2024~2025学年河南省南阳市六校高二(上)期中考试物理试卷(解析版)

这是一份2024~2025学年河南省南阳市六校高二(上)期中考试物理试卷(解析版)，共19页。
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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。
一、单项选择题
1. 关于电荷和静电场，下列说法正确的是（ ）
A. 物体所带电荷量可以是任意值
B. 点电荷就是电荷量很小的带电体
C. 一个质子所带的电荷量等于元电荷
D. 电场线是电荷周围客观存在的物质
【答案】C
【解析】A．物体所带电荷量只能是元电荷的整数倍，故A错误；
B．一个带电体是否可以看成点电荷，取决于带电体的形状大小在研究的问题中是否可以忽略不计，与所带电荷量无关，故B错误；
C．一个质子所带的电荷量等于元电荷，故C正确；
D．电场是客观存在的物质，但电场线是人为假想的，实际不存在，故D错误。
故选C。
2. 关于磁通量，下列说法正确的是（ ）
A. 穿过线圈的磁通量越大，表明磁感应强度B越大
B. 线圈的面积S越大，穿过线圈的磁通量越大
C. 将线圈翻转180°，穿过线圈的磁通量一定不变
D. 仅增加线圈的匝数，穿过线圈的磁通量一定不变
【答案】D
【解析】A．线圈面积不变，但线圈与磁场的夹角可以变化；当相互垂直时，磁通量也可以大，故A错误；
B．若线圈与磁场平行，则线圈的面积S越大，穿过线圈的磁通量依然为0，故B错误；
C．将线圈翻转180°，穿过线圈的磁通量与原磁通量互为相反数，故C错误；
D．穿过线圈的磁通量与线圈匝数无关，则仅增加线圈的匝数，穿过线圈的磁通量一定不变，故D正确；
故选D。
3. 如图所示，三个相同的绝缘小球a，b，c(均可看成质点)带上不同的电荷量，放在水平放置的光滑绝缘真空玻璃管内。静止时，a，b间的距离是L，b、c间的距离是2L，三个小球带量分别为qa、qb、qc，下列说法正确的是（ ）
A. 若a带正电，则b可能带正电也可能带负电B.
C. D.
【答案】B
【解析】A．根据同一直线上三个点电荷能处于静止状态，三个电荷的电性关系具有“两同夹异”的特点，则若a带正电，则b带负电，选项A错误；
B．若小球c保持静止，则小球a，b在处形成的场强矢量和为零，有
解得
故B正确；
C．若小球b保持静止，则小球a，c在处形成的场强矢量和为零，有
解得
故C错误；
D．若小球a保持静止，则小球b，c在处形成的场强矢量和为零，有
解得
故D错误；
故选B。
4. 如图所示，水平放置的平行金属板通过开关、滑动变阻器与电源连接，下极板接地，两极板中间固定一个带负电的点电荷。闭合开关稳定后，下列说法正确的是（ ）
A. 下金属板向上移动，点电荷的电势能减小
B. 上金属板向下移动，电荷的电势能减小
C. 滑动变阻器滑片向右移动，点电荷的电势能减小
D. 滑动变阻器滑片向左移动，点电荷的电势能减小
【答案】A
【解析】A．由于电容器与电源相连，所以板间电压保持不变，下金属板向上移动，根据
板间距离变小，可知板间场强变大，带负电的点电荷所处位置与上极板距离不变，则带负电的点电荷所处位置与上极板间的电势差变大，又上极板电势不变，且带负电，所以带负电的点电荷所处位置电势升高，则带负电的点电荷的电势能减小，故A正确；
B．上金属板向下移动，根据
板间距离变小，可知板间场强变大，带负电的点电荷所处位置与下极板距离不变，则带负电的点电荷所处位置与下极板间的电势差变大，又下极板电势不变，所以带负电的点电荷所处位置电势降低，则带负电的点电荷的电势能增大，故B错误；
CD．滑动变阻器滑片向右移动或滑动变阻器滑片向左移动，根据
由于板间电压不变，板间距离不变，则板间场强不变，且带负电的点电荷所处位置与上、下极板间的距离均不变，则带负电的点电荷所处位置电势不变，所以点电荷的电势能不变，故CD错误。
故选A。
5. 如图所示的电路，闭合开关发现两个灯泡都不亮，已知导线没问题且电路中只有一处故障，某同学用多用电表的电压挡检查电路故障，测得UAD=3.0V、UAC=3.0V、UAB=0.0V、UBC=3.0V，由此可以判断出电路的故障可能是（ ）
A. 灯L1断路B. 灯L2断路
C. 灯L2短路D. 开关S断路
【答案】B
【解析】测得UAB=0.0V，说明电源，灯L1，灯L2之间有一处断路；测得UAD=3.0V，说明电源无问题；测得UAC=3.0V，说明灯L1无断路；测得UBC=3.0V，也说明灯L2断路，综上可知，灯L2断路，故选B。
6. 如图所示，一电子以速度进入足够大的匀强电场区域，θ=60°，a，b、c，d，e为间距相等的一组等势面。若电子经过bd等势面时动能分别为6eV和2eV，取=0V，不计电子重力，下列说法正确的是（ ）
A. 电子经过a等势面时电势能为4eVB. 电子刚好可到达e等势面
C. 电子刚好可到达d等势面D. e等势面的电势=4V
【答案】C
【解析】AD．电子经过bd等势面时动能分别为6eV和2eV，则动能减小4eV，电势能增大4eV，根据
可知电势减小4V，取=0V，a，b、c，d，e为间距相等的一组等势面
可知
4V，2V，0，-2V，-4V
电子经过a等势面时电势能为-4eV，故AD错误；
BC．电子经过b等势面时动能为6eV，根据能量守恒定律可知，电子经过a等势面时动能为8eV，则有
eV
电子运动过程中，根据动能定理有
解得
V
由于
V
所以电子刚好可到达d等势面，故C正确，B错误；
故选C。
7. 如图所示，水平放置的足够长平行金属导轨，导轨间距。一根长，质量的导体棒垂直放在导轨上，导体棒的电阻，与导轨间的动摩擦因数。导轨左端接开关、直流电源和滑动变阻器，电源电动势，内阻，整个装置置于匀强磁场中，磁感应强度大小，方向与金属棒垂直、与水平方向的夹角。重力加速度g取10m/s2，，，导轨电阻不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（ ）
A. 滑动变阻器调到，开关闭合瞬间导体棒受到的摩擦力大小为1.92N
B. 滑动变阻器调到，开关闭合瞬间导体棒受到的摩擦力大小为1.72N
C. 滑动变阻器调到闭合开关，导体棒向右做匀加速直线运动
D. 滑动变阻器调到闭合开关，导体棒向左做匀加速直线运动
【答案】C
【解析】AB．开关闭合瞬间，根据闭合电路欧姆定律可得
解得
导体棒受到的安培力为
最大静摩擦力为
由于
故闭合瞬间摩擦力大小为1N，故AB错误；
CD．滑动变阻器调到闭合开关，根据闭合电路欧姆定律可得
解得
导体棒受到的安培力为
方向沿导轨方向水平向右，根据牛顿第二定律可得
可得
故导体棒向右做匀加速直线运动，故C正确，D错误。
故选C。
二、多项选择题
8. 图1中A、B两点是某静电场中一条电场线上的两点，一带正电的粒子从A点由静止释放，仅在静电力作用下沿电场线从A到B的图像如图2所示。关于A、B两点的电势和粒子的电势能，下列说法正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】AC
【解析】由图像可知，从A到B的过程，粒子的速度不断增大，则电场力对粒子做正功，粒子的电势能减小，则有
根据
由于粒子带正电，则有
故选AC。
9. 如图所示，A、B分别为某闭合电路内、外电阻的功率随外电路电阻变化的两条曲线，交点坐标图中已标出。下列说法正确的是（ ）
A. 曲线A是外电阻的功率随外电路电阻变化的曲线
B. 电源的内阻是2Ω
C. 电源的电动势是9V
D. 曲线A与纵轴交点对应的纵坐标是18W
【答案】BD
【解析】A．根据闭合电路欧姆定律可得
内阻消耗的功率为
可知内阻消耗的功率随外阻的增大而逐渐减小，所以曲线A是内电阻的功率随外电路电阻变化的曲线，曲线B是外电阻的功率随外电路电阻变化的曲线，故A错误；
BC．外电阻消耗的功率为
可知当时，外电阻消耗的功率最大，由题图曲线B可知，此时有
解得电动势为
故B正确，C错误；
D．曲线A与纵轴交点对应的纵坐标为
故D正确。
故选BD。
10. 如图所示，在平面直角坐标系的第一象限有两匀强磁场，虚线PQ是两磁场的分界线，且与y轴负方向的夹角为60°，B1=1T、B2=2T。一带负电粒子在P点沿y轴负方向以初速度射入磁场中，粒子的电荷量绝对值，质量，不计粒子重力，下列说法正确的是（ ）
A. 若PQ=80cm，粒子恰好经过Q点
B. 若PQ=80cm，粒子从x轴上OQ之间射出磁场
C. 若PQ=80cm，粒子在磁场中运动的时间为
D. 若PQ=90cm，粒子在磁场中运动的时间为
【答案】BD
【解析】ABC．根据洛伦兹力提供向心力可得
可得
可知粒子在磁场和的轨迹半径分别为
，
根据几何关系可知，粒子每次在磁场和中沿方向运动的距离分别为
，
D．若，粒子的轨迹如图所示
可知粒子从x轴上OQ之间射出磁场，粒子在磁场中运动的时间为
代入数据解得
故AC错误，B正确；
若，粒子的轨迹如图所示
可知粒子恰好经过Q点，粒子在磁场中运动的时间为
代入数据解得
故D正确。
故选BD。
三、非选择题
11. 如图1所示为一多用电表，多用电表上的三个重要部件分别用字母A、B、C标记。测量二极管的正向电阻时操作过程如下：
（1）在使用多用电表前，首先进行的操作应是____________，要调节部件_________（选填“A”“B”或“C”），使多用电表的指针指在表盘最________（选填“左”或“右”）端的0刻度线位置。
（2）测二极管正向电阻时，将选择开关置于欧姆“×10”挡，将红、黑表笔短接并调零后，让多用电表的红表笔与二极管的____________（选填“正极”或“负极”）相接，发现指针偏转角度过大，则该同学应将选择开关置于_________（选填“×1”“×100”或“×1k” ）挡，重新欧姆调零并正确连接，欧姆表读数如图2所示，读出欧姆表的示数为____________。
【答案】（1）机械调零 A 左 （2）负极 ×1 6
【解析】（1）[1][2][3]在使用多用电表前，首先进行的操作应是机械调零，要调节部件A。使多用电表的指针指在表盘最左端的0刻度线位置。
（2）[1]测二极管的正向电阻时，，将选择开关置于欧姆“×10”挡，将红、黑表笔短接并调零后，由于黑表笔与内部电源的正极相连，所以让多用电表的红表笔与二极管的负极相接；
[2][3]发现指针偏转角度过大，可知待测阻值较小，则该同学应将选择开关置于×1挡，重新欧姆调零并正确连接，欧姆表读数如图2所示，读出欧姆表的示数为
12. 某同学在实验室测量一段粗细均匀金属丝的电阻率，可供使用的器材如下：
A.待测金属丝（总阻值约5Ω）
B.电流表A，量程0~0.6A、内阻约0.6Ω和0~3A、内阻约0.3Ω
C.电压表V，量程0~3V、内阻约3kΩ和量程0～15V、内阻约15kΩ
D.滑动变阻器R，总电阻约5Ω
E.直流电源E，电动势3V，内阻不计
F.毫米刻度尺
G.螺旋测微器
H.开关S及导线若干
实验步骤如下：
（1）用毫米刻度尺测出接入电路中金属丝的长度L，再利用螺旋测微器测金属丝直径，示数如图1所示，则金属丝直径的测量值d=__________mm。
（2）为了测量准确，电流表应选___________（选填“0~0.6A”或“0~3A”）量程。
（3）要求电表示数能从零开始尽可能地多测几组数据，首先在图2方框内设计实验电路图，然后再用笔画线代替导线将图3中的实验器材连接起来______。
（4）若通过测量得出，金属丝的长度为L，直径为d，通过金属丝的电流为Ⅰ，对应金属丝两端的电压为U，由此可计算得出金属丝的电阻率=____________（用题目所给字母表示）。
【答案】（1）0385##0.384##0.386 （2）0~0.6A （3）见解析 （4）
【解析】（1）螺旋测微器的精确值为，由图可知金属丝的直径为
（2）待测金属丝约为5Ω，电源电动势为3V，则有
为了测量准确，电流表应选0~0.6A量程。
（3）要求电表示数能从零开始尽可能地多测几组数据，则滑动变阻器应采用分压接法；电压表应选择0~3V量程，由于
可知电流表应采用外接法，则实验电路图如图所示
根据实验电路图，实物连线如图所示
（4）由电阻定律可得
又
联立可得
13. 如图所示为有理想边界的匀强磁场，磁感应强度B0=2×10-4T，磁场边界为直角三角形，AC=20cm，∠C=90°，∠B=30°。A点有一粒子源，沿AC方向射出不同速度的带正电粒子到磁场内，粒子的比荷为，不计粒子的重力。求：
（1）在磁场中运动时间最长且速度最大粒子，在磁场运动的过程中与AB之间的最大距离；
（2）在磁场中运动时间最长粒子的最大速度。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）由洛伦兹力提供向心力可得
可得
粒子在磁场运动的周期为
可知当粒子在磁场中运动轨迹对应的圆心角最大时，粒子在磁场中的运动时间最长；对于在磁场中运动时间最长且速度最大的粒子，轨迹如图所示
粒子轨迹刚好与BC边相切，根据几何关系可得
则在磁场运动的过程中与AB之间的最大距离为
（2）根据
可知在磁场中运动时间最长粒子的最大速度为
14. 如图所示的电路，电动势E=10V，内阻不计，定值由阻R1=6Ω、R2=4Ω、R3=6Ω，电容器的电容C=5×10-6F，电动机的额定电压U0=4V、内阻r=0.5Ω。闭合开关S1、S2，电动机恰好正常工作。求：
（1）电动机的输出功率是多少；
（2）只断开S2，从断开S2到电路重新稳定，流过定值电阳R1的电荷量是多少。
【答案】（1）3.5W （2）C
【解析】（1）闭合开关S1、S2，电动机恰好正常工作，则
V
电流为
A
电动机的输出功率是
W
（2）断开S2前，根据串并联电路规律可知，上极板的电势为
V-4V=6V
下极板电势为
V
上、下极板电势差为
V-4V=2V
断开S2到电路重新稳定，上极板的电势为
V
下极板电势不变，为
V
上、下极板电势差为
根据
解得
C
15. 如图1所示，A、B是竖直放置的平行金属板，AB之间有一个光滑绝缘的玻璃管水平放置，左端刚好接触A板，右端刚好接触B板正中央的小孔。紧邻B板右侧水平放置金属M、N，金属板M、N间的电压变化规律如图2所示，周期为，M、N的间距为d，延长线经过金属饭M、N的中间与足够长竖直挡板PQ的交点为。在位置静止释放一质量为m、电量为的小球，时刻小球刚好到达位置，金属板MN的长度及挡板PQ距金属板M、N右端的距离均为。重力加速度为g，。求：
（1）小球到O2位置时的速度大小（用g、d表示）；
（2）小球从金属板M、N间射出时速度方向与水平方向夹角的正切值；
（3）小球撞击挡板的位置距O3的距离。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）根据题意可知，小球在光滑绝缘的玻璃管中运动，由动能定理有
解得
（2）时刻小球刚好到位置，然后以速度水平进入B板右侧水平放置金属M、N间，水平方向做匀速直线运动，射出时水平速度是
设在竖直方向上，时间内加速度大小为，时间内加速度大小为，由牛顿第二定律有
，
解得
，
方向向上，方向向下，小球在金属板M、N之间运动的时间
射出时竖直方向上的速度为
射出时的速度方向与水平方向夹角的正切值
（3）小球在偏转电场中竖直方向位移
小球从金属板M、N的中间射出后，水平方向做匀速直线运动，从射出到撞击挡板的时间
射出后，竖直方向只受重力，加速度
竖直方向的位移为
所以小球撞击挡板的位置距的距离为。