河南省九师联盟2024-2025学年高二上学期11月教学质量检测物理试题（解析版）-A4

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1. 能源是人类活动的物质基础，从某种意义上讲，人类社会的发展离不开能源。下列关于能源的理解正确的是（ ）
A. 根据能量守恒定律可知，人类可利用的能源是取之不尽的
B. 电脑长时间不用时，使其待机比较节能
C. 太阳能电池板是将光能转化为电能
D. 只要能源可利用，开发时不必考虑其他因素
【答案】C
【解析】
【详解】A．能量虽然守恒，但有的资源容易利用，有的资源难以利用，资源短缺成为社会发展的阻碍，因而要合理开发利用，故A错误；
B．电脑长时间处于待机状态，仍会消耗电能，不节能，故B错误；
C．太阳能电池板将光能转化为电能，储存在电池板中，故C正确；
D．能源的开发和利用，必须要同时考虑其对环境的影响，故D错误。
故选C。
2. 随着科技的发展，电磁技术在日常生活中的应用越来越广泛，关于对电磁波的理解，下列说法正确的是（ ）
A. 无线通讯利用电磁波传递信息B. 恒定的磁场周围能产生电磁波
C. 医院的CT检查利用的是红外线的遥感D. 遥控利用的是紫外线的传播能力较强
【答案】A
【解析】
【详解】A．无线通讯利用的是无线电波传递信息，故A正确：
B．恒定的磁场周围不能产生电场，因此恒定的磁场周围不能形成电磁波，故B错误；
C．医院的CT利用的是X射线的穿透能力，故C错误；
D．遥控利用红外线的遥感现象，故D错误。
故选A。
3. 关于能级的跃迁下列说法正确的是（ ）
A. 氢原子处于能量最低的状态时不稳定
B. 氢原子吸收能量跃迁到较高能级时最稳定
C. 氢原子由高能级跃迁到低能级时，向外放出光子的能量等于两能级的能量差
D. 氢原子由高能级跃迁到低能级时，向外辐射的能量可能是连续的
【答案】C
【解析】
【详解】A．氢原子处于能量最低的状态时，其状态最稳定，A错误；
B．氢原子吸收能量跃迁到较高能级时，该能级的氢原子不稳定，会自发的向低能级跃迁，B错误；
C．根据波尔理论可知，氢原子由高能级跃迁到低能级时，向外放出光子的能量等于两能级的能量差，C正确；
D．氢原子由高能级跃迁到低能级时，向外辐射的能量是不连续的，是分立的，D错误。
故选C。
4. 如图所示，水平虚线上方存在垂直纸面向里的磁场，沿水平方向的磁感应强度恒定，沿竖直向上的方向磁感应强度大小逐渐减弱，矩形导线框ABCD垂直磁场方向放置。下列说法正确的是（ ）
A. 导线框向上平移的过程中，导线框中不能产生感应电流
B. 使线框绕AB轴转动的过程中，导线框中能产生感应电流
C. 导线框向右平移的过程中，导线框中能产生感应电流
D. 使导线框绕过C点垂直纸面的轴在纸面内转动的过程中，导线框中不能产生感应电流
【答案】B
【解析】
【详解】A．导线框中能产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生改变。根据磁通量Φ = BS可知，导线框向上平移的过程中，磁感应强度减小，穿过导线框的磁通量逐渐减小，则导线框中能产生感应电流，A错误；
B．使线框绕AB轴转动的过程中，穿过导线框的磁通量在发生改变，则导线框中能产生感应电流，B正确；
C．导线框向右平移的过程中，穿过导线框的磁通量不变，则导线框中不能产生感应电流，C错误；
D．使导线框绕过C点垂直纸面的轴在纸面内转动的过程中，穿过导线框的磁通量在发生改变，则导线框中能产生感应电流，D错误。
故选 B。
5. 如图所示为一簇磁感线，磁感线均为直线，上下两侧的磁感线关于水平磁感线对称，两点关于水平磁感线也对称，两点为磁场中的另外两点。下列说法正确的是（ ）
A. 四点中点的磁场最强
B. 两点的磁感应强度相同
C. 若在点放一小磁针，小磁针静止时N极指向左侧
D. 同一段通电导线分别放在两点，则导线在点所受的作用力较大
【答案】A
【解析】
【详解】A．磁感线的疏密程度反应磁感应强度的大小，磁感线越密磁感应强度越大，所以点的磁场最强，A正确；
B．由对称性可知两点的磁感应强度大小相同，但方向不相同，由于磁感应强度为矢量，则两点的磁感应强度不同，B错误；
C．小磁针静止时N极指向为该点的磁场方向，由图可知点的磁场方向向右，所以在点放一小磁针，小磁针静止时N极指向右侧，C错误；
D．由图可知点的磁感应强度大于点的磁感应强度，同一段通电导线分别放在两点时，由于导线如何放置题中未说明，所以无法确定导线在这两点所受磁场力的大小关系，D错误。
故选 A。
6. 如图所示，两点电荷分别固定在两点，沿轴方向各点的电势随位置坐标的变化规律如图，两点的纵坐标值相同，点为图像的最低点。已知。下列说法正确的是（ ）
A. 两点的点电荷为等量异种电荷，且点的电荷带负电
B. 两点点电荷所带电荷量的绝对值之比为
C. 间电场的方向沿轴的正方向
D. 电子从点沿轴正方向移动到点的过程，电场力先做负功后做正功
【答案】D
【解析】
【详解】AC．根据沿着电场线方向电势逐渐降低，可知之间场强方向沿轴的正方向，之间场强方向沿轴的负方向，则点的点电荷带负电，点的点电荷带正电，故AC错误；
B．由图像的斜率的绝对值表示场强的大小，由图可知，点的场强为零，由点电荷场强的公式以及电场强度的叠加原理可知
又，解得
故B错误；
D．电子在段所受的电场力沿轴的负方向，则电子从到电场力做负功，电子在段所受的电场力沿轴正方向，则电子从到电场力做正功，故D正确。
故选D。
7. 如图所示，直角三角形中∠B = 30°，O为BC边的中点，AC边的长度为L，现在A、B、C三点分别固定电荷量为−2q、−q、+q的点电荷。若使O点的电场强度为零，有两种方案：一是在空间加一匀强电场，二是在AB边的中点F（图中未画出）固定一点电荷，静电力常量为k，下列说法正确的是（ ）
A. 匀强电场方向由C指向A
B. 匀强电场的场强大小为
C. F点的点电荷带负电
D. F点的点电荷所带的电荷量大小为
【答案】D
【解析】
【详解】AB．A点的点电荷在O点产生的电场强度大小为
方向由O指向A，B点的点电荷在O点产生的电场强度大小为
方向由O指向B，C点的点电荷在O点产生的电场强度大小为
方向由O指向B，则B、C两点的点电荷在O点产生的合电场强度大小为
方向由O指向B，根据几何关系可知EA与EBC方向的夹角为120°，将EA与EBC合成，根据矢量叠加可知，O点的合场强大小为
方向由C指向A，欲使O点的合场强为0，方案一中的匀强电场的方向应由A指向C，大小为
故AB错误；
CD．结合上述可知，方案二中，F点固定的点电荷应带正电，设F点的电荷量为q′，由几何关系可得
根据场强公式有
由于
解得
故C错误，D正确。
故选D。
8. 如图所示的电路中，电表均为理想电表，电源的内阻为，已知，当滑动变阻器的滑动触头向左移动少许的过程，两电流表示数变化量的绝对值分别为，流过定值电阻的电流变化量的绝对值为。下列说法正确的是（ ）
A. 电流表的示数增加，电流表的示数减小B.
C. D. 电源的输出功率增加
【答案】AB
【解析】
【详解】A．滑动变阻器的滑动触头向左移动少许，滑动变阻器接入电路的电阻值减小，电路总电阻减小，由闭合回路欧姆定律可知，电流表的示数增加，内电压增大，则路端电压减小，由
可知电流表减小，故A正确；
B．对定值电阻由欧姆定律得
则有
又由闭合电路欧姆定律得
则有
由于，所以
故B正确；
C．由并联电路的特点得
可知流过定值电阻的电流增加，则
故C错误；
D．由于电源的内阻与外电路总电阻的关系未知，所以该过程电源输出功率如何变化不能确定，故D错误。
故选AB。
9. 如图所示为一圆环，圆心为为圆周上的三点，其中连线刚好过圆心，点为弧的三等分点，现将两个通电直导线垂直纸面放在两点，处的电流大小为，方向垂直纸面向里，处的电流大小未知，方向垂直纸面向外。已知通电长直导线在其周围空间某点产生的磁感应强度，其中表示电流强度，表示该点到导线的距离，为常数，导线在处产生磁场的磁感应强度大小为点的磁感应强度方向指向圆心。下列说法正确的是（ ）
A. 导线处的电流大小为
B. 导线在处产生的磁感应强度大小为
C. 处的磁感应强度大小为
D. 点的磁感应强度大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】BC．由几何关系可知
设圆的半径为，则
由安培定则可知导线在处的磁场由指向，磁感应强度大小为
导线在处的磁场由指向，如图所示
又处的磁感应强度方向指向圆心，则处的磁感应强度大小为
导线在处产生的磁感应强度大小为
故B正确，C错误；
A．由题意可知
解得
故A错误；
D．由以上分析可知
则两导线在点产生的磁感应强度大小均为，且方向均竖直向下，所以点的磁感应强度大小为
故D正确。
故选BD。
10. 北京国际风能大会于2024年10月16日至18日在北京盛大举行，关于对风能的利用进行了广泛的探讨，其中风力发电是风能利用的一个重要举措。如图所示为某风力发电的场景，已知风车叶片扫过圆的半径为，其转动时扫过圆的面积为有效面积，风速为（假设风经过叶片后速度减为零），空气的密度为，将风能转化为电能的效率为。则单位时间内（ ）
A. 通过风车叶片的空气质量为
B. 风力发电机产生的电能为
C. 若风速变为，单位时间风车接收的动能为原来的
D. 若风速变为，风力发电机输出的电功率为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．将单位时间通过风车的空气等效为柱体，则单位时间空气柱的长度为
风车的接收面积为
单位时间接收的空气的体积为
单位时间通过风车叶片的空气质量为
解得
故A正确；
B．动能的表达式为
则单位时间通过风力发电机的空气的动能为
单位时间产生电能为
解得
故B错误；
C．由公式
若风速变为，单位时间风车接收的动能为原来的，故C正确；
D．设时间内通过风车叶片的空气质量为
则时间内通过风力发电机的动能为
解得
产生的电能为
风力发电机输出的电功率为
故D正确。
故选ACD。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某实验小组的同学在研究电磁感应现象时，分别设计了如图甲、图乙、图丙所示的电路图，但图丙的电路不完整。
（1）图甲中，导体棒ab向左移动切割磁感线时，灵敏电流计的指针发生了偏转，若将蹄形磁铁上下两极颠倒，导体棒ab向左移动切割磁感线，灵敏电流计的指针______（选填“偏转”或“不偏转”）。
（2）图乙中，下列能使灵敏电流计指针发生偏转的是_____。
A. 条形磁铁向下插入线圈
B. 条形磁铁置于线圈中不动
C. 条形磁铁不动，线圈在条形磁铁的正下方上下运动
（3）图丙电路中的部分导线已连接，请将电路图补充完整______；正确连接电路后，要使电流表的指针发生偏转，下列可行的操作是______。
A．断开开关，线圈A插入线圈B
B．闭合开关，滑动变阻器的滑片P向左快速滑动
C．闭合开关，线圈A和线圈B以相同速度一起向上快速运动
D．闭合开关稳定时，再断开开关瞬间
【答案】（1）偏转 （2）AC
（3） ①. ②. BD
【解析】
【小问1详解】
根据感应电流的产生条件可知，将蹄形磁铁上下两极颠倒，导体棒向左移动切割磁感线时，回路中仍有感应电流产生，则灵敏电流计的指针发生偏转。
【小问2详解】
A．线圈不动，将条形磁铁向线圈中插入线圈，穿过线圈的磁通量增大，电路中有感应电流产生，灵敏电流计指针偏转，故A正确；
B．条形磁铁放在线圈里不动，穿过线圈的磁通量不变，电路中没有感应电流产生，灵敏电流计指针不偏转，故B错误；
C．磁体不动，将线圈上下移动，穿过线圈的磁通量不断变化，电路中有感应电流产生，灵敏电流计指针偏转，故C正确；
故选AC。
【小问3详解】
[1]实物图连接如图：
[2] A．本实验中线圈A与电源相连，通过改变线圈B中的磁通量从而使线圈B产生电磁感应现象，故线圈B应与灵敏电流计相连，电路如图所示；断开开关，线圈A中没有电流，则线圈A周围没有磁场产生，则穿过线圈B的磁通量始终为零，则线圈B中没有感应电流产生，灵敏电流计指针不偏转，故A错误；
B．闭合开关，滑动变阻器的滑片P向左快速滑动，滑动变阻器接入电路的电阻值增大，回路中的电流减小，线圈A周围的磁场减弱，穿过线圈B的磁通量减小，线圈B中有感应电流产生，灵敏电流计指针偏转，故B正确；
C．闭合开关，线圈A和线圈B以相同速度一起向上快速运动，穿过线圈B的磁通量不变，线圈B中没有感应电流产生，灵敏电流计指针不偏转，故C错误；
D．闭合开关稳定时，断开开关瞬间，穿过线圈B的磁通量减为零，则线圈B中有感应电流产生，灵敏电流计指针偏转，故D正确。
故选BD。
12. 某同学设计了如图甲所示的电路完成了电源的电动势和内阻的测量，已知电流表的量程为、内阻为，电压表的量程为、内阻为，电源的电动势约为3V、内阻约为。
（1）请按照电路图甲将图乙中的实物图连线______；
（2）开关S闭合之前，滑动变阻器的滑动触头应位于______（选填“最左端”或“最右端”）；
（3）为了完成测量应将电流表量程扩大到0.6A，则电阻箱的阻值应为______，电压表的量程应扩大到3V，则电阻箱的阻值应为______；
（4）通过改变滑动变阻器的滑动触头，得到了多组电流表和电压表的示数，并利用得到的实验数据描绘了如图丙所示的伏安特性曲线，由图像可知电源的电动势为______V，电源的内阻为______（结果均保留两位有效数字）。
【答案】（1） （2）最左端
（3） ①. 2 ②. 2000
（4） ①. 3.0 ②. 4.2
【解析】
【小问1详解】
根据电路图甲将图乙中的实物图连线，如图所示。
【小问2详解】
为了保护电路，闭合开关前滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处，根据电路图可知，应置于最左端。
【小问3详解】
由电流表的改装原理可知
解得
由电压表的改装原理可知
解得
【小问4详解】
根据电路图，由闭合电路的欧姆定律可得
变形得
结合图像可知
解得
13. 如图所示的直流电路，电表均为理想电表，当电键均闭合时，电压表的示数为，电流表的示数分别为；电键断开时，电压表的示数为5.4V，已知定值电阻，导线的电阻可忽略。求：
（1）定值电阻的电阻值；
（2）电源的电动势和内阻；
（3）电键断开时电源的效率。
【答案】（1），
（2），
（3）
【解析】
【小问1详解】
两电键均闭合时，由欧姆定律得
定值电阻两端的电压为
由于定值电阻并联，则定值电阻两端的电压为
流过定值电阻电流为
则定值电阻的电阻值为
【小问2详解】
两电键均闭合时，外电路的总电阻为
由闭合电路欧姆定律得
电键断开时，电压表的示数5.4V，则回路的总电流为
外电路的总电阻为
由闭合电路欧姆定律得
联立解得
【小问3详解】
电键断开时电源的效率
14. 如图所示，“V”形导轨沿水平方向固定，为的角平分线。在整个空间加竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为，导体棒垂直放置在点，从时刻开始导体棒向右以恒定的速度运动，导体棒始终与垂直且始终保持与导轨有良好的接触，从开始空间的磁感应强度随时间的变化规律为。求：
（1）时穿过闭合回路的磁通量；
（2）到时穿过回路磁通量的变化量；
（3）若开始，欲使回路中没有感应电流产生，写出从开始磁感应强度随时间的变化规律。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
导体棒向右匀速运动，1s内的位移为
有几何关系可知导体棒接在导轨间的长度为
解得
闭合回路围成的面积为
解得
时穿过闭合回路的磁通量大小为
解得
【小问2详解】
导体棒的位移为
由几何关系可知导体棒接在导轨间的长度为
解得
闭合回路围成的面积为
解得
时的磁感应强度为
时穿过闭合回路的磁通量大小为
解得
导体棒的位移为
由几何关系可知导体棒接在导轨间的长度为
解得
闭合回路围成的面积为
时的磁感应强度为
时穿过闭合回路的磁通量大小为
到时穿过回路的磁通量的变化量
【小问3详解】
欲使回路中没有感应电流产生，则穿过回路的磁通量保持不变，即回路中的磁通量始终等于时的磁通量，即为
使时间内导体棒的位移为
时导体棒接在导轨间的长度为
时闭合回路围成的面积为
时穿过回路的磁通量为
欲满足条件，应有
解得
15. 如图所示，半径为的光滑竖直半圆管道固定在光滑水平面上，圆管的内径可忽略，圆管与水平面相切于点，点为圆管最高点，整个空间存在水平向左的匀强电场，电荷量为、质量为、直径略小于圆管内径的小球由水平面上的点静止释放，当时小球运动到点时的速度大小为，重力加速度为。求：
（1）电场强度大小及小球对圆管的最大压力大小；
（2）判断小球能否运动到点，若能，求小球在点的速度；若不能，求小球的最高点到水平面的高度；
（3）若释放点到点的距离为，求小球离开点后的最小动能以及小球第一次落到水平面的点与释放点间的电势差。
【答案】（1）；
（2）
（3）；
【解析】
【小问1详解】
小球由A到的过程中，由动能定理得
又，解得
由以上分析可知
当小球运动到等效最低点M时速度最大，小球对轨道的压力最大，重力和电场力的合力大小为，方向斜向左下方与水平面成，小球由A点到M点的过程中，由动能定理得
由牛顿第二定律得
解得
由牛顿第三定律可知小球对圆管的最大压力为;
【小问2详解】
假设小球能运动到点，则小球在点的速度为0，小球的释放点到点的距离为，则由动能定理得
解得
则小球不能运动到点；又因为小球由到的过程有
所以小球运动的最高点位于之间，假设该点与圆心的连线与水平方向的夹角为，则由动能定理得
解得
小球能达到的最高点与水平面的高度为
【小问3详解】
若改变释放点的位置，小球由释放到点的过程中，由动能定理得
解得
当小球的速度与合力垂直时动能最小，此时小球的速度斜向右下方与水平方向的夹角为，设此时的速度大小为，由斜抛运动规律可得
小球的最小动能为
小球离开点后在竖直方向做自由落体运动，水平方向向右做匀减速直线运动，小球从离开点到落在水平面的时间为
小球在水平方向的位移为
解得
则落地点与释放点间的距离为
则落地点与释放点的电势差为
解得