2024~2025学年山东省济宁市兖州区高二上11月期中考试物理试卷（解析版）

这是一份2024~2025学年山东省济宁市兖州区高二上11月期中考试物理试卷（解析版），共22页。试卷主要包含了 关于磁通量，下列说法正确的是等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的班级、姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
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。
第Ⅰ卷（选择题 共40分）
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. 关于磁场和磁感线，下列说法正确的是（ ）
A. 磁感线总是从N极出发，止于S极
B. 通电导线在某处不受磁场力作用，则该处的磁感应强度一定为零
C. 磁感应强度为零的区域，在该区域中通过某个面的磁通量一定为零
D. 磁场是真实存在物质，磁感线也是客观存在的，反映磁场的大小和方向
【答案】C
【解析】A．磁感线在磁体外部是从N极到S极，内部从S极到N极，故A错误；
B．通电导线在某处不受磁场力作用，可能是电流的方向与磁场的方向平行，该处的磁感应强度不一定为零，故B错误；
C．根据磁通量可知，当磁感应强度时，则磁通量，故C正确；
D．磁场是一种看不见的特殊物质，磁感线是人们为了方便研究而假想出来的，不是真实存在的，故D错误。
2. 锂离子电池已被广泛地用于智能手机、智能机器人、电动自行车、电动汽车等领域，锂离子电池主要依靠锂离子（）在电池内部正极和负极之间移动来工作，某款手机充电锂离子电池的标识如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 该锂离子电池放电时，锂离子从正极运动到负极
B. 该锂离子电池把化学能转化为电能的本领比电动势为1.5V的干电池弱
C. 该锂离子电池充满电后可贮存约的电能
D. 若该锂离子电池的待机电流为15mA，则其最长待机时间约为96h
【答案】C
【解析】A．锂离子电池放电时，在电池外部电流由正极流向负极，在电池内部，电流由负极流向正极，锂离子带正电，在电池内部锂离子从负极运动到正极，故A错误；
B．电动势表示电池把其他能转化为电能本领大小的物理量，电动势越大，该项本领越大，所以3.8V锂离子电池把化学能转化为电能的本领比电动势为1.5V的干电池强，所以故B错误；
C．该锂离子电池充满电后可贮存的电能为
故C正确；
D．若该锂离子电池的待机电流为15mA，则其最长待机时间为
故D错误。
故选C。
3. P1和P2是材料相同、上下表面为正方形的长方体导体，P1的上、下表面积大于P2的上、下表面积，将P1和P2按图所示方式接到电源上，闭合开关后，下列说法正确的是（ ）
A. 若P1和P2的体积相同，则通过P1的电流大于通过P2的电流
B. 若P1和P2的体积相同，则P1的电功率大于P2的电功率
C. 若P1和P2的厚度相同，则P1两端的电压小于P2两端的电压
D. 若P1和P2的厚度相同，则P1两端的电压大于P2两端的电压
【答案】B
【解析】A．由于P1和P2是串联关系，所以通过P1、P2的电流总是相等的，故A错误；
B．由电阻定律可得
若P1和P2的体积相同，则上下表面积越大的阻值越大，即
由电功率公式
可知P1的电功率大于P2的电功率，故B正确；
CD．由电阻定律可得
若P1和P2的厚度相同，则电阻也相等；由于P1和P2是串联关系，所以P1两端的电压等于P2两端的电压，故CD错误。
故选B。
4. 在如图所示电路中，已知电容，电源电动势，内电阻忽略不计，定值电阻，，则电容器所带电荷量为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】定值电阻分得的电压
定值电阻分得的电压
故电容器两端电压为
电容器所带电荷量
故选B。
5. 如图所示，直角三角形abc，∠a＝60°，ad＝dc，b、c两点在同一水平线上，垂直纸面的直导线置于b、c两点，通有大小相等、方向向里的恒定电流，d点的磁感应强度大小为B0.若把置于c点的直导线的电流反向，大小保持不变，则变化后d点的磁感应强度（ ）
A. 大小为B0，方向水平向左
B. 大小为B0，方向竖直向下
C. 大小为B0，方向水平向右
D. 大小为2B0，方向竖直向下
【答案】B
【解析】如图所示
由几何关系知θ=60°，设每根导线在d点产生的磁感强度为B，据平行四边形定则有
若把置于c点的直导线电流反向，据几何知识可得
α=30°
d点合磁感强度大小为
方向竖直向下；故选B。
6. 如图所示，建筑工地上的打夯机将质量为的重锤升高到的高度后释放，重锤在地面上砸出一个深坑，重锤冲击地面的时间为。不计空气阻力，重力加速度取，则重锤对地面的平均作用力大小为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】取向上为正方向，以重锤为研究对象，根据动量定理
代入数据，解得
根据牛顿第三定律，重锤对地面的平均作用力大小为。
故选B。
7. 如图所示，电风扇的叶片匀速旋转时将空气以速度v向前排开，叶片旋转形成的圆的面积为S，空气密度为ρ，下列说法正确的是（ ）
A. t时间内通过叶片的空气质量为ρSv
B. 空气对叶片的推力为
C. 若仅将叶片面积增大为2S，则空气对叶片的压强变为原来的一半
D. 单位时间内流过叶片的空气的动能为
【答案】B
【解析】A．t时间内叶片排开的空气的质量为
故A项错误；
B．由动量定理可得
解得叶片匀速旋转时，空气受到的推力为
根据牛顿第三定律可知，空气对叶片的推力为，故B项正确；
C．空气对叶片的压强为
所以若仅将叶片面积增大为2S，则空气对叶片的压强不变，故C项错误；
D．单位时间，则时间为1s，所以其单位时间内通过叶片的空气为
单位时间内流过叶片的空气的动能为
故D项错误。
故选B。
8. 闭合电路内、外电阻的功率随外电路电阻变化的两条曲线如图所示，曲线A表示内电阻的功率随外电阻变化的关系图线，曲线B表示外电阻的功率随外电阻变化的关系图线。下列说法正确的是（ ）
A. 电源的电动势为3 V
B. 电源的内阻为2.5 Ω
C. 内电阻的最大功率为7.2 W
D. 外电阻取2.5 Ω时外电阻的功率是外电阻取10 Ω时外电阻的功率的
【答案】C
【解析】AB．设电源的电动势为E，内阻为r，由闭合电路的欧姆定律得，电路中电流为
则闭合电路中内电阻的功率为
外电阻的功率为
由图像可知，当外电阻
代入数据联立解得
E＝6 V
r＝5 Ω
AB错误；
C．当外电阻
电路中电流最大，内电阻功率最大，最大功率为
C正确；
D．由图像可知，当外电阻
外电阻的功率为
外电阻的功率为
，
D错误。
故选C。
二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）
9. 关于磁通量，下列说法正确的是（ ）
A. 图甲中，通过两金属圆环的磁通量
B. 图乙中，通过 匝边长为L的正方形金属线圈的磁通量为
C. 图丙中，在通电直导线的磁场中，线圈在Ⅱ位置时穿过线圈的磁通量不为0
D. 图丙中，在通电直导线的磁场中，若线圈在I位置时的磁通量大小为，则线圈从I位置平移至Ⅲ位置过程中，线圈的磁通量的变化量大小为2
【答案】AD
【解析】A．图甲中，通过两金属圆环的既有条形磁铁的外部磁场又有内部磁场，磁通量比较的是净胜的磁感线条数，所以。故A正确；
B．图乙中，通过 匝边长为L正方形金属线圈的磁通量为
故B错误；
C．图丙中，在通电直导线的磁场中，线圈在Ⅱ位置时既有垂直纸面向里的磁场，也有垂直纸面向外的磁场，由磁场分布的对称性可知，穿过线圈的磁通量为0。故C错误；
D．图丙中，在通电直导线的磁场中，设垂直纸面向里的磁通量为正，则线圈在I位置时的磁通量为-，由磁场分布的对称性可知线圈在Ⅲ位置时磁通量为，则线圈从I位置平移至Ⅲ位置过程中，线圈的磁通量的变化量大小为
故D正确。
故选AD。
10. 如图所示，电源电动势、内阻r恒定，定值电阻的阻值等于，定值电阻的阻值等于，闭合开关S，平行板电容器两板间有一带电液滴刚好处于静止状态。将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表、、的示数变化量的绝对值分别为、、，理想电流表A示数变化量的绝对值为，下列说法正确的是（ ）
A. 带电液滴将向下运动，定值电阻中有从流向的瞬间电流
B.
C. 、、均不变
D. 电源的输出功率变大，电源效率变小
【答案】ACD
【解析】A．将滑动变阻器滑片向下滑动，滑动变阻器接入电路的阻值减小，电路总电阻变小，由闭合电路欧姆定律
可知电路电流增大，根据
可知电容器极板间电压减小，根据
可知电容器的电荷量Q减少，电容器放电，所以定值电阻中有从a流向b的瞬间电流。由
可知极板间匀强电场的电场强度E减小，向上的电场力减小，则带电液滴将向下运动。故A正确；
BC．理想电压表V1测量定值电阻R1两端的电压，根据欧姆定律可得
理想电压表V2测量电源的路端电压，根据闭合电路欧姆定律可得
理想电压表V3测量滑动变阻器两端的电压，根据闭合电路欧姆定律可得
则有
，，
可知、、均不变，由于定值电阻的阻值等于，则有
故B错误，C正确；
D．电源的输出功率为
可知当外电阻等于内阻时，电源的输出功率最大；由于定值电阻的阻值等于电源内阻r，则电路的外电阻大于内阻r且在减小，则电源的输出功率变大；电源效率为
由于外电阻减小，则电源效率减小，故D正确。
故选ACD。
11. 某学习小组将一个小量程的电流表（内阻为5Ω，量程为100mA）改装成以下三个量程的电表：①量程为0~0.6A的电流表；②量程为0~3A的电流表；③量程为0~5V的电压表，设计了如下图所示的电路图。下列说法正确的是（ ）
A. 当使用OB接线柱时，该电表是量程为0~3A的电流表
B. 当使用OC接线柱时，该电表是量程为0~5V的电压表
C. R1=0.8Ω
D. R3=7.5Ω
【答案】BD
【解析】AB．根据电流表改装特点可知，当与表头并联的分流电阻阻值越小，电流表的量程越大，所以当使用OA接线柱时，电流表量程为0~3A，使用OB接线柱时，电流表量程为0~0.6A，使用OC接线柱时，电压表量程为0~5V，故A错误，B正确；
CD．当使用OA接线柱时，有
当使用OB接线柱时，有
当使用OC接线柱时，有
联立解得
，，
故C错误，D正确。
故选BD。
12. 如图所示，将一半径为R的光滑半圆槽置于光滑水平面上，现让一小球自左侧槽口A的正上方h处由静止开始下落，恰好与圆弧槽相切自A点进入槽内，已知半圆槽质量为小球质量的4倍，则以下结论中正确的是（小球可视为质点，重力加速度为g）（ ）
A. 小球在半圆槽内运动的过程中机械能守恒
B. 小球在到达C点时速度为
C. 小球运动到半圆槽的最低点B时，半圆槽向左移动
D. 小球离开C点以后，将做斜上抛运动
【答案】BC
【解析】A．小球在半圆槽内运动的过程中，由于半圆槽的弹力对小球做功，则小球的机械能不守恒，故A错误；
BD．小球与半圆槽组成的系统满足水平方向动量守恒，则系统的水平动量始终为0，当小球在到达C点时，小球与半圆槽具有相同的水平速度，则半圆槽的速度刚好为0，根据系统机械能守恒可得
解得小球在到达C点时速度为
此时小球的水平分速度刚好为0，所以小球离开C点以后，将做竖直上抛运动，故B正确，D错误；
C．小球运动到半圆槽的最低点B时，根据系统水平方向动量守恒可得
则有
小球运动到半圆槽的最低点B时，有
联立解得半圆槽向左移动的距离为
故C正确。
故选BC。
第Ⅱ卷（非选择题 共60分）
三。实验题（13题8分；14题6分，共14分。）
13.
（1）上图是一个20分度游标卡尺，读数是：__________cm。
（2）某实验小组对比多用电表测电阻和伏安法测电阻的测量值是否相同。
Ⅰ、他们找来一电阻元件，首先用多用电表测量，多用电表显示如图甲所示，为减小测量误差他们又重新测量。请在下列操作中选择正确的操作步骤并按先后顺序进行排序________。（填步骤前的字母代号）
A．使红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在刻度盘最左端0刻度
B．使红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在刻度盘最右端0刻度
C．使红、黑表笔接触待测电阻两端，测量并读数
D．断开表笔，将选择开关旋至“OFF”挡
E．将选择开关旋至“×1”挡
F．将选择开关旋至“×100”挡
Ⅱ、他们又用如图乙所示的电路对该电阻元件进行测量，图乙中部分器材的参数如下：电源（电动势为12 V，内阻约为1 Ω）；
双量程电压表（量程为0 ~ 3 V时内阻约为3 kΩ，量程为0 ~ 15 V时内阻约为15 kΩ）；
双量程电流表（量程为0 ~ 0.6 A时内阻约为0.1 Ω，量程为0 ~ 3 A时内阻约为0.02 Ω）；
滑动变阻器（最大阻值为5 Ω）。
①要求测量尽量精确，用笔画线代替导线将图乙中的测量电路补充完整____________。
②用正确的电路多次测量，电压表示数用U表示，电流表示数用Ⅰ表示，根据U − I图像可得出电阻的测量值，考虑到系统误差，该电阻的测量值_________（填“大于”“小于”或“等于”）实际值。
【答案】（1）1.070 （2）EBCD 小于
【解析】（1）游标卡尺读数是
（2）Ⅰ[1]由甲图可知，选择开关旋至“×10”挡，指针偏角较大，读数不准确，为了减小测量误差，应该换成“×1”挡使指针向表盘的中央三分之一区域，正确操作步骤为
E．将选择开关旋至“×1”挡
B．使红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在刻度盘最右端0刻度
C．使红、黑表笔接触待测电阻两端，测量并读数
D．断开表笔，将选择开关旋至“OFF”挡
故先后顺序为EBCD。
Ⅱ①[2]滑动变阻器总阻值较小，需要采用分压式接法，电源电动势为12 V，电压表选择0 ~ 15 V量程，由甲图可知电阻元件的阻值大约为20 Ω，则电路中最大电流约为
可知电流表选择0 ~ 0.6 A量程。实物连接图如图所示
②[3]用正确的电路多次测量，电压表示数用U表示，电流表示数用Ⅰ表示，根据U − I图像可得出电阻的测量值，考虑到系统误差，由于电压表的分流，致使电流表的测量值大于真实值，根据欧姆定律
可知该电阻的测量值小于实际值。
14. 为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞，某同学选取了两个体积相同、质量不相等的小球，按下述步骤做了如下实验：

①用天平测出两个小球的质量（分别为m1和m2）。
②按照如图所示的那样，安装好实验装置。将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端处的切线水平，将一斜面BC连接在斜槽末端。
③先不放小球m2，让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，记下小球的落点位置。
④将小球m2放在斜槽末端边缘处，让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，记下小球m1和m2在斜面上的落点位置。
⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离，图中D、E、F点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置，到B点的距离分别为LD、LE、LF。
（1）小球m1和m2需要m1___________m2；（填“大于”、“小于”或者“等于），发生碰撞后，m1的落点是图中的___________点。
（2）实验中小球均落在斜面上，用测得物理量来表示，只要满足以下关系式中的哪一项___________，则说明碰撞中动量守恒；只要再满足关系式___________，则说明两小球的碰撞是弹性碰撞。（将正确答案前面的选项填入适当的位置）
A．
B．
C．
D．
【答案】（1）大于 D （2）A B
【解析】（1）[1]小球m1和m2需要m1大于m2；
[2]发生碰撞后，m1的落点是图中的D点；
（2）[3][4]由题可知，碰撞后m1的落点是图中的D点，m2的落点是图中的F点，设斜面的倾角为，小球从斜面顶端平抛落到斜面上，两者距离为，由平抛运动的知识可知
可得
由于、都是恒量，所以
所以动量守恒的表达式可化简为
故选A。
机械能守恒的表达式可以化简为
故选B。
四、计算题（本题共4小题，共46分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）。
15. 如图所示，电源电动势E=12V，r=1Ω，电容器的电容C=350μF，定值电阻R1=1Ω，灯泡电阻R2=6Ω，电动机的额定电压UM=6V，线圈电阻RM=1Ω。开关S闭合，电路稳定后，电动机正常工作，求：
（1）电动机输出的机械功率；
（2）电容器极板所带电量Q。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）根据闭合电路欧姆定律，干路电流为
流过灯泡的电流
流过电动机的电流
则电动机的输出功率为
联立解得
（2）电容器的电压为
电容器的电荷量为
代入数据联立解得
16. 如图（a）所示电路，当变阻器的滑动片从一端滑到另一端的过程中两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图（b）中的AC、BC两直线所示，不考虑电表对电路的影响。
（1）定值电阻R0的阻值为多大？
（2）电源的电动势和内阻分别为多少？
（3）变阻器滑动片从一端滑到另一端的过程中，变阻器消耗的最大电功率为多少？
【答案】（1）3 Ω （2）8 V，1 Ω （3）4 W
【解析】（1）当变阻器阻值为0时，两电压表读数相等，则有
（2）根据闭合电路欧姆定律得
可知U − I图像中BC直线的斜率绝对值等于电源的内阻，则有
将B点坐标代入可得
解得电源电动势为
（3）变阻器的总电阻为
变阻器消耗的功率为
可知当
变阻器消耗的电功率最大，则有
17. 如图甲所示，物块A、B的质量分别是mA=4kg和mB=3kg。用轻弹簧拴接，放在光滑的水平地面上，物块B右侧与竖直墙壁相接触。另有一物块C从t=0时以一定速度向右运动，在t=4s时与物块A相碰，并立即与A粘在一起不再分开，C的v-t图像如图乙所示。求：
（1）C的质量mC；
（2）t=8s时弹簧具有的弹性势能Ep1，4~12s内墙壁对物块B的冲量大小I；
（3）B离开墙后的运动过程中弹簧具有的最大弹性势能Ep2。
【答案】（1）2kg；（2）27J，36N·s；（3）9J
【解析】（1）由题图乙知，C与A碰前速度为
碰后速度大小为
C与A碰撞过程动量守恒
解得C质量
（2）t=8s时弹簧具有的弹性势能为
取水平向左为正方向，根据动量定理，4~12s内墙壁对物块B的冲量大小
（3）由题图可知，12s时B离开墙壁，此时A、C的速度大小为
之后A、B、C及弹簧组成的系统动量和机械能守恒，且当A、C与B的速度相等时，弹簧弹性势能最大
解得B离开墙后的运动过程中弹簧具有的最大弹性势能为
18. 如图所示，一实验小车静止在光滑水平面上，其上表面有粗糙水平轨道与光滑四分之一圆弧轨道。圆弧轨道与水平轨道相切于圆弧轨道最低点，一物块静止于小车最左端，一小球用不可伸长的轻质细线悬挂于O点正下方，并轻靠在物块左侧。现将细线拉直到水平位置时，静止释放小球，小球运动到最低点时与物块发生弹性碰撞。碰撞后，物块沿着小车上的轨道运动，已知细线长。小球质量。物块、小车质量均为。小车上的水平轨道长。圆弧轨道半径。小球、物块均可视为质点。不计空气阻力，重力加速度g取。
（1）求小球运动到最低点与物块碰撞前所受拉力的大小；
（2）求小球与物块碰撞后的瞬间，物块速度的大小；
（3）为使物块能进入圆弧轨道，且在上升阶段不脱离小车，求物块与水平轨道间的动摩擦因数的取值范围。
【答案】（1）6N；（2）4m/s；（3）
【解析】（1）对小球摆动到最低点的过程中，由动能定理
解得
在最低点，对小球由牛顿第二定律
解得，小球运动到最低点与物块碰撞前所受拉力的大小为
（2）小球与物块碰撞过程中，由动量守恒定律和机械能守恒定律
解得小球与物块碰撞后的瞬间，物块速度的大小为
（3）若物块恰好运动到圆弧轨道的最低点，此时两者共速，则对物块与小车整体由水平方向动量守恒
由能量守恒定律
解得
若物块恰好运动到与圆弧圆心等高的位置，此时两者共速，则对物块与小车整体由水平方向动量守恒
由能量守恒定律
解得
综上所述物块与水平轨道间的动摩擦因数的取值范围为