四川省宜宾市第三中学2024-2025学年高二上学期期末模拟考试物理试卷（Word版附解析）

这是一份四川省宜宾市第三中学2024-2025学年高二上学期期末模拟考试物理试卷（Word版附解析），共14页。试卷主要包含了考试结束后，将答题卡交回等内容，欢迎下载使用。
（考试时间：75 分钟；总分：100 分）
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的考号、姓名、班级填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B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，再选涂其它答案标号。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，将答题卡交回。
一、选择题：本题共10小题，共 46 分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分；全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 关于电场和磁场，下列说法正确的是（ ）
A. 磁感线和电场线都是闭合曲线
B. 电场中电场强度为零的地方电势一定为零
C. 由可知，一小段通电导线在某处所受磁场力为零，则此处磁感应强度为零
D. 穿过某线圈的磁通量为零，但磁感应强度不一定为零
【答案】D
【解析】
【详解】A．电场线和磁感线都不是真实存在的，是为了形象的描述电场和磁场画出的，电场线是不闭合曲线，磁感线是闭合曲线，故A错误；
B．电场强度与电势无关，电场强度为零的点，电势不一定为零，故B错误；
C．磁感应强度只与磁场本身有关，与电流元和电流元的受力无关；由可知，若一小段通电导线在磁场中与磁场方向平行时，则通电导线在该处所受磁场力是零，可磁感应强度不是零，故C错误；
D．当线圈的平面与磁场方向平行时，穿过线圈的磁通量是0，但磁感应强度不是0，故D正确。
故选D。
2. 真空中有两个带异种电荷的相同金属小球A和B（可视为点电荷），电量大小分别为q和3q，当相距r时，它们之间的库仑力大小为F，现将A、B两球接触后再分开，放回到原来的位置，则它们之间的库仑
力大小为（ ）
A. B. C. FD.
【答案】A
【解析】
【详解】小球A和B，当相距r时，它们之间的库仑力大小为
将A、B两球接触后再分开，两球的带电量为
将A、B两球接触后再分开，放回到原来的位置，则它们之间的库仑力大小为
故选A
3. 如图所示，大量程电压表、电流表都是由灵敏电流表G和变阻箱R改装而成。已知灵敏电流表G的满偏电流为，内阻为，变阻箱R接入电路的阻值为。下列说法正确的是（ ）
A. 甲表是电流表，R增大时量程增大
B. 乙表是电压表，R增大时量程减小
C. 丙电路图表示欧姆表，表笔A是黑表笔
D. 在乙图中，若改装成的电压表的量程为，则
【答案】D
【解析】
【详解】A．甲表是电流表，R增大则分流越小，则电流表的量程减小，选项A错误；
B．乙表是电压表，R增大时则分压变大，则量程增大，选项B错误；
C．丙电路图表示欧姆表，表笔B接内部电源的正极，则B是黑表笔，选项C错误；
D．在乙图中，若改装成的电压表的量程为，则
选项D正确。
故选D。
4. 如图，圆环上带有大量的负电荷，当圆环沿顺时针方向转动时，a、b、c三枚小磁针都要发生转动，下列说法正确的是（ ）

A. a、b、c的N极都向纸里转
B. b的N极向纸外转，而a、c的N极向纸里转
C. b、c的N极都向纸里转，而a的N极向纸外转
D. b的N极向纸里转，而a、c的N极向纸外转
【答案】B
【解析】
【详解】圆环上带有大量的负电荷，当圆环沿顺时针方向转动时，圆环有逆时针方向的电流，根据右手螺旋定则可知，圆环内部磁场方向向外，，圆环外部磁场方向向里，则b的N极向纸外转，而a、c的N极向纸里转。
故选B。
5. 如图，在U-I图像中直线a为某电源的路端电压与电流的关系，直线b为某电阻R的电压与电流的关系。现用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，则下列说法正确的是（ ）
A. 该电源的电动势为6V，内阻为4Ω
B. 某电阻R的阻值为0.25Ω
C. 该电源的输出功率为4W
D. 内、外电路消耗的电功率之比为2：3
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据
可知，U-I图像中直线a的纵轴截距表示该电源的电动势为6V，直线a斜率的绝对值表示电源内阻为
故A错误；
B．根据
可知，U-I图像中直线b斜率表示某电阻R的阻值为
故B错误；
C．依题意，U-I图像中两直线的交点坐标表示回路电流和路端电压，其对应的面积表示该电源的输出功率为
故C正确；
D．内阻消耗功率为
内、外电路消耗的电功率之比为
故D错误。
故选C。
6. 如图所示为电子束焊接机简易原理图，图中带箭头的虚线表示电场线，一电子在图中H点从静止开始只在电场力的作用下运动。设电子在该电场中的运动时间为t，位移为x，速度为v，受到的电场力为F，电势能为Ep，运动经过的各点电势为φ，则下列四个图像可能合理的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】AB．由于电子所受的电场力的方向与电场强度方向相反，所以电子向圆心运动，电场强度逐渐增大，根据可知，电子受到的电场力逐渐增大；电场力对电子做正功，动能增大，故电子的速度逐渐增大，根据牛顿第二定律可知
电子的加速度也是逐渐增大，图像斜率在增大，AB均错误；
C．根据，电子向圆心运动，电场强度增大，电势能图线的斜率绝对值在增大，C错误；
D．根据
解得
电子向圆心运动，逆电场线运动电势升高；电子向圆心运动，电场强度增大，电势图线斜率增大，图线向上弯曲，D正确。
故选D。
7. 如图所示，E为内阻不可忽略的电源，为定值电阻，为滑动变阻器，V与A分别为电压表与电流表，M、N是平行板电容器的两极板，一带电小球由绝缘丝线悬挂在电容器两板间，现闭合开关S，悬线稳定时偏离竖直方向θ角，下列判断正确的是（ ）
A. 若将P向左滑，V与A表的读数均减小
B. 若将P向左滑，电容器两极板上带电荷量减小
C. 若将P向左滑，θ将增大
D. 若断开S，将N板向M板靠近，角度θ将变大
【答案】C
【解析】
【详解】ABC．若将P向左滑，滑动变阻器接入电路中的电阻减小，则总电阻减小，总电流增大，则A表读数变大，和内阻上的电压变大，则上的电压减小，即V表的读数减小，由于两端电压增大，则电容器两极板上电压增大，则电容器两极板上带电荷量增大，电容器两极板上电场强度变大，则θ将增大，故AB错误，C正确；
D．由图可知，若断开S，平行板电容器与组成新的回路，电容器将放电，最终极板上电荷量为零，则极板间电场强度为零，角度变为零，即角度变小，故D错误。
故选C。
8. 下图的线圈或者回路中描述的情景能产生感应电流的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】BD
【解析】
【详解】A．线圈有开口，不闭合，线圈中不能产生感应电流，故A错误；
B．将放置在轨道上的两导体棒分别向左、右移动，闭合回路中磁通量发生变化，闭合回路能产生感应电流，故B正确；
C．放置在线圈中间的绝缘通电导线电流增大，线圈内的磁通量不变，线圈中不能产生感应电流，故C错误；
D．将线圈拉出，线圈内的磁通量发生变化，且线圈闭合，线圈中能产生感应电流，故D正确。
故选BD。
9. 一列简谐横波，某时刻的波形如图甲所示，从该时刻开始计时，波上B质点的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A. 该波沿x轴正向传播
B. A、B两点的速度和位移有可能在某个时刻均相同
C. 经过0.3s，B质点通过的路程大小为0.3m
D. 若此波遇到另一列简谐横波并发生干涉现象，则所遇到的波的频率为2.5Hz
【答案】CD
【解析】
【详解】A．根据图乙可知，该时刻质点向下振动，结合图甲，由同侧法可知，该波沿x轴负方向传播，故A错误；
B．由题图甲可知A、B两点间距为半个波长，振动情况始终相反，速度不可能相同，故B错误；
C．由图乙可知，质点振动的周期为，则经过0.3s，B质点通过的路程大小为
故C正确；
D．该波的频率为
则若此波遇到另一列简谐横波并发生干涉现象，则所遇到的波的频率为2.5Hz，故D正确。
故选CD。
10. 如图所示，空间有与水平方向成θ角的匀强电场。一个质量为m的带电小球，用长L的绝缘细线悬挂
于O点。当小球静止时，细线恰好处于水平位置。现用一个外力将小球沿圆弧轨道（图中的虚线）缓慢地拉到最低点，此过程小球的电荷量不变，重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ）
A. 小球带负电
B. 电场强度的大小为
C. 此过程中外力做的功为
D. 将小球从最低点由静止释放，小球能在竖直面内完成完整的圆周运动
【答案】BC
【解析】
【详解】A．根据题意，对小球受力分析，由平衡条件可知，小球受到斜向上电场力，即电场力的方向与电场方向相同，则小球带正电，故A错误；
B．对小球受力分析，由平衡条件有
解得
故B正确；
C．现用一个外力将小球沿圆弧轨道（图中的虚线）缓慢地拉到最低点，重力和电场力的合力为
方向水平向右，由动能定理有
解得
故C正确；
D．因重力和电场力的合力方向水平向右，则将小球从最低点由静止释放，小球只能运动到最高点后返回，不能在竖直面内完成完整的圆周运动，故D错误。
故选BC。
二、实验探究题：本题共2小题，共15分。
11. 某学习小组利用砷化镓霍尔元件（载流子为电子）测量磁感应强度B，实验原理如图1所示，匀强磁场垂直于元件的工作面，工作电源为霍尔元件提供霍尔电流，通过1、3测脚时，元件中的载流子受洛伦兹力而偏转，2、4测脚间将产生霍尔电压。
（1）2、4测脚中电势高的是________（选填“2”或“4”）测脚。
（2）某次实验中，利用螺旋测微器测量元件厚度d（如图2），其读数为________mm。
（3）设该元件单位体积中自由电子的个数为n，元件厚度为d，磁感应强度为B，电子电荷量为e，则与的关系式为________。
【答案】（1）2 （2）1.900
（3）
【解析】
【小问1详解】
因为霍尔元件的载流子是电子，所以在霍尔元件中是电子的定向移动形成了电流，根据左手定则可知，电子受到的洛伦兹力指向“4”测脚方向，所以“4”测脚的电势低，“2”测脚的电势高。
【小问2详解】
螺旋测微器的精确值为，由图可知元件厚度为
【小问3详解】
霍尔元件中电子受到的洛伦兹力等于电场力，有
电流微观表达式为
设霍尔元件的宽度为，霍尔元件的电压为
霍尔元件的截面面积为
联立解得
12.
（1）在“测定电池的电动势和内阻”实验中，甲图为某同学采用的电路以及获得的电压与电流的关系图像，由此可得该电池的电动势为______V，内阻为______Ω。（答案保留三位有效数字）
（2）本实验的误差来自于电压表的分流作用，这将导致电动势的测量值______（选填“偏大”或“偏小”），内阻的测量值______（选填“偏大”或“偏小”）。
（3）为了尽可能减小误差，该同学用相同的实验器材又采用了如图乙的电路接法，获得的电压与电流的关系图像如图乙所示，结合甲、乙两次实验数据，可得电池真实的电动势为______V，内阻为______Ω。
【答案】（1） ①. 1.48 ②. 1.97
（2） ①. 偏小 ②. 偏小
（3） ①. 1.50 ②. 2.00
【解析】
【小问1详解】
[1][2] 根据闭合电路欧姆定律有
整理可得
则该电池的电动势为图线的纵轴截距，即，内阻为图线的斜率绝对值，即
【小问2详解】
[1][2]由图示电路图可知，由于电压表分流作用，通过电源的电流大于电流表示数，短路电流值准确，电源U-I实验图像与真实图像如图所示
由图示图像可知，电源电动势的测量值比真实值偏小，电源内阻的测量值比真实值偏小。
【小问3详解】
[1][2]在“测定电源的电动势和内阻”实验中，甲电路的误差来源于电压表的分流，导致电动势和内阻的测量值都偏小，但短路电流值准确；乙电路的误差来源于电流表的分压，导致内阻的测量值偏大，但电动势测量值准确；故两实验综合分析，可得电动势的真实值为1.50V，短路电流的真实值为0.75A，由此可计算得到内阻为2.00Ω。
三、计算题:本题共3小题,共39分。要求写出必要的文字说明、公式，只有答案的不给分。
13. 如图所示，水平金属U型框的宽度为，固定在水平面上，左端接一电动势为、内阻的电源，框上放有质量为的金属杆ab，金属杆接入电路的有效电阻为。框所在区域加一磁感应强度为的匀强磁场，磁场方向与水平面成斜向上，金属杆处于静止状态，其余电阻不计，取重力加速度，，。求：
（1）金属杆ab受到的安培力大小；
（2）金属杆ab受到的摩擦力大小和方向；
（3）金属杆ab对水平框的压力大小。
【答案】（1）1.0N；（2）0.6N，方向水平向右；（3）1.2N
【解析】
【详解】（1）根据闭合电路的欧姆定律可得
故金属棒ab所受安培力大小为
方向垂直磁场斜向上。
（2）对金属棒ab进行受力分析，根据平衡条件，在水平方向上有
摩擦力的方向水平向右。
（3）对金属棒ab进行受力分析，根据平衡条件，在竖直方向上有
解得
根据牛顿第三定律可得，金属杆ab对水平框的压力为
14. 如图所示是一玻璃球，其半径为R，O为球心，AB为一水平方向上的直径。M点是玻璃球的最高点，一束激光自B点射入、从D点射出，出射光线平行于AB，已知∠ABD=30°，光在真空中的传播速度为c，求：
（1）此玻璃球的折射率；
（2）光线从B传播到D所用时间；
（3）若来自B点的光线射向M点，判断此光线能否从M点射出玻璃球。
【答案】（1）
（2）
（3）不能
【解析】
【小问1详解】
根据几何关系可知，激光由D点射出时的入射角为，折射角为，所以，此玻璃球的折射率为
【小问2详解】
光线在玻璃球内的传播速度为
光线从B传播到D所用时间
联立，解得
【小问3详解】
若来自B点的光线射向M点，根据几何关系可知，入射角为，而这种光线在玻璃球内发生全反射的临界角C满足
因
所以，光线在M点会发生全反射，即此光线不能否从M点射出玻璃球。
15. 如图所示的xOy坐标系中，第二象限有沿y轴负方向的匀强电场，场强，图中有一个半径为的绝缘刚性圆环，圆环的O点有一个小孔，OB，AC为互相垂直的直径，圆环区域内有匀强磁场，磁场方向垂直xOy平面向外。一个带正电的粒子，以初速度从P点沿x轴正向射出，粒子在电场作用下恰好从O孔以速度进入磁场，已知P点与x轴相距，不计带电粒子的重力。求：
（1）带电粒子的比荷；
（2）若粒子第一次碰撞圆环的点在圆环上的Q点，且弧长OQ是绝缘刚性环周长的，求磁场的磁感应强度的大小；
（3）若粒子在碰撞绝缘刚性圆环时无能量损失，要使粒子与刚性圆环碰撞2次后经O孔射出环，求磁感应强度的大小和粒子在磁场中运动的时间。

【答案】（1）；（2）；（3），
【解析】
【详解】（1）粒子在电场中做类平抛运动，加速度为a，运动至O点时速度为v，vy为v在y方向分速度，则
解得
（2）由
可知粒子从O点射入磁场的方向与x轴夹角，粒子进入磁场后做匀速圆周运动，设磁感应强度为，半径为，洛伦兹力提供向心力
由几何关系
解得
（3）粒子进入磁场后做匀速圆周运动，磁感应强度为B2，半径为r2，周期为T，依据轨迹对称性和几何关系知
解得
由洛伦兹力提供向心力
解得
由于粒子的运动周期为
所以粒子在磁场中运动时间