甘肃省酒泉市2024-2025学年高二上学期1月期末物理试题（含答案）

第第页甘肃省酒泉市2024-2025学年高二上学期1月期末物理试题一、选择题（本题共10小题，共46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，每小题4分；第8~10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．在物理学的发展历程中，首次发现电磁感应现象的物理学家是（）A．牛顿 B．伽利略 C．开普勒 D．法拉第2．电磁波为信息的传递插上了“翅膀”。广播、电视、移动通信等通信方式，使古代人“顺风耳、千里眼”的梦想变成了现实。关于电磁波，下列说法正确的是（）A．电磁波的传播需要介质B．雷达是用γ射线来测定物体位置的设备C．电磁波的波速c、波长λ、频率f的关系为c=λfD．遥控器发出的红外线和医院“CT”中的X射线的波长相同3．一电荷量为2q的负点电荷位于电场中的某点，受到的电场力大小为F，则该点的电场强度E的大小和方向分别是（）A．Fq，方向与F相反 B．FC．Fq，方向与F相同 D．F4．下列说法中正确的是（）A．点电荷是一种理想模型，真正的点电荷是不存在的B．任何带电体，都可以看成是电荷全部集中于球心的点电荷C．球形带电体一定可以视为点电荷D．只有带电球体才可以看成点电荷，其他形状带电体不能看成点电荷5．如图所示，厚薄均匀的长方体金属导体ab、bc的长度之比为3∶2，将C与D接入电压不变的电路中时，通过该导体的电流为I；若换A与B接入原电路中，则通过该导体的电流为（）A．23I B．32I C．6．电荷量为q、速度为v的带电粒子在磁感应强度为B的匀强磁场中运动时，下列图中不正确的是（）A． B．C． D．7．在一电荷量为Q的静止点电荷的电场中，以无穷远处电势为0，则任一点的电势φ与该点到点电荷的距离x的关系为φ=kQx，式中k为静电力常量。现将两个相距为x0处的静止点电荷缓慢移至相距为2A．−2W B．2W C．−3W8．如图，三块相同的蹄形磁体并排放在桌面上，可以认为磁极间的磁场是均匀的，其强弱与磁体的数目无关。将一根直导线水平悬挂在磁体的两极间，导线的方向与磁场的方向（由下向上）垂直。有电流通过时，导线将摆动一定角度，通过摆动角度的大小可以比较导线受力的大小。电流的大小可以由外部电路控制，用电流表测量。分别接通“2、3”和“1、4”，可以改变导线通电部分的长度。关于该实验的说法正确的是（）A．该实验是用来研究电流产生的磁场与电流大小的关系B．在其他条件相同情况下，通入的电流越大，导线摆动的角度也越大C．在电流相同情况下，接通“2、3”比接通“1、4”，导线摆动的角度更大D．在其他条件相同情况下，若换用磁场更强的磁铁，导线摆动的角度会更大9．某同学看到医院里有一些病人的药液快要输完却没有发现，于是回家后设计了一种输液提示器，能在护士站观察到药液量的变化。当袋中药液量减少时，为使电表示数随之减小，符合要求的电路图有（）A． B．C． D．10．在研究平行板电容器所带电荷量Q和两板间的电势差U的关系时，某老师在演示实验中运用电荷均分法确定各次实验中电荷量的关系，并利用采集到的数据，做出了图示甲、乙两个电容器的Q-U关系图像。下列判定正确的是（）A．甲、乙的电容之比为CB．甲、乙的电容之比为CC．若甲、乙两板正对面积和板间绝缘介质均相同，则甲两板的间距较大D．若甲、乙两板的间距和板间绝缘介质均相同，则甲两板的正对面积较大二、非选择题（本题共5小题，共54分）11．某同学用刻度尺测金属丝的长度L，示数如图甲所示.则金属丝的长度L=cm；用螺旋测微器测金属丝的直径d，示数如图乙所示，则金属丝的直径d=mm；他还用多用电表按正确的操作程序测出了它的阻值，测量时选用“×10”欧姆挡，示数如图丙所示，则金属丝的电阻R=Ω.12．“LED”照明技术已经走进我们的生活。某实验小组要精确测定额定电压为3V的“LED”灯正常工作时的电阻，已知该灯正常工作时的电阻大约为500Ω。A．电流表A1（量程为0~0.6A，内阻RA1=0.1Ω）；B．电流表A2（量程为0~1.5mA，内阻RA2=15Ω）；C．定值电阻R1=49.9Ω；D．定值电阻R2=1985Ω；E．滑动变阻器R（0~20Ω）；F．电压表V（量程0~9V，内阻RV=1kΩ）；G．电源E（电动势为12V，内阻不计）；H．开关S。(1)电路原理图如图所示，为了使电表的读数超过三分之一量程，请选择合适的器材，电表1为，电表2为，定值电阻为。（填写器材前的字母编号）(2)写出测量“LED”灯工作时的电阻表达式Rx=（用已知量和测量量的字母表示。若需要用到电流表A1测量，测量值用I1表示；若需要用到电流表A2测量，测量值用I2表示；若需要用到电压表V测量，测量值用U表示）13．如图所示的电路中，R1=3.5Ω，R2=6Ω，R3=3Ω，电压表为理想电表，当开关S断开时，电压表示数为5.7V；当开关S闭合时，电压表示数为3.5V，求电源的电动势和内电阻。14．如图所示，水平放置的两块长直平行金属板a、b相距为d，a、b间加有电压，b板下方空间存在着方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B．一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子(不计重力)，从贴近a板的左端以v0的初速度水平射入匀强电场，刚好从狭缝P处穿过b板进入匀强磁场，最后粒子打到b板的Q处(图中未画出)被吸收．已知P到b板左端的距离为23d，求：(1)进入磁场时速度的大小和方向；(2)粒子在磁场中运动的半径；15．如图所示，质量m=0.02kg的通电细金属杆ab置于倾角θ=37°的平行放置的导轨上，导轨间的距离d=0.2m，杆ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.4，磁感应强度大小B=2T的匀强磁场与导轨平面垂直且方向向下，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：（1）现调节滑动变阻器的触头，为使杆ab静止不动，通过杆ab电流大小的范围；（2）若杆ab中的电流为0.2A，且导轨是光滑的，其他条件不变，则要使ab杆静止，至少要施加一个多大的力？方向如何？

答案解析部分1．【答案】D【解析】【解答】电磁感应现象是指闭合电路中磁通量发生变化时产生感应电流的现象。该现象由英国科学家迈克尔·法拉第于1831年首次通过实验发现并系统研究。牛顿主要贡献在经典力学和万有引力，伽利略是近代物理学奠基人之一（运动学、天文学），开普勒提出了行星运动三定律，均与电磁感应无关，故ABC错误，D正确。故选D。

【分析】重点人物与贡献：1、法拉第（MichaelFaraday）

→1831年通过实验首次发现电磁感应现象（磁生电），并提出了电场线、磁场线等概念。

→相关规律后来由楞次给出方向判断（楞次定律），由纽曼等人给出定量公式（法拉第电磁感应定律）。2、其他选项的领域：牛顿：经典力学、万有引力、光学。伽利略：运动学、实验科学奠基、天文观测。开普勒：行星运动三定律。常考相关人物补充奥斯特——发现电流的磁效应（电生磁）。安培——提出安培定则、分子电流假说。麦克斯韦——建立电磁场统一理论，预言电磁波。赫兹——实验证实电磁波存在。2．【答案】C【解析】【解答】A．电磁波可以在真空中传播，不需要介质。电磁波的传播不需要介质，故A错误；B．雷达通常使用无线电波（微波波段），不是γ射线。γ射线能量高，穿透性强，不适合常规雷达定位，故B错误；C．电磁波的波速c、波长λ、频率f的关系为，这是电磁波波速、波长、频率的基本关系式，对真空或同一介质中的单色波成立，故C正确；D．红外线波长比X射线波长长得多，两者不在同一波段。遥控器发出的红外线和医院“CT”中的X射线的波长不同，故D错误；故选C。

【分析】一、电磁波的基本性质1、传播不需要介质可在真空中传播，速度（真空中）。声波需要介质，电磁波不需要→区分机械波与电磁波的重要考点。2、波速公式关系式：，c：波速（真空中固定为），λ：波长，f：频率同一介质中，频率越高，波长越短。二、电磁波谱及应用

按波长从长到短（频率从低到高）排序：无线电波→微波→红外线→可见光→紫外线→X射线→γ射线

常见应用：无线电波：广播、通信、电视。微波：雷达、卫星通信、微波炉。红外线：遥控器、热成像。紫外线：消毒、荧光效应。X射线：医学透视（CT）、安检。γ射线：癌症治疗、核辐射。3．【答案】B【解析】【解答】电场强度的大小为：，方向判断：负电荷受力方向与电场强度方向相反。若已知受力大小为F，且为负电荷，则电场强度方向与电场力F的方向相反，故ACD错误，B正确。

故选B。

【分析】1、电场强度定义中，q带正负号，力F是矢量。计算大小通常用绝对值，但方向必须根据电荷正负判断：正电荷受力方向与E相同，负电荷受力方向与E相反。

2、易错点：错误认为电场强度方向与受力方向一定相同（只对正电荷成立）。

计算大小时误将电荷量代入而不取绝对值得到​，误选成​的选项。4．【答案】A【解析】【解答】A.点电荷是一个理想化模型，忽略带电体的大小和形状，只保留电荷量这个属性。现实中任何带电体都有大小，故A正确。B.将带电体视为点电荷是有条件的（距离足够远）。对于带电体来说，并非任何情况都可以将电荷看成集中在球心；例如非球对称的带电体，即使距离远，电荷分布不均匀也会影响等效性，故B错误。

C.球形带电体在与所研究问题相关的距离远大于自身尺寸时可以视为点电荷，并不是在任何情况下都可以。例如研究其内部电场就不能视为点电荷，故C错误。

D.任何形状的带电体，只要距离远大于其本身大小，并且电荷分布不影响近似，都可以视为点电荷，不限于球体，故D错误。故选A。

【分析】1、点电荷理想化模型的本质物理学中为了简化问题，抓住主要因素而建立的理想模型（类似质点、光滑平面）。点电荷忽略了带电体的大小、形状、电荷分布细节，只保留其电荷量和位置。关键：真正的点电荷在现实中不存在，它是一种科学抽象。2、将实际带电体视为点电荷的条件决定性条件：带电体本身的尺寸（d）远小于它与其它电荷或研究点之间的距离（r），即。不取决于：带电体本身的绝对大小或电荷量的绝对值，而取决于相对距离。举例：一个半径1米的球体，当研究1000米外的电场时，可视为点电荷；但研究其表面或内部电场时，不能视为点电荷。3、常见错误辨析（对应各选项）电荷分布与“球心”等效：只有均匀带电球体（或球壳）在外部产生的电场才等效于电荷集中在球心的点电荷。非球形或不均匀带电体，即使距离远，其等效中心也不一定是几何中心。形状不是决定因素：任何形状（球体、立方体、不规则体）只要满足，均可视为点电荷。“球形”的误导：球形带电体在外部远场可等效为点电荷，但若距离不远（如在球体表面附近），则不能忽略其大小和电荷分布。5．【答案】D【解析】【解答】设导体前后厚度为d，ab=3l，bc=2l，则RCD=ρ可知RCDRAB故选D。

【分析】1、电阻定律R=ρL/S的应用：

L是沿电流方向的长度，S是与电流垂直的横截面积。2、不同方向接入电路时电阻的变化：

对于长方体，三个方向尺寸不同，不同接法时L和S不同，电阻不同。3、几何尺寸比例计算：

必须正确识别哪种连接对应哪个方向长度，并用已知比例表示面积与长度。4、电流与电阻的反比关系（电压不变时）。5、常见易错点：弄错电流方向对应的长度。横截面积计算错误（比如用了无关的尺寸）。计算比例时混淆分子分母。6．【答案】D【解析】【解答】ABC.根据左手定则，图A、B、C中电荷受洛伦兹力的方向都是正确的，故不符合题意。

D.根据左手定则，D图中受洛伦兹力方向应该垂直纸面向里，故D错误，符合题意。故选D。

【分析】这道题考查的是带电粒子在磁场中运动的受力方向，具体来说：1、洛伦兹力公式及方向判断洛伦兹力公式：，方向由左手定则（正电荷）或右手螺旋（叉积）与电荷符号结合判断。2、左手定则使用方法伸开左手，使拇指与其余四指垂直。正电荷：四指指向速度v方向，磁感线穿过掌心（即掌心对向B的来向），拇指方向即洛伦兹力方向。负电荷：受力方向与正电荷相反，即用左手判断出正电荷受力方向后取反，或者直接用右手判断（四指沿速度方向，拇指为受力方向？不，其实是按叉积)符号决定）。3、题目中四幅图要判断的内容已知q，v，B的方向（图示），要判断它画的洛伦兹力F方向是否正确。7．【答案】C【解析】【解答】将两个相距为x0处的静止点电荷缓慢移至相距为2W=2×kQqx0W'故选C。

【分析】1、点电荷的电势公式，（正Q时φ>0，负Q时φ<0）2、电荷系相互作用能的公式

两个点电荷，相距r时，系统的电势能：推导方式：固定，将从无穷远处（电势能为0）移到距离r处，外力克服电场力做功：，其中​​⇒。此功转化为系统的电势能​。3、缓慢移动（动能不变）时外力做功等于电势能增量8．【答案】B,D【解析】【解答】A．根据题意可知，该实验是用来研究通电导线在磁场中的受力大小与电流大小、导线长度和磁场大小的关系，故A错误；B．在其他条件相同情况下，通入的电流越大，导线受力越大，导线摆动的角度也越大，故B正确；C．在电流相同情况下，接通“2、3”比接通“1、4”导线长度短，导线受力越小，导线摆动的角度也越小，故C错误；D．在其他条件相同情况下，若换用磁场更强的磁铁，导线受力越大，导线摆动的角度也越大，故D正确。故选BD。

【分析】1.安培力的影响因素

安培力公式：，本题中，所以F=BIL。

力的大小与磁感应强度B、电流大小I、导线在磁场中的有效长度L三者成正比。2.实验方法的理解摆动角度反映安培力大小（在偏角较小范围内近似与F成正比）。通过控制变量法，探究B，I，L对安培力的影响：改变外接电源（调节I）；改变接线方式（改变L）；更换磁铁（改变B）。3.电路连接与有效长度的判断接线柱“2、3”与“1、4”对应导线在磁场中不同的有效长度，根据实验设置（三块磁铁并排）可推断：“1、4”接入时，导线穿过所有磁铁的磁场区域，L较长；“2、3”接入时，导线可能只穿过部分磁铁，L较短。这需要学生能结合磁场均匀、磁极间导线受力的物理情景，判断长度变化的影响。4.区分“电流的磁效应”与“磁场对电流的作用”选项A的典型错误：将通电导线在磁场中受力的实验与电流产生磁场的实验（如奥斯特实验）混淆。本题实验显然是磁场对电流的作用（安培力实验），不是探究电流产生磁场的规律。9．【答案】A,C【解析】【解答】A．灯泡与变阻器串联，电流表测电路中的电流。当药液减少时，滑片上移，由于变阻器接入电路的电阻在变大，则电流表的示数减小，故A正确；B．灯泡与变阻器串联，电压表测变阻器的电压。当药液减少时，滑片上移，变阻器接入电路的电阻在变大，根据串联分压原理可知电压表的示数也变大，故B错误；C．灯泡与变阻器串联，电压表测变阻器的电压。当药液减少时，滑片上移，变阻器接入电路的电阻在变小，根据串联分压原理可知电压表的示数变小，故C正确；D．灯泡与变阻器并联，电压表测量电源电压，由于电源电压不变，当袋中药液量减少时，电压表的示数不变，故D错误。故选AC。

【分析】1、动态电路分析滑动变阻器的电阻变化与滑片移动方向的关系，需结合具体接线确定。欧姆定律以及串联分压原理的应用。2、电表测量对象的识别判断电流表测哪部分电流，电压表测哪部分电压。对于并联电路，电压表可能测变阻器电压或电源电压，需注意。3、实际应用与电路设计将实际情境（药液减少→滑片移动→电阻变化）转化为电路中的物理量变化。设计电路时要保证输出信号（电表示数）的变化方向与实际需求一致。4、控制变量与设计意图不同接法下，同一个滑片移动方向可能导致电阻增加或减少，需要逐一分析。符合“药液减少→电表示数减少”的两种典型情况：电阻增大导致电流减小，或者电阻减小导致所测电压减小10．【答案】B,D【解析】【解答】AB．根据平行板电容器所带电荷量与两极板间的电势差关系Q=CU可知Q-U图像的斜率表，示电容器的电容，由图像可得C甲CD．根据C=εS4πkd可知，若甲、乙两板正对面积S和板间绝缘介质ε均相同，由于C甲>C乙，可得电容器两板的间距d甲故选BD。【分析】1、电容器Q−U图像的物理意义公式→图线斜率表示电容C。斜率越大，电容越大。2、电容的决定式平行板电容器电容：或，S：正对面积，d：板间距离：相对介电常数（绝缘介质影响）3、利用斜率比较电容大小从图像可知4、控制变量法分析电容不同的原因若S、相同，则→​⇒​若d、​相同，则→⇒11．【答案】41.00；0.224；90【解析】【解答】刻度尺的最小刻度为1mm，测量值要读到分度值的下一位，则金属丝的长度L=41.00cm；螺旋测微器测金属丝的直径d=0.01mm×22.5=0.225mm欧姆表读数：最终电阻值=指针示数×倍率，金属丝的电阻R=9×10Ω=90Ω

【分析】1.刻度尺读数分度值识别（本题为1mm）。估读原则：测量值要读到分度值的下一位（毫米刻度尺应估读到0.1mm，即0.01cm）。2.螺旋测微器（千分尺）读数主尺：每格0.5mm，注意半毫米刻度线是否露出。副尺（可动刻度）：每格0.01mm，要估读到0.001mm（即读数保留三位小数，单位mm）。公式：读数=主尺刻度（mm，含0.5mm格）+可动刻度读数（×0.01mm）注意：若半毫米刻度线未露出，主尺读数只取整毫米部分。3.多用电表欧姆挡读数选挡：题目已说明选“×10”挡。表盘读数：看最上面的Ω刻度线（不均匀，左边∞，右边0）。最终电阻值=指针示数×倍率。注意：读数时视线垂直于表盘，减小视差。若指针在两个刻度之间，可估读一位（如9.0、9.2等）。4、常见易错点

刻度尺忘记估读，只读到分度值位（如41.0cm错误，应为41.00cm）。单位换算错误或丢失单位。起始端不是零刻度时，没减去初始值（本题未明确，但若尺子从1cm开始，需注意）。螺旋测微器半毫米刻度线判断错误（这是丢0.5mm的常见原因）。不估读或估读位数不对（应到0.001mm）。未检查零点误差（本题未要求修正）。计算结果单位未转换成mm或保留小数位数错误（如0.224mm写成0.224cm）。5、多用电表电阻挡未乘倍率（常见低级错误：读成表盘示数9Ω）。读数时没注意欧姆刻度是不均匀的，导致估读偏差大。测量时手接触表笔金属部分导致人体电阻并联。换挡后忘记欧姆调零（本题假设已调零）。12．【答案】F；B；D；I【解析】【解答】（1）由题意，首先可以判断电表2一定为电流表（若电表2为电压表，则其读数不可能达到量程的三分之一），从而通过与定值电阻的串联来间接获取LED灯两端的电压信息。当LED灯两端电压为3V时，若电表2选择A，则其所在支路的总电阻必须小于或等于15Ω才符合题意，根据器材C、D可知这种情况不可能成立，故电表2应选B。假设当LED灯两端电压达到3V时，电流表A2刚好满偏，则A2所在支路总电阻为R解得R=1985Ω，可见R2刚好满足实验要求，所以定值电阻应选D。当LED灯正常工作时，通过电表1的电流约为I所以电表1不可能为电流表A1，只能是电压表V。LED灯正常工作时，它与定值电阻R2以及电流表A2三者混联电路的等效电阻约为R根据串联分压规律易知此时电压表两端电压为UV=2.5×3V=7.5V＞3V读数超过了量程的三分之一，符合实验要求，故电表1应选F。（2）根据部分电路欧姆定律以及串并联电阻规律可得LED灯工作时的电阻表达式为Rx=量程合适（读数超过1/3量程）。内阻已知时可做精确计算或修正（如本题A2内阻15Ω已知）。2、间接法测电阻当待测电阻与已知内阻电流表并联时，可通过电压表总电压和电流表电流推算。利用已知电阻扩展电压表量程或构成分流支路。3、电路设计思维确定LED正常工作电流电压→选择可匹配的电表。对电流小的表，配大电阻串联构成电压测量支路（类似改装电压表）。4、串并联电路计算与仪表内阻修正电压表内阻、电流表内阻均参与公式推导，不可忽略。掌握“电压表外接+并联已知电阻和电流表支路”的等效电阻算法​​​13．【答案】解：当开关S断开时，R1和R2串联，电压表测量的是路端电压，由全电路的欧姆定律E=U+当开关S闭合时，R3和R2并联R根据闭合电路的欧姆定律E=方程（1）（2）联立解得E=6V，r=0.5Ω【解析】【分析】1、闭合电路欧姆定律，两种形式要熟练转化。2、串并联电阻计算S断开：R1、R2串联。S闭合：R2与R3并联，再与R1串联。3、路端电压与电流的关系

电压表测路端电压（电源正负极之间的电压），理想电压表不分流，故所测电压等于外电路总电压。4、列方程方法

已知两次路端电压，分别写出，然后联立解E，r。5、易错点：混淆路端电压与外电路某电阻电压，

本题电压表直接接在电源两端（一般如此画），测的是整个外电路的端电压，不是某个电阻电压。若误解为是R1或R2的电压，就会列错方程。14．【答案】解：(1)粒子在极板间竖直方向仅受电场力作用，做类平抛运动，如图所示

在竖直方向上有y=水平方向有：v在水平方向上不受力，因此做匀速运动，有：2联立上述公式可解得：v因此粒子进入磁场时速度大小为：v速度与水平方向的夹角为：θ=(2)粒子在磁场仅受洛伦兹力，做半径为的匀速圆周运动，运动轨迹如图，由洛伦兹力提供向心力，有：qvB=m解得：r=23【解析】【分析】一、核心考点1、类平抛运动分析平行板间电场中：水平匀速，竖直匀加速。利用已知水平位移和竖直位移d，求​、、。2、动能定理与能量角度（可选）电场力做功等于粒子动能增量，可直接求v，避免求时间。3、速度合成与方向出电场时的速度大小与方向是衔接磁场运动的关键。4、带电粒子在匀强磁场中圆周运动洛伦兹力提供向心力：，速度为进入磁场时的合速度。5、几何衔接（本题后面可能要求求PQ距离）粒子从P点以进入磁场，经一段圆弧后与b板相碰，需画轨迹，找几何关系。二、常见易错点1、误以为vy​与v0​无关

实际​由U决定，而U可通过类平抛位移求出，最终得到2、代入U时符号混乱

平行板间电压未知，但可用运动学求出​​，此电压用于计算、​。3、磁场中半径公式误用

半径要用进入磁场的合速度，而不是​或。

易错：，少乘2。4、题目后半部分可能要求PQ距离

若要求，需确定磁场中轨迹的圆心角：

进入磁场时速度与水平成45∘15．【答案】（1）解：当电流较大时，导体有向上的运动趋势，所受静摩擦力向下，当静摩擦力达到最大时，磁场力为最大值F1，此时通过ab的电流最大为Imax；同理，当电流最小时，应该是导体受向上的最大静摩擦力，此时的安培力为F2，电流为Imin。正确地画出两种情况下的受力图如图所示，由平衡条件得：对左图F1-mgsinθ-Ff1=0，N1-mgcosθ=0其中Ff1=μN1，F1=BImaxd解得Imax=0.46A对右图F2-mgsinθ+Ff2=0，N2-mgcosθ=0其中Ff2=μN2，F2=BImind解得Imin=0.14A通过杆ab电流大小的范围0.