2024~2025学年山东省多校高二上期中联考物理试卷（解析版）

这是一份2024~2025学年山东省多校高二上期中联考物理试卷（解析版），共18页。试卷主要包含了本试卷主要考试内容等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上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。
4.本试卷主要考试内容：人教版必修第三册第十一章至第十三章，选择性必修第二册第一章。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 电磁波在日常生产生活中已经被大量应用。关于电磁波，下列说法正确的是（ ）
A. 控制电视、空调的遥控器使用的是紫外线
B. 银行、商店用来鉴别大额钞票真伪的验钞机使用的是γ射线
C. 机场、车站用来检查旅客行李箱的透视仪使用的是X射线
D. 智能手机发射与接收信号使用的是无线电波，老年机发射与接收信号使用的是红外线
【答案】C
【解析】A．控制电视、空调的遥控器使用的是红外线，故A错误；
B．银行、商店用来鉴别大额钞票真伪的验钞机使用的是紫外线，故B错误；
C．机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪使用的是X射线，故C正确；
D．智能手机、老年机发射与接收信号使用的都是无线电波，故D错误。
故选C。
2. 干电池是生活中较为常见的电源，七号干电池和五号干电池的电动势均为1.5V。关于电源电动势，下列说法正确的是（ ）
A. 电动势的大小反映出电源供给能量的多少
B. 电源正、负极间的电压总与电源电动势相等
C. 电动势的大小反映电源把其他形式的能量转化成电能本领的强弱
D. 七号干电池工作时，非静电力每“搬运”1.5C的电荷，电池就把1J的化学能转化为电能
【答案】C
【解析】AC．电源的电动势反映了其他形式的能量转化为电能本领的大小，故A错误，C正确；
B．电池正、负极间的电压小于或等于电源电动势，故B错误；
D．根据电动势的定义式
可知，电池工作时，每“搬运”1C的电荷通过电池，非静电力做的功为1.5J，即电池把1.5J的化学能转化为电能，故D错误。
故选C。
3. 磁场和电场都是看不见、摸不着的“特殊”物质，它们有许多相似的性质（也有许多不同），学习过程中可以进行类比。关于磁场的认识，下列说法正确的是（ ）
A. 将一小段通电导线置于磁场中某处，若该导线不受磁场力，则说明此处的磁感应强度为零
B. 磁感应强度的方向与置于该处的通电导线受到的安培力的方向相同或相反
C. 根据磁感应强度的定义式可知，B与F成正比，与IL成反比
D. 将小磁针放在磁场中某处，小磁针静止时N极所指的方向就是该处磁感应强度的方向
【答案】D
【解析】A．通电导线置于磁场中某处，若不受磁场力，可能是电流方向与磁场方向平行，不能确定此处的磁感应强度为零，故A错误；
B．磁感应强度的方向与置于该处的通电导线受到的安培力方向的关系由左手定则确定，故B错误；
C．磁感应强度根据比值法定义，但其反映的是磁场自身的性质，与F、IL均无关，故C错误；
D．将小磁针放在磁场中某处，小磁针静止时N极所指的方向就是该处磁感应强度的方向，故D正确。
故选D。
4. 如图所示，在一个蹄形电磁铁的两个磁极的正中间放置一根长直导线，当导线中通有垂直于纸面向外的电流时，导线所受安培力的方向为（ ）
A. 向上B. 向下C. 向左D. 向右
【答案】B
【解析】根据右手螺旋定则可知，蹄形电磁铁的右端为N极，左端为S极，这长直导线所在处的磁场方向向左，根据左手定则可知，导线所受安培力的方向向下。
故选B。
5. 某一直流电动机提升重物的示意图如图所示，电源提供给电动机两端的电压，当电动机以的恒定速率向上提升质量为的重物时，电动机消耗的功率为1100W，取重力加速度大小，不计各种摩擦，则（ ）
A. 电动机提升重物的功率为200WB. 电动机线圈的电阻是
C. 电动机的热功率为900WD. 电动机的输入电流为4A
【答案】B
【解析】A．电动机匀速提升重物时输出的功率
选项A错误；
C．电动机的热功率
选项C错误；
D．流经电动机的电流
选项D错误；
B．根据
得
选项B正确。
故选B。
6. 一种由碳原子组成的单层二维蜂窝状晶格结构的新材料，具有良好的导电性能，该新材料通过材料内部的自由电子导电，自由电子的电荷量为，每平方米自由电子数为。如图所示，长为、宽为的新材料两端的电压为，流过导体中的电流为，则该新材料内自由电子定向移动的速率为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由电流定义式可得
又
联立可得
故选B。
7. 如图所示，某空间存在水平向右的匀强电场和垂直纸面方向的匀强磁场（图中未画出），一质量为m的带正电粒子恰能以速度v沿图中虚线所示的轨迹做直线运动，粒子的运动轨迹与水平方向的夹角为60°，匀强电场的电场强度大小为E，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ）
A. 匀强磁场的方向垂直纸面向外
B. 匀强磁场的磁感应强度大小为
C. 粒子的电荷量为
D. 若粒子运动过程中磁场突然消失，则粒子可能做匀减速直线运动
【答案】C
【解析】A．带电粒子受到重力，电场力，洛伦兹力，三者平衡；如图，因重力向下，电场力向右，所以洛伦兹力方向为左上方，根据左手定则可判断匀强磁场的方向垂直纸面向里，故A错误；
B．由平衡可知
解得
故B错误；
C．由平衡可知
解得
故C正确；
D．若粒子运动过程中磁场突然消失，重力和电场力的合力与速度方向垂直且恒定，则粒子做类平抛运动，故D错误。
故选C。
8. 如图所示，ACD为一边长为L的等边三角形，两根完全相同的无限长直导线分别垂直纸面固定于A、D两个顶点，两根长直导线中的电流大小相等且方向均垂直纸面向里，此时C处的磁感应强度大小为。已知通电长直导线在其周围某点处产生的磁感应强度大小为（k为常量，r为该点到通电直导线的距离），若仅将D处长直导线中的电流方向改为垂直纸面向外，则C处磁感应强度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】初始时A、D两处的长直导线在C处产生的磁场磁感应强度大小相等，设为，根据安培定则可知A、D两处的长直导线在C处产生的磁场方向的夹角为60°，根据矢量的合成可知
若将D处长导线中的电流方向改为垂直纸面向外，则A、D两处的长直导线在C处产生的磁场方向的夹角为120°，根据矢量的合成可知，C处磁感应强度大小
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，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。
9. 实验室经常使用的电流表是磁电式仪表，其原理示意图如图所示，两磁极装有极靴，极靴中间还有一个用软铁制成的圆柱形铁芯，两者之间有可转动的线圈。极靴与圆柱形铁芯间的磁感线（部分）已画出，a、b、c和d为磁场中的四个点，左、右两侧通电导线中的电流方向已标出。下列说法正确的是（ ）
A. 极靴与圆柱形铁芯间的磁场是匀强磁场
B. c、d两点的磁感应强度方向相同
C. 图示左侧通电导线受到的安培力向上
D. 因为磁感线是闭合的，所以有大量磁感线通过圆柱形铁芯
【答案】BD
【解析】A．极靴与圆柱间的磁场大小、方向并非总是相同，不是匀强磁场，故A错误；
B．c、d两点的磁感应强度方向相同，故B正确；
C．根据左手定则可知，图示左侧通电导线受到的安培力向下，故C错误；
D．因为磁感线是闭合的，所以有大量磁感线通过圆柱形铁芯，故D正确。
10. a、b两电学元件的伏安特性曲线如图甲所示，图线的交点已在图中标出。若把元件a、b串联，并在其两端加上电压U0，如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A. 此时元件a的电阻大于
B. 此时元件a两端的电压小于
C. 此时流过元件b的电流小于
D. 此时流过元件b的电流比流过元件a的电流大
【答案】AC
【解析】A．根据伏安特性曲线可知，当a、b两电学元件两端的电压均为U0时，两者的电阻均为，当a、b两端的电压小于U0时，b的阻值不变，a的阻值变大，故A正确；
B．由于此时a的阻值大于b的阻值，此时元件a两端的电压大于，故B错误；
C．根据欧姆定律可知，此时电路中的电流
故C正确；
D．根据串联电路的特点可知，流过元件b的电流等于流过元件a的电流，故D错误。
故选AC。
11. 如图所示，表头G量程为，表盘均匀划分为30个小格，表头G的内阻是电阻的29倍，电阻是的30倍，下列说法正确的是（ ）
A. 将接线柱1，2串联接入电路时，该装置可视为电流表，每一小格表示
B. 将接线柱1，2串联接入电路时，该装置可视为电流表，每一小格表示
C. 将接线柱1、3并联接入电路时，该装置可视为电压表，每一小格表示
D. 将接线柱1、3并联接入电路时，该装置可视为电压表，每一小格近似为
【答案】BD
【解析】AB．将接线柱1，2串联接入电路时，该装置可视为电流表，若流过表头Ⓖ的电流为，流过的电流为，则此时的量程为，每一小格表示，故B正确，A错误；
CD．若将接线柱1、3并联接入电路时，该装置可视为电压表，此时的量程为
每一小格表示，故D正确，C错误。
故选BD。
12. 如图所示，边长为L的等边三角形ABC内有垂直纸面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场，D是AB边的中点，一质量为m、电荷量为-q（q>0）的带负电的粒子从D点以速度v平行于BC边方向射入磁场，不考虑带电粒子受到的重力，则下列说法正确的是（ ）
A. 粒子可能从B点射出
B. 若粒子垂直BC边射出，则粒子做匀速圆周运动的半径为
C. 若粒子从C点射出，则粒子在磁场中运动的时间为
D. 若粒子从AB边射出，则粒子的速度越大，其在磁场中运动的时间越短
【答案】BC
【解析】A．带负电的粒子从D点以速度v平行于BC边方向射入磁场，由左手定则可知，粒子向下偏转，由于BC边的限制，粒子不能到达B点，故A错误；
B．粒子垂直于BC边射出，如图甲所示
则粒子做匀速圆周运动的半径等于D点到BC边的距离，即
故B正确；
C．粒子从C点射出，如图乙所示
根据几何关系可得
解得
则粒子轨迹对应的圆心角的正弦值为
又有
则粒子在磁场中运动的时间为
故C正确；
D．由
可知
若粒子从AB边射出，则粒子的速度越大，轨迹半径越大，如图丙所示
粒子从AB边射出时的圆心角相同，其在磁场中运动的时间相同，故D错误。
故选BC。
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13. 某实验小组利用图甲所示的电路测量金属丝的电阻率（图中Rx表示待测金属丝的电阻）。

（1）正确操作螺旋测微器，测量金属丝的直径，结果如图乙所示，则该次测得的金属丝的直径为____mm。
（2）连接好电路后，开关S闭合前滑动变阻器的滑片应滑至____（选填“最左端”或“最右端”）。
（3）用刻度尺测得被测金属丝接入电路的长度为l，用螺旋测微器测得金属丝的直径为d，用电流表和电压表测得金属丝的电阻为Rx，则被测金属丝的电阻率为ρ=____。（用题中所给物理量的字母表示）
【答案】（1）2.096##2.095##2.097 （2）最左端 （3）
【解析】（1）[1]螺旋测微器的精确值为，由图可知金属丝的直径为
（2）[2]连接好电路后，为了保证电表的安全，开关S闭合前滑动变阻器的滑片应滑至最左端。
（3）[3]根据电阻定律可得
又
联立可得金属丝的电阻率为
14. 我国在锂电研发方面处于全球领先水平。罗同学正在测量一节三元锂电池的电动势和内阻，该电池标称的电动势为，内阻小于，罗同学设计的测量电路如图甲所示，已知保护电阻的电阻值。
（1）在图甲中，②应为______（填“电压”或“电流”）表，为了减小实验误差，①应与②的______（填“A”或“B”）接线柱连接。
（2）该同学正确选择实验器材，正确连接电路，实验时多次调节滑动变阻器滑片的位置，根据记录的电压表的示数U与电流表的示数I的多组数据，作出图像如图乙所示。该三元锂电池的电动势______V、内阻______。（结果均保留两位小数）
【答案】（1）电流 A （2）3.72 0.30
【解析】（1）[1][2]电压表应并联接入电路，电流表应串联接入电路，所以在图甲中，②应为电流表；由于电池内阻较小，电压表的分流几乎可以忽略不计，为了减小实验误差，①应与②的A接线柱连接。
（2）[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得
可得
可知图像的纵轴截距为
图像斜率绝对值为
可得内阻为
15. 如图所示，两平行金属导轨间的距离L = 0.6 m，金属导轨所在的平面与水平面的夹角θ = 30°，空间中存在磁感应强度大小B = 0.50 T、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E = 9 V、内阻r = 1 Ω的直流电源。现把一个质量m = 0.1 kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R = 3.5 Ω，金属导轨电阻不计，取重力加速度大小g = 10 m/s2，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：
（1）导体棒受到的安培力的大小FA；
（2）导体棒与导轨间的动摩擦因数的最小值μ0。
【答案】（1）0.6 N （2）
【解析】（1）根据闭合电路欧姆定律可知，通过导体棒的电流
导体棒受到的安培力大小为
解得
（2）对导体棒受力分析，根据受力平衡有
根据题意有
解得
16. 如图甲所示电路中，间电压恒定，为非线性元件，其伏安特性曲线如图乙所示，电压表示数，电流表和电压表均为理想电表。求：

（1）此时的阻值；
（2）电流表示数。
【答案】（1）；（2）
【解析】解：（1）根据欧姆定律可知，流过的电流
根据串联电路的电流特点可知，结合的伏安特性曲线可知，此时两端的电压
根据欧姆定律有
（2）根据串联电路的电压特点可知
根据欧姆定律可知，流过的电流
电流表测量的是干路电流，根据并联电路的电流特点有
解得
17. 如图所示，电源的电动势和内阻恒定不变，电阻R1 = 8 Ω，电流表和电压表均为理想电表。闭合开关S，待电路稳定时，电压表示数U1 = 5 V，电流表示数I1 = 0.1 A，调节滑动变阻器的滑片P，电路再次稳定时，电压表示数U2 = 2 V，电流表示数I2 = 0.4 A，求：
（1）电源的电动势E和内阻r；
（2）滑动变阻器的滑片P从最右端移动到最左端的过程中，电源消耗的最大功率P0。
（3）滑动变阻器的滑片P从最右端移动到最左端的过程中，滑动变阻器消耗的最大功率Pm。
【答案】（1）6 V，2 Ω （2）3.6 W （3）0.9 W
【解析】（1）根据闭合电路欧姆定律有
，
解得
，
（2）根据闭合电路欧姆定律有
当RP = 0时，干路中的电流最大，电源消耗的功率最大，则有
电源消耗的功率
代入数据解得
（3）滑动变阻器消耗功率
结合闭合电路欧姆定律有
根据数学知识可知，当（或RP = r + R1）时，滑动变阻器消耗的功率最大，代入数据解得
18. 如图所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内，在的区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ，磁感应强度大小为，在的区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场Ⅱ，磁感应强度大小未知CD是关于x轴对称的光滑绝缘圆弧轨道，该圆弧轨道与y轴相切于O点，圆心角，一个质量为m、电荷量为的粒子从y轴上半轴的A点垂直y轴射入第一象限且恰好无碰撞地从C点进入圆弧轨道，随后经匀强磁场Ⅱ偏转一次后再次回到A点，圆弧轨道的半径为R，取，，不计带电粒子所受的重力。求：
（1）带电粒子射入磁场的速度大小v；
（2）带电粒子运动到O点时，圆弧轨道对带电粒子的弹力大小FN；
（3）匀强磁场Ⅱ的磁感应强度大小B；
（4）带电粒子从A点出发到再次回到A点的过程中，在匀强磁场Ⅰ和匀强磁场Ⅱ中的运动时间之比。
【答案】（1） （2） （3） （4）
【解析】（1）带电粒子从A点运动到C点的过程中，设小球做匀速圆周运动的半径为，根据几何关系有
根据牛顿第二定律有
联立解得
（2）带电粒子运动到O点时，根据牛顿第二定律有
解得
（3）设带电粒子在匀强磁场Ⅱ中做匀速圆周运动的半径为，根据几何关系有
根据牛顿第二定律有
联立解得
（4）设带电粒子在匀强磁场Ⅰ中的运动时间为，在匀强磁场Ⅱ中的运动时间为，则有
解得