安徽省滁州市定远县2024-2025学年第一学期高二物理期末考试物理试题（A）

这是一份安徽省滁州市定远县2024-2025学年第一学期高二物理期末考试物理试题（A），共11页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.某同学在学习了静电场及其应用后，归纳整理了如下笔记，其中错误的是( )
A. 带电的云层接近建筑物时，避雷针上会出现相反的电荷并通过尖端放电向大气释放这些电荷以达到避免雷击的目的
B. 电场强度的定义式E=Fq适用于任何电场
C. 当带电体之间的距离比它们自身的大小大得多，带电体的形状、大小及电荷量分布对它们之间作用力的影响可以忽略时，将带电体看作点电荷采用了“等效法”
D. 电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，其在数值上等于使电容器两极板间电势差为1V时电容器所带的电荷量
2.下列说法正确的是
A. 小磁针正上方的直导线与小磁针平行，当导线中通有如图甲所示的电流时，小磁针的N极将会垂直纸面向外转动
B. 如图乙所示，两条通电导线之间的相互作用是通过电场产生的
C. 如图丙所示，ABC构成等边三角形，若两通电导线A、B在C处产生磁场的磁感应强度大小均为B0，则C处磁场的合磁感应强度大小是 3B0
D. 如图丁所示，一矩形线框置于磁感应强度为B的匀强磁场中，线框平面与磁场方向平行，线框的面积为S，则此时通过线框的磁通量为BS
3.电容器是一种重要的电学元件，在电工、电子技术中应用广泛。使用图甲所示电路观察电容器的充、放电过程。电路中的电流传感器与计算机相连，可以显示电路中电流随时间的变化。图甲中直流电源电动势E=8V，实验前电容器不带电。先使S与“1”端相连给电容器充电，充电结束后，使S与“2”端相连，直至放电完毕。计算机记录的电流随时间变化的i−t曲线如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 阻值R1大于R2
B. 阴影部分的面积S1和S2肯定不相等
C. 计算机测得S1=1203mA⋅s，则该电容器的电容约为0.15F
D. 图像阴影为i−t图线与对应时间轴所围成的面积，表示电容器的能量
4.如图所示，电源的电动势E不变，内阻r=1 Ω，定值电阻R1=R2=1 Ω，滑动变阻器R3的最大值为6 Ω，下列说法正确的是
A. R1消耗的功率最大时，R3为0 ΩB. R2消耗的功率最大时，R3为6 Ω
C. 电源的输出功率最大时，R3为6 ΩD. R3消耗的功率最大时，R3为1 Ω
5.利用风能发电既保护环境，又可创造很高的经济价值。如图所示，风力发电机的叶片转动时可形成半径为R的圆面。某段时间内该区域的风速大小为v，风向恰好与叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为ρ，风力发电机的发电效率为η。下列说法错误的是( )
A. 单位时间内通过叶片转动圆面的空气质量为ρπvR2
B. 此风力发电机发电的功率为12ρπv3R2η
C. 若仅风速增大为原来的2倍，发电的功率将增大为原来的8倍
D. 若仅叶片转动的半径增大为原来的2倍，发电的功率将增大为原来的8倍
6.如图所示，一对等量同种正点电荷固定于正方形ABCD的两个顶点A、B上。M、N分别是AC、CD的中点，下列说法正确的是( )
A. N点的电场强度方向平行于AB
B. C、D两点电场强度的大小不同
C. 同一点电荷在M、N两点的电势能相同
D. 将一带正电的点电荷从M点移到C点，静电力做正功
7.如图所示，虚线圆的半径为R，O是圆心，CD是直径，A、B是圆周上的两点，把电流均为I的长直导线分别置于A、B两点并垂直圆面放置，已知∠AOC=∠BOC=30∘，A点的通电直导线在O点产生的磁感应强度大小为B0，则O点的磁感应强度的大小与方向为( )
A. 0B. B0、由O指向D
C. 2B0、由O指向CD. 2B0、垂直OD
8.有四种磁场，其磁感应强度B随时间t变化的图象如图所示。下列说法正确的是
A. 这四种磁场都能产生电场
B. 除了图甲中的磁场，其它三种磁场都可以产生电场
C. 只有图丙中的磁场可以产生电磁波
D. 除了图甲中的磁场，其它三种磁场都可以产生电磁波
二、多选题：本大题共2小题，共8分。
9.手机微信运动步数的测量原理如图所示，M和N为电容器两极板，M固定，N两端与固定的两轻弹簧连接，只能按图中标识的“前后”方向运动，则手机( )
A. 静止时，电流表示数为零，电容器M极板带正电
B. 匀速运动时，电流表示数不为零且保持不变
C. 由静止突然向前加速时，电容器的电容变小
D. 保持向前匀加速运动时，M、N之间的电场强度减小
10.如图甲，竖直平面中有平行于该平面的匀强电场，长为l的绝缘轻绳一端固定于O点，另一端连接质量为m、带电量为+q的小球，小球绕O点在竖直面内沿顺时针方向做完整的圆周运动。图中AC为水平直径，BD为竖直直径。从A点开始，小球动能Ek与转过角度θ的关系如图乙所示，已知重力加速度大小为g，则( )
A. BD为电场的一条等势线B. 该匀强电场的场强大小为mgq
C. 轻绳的最大拉力大小为7mgD. 轻绳在A、C两点拉力的差值为3 3mg
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.白炽灯灯泡是二十世纪最主要的照明光源，现在一些场景依然在使用，小华从白炽灯泡内取出一段均匀灯丝，为测量该灯丝的电阻率，进行以下实验步骤：
①用游标卡尺测量该灯丝的长度L，用螺旋测微器测量该灯丝的直径d，其示数分别如图甲所示。
②设计出如图乙所示的测量电路，连接好实验器材，待测灯丝为Rx，与定值电阻R0并联的电压表为V1，与灯丝并联的电压表为V2，两电压表均视为理想电压表。
③闭合开关，调节滑动变阻器R1的滑片，同时记录电压表V1、V2的示数分别为U1、U2，测量多组数据并做出U1−U2关系图像如图丙所示。
根据以上实验步骤，回答下列问题：
(1)该灯丝的长度L= cm，直径d= mm。
(2)根据步骤 ③所做出的U1−U2关系图像可得该灯丝的电阻Rx= (用a、b、R0表示)，该灯丝的电阻率ρ= (用a、b、L、d、R0表示)
(3)小华通过测量对比确定白炽灯灯丝为钨丝，白炽灯使用时，钨丝因受热而升华，灯丝变得越来越细，但长度不变，小华由此判定白炽灯泡使用一段时间后其亮度会 (填“变亮”“变暗”或“不变”)
12.如图甲所示为某电动车电池组的一片电池，探究小组设计实验测定该电池的电动势并测定某电流表内阻，查阅资料可知该型号电池内阻可忽略不计。可供选择的器材如下：
A.待测电池(电动势约为3.7V，内阻忽略不计)
B.待测电流表Ⓐ(量程为0∼3A，内阻r待测)
C.电压表Ⓥ(量程为0∼3V，内阻600Ω)
D.定值电阻R1=200Ω
E.定值电阻R2=2000Ω
F.滑动变阻器R3(0∼10Ω)
H.滑动变阻器R4(0∼1000Ω)
I.导线若干、开关
为了精确地测定电源电动势和电流表内阻，探究小组设计了如图乙所示的实验方案。请完成下列问题：
(1)滑动变阻器R应选择 ，②处应选择 ;(均填写器材前序号)
(2)电流表安装在 处;(填①或③)
(3)探究小组通过实验测得多组(U,I)数据，绘制出如图丙所示的U−I图线，则电源的电动势为 V，电流表内阻为 Ω(结果均保留2位有效数字)，从实验原理上判断电动势的测量值与真实值相比 (填“偏大”、“偏小”或“相等”)。
四、计算题：本大题共3小题，共30分。
13.如图所示，把电荷量q1=2×10−6C、质量m1=0.9kg的带正电小球用绝缘细线悬挂在水平天花板上，带正电的物块放置在倾角θ=37∘的光滑固定斜面上。当小球与物块间的连线水平且细线与水平方向的夹角为37°时，小球与物块均静止，此时两者之间的距离d=0.3m。已知静电力常量k=9.0×109N⋅m2/C2，小球及物块均可视为点电荷，重力加速度大小g=10m/s2，sin37∘=0.6，cs37∘=0.8。求：
(1)小球与物块间的库仑力大小F1；
(2)物块的电荷量大小q2；
(3)物块的质量m2。
14.共享电动自行车大大方便了居民的出行，同时利于整个社会的节能减排。如图甲所示为某品牌的共享电动自行车。某校兴趣小组对共享电动自行车的工作原理产生了浓厚的兴趣，现将其电源、车灯、电动机构成的电路简化为图乙所示。经查阅资料得到了部分信息，该电动车的电源电动势E=40V，内阻r=1Ω，电动机的内阻为RM=0.8Ω，车灯电阻R=24Ω(不变)，电流表内阻忽略不计。当S1、S2都接通时，电流表示数为I=4A，此时电动机正常工作。求：
(1)当只有S1接通时，电流表示数I1及此时车灯的两端电压U1；
(2)电动机正常工作时电源消耗的总功率PE及电源的输出功率P；
(3)电动机正常工作时电动机的输出功率P出。
15.如图所示，空间存在水平向右、电场强度大小为E=4×103N/C的匀强电场。一个半径为R=0.5m的竖直光滑14圆弧轨道BC与水平面相切于B点。现将一质量为m=0.3kg、带电荷量为q=+1×10−3C的小球从A点由静止释放，已知A、B间距离xAB=1017m，小球与水平面间的动摩擦因数为μ=0.2，取重力加速度g=10m/s2。求：
(1)小球运动到B点时的速度大小;
(2)小球对圆弧轨道BC压力的最大值;
(3)小球在竖直平面内上升的最大高度。
1.【答案】C
2.【答案】C
3.【答案】C
4.【答案】C
5.【答案】D
6.【答案】D
7.【答案】B
8.【答案】B
9.【答案】AC
10.【答案】BCD
11.【答案】(1)10.025 4.487(4.484∼4.489均可得分)
(2)Rx=abR0 ρ=πd2aR04bL
(3)变暗
12.【答案】F
D
③
3.6
0.80
相等

13.【答案】(1)对小球受力分析，根据平衡条件，竖直方向上有Fsin37°=m1g
水平方向上有Fcs37°=F1
联立解得F1=12N
(2)由库仑定律有F1=kq1q2d2
解得q2=6×10−5C
(3)对物块受力分析，根据平衡条件，沿斜面方向上有m2gsin37°=F1cs37°
解得m2= 1.6kg
14.【答案】解：(1)当只有S1接通时，根据闭合电路的欧姆定律，电流表示数I1=ER+r=4024+1A=1.6A；
车灯的两端电压U1=I1R=1.6×24V=38.4V
(2)当S1、S2都接通时，根据功率公式，电源消耗的总功率PE=EI=40×4W=160W
电源内阻消耗的功率为P′=I2r=42×1W=16W
电源的输出功率P=PE−P′=160W−16W=144W；
(3)当S1、S2都接通时，根据闭合电路的欧姆定律，路端电压U=E−Ir=40V−4×1V=36V
通过灯泡的电流I2=UR=3624A=1.5A
通过电动机的电流IM=I−I2=4A−1.5A=2.5A
电动机的输入功率PM=UIM=36×2.5W=90W
电动机的热功率P′′=IM2RM=2.52×0.8W=5W
电动机的输出功率P出=PM−P′′=90W−5W=85W
答：(1)当只有S1接通时，电流表的示数约为1.6A，车灯的两端电压为38.4V；
(2)电动机正常工作时电源消耗的总功率为160W，电源的输出功率为144W；
(3)电动机正常工作时电动机的输出功率85W。
15.【答案】(1) AB段对小球运用动能定理
(qE−μmg)xAB=12mv2
v=23 30m/s
(2)设小球运动到轨道BC上的P点时对轨道的压力最大，
小球在BC轨道上的等效重力mg′= (mg)2+(qE)2=5N
设等效重力mg′与竖直方向的夹角为θ，
则tanθ=qEmg=43
所以θ=53∘
AP段对小球运用动能定理
qE(xAB+Rsinθ)−μmgxAB−mgR(1−csθ)=12mvP2
设小球运动到P点时，轨道对小球的支持力为Fm，则
Fm−mg′=mvP2R
解得Fm=17N
由牛顿第三定律，小球对圆弧轨道BC压力的最大值为17N；
(3)设小球在竖直平面内上升的最大高度为H，
AC段对小球运用动能定理
qE(xAB+R)−μmgxAB−mgR=12mvC2
设小球离开C点后上升的距离为h
vC2=2gh
H=R+h=43m