河北省张家口市2024-2025学年高二（上）期末考试物理试卷

这是一份河北省张家口市2024-2025学年高二（上）期末考试物理试卷，共16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.下列四幅图所涉及的物理现象或原理，表述错误的是( )
A. 甲图中，该同学头发蓬松散开的原因是同种电荷的排斥作用
B. 乙图中，变压器的铁芯由彼此绝缘的薄硅钢片叠压而成，可以增大涡流
C. 丙图中，燃气灶中电子点火器前端制成尖锐的形状，应用了尖端放电的原理
D. 丁图中，手持式金属探测器利用了涡流探测
2.电子显微镜通过“静电透镜”实现对电子会聚或发散使微小物体成像。一种电子显微镜的电场分布如图所示(截取其中一部分)，虚线为电场线，电子枪发射的电子仅在电场力作用下的运动轨迹如图中实线所示，电子依次经过a、b、c三点，则下列说法正确的是( )
A. 电场强度的方向大致指向上侧
B. 电子在a点的加速度的大小大于在b点的加速度的大小
C. 电子在a点的动能大于在b点的动能
D. 电子在a点的电势能大于在b点的电势能
3.如图所示，用两只完全相同的毫安表分别改装成一只电流表和一只电压表，将它们串联起来接入电路中，下列分析正确的是( )
A. 电流表的指针偏转角较大B. 电压表的指针偏转角较大
C. 两只电表的指针偏转角相同D. 电流表两端的电压大于电压表两端的电压
4.如图所示，一手持迷你小风扇内安装有小直流电动机，其线圈电阻为RM，额定电压为U，额定电流为I。将它与电动势为E、内阻为r的直流电源连接，电动机恰好正常工作，则( )
A. 电源的输出功率为EI−I2RMB. 电源的输出功率为I2RM
C. 电动机线圈电阻的发热功率为U2RMD. 电动机输出的机械功率为UI−I2RM
5.成人体液的主要成分是水和电解质，因此容易导电，而体内脂肪则不容易导电，我们可以用某型号脂肪测量仪(如图甲所示)来测量脂肪率，脂肪测量仪根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例，模拟电路如图乙所示：测量时，闭合开关S，测试者两手分别握住两手柄M、N，则( )
A. 人体内水和脂肪导电性不同，两者中脂肪电阻率更小一些
B. 体型相近的两人相比，脂肪含量高者对应的电压表示数较小
C. 体型相近的两人相比，脂肪含量高者对应的电源效率较小
D. 刚沐浴后，人体水分增多，脂肪测量仪显示人体脂肪所占比例的测量数据会偏小
6.如图所示，理想变压器接有三个完全相同的灯泡，其中一个与该变压器的原线圈串联后接交流电源，另外两个并联后接在副线圈两端。已知三个灯泡均正常发光，则交流电源的电压与灯泡的额定电压之比为( )
A. 1∶1B. 2∶1C. 3∶1D. 4∶1
二、多选题：本大题共4小题，共22分。
7.下列说法中正确的是( )
A. 紫外验钞机利用了紫外线的荧光效应
B. 阳光可以晒黑皮肤，主要是阳光中红外线的作用
C. 常用的电视机遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机
D. 在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化的电场
8.如图所示，▵ABC是一等边三角形，在顶点A、B均放置电荷量为Q的负点电荷，此时顶点C处电场强度的大小为E；若将A点处的负点电荷取走，并放置一个电荷量为Q的正点电荷，则C点处的场强( )
A. 大小为 3EB. 大小为 33E
C. 方向与AB平行向左D. 方向与AB平行向右
9.如图所示，在平面直角坐标系xOy的第四象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，一质量m= 5.0 × 10−8kg、电荷量q= 1.0 × 10−6C的带正电的粒子以16 m/s的速度从P点沿图示方向进入磁场，速度方向与y轴负方向的夹角为37°，已知OP= 0.4 m，不计带电粒子的重力，sin37° = 0.6，若粒子不能进入x轴上方，则磁感应强度大小B可能的取值为( )
A. 2 TB. 3 TC. 4 TD. 5 T
10.将一根带绝缘皮的细导线绕成如图所示的线圈，再将线圈和小灯泡构成闭合回路，线圈内部存在一方向垂直纸面向里的匀强磁场，已知小灯泡的电阻为R，细导线的电阻为r，矩形的面积为S1，小圆的面积为S2，磁感应强度大小随时间变化的规律为B=B0+kt，B0和k均为大于零的常量，下列说法正确的是( )
A. 通过小灯泡的电流由a流向bB. 通过小灯泡的电流由b流向a
C. 小灯泡两端的电压为RkS1+S2R+rD. 小灯泡两端的电压为 2RkS1+S2R+r
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.某实验小组测量一捆长度为L的铜芯线的电阻率，实验如下：
(1)如图甲所示，用螺旋测微器测得铜芯线的直径d=_________mm．
(2)如图乙所示，取整捆铜芯线、两节干电池和相关器材，连接电路，闭合开关前滑动变阻器的滑片应位于_________(选填“最左端”或“最右端”)。
(3)正确连接好电路后闭合开关，调节滑动变阻器滑片，测得电流表示数为I，此时电压表示数U如图丙所示，则U=_________V，计算铜芯线电阻率的表达式为ρ测=_________(用题中所给已知量和测量量的字母表示)。
(4)实验小组查阅教材得知在t=20 ∘C时铜的电阻率小于由(3)中表达式计算出的测量值，你认为造成这种偏差的可能原因是__________(选填选项前的字母)。
A.电流表测得的电流大于通过铜芯线的电流
B.用螺旋测微器测得铜芯的直径偏小
C.实验时铜芯线的温度高于20 ∘C
12.某研究性学习小组欲测量一个直流电源的电动势和内阻。
(1)该小组成员先直接用多用电表粗测该电源的电动势，选用直流电压2.5V挡，读数如图甲所示，则该电源电动势约为_________V；测量时多用电表的红表笔应该与电源的_________(选填“正”或“负”)极相连。
(2)接着小组成员按图乙所示原理图测量电源的电动势E和内阻r，其中R0=2.5Ω为起保护作用的定值电阻，电压表内阻较大，电阻丝ac单位长度的电阻r0=0.20Ω/cm且标有长度刻度。
(3)闭合开关S，记录ab的长度L和电压表的示数U，滑动b点改变ab的长度L，测得6组L和U的值，写出U与L、E、r、R0、r0的关系式：1U=_________。
(4)根据实验数据描点连线，作出1U−1L图像如图所示，则可求出电源电动势E=_________V，内阻r=_________Ω。(计算结果均保留到小数点后两位)
四、计算题：本大题共3小题，共36分。
13.如图所示，平行板电容器的电容为C，所带电荷量为Q，极板长为L，极板间距离为d，极板与水平面成α角。现有一质量为m的带电液滴从A点由静止释放，沿两极板的中心线运动到B点，A，B两点都恰在电容器的边缘处，忽略边缘效应，重力加速度为g，求：
(1)液滴的电荷量及电性；
(2)液滴到达B点时的速度大小。
14.如图所示，用粗细均匀的同种导线制成的单匝正方形导线框abcd，边长L=0.1m，质量m=10g，总电阻R=0.2Ω，从距离宽度L=0.1m的匀强磁场区域上边缘高h=0.2m处自由下落。当导线框ab边刚进入匀强磁场区域时，导线框开始做匀速运动。重力加速度g取10m/s2，求：
(1)磁感应强度B的大小；
(2)导线框在穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热Q；
(3)导线框进入磁场的过程中通过其横截面的电荷量q。
15.如图所示，空间中分布着方向平行于纸面且水平向右的匀强电场，其宽度为L，在紧靠电场右侧的半径为r的圆形区域内分布着垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B0，圆形磁场区域与匀强电场的右边界相切于M点。质量为m、电荷量为q的带正电粒子从A点由静止释放后在M点离开电场，并沿半径方向射入磁场区域，然后从N点射出，O点为磁场区域的圆心，∠MON=120 ∘，不计粒子所受的重力。求：
(1)匀强电场的场强E的大小；
(2)粒子在匀强磁场中运动的时间t；
(3)若粒子在离开磁场前的某时刻，磁感应强度方向不变，大小突然变为B1，此后粒子恰好被束缚在该磁场中，则B1的最小值为多少？
答案和解析
1.【答案】B
【解析】A.根据同种电荷相互排斥，可知甲图中，该同学头发蓬松散开的原因是同种电荷的排斥作用，故A正确，不符合题意；
B.乙图中，变压器的铁芯由彼此绝缘的薄硅钢片叠压而成，可以防止涡流效应，故B错误，符合题意；
C.丙图中，燃气灶中电子点火器前端制成尖锐的形状，该装置应用了尖端放电的原理，故C正确，不符合题意；
D.丁图中，手持式金属探测器利用了涡流磁效应进行探测，故D正确，不符合题意。
故选B。
2.【答案】D
【解析】A.电子仅受电场力作用，则电场力为电子的合力，根据曲线运动的合外力指向轨迹的凹侧，电子受到的电场力方向大致指向上侧，负电荷所受电场力方向与电场强度方向相反，故电场线的方向大致指向下侧，故A错误；
B.电场线越密，电场强度越大，故电子在a点受到的电场力小于在b点受到的电场力，电子在a点的加速度大小小于在b点的加速度大小，故B错误；
CD.曲线运动轨迹的切线方向为瞬时速度方向，电子依次经过a、b、c三点，电场力方向与速度方向的夹角小于90°，电场力做正功，电子的动能增大，电势能减小；故电子在a点的动能小于在b点的动能，电子在a点的电势能大于在b点的电势能，故C错误，D正确。
故选D。
3.【答案】B
【解析】ABC.电流表改装成电压表是串联较大的分压电阻；电流表改装成大量程电流表是并联较小的分流电阻；两表串联后，通过电流表的总电流与电压表的电流相等，由于电流表改装成大量程电流表是并联较小的分流电阻，所以大部分电流通过了分流电阻，通过表头的电流很小，则电流表指针的偏转角小于电压表指针的偏转角，即电压表的指针偏转较大，故B正确，AC错误；
D.通过电流表的总电流与电压表的电流相等，由于电流表改装成大量程电流表是并联较小的分流电阻，而电流表改装成大量程电压表是串联较大的分压电阻，可知电压表的总电阻大于电流表的总电阻，故电流表两端的电压小于电压表两端的电压，故D错误。
故选B。
4.【答案】D
【解析】ABC.因为直流电动机为非纯电阻元件，可知电动机内阻上消耗的电功率小于电动机的额定功率，有
UI>I2RM
即
II2RM
电动机线圈电阻的发热功率为
P热=I2RM