重庆市第八中学2024-2025学年高二上学期期中考试物理试卷（Word版附解析）

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一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1. 带电粒子射向地球时，地磁场改变了它们的运动方向。赤道上空P处的地磁场方向由南指向北，一正电粒子垂直于地面向赤道射来，如图所示。在P处该粒子受到的洛伦兹力（ ）
A. 方向向东B. 方向向南C. 方向向西D. 方向向北
【答案】A
【解析】
【详解】根据左手定则，可知磁场垂直穿过手心，四个手指指向正电粒子的运动方向，大拇指为其所受洛仑磁力方向，即方向向东。
故选A。
2. 有一种利用电容器实现的输液报警装置，实物图和电路图分别如图甲、乙所示。闭合开关，电容器先充电达到稳定，当药液面降低时，电容器C的电容减小，蜂鸣器B就会因通过特定方向的电流而发出声音。则药液面下降时（ ）
A. 电容器的电量减少B. 电容器的电量不变
C. 电阻R的电压始终为零D. 蜂鸣器电流由a流向b
【答案】A
【解析】
【详解】AB．根据
液面下降，极板之间的介电常数减小，则电容减小，根据
开关闭合稳定时，电容器两端电压等于电源电动势，即液面下降稳定后，电容器两端电压不变，所以电容器的电量减少，故A正确，B错误；
CD．根据图示可知，电容器右侧极板带负电，结合上述，液面下降时，极板所带电荷量减少，即右侧极板失去电子，电子从a向b运动，则蜂鸣器电流由b流向a，因为有电流流过电阻R，所以电压不为零，故CD错误。
故选A。
3. 如图所示，将同种材料制成的圆柱形导体a、b串接在电路中，其中a的横截面积是b的4倍。通过恒定电流时自由电子在两部分导体中定向移动速率之比等于（ ）
A. 1∶1B. 1∶2C. 1∶4D. 4∶1
【答案】C
【解析】
【详解】根据电流的微观表达式，I相同，材料相同，S与v成反比, a的横截面积是b的4倍
所以
故选C。
4. 如图所示，实线表示电场线，某带电粒子只在电场力作用下以某个初速度从M点运动到N点，虚线表示其运动轨迹，则（ ）
A. 粒子带负电B. M点的电场强度大于N点的电场强度
C. M点的电势低于N点的电势D. 粒子在M点的电势能大于在N点的电势能
【答案】D
【解析】
【详解】A．带电粒子做曲线运动时受到的合力指向运动轨迹凹侧，结合电场线方向可知，带电粒子所受电场力方向与电场强度方向相同，带电粒子一定带正电，故A错误；
B．电场线的疏密表示场强的大小，N点处电场线密集，故M点的电场强度小于N点的电场强度，故B错误；
C．沿着电场线方向电势降低，所以M点的电势高于N点的电势，故C错误；
D．根据
正电荷在电势高的地点电势能大，故粒子在M点的电势能大于在N点的电势能，故D正确。
故选D。
5. 研究表明中子由两个下夸克和一个上夸克组成，其中上夸克所带电荷量为，下夸克所带电荷量为。假设构成中子的三个夸克等间距的分布在一个圆周上，如图所示，三个夸克间的距离都为L，可把夸克视为点电荷，静电力常量为k，则上夸克受两个下夸克的库仑力合力（ ）
A. 大小为，方向背离圆心B. 大小为，方向指向圆心
C. 大小为，方向背离圆心D. 大小为，方向指向圆心
【答案】B
【解析】
【详解】由于带异种电荷，每个下夸克对上夸克的吸引力
上夸克受两个下夸克的库仑力合力
方向指向圆心，故选B。
6. 如图所示，在竖直平面内用绝缘轻绳连接一根质量为m的通电导线，导线长为L，电流大小为I，方向垂直纸面向里，施加适当的磁场使通电导线处于平衡状态且轻绳与竖直方向成30°，重力加速度为g，则磁感应强度的最小值为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由力的平衡条件可得，三力的合力是零，则三力构成封闭的三角形如图所示
当安培力垂直与轻绳方向向上时，安培力最小，则B最小，则有
解得
故选A。
7. 如图所示，在磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场中，一带电量为q（）的滑块自a点由静止沿光滑绝缘轨道滑下，下降竖直高度为h时到达b点。不计空气阻力，重力加速度为g，则（ ）
A. 滑块在a点受重力、支持力和洛伦兹力作用
B. 该过程中，洛伦兹力做正功
C. 该过程中，滑块的机械能增大
D. 滑块在b点受到的洛伦兹力大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A．滑块自a点由静止沿斜面滑下，在a点不受洛伦兹力作用，故A错误；
BCD．滑块自a点运动到b点的过程中，洛伦兹力不做功，支持力不做功，只有重力做功，所以滑块机械能守恒
解得
故滑块在b点受到的洛伦兹力为
故BC错误，D正确。
故选D。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 在“用伏安法测电阻”的实验中，测量电路中电表的连接方式如图甲或乙所示，把电压表读数和电流表读数的比值作为电阻的测量值，考虑到实际电表内阻对测量的影响，则（ ）
A. 若采用甲图，电阻的测量值大于真实值B. 若采用乙图，电阻的测量值大于真实值
C. 若采用甲图，误差是电压表分流引起的D. 若采用乙图，误差是电压表分流引起的
【答案】AD
【解析】
【详解】AC．若采用甲图，电压表测量是待测电阻和电流表串联后两端的电压，误差是由电流表分压引起的，电压的测量值偏大，根据欧姆定律可知电阻的测量值大于真实值，故A正确，C错误；
BD．若采用乙图，电流表测量的是通过电压表和待测电阻的电流和，误差是由电压表分流引起的，电流的测量值大于真实值，根据欧姆定律可知电阻的测量值小于真实值，故B错误，D正确。
故选AD。
9. 如图所示电路中，电源电动势为E、内阻为r，、为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表。当滑动变阻器的滑片P向a端移动时，电压表V、V1和V2的示数分别为U、和，三个电压表示数变化量的绝对值分别为、和，电流表A的示数为I，则（ ）
A. I减小B. 增大C. 电源总功率增大D.
【答案】AD
【解析】
【详解】A．当滑动变阻器的滑片P向a端移动时，滑动变阻器的电阻变大，根据串反并同可知，电流表与滑动变阻器串联，所以电流I减小，故A正确；
B．根据串反并同可知，电压表V1与滑动变阻器串联，所以变小，故B错误；
C．电源总功率
因为总电流变小，所以电源总功率减小，故C错误；
D．根据闭合电路欧姆定律
可知
又因为
可得
由欧姆定律可知
则有
所以
故D正确。
故选AD。
10. 如图，在光滑绝缘水平桌面上建立平面直角坐标系，其第一象限存在匀强磁场B，方向垂直桌面向里。从P点垂直轴滚入一个带电金属小球甲，随后沿着轨迹b离开磁场，在磁场中经历的时间为t。现在轨迹b上的Q点静止放置另一金属小球乙，再次从P点垂直轴以相同速度滚入带电金属小球甲。小球甲、乙均可视为质点，二者发生碰撞并结合在一起后，若结合体（ ）
A. 沿着轨迹a离开磁场，则小球甲、乙带同种电荷
B. 继续沿着轨迹b离开磁场，则小球甲、乙带异种电荷
C. 继续沿着轨迹b离开磁场，则磁场中运动的总时间大于t
D. 沿着轨迹c离开磁场，则结合体在磁场运动时的角速度比甲单独运动时的小
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．根据
可得
二者发生碰撞并结合在一起后，动量守恒不变，若沿着轨迹a离开磁场，则半径变小，所以电荷量变大，则小球甲、乙带同种电荷，故A正确；
B．若结合体继续沿着轨迹b离开磁场，则电荷量不变，所以乙不带电，故B错误；
C．周期为
若结合体继续沿着轨迹b离开磁场，根据动量守恒可知，结合体速度变小，所以周期变大，磁场中运动的总时间大于t，故C正确；
D．由角速度公式可知
若结合体沿着轨迹c离开磁场，则半径变大，所以电荷量变小，结合体质量变大，则结合体在磁场运动时的角速度比甲单独运动时的小，故D正确。
故选ACD。
三、非选择题：本题共5小题，共57分。
11. 学校物理兴趣小组利用如图甲所示的电路将满偏电流、内阻的电流表改装为多量程电表，开关、均断开时为电压表，量程为0~3V。、都闭合时为电流表，量程为0~0.6A。
（1）图甲中定值电阻_________Ω，定值电阻_________Ω。
（2）同学们对改装后量程的电压表进行校正，改装后的电压表与量程为3V的标准电压表并联。若当标准电压表的示数为2.44V时，电流表的指针如图乙所示，则改装后的电压表的实际量程为________V。
【答案】（1） ①. ②.
（2）
【解析】
【小问1详解】
[1]由题可知，、均断开时为电压表，量程为0~3V，根据欧姆定律则有
代入数据解得
[2]同理、都闭合时则有
解得
【小问2详解】
由图乙可知此时电流为
改装后电压表的内阻为
则改装后的电压表的实际量程为
12. 某实验小组要研究某硅基导体的电阻率与温度之间的关系。该导体呈长方体薄片型，为了方便测量，两端用电阻不计的铜连接端子固定，随后将把铜连接端子接入电路。图1为导体片的俯视图，接入电路的有效长度，宽度，厚度为h（未标出）。
（1）用图2中的螺旋测微器测量导体片的厚度h，读数为_________；
（2）接下来小王同学用伏安法测定导体片的电阻。他把导体片放入可调温的恒温箱中，测得的电阻随温度变化规律如下表：
请将图3中缺失的第3组数据点画出，并做出电阻随温度的关系图线_________；
（3）小王查阅资料得知，在0~500℃范围内可以视为该硅基导体的电阻率随温度t线性变化，关系式为，小王分析认为实验中电阻的变化其实是电阻率随温度变化引起的。结合之前测得的数据计算可得该硅基导体0℃时的电阻率_________，比例常数_________；（以上两空保留2位有效数字）
（4）小红同学想利用上述导体片电阻随温度变化的特性来制作一个温度计，她设计的电路图如图4所示，她将导体片与电源、电流表串联，并在电流表的均匀刻度线上标出对应温度，则温度刻度线_________（选填“均匀”或“不均匀”）。
【答案】（1）
（2）见解析 （3） ①. ②.
（4）不均匀
【解析】
【小问1详解】
由图可知导体片的厚度
【小问2详解】
描点作图如下
【小问3详解】
[1][2]根据题意可知，当时，导体的电阻
解得此时的电阻率
同理当时，导体的电阻
解得此时的电阻率
代入
可得
【小问4详解】
根据欧姆定律可得
可见电流I与温度t不是线性关系，故温度刻度线不均匀。
13. 扫地机器人能有效清除地板上的灰尘等颗粒垃圾。如图甲所示为一款新型扫地机器人，内部电路如图乙所示，它的直流电动机额定电压为U，额定电流为I，将它接在电动势为E（E>U）的直流电源两极间，电动机恰好能以额定电压、额定电流正常工作。
（1）求电源内阻；
（2）求电源内阻消耗的热功率。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
由闭合电路欧姆定律
解得
【小问2详解】
电源内阻消耗的热功率
14. 实验小组设计了一款简易电子秤，其原理如图。两条竖直悬挂的绝缘轻弹簧与正方形托盘相连。弹簧的劲度系数均为k，正常工作时，弹簧最大伸长量均为d。单匝正方形导线圈套在托盘外侧，边长为L。托盘上无重物时，指针指在0刻度线（线圈中无电流）。装置的总质量为。以线圈中心线为界，空间中，在左、右两侧分别加上水平向左、向右的匀强磁场，磁感应强度的大小均为B。已知重力加速度g。
（1）若线圈中未通入电流，求弹簧伸长量；
（2）若在托盘上放入质量为m被称量物体，同时在线圈中通入逆时针电流（从上往下看），电流大小为I，求物体质量m与标尺刻度x的函数关系。
（3）若学生电源的最大输出电流为，求弹簧伸长量最大时，待测物体和装置的总质量，并写出此时线圈中通入电流的方向（从上往下看）。
【答案】（1）
（2）
（3）；逆时针；；顺时针
【解析】
小问1详解】
由平衡条件，可得
解得
【小问2详解】
根据左手定则可知，导线圈所受安培力竖直向下，大小为
在托盘上放入质量为m的被称量物体后，可得
又
联立，解得
【小问3详解】
当线圈中通入逆时针电流（从上往下看）时，有
解得
当线圈中通入顺时针电流（从上往下看）时，有
解得
15. 如图所示，倾角为30°的光滑绝缘斜面固定在水平面上，斜面足够长。整个斜面处于一水平方向的匀强电场中，现将一带电量为+q，质量为m的小球轻放在斜面上，小球刚好能静止在斜面上。已知重力加速度g。
（1）求电场强度的大小及方向；
（2）现保持电场强度大小不变而将方向反向，将小球从斜面上某处斜向右上抛出，已知小球与斜面碰撞前后，平行于斜面方向的速度不变，垂直于斜面方向的速度等大反向。与斜面碰撞时，小球无电荷量损失，不计空气阻力。
（a）若小球抛出时初动能为Ek，与斜面发生第一次碰撞时动能为，第一次碰撞后小球做匀变速直线运动至最高点。求小球从抛出到运动至最高点的过程中，克服电场力做功W。
（b）若小球抛出时初速度为v，要求小球最后能沿原路回到抛出点，求初速度方向与斜面夹角α（α < 60°）的正切值tanα的所有可能值。
【答案】（1），方向水平向右
（2）（a）；（b）和
【解析】
【小问1详解】
对小球受力分析如图
小球带正电，故电场强度的方向水平向右，根据平衡条件
解得
【小问2详解】
（a）保持电场强度大小不变而将方向反向，将小球从斜面上某处斜向右上抛出，设落在斜面右上方距抛出点距离为s处，根据动能定理
解得
设第一次碰撞后小球做匀变速直线运动至最高点过程的位移为s′，推知小球沿合力反方向做匀减速直线运动，由题可知，小球与斜面碰撞前后动能无损失，由动能定理得
解得
故克服电场力做功
（b）若小球抛出时初速度为v，要求小球最后能沿原路回到抛出点，则
①小球所受合力与初速度方向相反，根据受力分析如图
则
分析几何关系知合力与水平方向夹角为60°，与斜面左下的夹角为30°，故初速度方向与斜面夹角α为30°，则
②结合上述，若小球初速度方向与斜面夹角α为30° < α < 60°，则小球最终落在斜面时，落点在抛出点沿斜面的左下方，由于小球所受合力沿左下方，故小球无法沿原路回到抛出点。
③结合上述，若小球初速度方向与斜面夹角α为0° < α < 30°，则小球最终落在斜面时，落点在抛出点沿斜面的右上方，若小球与斜面碰撞后，小球速度刚好与所受合力反向，则小球可以沿原路回到抛出点，此时需要小球与斜面碰撞前瞬间的速度v′与斜面的夹角为30°，即速度v′刚好沿水平方向；将小球抛出时初速度v沿水平方向和竖直方向分解，则
，
，
，
解得
综上所述，小球初速度方向与斜面夹角α的正切值tanα的所有可能值为和。
温度t/℃
30
90
150
210
270
330
390
电阻R/Ω
201
19.0
17.7
15.5
15.2
14.1
129