的交点；此时再将滑动变阻

器的滑片向左移一些，可知滑动变阻器接入电路阻值变大，电路电流变小，由乙图可知，

半导体和灯泡的电流和电压均变小，则半导体和灯泡的功率均变小，但半导体的电压大于

灯泡的电压，由于电流相等，所以半导体的功率比灯泡功率大。

故选Ao

4.如图所示，相距为2RH勺竖直平行长直导线通有方向相同、大小相等的恒定电流，两直

导线位于半径为R的圆柱体的侧面上，。。2为圆柱体的轴线，A、B、。为圆柱横截面与

两导线及轴线的交点，直径CO与A3垂直，横截面上有一个导体小圆环且小圆环圆心位

于A3连线上。下列说法正确的是（）

A.O处磁感应强度最大

B.C、。两点处的磁感应强度相同

C.导体小圆环沿着4B直径移动，会产生感应电流

D.导体小圆环以AB为轴转动90。后沿着AB方向移动，移动过程会产生感应电流

【答案】D

【解析】A.用右手定则可判断两导线电流产生的磁场等大反向，合磁场为零，故A错误;

B,装置的俯视图如图所示

因为导线中的电流大小相等，它们在。、。两点产生的磁场的磁感应强度大小相等，由安

培定则及磁场叠加可知，。、。点的磁感应强度等大反向，故B错误；

C.中间连线磁场方向平行于圆平面，故磁通量为零，故c错误；

D.小圆环与直导线平行时，磁场垂直穿过小圆环，移动过程中磁通量变化，故产生感应

电流，故D正确。

故选D。

5.如图甲所示，用金属裸导线制作大小两个圆环，已知大圆半径为R=2m,小圆半径为

r=lm，两圆环接触相切于c点。大圆环上端。、和切点c处留有一非常小缺口。空间

存在着垂直纸面向里的匀强磁场，从，=0时刻起磁感应强度按图乙规律变化，设磁场垂直

纸面向里为正方向。则以下说法中正确的是（）

XxabxX

A.在0~Is过程中，大圆环上。、〃两点电势

B.若将"小缺口闭合，在0〜1S过程中小圆环上有如箭头所示方向的电流

C.若将血小缺口闭合，在/=2s前后瞬间回路中的电流不同

D.在Is3s过程中，将理想电压表正确接在大圆环上的。、〃两点之间，电压表读数为

3O7t（V）

【答案】D

【解析】A.根据楞次定律，在。〜Is过程中，磁感应强度8不断增大，在两环之间区域有

逆时针方向的感应电动势，b点相当于是电源正极，。点相当于是电源负极，（Pa＜（Pb，故

A错误；

B.在O~ls过程中小圆环上的电流方向与箭头所示方向相反，故B错误；

C.在ls~3s内，磁感应弱度的变化率不变，可知在r=2q前后瞬间回路中感应电动势不

变，则电流也不变，故C错误。

D.由法拉第电磁感应定律E=〃包=S=（一1°-1°）兀（2-一1）v=_30兀（V）

N23-1v7

即理想电压表读数为30n（V）,故D正确。故选D。

6.如图所示，电源电动势为E,内阻为，，电压表为理想电表V,平行板电容器的下板板

N接地，当开关S闭合稳定后，两板中间位置Q处有一带负电的粒子恰好静止。%、R2

为定值电阻，滑动变阻器R的滑动触点为P。则（）

4

士IVI------------

V-0•m,q

E,rN————

A.上极板M向下移动时，电容器的电容减小

B.下极板N向下移动时，。点的电势升高

C.触点P向〃端移动时，流经R的电流方向为PfZ?

D.触点P向。端移动时，电容器两板间的粒子将向下运动

【答案】B

【解析】A.根据电容器的决定式有

c二£港

4itkd

上极板M向下移动时，d减小，电容器的电容增大，故A错误；

B.下极板N向下移动时，d增大，根据电路图可知此两端电压不变，则电容器两端电势

差不变，根据

E

"d

可知电场强度减小，则Q点马上极板的电势差

U'=Ed

减小，故Q点的电势升高，故B正确；

CD.触点夕向〃端移动时，电容器电势差与电荷量均不变，没有电流经过R,电容器的

电场强度也不变，粒子不运动，故CD错误；

故选B。

7.如图，倾角为。的光滑绝缘斜面上存在两个带电量完全相同的小球a、b,其中小球。与

一端固定的绝缘轻质弹簧相连，整个系统处于沿斜面向上的匀强电场E中，当》在相

距七处静止时弹簧恰好处于原长。下列说法正确的是（）

A.4、〃均带负电荷

B.小球。的质量等于小球〃的质量

C.若两球带电量均为4,则两小球总质量M总=」练

gsin，

D.若仅增大电场强度E，要使〃、〃再次静止，则二者间距比原来大

【答案】C

【解析】A.小球〃、人带电量完全相同，即〃、〃带同种电荷，对整体受力分析，根据平

衡条件可知，电场力必向上，即〃、b均为正电荷，故A错误；

BC.对两小球整体进行分析，根据平衡条件有

M^gsinO=2qE

对小球〃进行分析有

叫gsin8+人为=qE

对。进行分析有

2

m“gsine=qE+k%

可知

外＞%，％=―

gsin。

故B错误，C正确：

D.若仅增大电场强度E，。、〃再次静止，对〃进行分析有

:，

叫⑥布。十埠一qE

由于电场力gE增大，则点电荷间库仑力增大，间距减小，故D错误。

故选C。

8.我国1958年建成的第一台回旋加速器外观如图所示，图为原理简图。回旋加速器的核

心部分为D形盒，D形盒装在真空容器里，整个装置放在巨大的电磁铁两极之间的磁场

中，磁场可以认为是匀强磁场，且与D形盒底面垂直。两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过

的时间可以忽略不计，狭缝间接一定频率交流电源，其电压为U。设质子从粒子源处进入

加速电场的初速度不计，且加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。现用该回旋加速器

加速某粒子，下列说法正确的是（）

A.交流电源的频率与粒子做圆周运动的频率相同时，粒子每次经过狭缝都被加速

B.将交流电源的电压调大，粒子获得的最大动能将变大

C.将交流电源的电压调大，粒子在磁场中运动的总时间将变小

D.D形盒的半径越大，粒子获得的最大动能越大

【答案】ACD

【解析】A.根据回旋加速器特点可知，当交流电源的频率与粒子做圆周运动的频率相

同时，粒子每次经过狭缝都会被加速，故A正确；

BD.粒子在回旋加速器中做圆周运动，由牛顿第二定律可'得

R

因此粒子具有的动能为

12

Ek=_mv=---------

k22m

可知粒子的最大动能与粒子本身的比荷幺、匀强磁场的磁感应强度4、粒子做圆周运动的

半径R有关，与交流电源的电压U无关，故B错误，D正确;

C.粒子在D型盒的狭缝同做加速运动，由动能定理得

牛顿第二定律可知

qvB=nuo2R-ni

解得粒子每次加速的时间为

qB

而粒子在磁场中运动的总时间

t=nT

因此将交流电源的电压调大，粒子在磁场中运动的总时间将变小，故C正确。

故选ACD。

9.如图所示，导体棒时与定值电阻、金属圆环组成闭合回路，导体棒在垂直纸面向里的

匀强磁场中绕圆环中心顺时针匀速转动。已知磁场的磁感应强度大小为从导体棒的长度

为/、阻值为「，转动的角速度为刃，定值电阻阻值为R,其他部分电阻可忽略不计。下列

说法正确的是（）

XXXX

XXXX

T1-

R

A.导体棒ab上的感应电流方向为b—

B.导体棒岫上的感应电流方向为a—力

c.定值电阻两端的电压为⑴R

2(H+r)

D.定值电阻两端的电压为更辿

R+r

【答案】BC

【解析】AB.导体棒他顺时针转动，运用右手定则时，让磁感线穿过掌心，拇指指向导

体必运动方向，则导体ab上的感应电流方向为a—b,A错误，B正确；

CD.导体棒旋转切割磁感线产生电动势为=

根据闭合电路欧姆定律，定值电阻两端的电压

〃厂RBF①R

U=E------=--------

R+r2(/?+r)

C正确，D错误。

故选BCo

【「点石成金』】本题以导体旋转切割为载体，考查对法拉第电磁感应定律的深度理解，要

求学生能理解旋转中导体平均速度的含义，同时需耍学生对闭合电路欧姆定律熟悉，考查

了学生的物理观念和科学思维。

10.如图所示的直线加速器由沿轴线分布的金属圆板。刃金属圆筒(又称漂移管)A、B、

C、D、E组成，金属圆板和金属圆简分别接在电源的两端。一个质子从圆板。的中心由静

止开始加速，沿中心轴线进入加速耀，质子在金属圆筒内做匀速运动且时间均为r,在金

属圆筒之间的狭缝被电场加速。已知质子电量为e，质量为小，加速时电压U大小相同。

不计质子经过狭缝的时间，不考虑相对论效应，下列说法正确的是()

A.M点电势一直低于N点电势

B.圆筒A、B、C、D、E的长度之比为1：V2:x/3:^:>/5

[2^7

C.质子每经过一次狭缝速度的增加量为

lOUe

D.质子从圆筒E射出时的速度大小为七=

m

【答案】BD

【解析】A.质子从。点由静止开始被加速，此时用点电势高于N点电势；从A筒射出时，

继续被加速，此时M点电势低于N点电势；从4简射出时，还要被加速，此时M点电势再

次高于N点电势，以此类推，可知M点电势和N点电势高低交替变化，故A错误；

B.质子在狭缝中的电场被加速，根据动能定理有相片

解得质子第一次加速后进入圆筒A的速度为M=J—

Vin

[M7

同理可知质子进入圆筒B.C、D、E的速度分别为彩=

由题意可知，质子在金属圆筒内做匀速直线运动的时间均为。则有x=u7ocy

可得圆筒A、B、C、D、E的长度之比为1：后：、万：〃：、后，故B正确；

C.由B选项分析可知，质子由。点到A筒，速度的增加量为Au=匕

r

从A筒射出到进入B筒，速度增加量为Av=v2—\\=

可知说明质子每经过一次狭缝速度的增加量不相等，故C错误:

\OeU

D.由B选项分析可知，质子进入圆筒E的速度为%二,质子在圆筒E做匀速直

Hl

线运动，故质子从圆筒E射出时的速度大小为心二，乎，故D正确。故选BD

二、非选择题：本题共5小题，共60分。

11.（1）探究电磁感应现象应选用如图______（选填“甲”或“乙”）所示的装置进行实验。

（2）在卜面图中中，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏（不通电时指针停在止中

央），则：在图乙中，磁体N极插入线圈A过程中电流表的指针将偏转，（选填“向

左”，“向右”或“不发生”）；在图丙中，导体棒他向左移动过程中，电流表的指针将

（3）在图丁中，R为光敏电阻（光照增强电阻减小），轻质金属环4用轻绳悬挂，与长直

螺线管共轴（A线圈平面与螺线管线圈平面平行），并位于螺线管左侧。当光照减弱时，从

左向右看，金属环A中电流方向为（选填“顺时针”或“逆时针”），金属环A将

（选填“向左”或“向右”）运动。

【答案】（1）甲（2）向左向右（3）顺时针向右

【解析】（1）在电磁感应现象中，感应电流的方向与导体切割磁感线运动的方向和磁感线

的方向有关。探究电磁感应现象的实验装置，只需要有磁场、导体棒、电流表即可，不需

要电源，分析图甲与乙可知，探究电磁感应现象应选用甲图装置进行实验。

（2）"1在图甲中，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏，说明电流从负接线柱流入时,

电流表指针向左偏。在图乙中，磁体N极插入线圈A过程中，线圈A中磁通量向下增大,

根据楞次定律可知感应电流将从电流表负接线柱流入，则电流表的指针将向左偏转；

⑵在图丙中，导体棒岫向左移动过程中，根据右手定则可知感应电流从电流表正接线柱

流入，则电流表的指针将向右偏转。

（3）［1］当光照减弱时，热敏电阻的阻值变大，回路电流减小，螺线管产生的磁场减弱，

穿过金属环A的磁通量向右减小，根据楞次定律可知，从左向右看，金属环A中电流方向

为顺时针；［2］金属环A电流方向为顺时针，而螺线管电流方向为顺时针，根据同向电流相

互吸引，可知金属环将向右运动。

12.小明同学利用铜片、锌片作为电极和家乡盛产的橙子制作了水果电池。通过查阅资

料，了解到水果电池的电动势约为IV,内阻约为IkQ。为了测量这种电池的电动势E和

内阻〃他进行了如下实验。

（1）他用多用电表的“直流电压2.5V”挡粗测水果电池的电动势，如图所示，则由图可知

水果电池的电动势约为V：

（2）下列关于多用电表的使用正确的是________o

A.在不超量程的前提下，量程的选择对实验误差没有影响

B.测水果电池电动势时，电流从红表笔流入多用电表

C.将选择开关打到欧姆挡“X100”可粗测水果电池的内阻

<3）为了尽可能准确地测量“水果电池”的电动势和内阻，实验室除电键和导线外，还有以

卜器材可供选用：

电流表A（量程为0~3OO/A,内阻为300Q）

电压表V（量程为0~3V,内阻约为3kC）

滑动变阻器（最大阻值约为2kQ）

电阻箱（0〜9999C）

他设计了以下实验电路图则量水果电池电动势和内阻，其中最合理的是.

（4）选好实验电路并采集了多组数据，并作出如图所示的图像，则水果电池的电动势为

V和内阻k。。（计算结果均保留2位有效数字）

【解析】（1）该同学用多用电表“直流2.5V”挡测量水果电池的电动势，则在读数时应读取

中间弧线所示表盘的刻度，可知其最小刻度为0.05V,则采取五分之一读法，最小可读到

0.01V,根据表盘指针所示，其读数为0.90V。

（2）A.为了减少误差，实验过程最好让电表的指针在《~量程偏转，故A错误：

33

B测水果电动势时即测直流电压，直流电流从红表笔流入多用电表，故B正确；

C.水果电池有电动势，不可直接测内阻，故C错误。

故选Bo

（3）本实验选用的电流表内阻已知，在电学实验中，已知内阻的电流表可当作电压表使

用。AD选项电压表内阻未知，由于其分流作用，会对实验造成误差，B选项采用滑动变

阻器，无法知道电阻阻值大小，无法列式求得测量水果电池电动势和内阻。所以C选项实

验图最合理。

故选C。

(4)根据该实验原理，结合闭合电路的欧姆定律有

E=/(R+R八+r)

•、、

得-_1=_1/?+—f+▲R

IEEE

结合图像有

111.0—1.4、，

E9-0

匕也=1.4x10,A1

E

可得

E=0.94V

r=1.0A:Q

13.如图所示，质量为加、电荷量为q的带正电的小球用长为L的绝缘细线悬挂在天花板

上，空间存在水平向右的匀强电场，小球静止时位于P点，此时细线与竖直方向的夹角

“=45°,不计小球的大小，重力加速度为g。

(1)求匀强电场的电场强度大小；

(2)小球静止在。点时绳上的拉力大小；

(3)若把小球向右移到与。点等高的位置且细线刚好拉直，由静止释放小球，运动过程

中小球速度最大值是多少？

【答案】(1)巡(2)y/2mg(3),2(&-l)gL

q

【解析】(1)对小球进行受力分析，如图所示

根据受力平衡可得

qE

tana=--

mg

解得匀强电场的电场强度大小为

匕=_mgtana=_mg

qq

(2)以小球为对象

根据受力平衡可得

耳cosa=mg

解得小球静止在P点时绳上的拉力大小为

耳==亚mg

coscr

(3)若把小球向右移到与。点等高的位置且细线刚好拉直，由静止释放小球，小球做圆

周运动，到达P点时速度达到最大，由动能定理得

.1,

nigLcosa-qEL(\-sincz)=—mv~p

解得小球速度最大值为

以=52(及-1)班

14.如图，平面内有区域I和n,其中区域I存在以原点。为圆心的圆形匀强磁场，

区域II存在范围足够大的匀强磁场和匀强电场：电场强度大小为E方向沿y轴负方向；

两区域磁场的磁感应强度大小均为B,方向均垂直坐标中面向里。某带电粒子以速度vo从

M点沿,，轴负方向射入区域I,从N点离开区域I并立即进入区域II,之后沿x轴运动。

已知B=0.05T,M点坐标为(0,0.1),粒子的比荷幺=4xl()6c/kg,不计粒子的重力。

m

（I）求粒子的速度如；

（2）求电场强度E；

（3）某时刻开始电场强度大小突然变为2E（不考虑电场变化产生的影响），其他条件保持

不变，一段时间后，粒子经过P点，P点的纵坐标y=