河南省百师联盟2024-2025学年高二上学期12月期中考试物理试题（含答案）

1
物理试题
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上。
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。
考试时间为75分钟，满分100分
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，只有一项是符合题目要求的。
1. 交流发电机的线圈匀速转动时产生正弦式交变电流，其电动势随时间变化的图像如图所示，下列说法正确的是（　　）
A. t = 0时，穿过线圈的磁通量的变化率最大 B. t = 0.005 s时，线圈位于中性面
C. t = 0.005 s时，穿过线圈的磁通量为零 D. 发电机线圈转动的角速度为50 rad/s
2. 如图所示，质量为、长为的直导体棒用两绝缘细线悬挂于、，并处于竖直方向的匀强磁场中。当导体棒中通以如图所示的电流，导体棒保持静止时，悬线与竖直方向的夹角为，现通过改变磁感应强度的大小，使悬线与竖直方向的夹角从缓慢变为。在这一过程中，磁感应强度大小变为原来的（　　）
A. 2倍 B. 倍 C. 倍 D. 3倍
3. 如图，一正方形金属线圈用绝缘细绳悬挂于O点，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中。某段时间内，磁感应强度的方向垂直线圈平面向里，大小随时间均匀增大，绳子始终保持绷紧状态。这段时间内，下列说法正确的是（　　）
A. 金属线圈中电流方向为顺时针 B. 金属线圈中电流大小逐渐增大
C. 金属线圈受到的安培力大小逐渐增大 D. 绳子受到的拉力大小逐渐增大
4. 真空中有一正三角形ABC，如图所示，M、N分别为AB、AC的中点，在B、C两点分别固定等量异种点电荷，其中B点固定负电荷，C点固定正电荷。则（）
AM点和N点电场强度相同
B. 沿直线从A点到M点，电势逐渐升高
C将电子沿直线从M点移动到A点，电场力一直做负功
D. 将电子沿直线从N点移动到A点，电子的电势能逐渐增加
5. 如图所示，直线A为某电源的U I图线，直线B和C分别为电阻R1和R2的U I图线。将该电源分别与R1、R2组成闭合电路时，电源的输出功率分别为P1、P2。则下列说法错误的是（　　）
A. 该电源的电动势为6 V B. 该电源的内阻为1 Ω
C. R1和R2的比值为1∶4 D. P1与P2的比值为1∶1
6. 如图所示，在直角坐标系中有、、、四点，点坐标为。空间中存在方向平行于坐标系所在平面的匀强电场，、、三点电势分别为1.8V、5V、3.2V，将一电荷量为的点电荷从点沿移动到点，下列说法正确的是（　　）
A. 坐标原点电势为7V
B. 电场强度的大小为
C. 该点电荷在点的电势能为
D. 该点电荷从点移动到点的过程中，电场力做功为
7. 如图所示，电阻不计的两光滑金属导轨相距，放在水平绝缘桌面上，半径为的圆弧轨道处在竖直平面内且与水平直导轨在最低点相切，水平直导轨处在磁感应强度大小为、方向竖直向下的匀强磁场中，末端与桌面边缘平齐。两金属棒、垂直于两导轨且与导轨接触良好。棒质量为、电阻为，棒的质量为、电阻为。重力加速度为。开始时棒静止在水平直导轨上，棒从圆弧顶端无初速度释放，进入水平直导轨后与棒始终没有接触并一直向右运动，最后两棒都离开导轨落到地面上。棒与棒落地点到桌面边缘的水平距离之比为。则（　　）
A. 棒离开导轨时的速度大小为
B. 棒离开导轨时的速度大小为
C. 棒在水平导轨上的最大加速度大小为
D. 两棒在导轨上运动过程中产生的焦耳热为
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 目前困扰5G发展的大难题之一是供电，5G基站系统功耗大，信号覆盖半径小。如图所示，电压为100kV的主供电线路为某5G基站供电，基站用电器总功率为4kW，线路电阻为40Ω，线路损耗功率占总功率的20%（变压器均视为理想变压器），则（）
A. 输电线路中的电流为5A B. 输电线路中的电流为2500A
C. 高压变压器原、副线圈的匝数比为 D. 高压变压器原、副线圈的匝数比为
9. 如图所示，电表均为理想电表，电源内阻的大小为，两灯泡的电阻均为。闭合开关，此时，两灯泡正常发光，滑动变阻器的阻值为。将滑动变阻器滑片向下滑动，电压表、示数变化量的绝对值分别为、，电流表A示数变化量的绝对值为，则（　　）
A. 电流表的示数增大，两灯泡都变亮 B. 电压表的示数减小，
C. 电源的效率增大，电源的总功率减小 D. 滑动变阻器的功率可能先变大后变小
10. 科学技术是第一生产力，现代科技发展与物理学息息相关，下列关于磁场与现代科技的说法正确的是（　　）
A. 图甲是磁流体发电机的结构示意图，由图可以判断出A板是发电机的负极，若只增大磁感应强度，则电路中的电流增大
B. 图乙是霍尔元件的示意图，若半导体中的载流子为正电荷，则稳定时侧的电势高于侧的电势
C. 图丙是电磁流量计的示意图，在磁感应强度、管道直径一定时，流量（单位时间内流过管道横截面的液体体积）正比于、两点间的电势差
D. 图丁是回旋加速器的示意图，若只增大加速电压，则可使粒子获得的最大动能增大
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某同学用电流传感器做“观察电容器的充放电”实验，按图甲所示连接电路。
（1）将开关S与1端相连，稳定后电容器的上极板带______（选填“正”或“负”）电；把开关S掷向2端，通过电流传感器的电流方向为______（选填“由A到B”或“由B到A”）。
（2）开关S掷向2后，电流传感器采集到电流随时间变化的图像如图乙所示。根据图像可估算出电容器存储的电荷量为______C（结果保留两位有效数字）。
（3）在电容器放电实验中，接不同的电阻，放电快慢不同。图丙a、b两条放电电流的图像中，对应电阻较大的一条是______（选填“a”或“b”）。
12. 某同学测一段粗细均匀的金属丝ab的电阻率，选用的器材有：
电源（电动势，内阻很小）
电流表（量程0~0.6A，内阻很小）
定值电阻（）
开关S、导线、金属夹、多用电表、螺旋测微器
（1）用螺旋测微器测定金属丝的直径，如图甲所示，直径______mm。
（2）用多用电表“×10”档粗测金属丝的电阻，指针如图乙中虚线所示，则应改用______（选填“×1”或“×100”）档，重新欧姆调零后再次测量，指针如图乙中实线所示，则测得金属丝的电阻______。
（3）按图丙连接实物。闭合开关S后，将金属夹从金属丝的左端a处逐渐向右滑动，依次记下金属夹到右端b处的距离x和电流表的示数I。用测出的多组数据作出图像，若图像为直线，其斜率为k，不考虑温度的变化，则金属丝的电阻率______（用k、d、E、R及相关常数表示）。
（4）若考虑电流表内阻的影响，则金属丝电阻率的测量值与实际值相比______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
13. 如图所示是小型交流发电机的示意图，线圈绕垂直于匀强磁场方向的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动，角速度为ω，匀强磁场磁感应强度大小为B，线圈匝数为N，面积为S，总电阻为r，外接电阻为R，V为理想交流电压表。在时刻，穿过线圈的磁通量为零。
（1）写出发电机产生的电动势瞬时值表达式并求交流电压表的示数；
（2）从时刻开始线圈转过30°的过程中，求通过电阻R的电荷量；
（3）求电阻R上热功率。
14. 如图所示，足够长的平行金属导轨倾斜放置，导轨与水平面夹角，间距，在导轨之间接有阻值的定值电阻.质量、电阻的金属杆由跨过光滑定滑轮的轻绳与质量的重物相连，磁感应强度大小为的匀强磁场与导轨平面垂直。开始时金属杆置于导轨下端紧靠电阻处，将重物P和金属杆由静止释放，金属杆运动到点（图中未画出）过程中，通过电阻的电荷量，此时重物已经开始匀速下降，运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好，导轨足够长，一切摩擦不计，重力加速度取，求：
（1）重物P匀速下降的速度；
（2）金属杆从释放到运动到点的过程中，定值电阻中产生的焦耳热；
（3）若金属杆到达点后，磁感应强度开始发生变化（此时为时刻），致使回路中电流为零。试写出磁感应强度随时间变化的关系式。
15. 如图所示的平行板电容器中，存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里，电场强度大小为为板间中线。紧靠平行板右侧边缘的坐标系的第一象限内，边界与轴的夹角，边界线的上方有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为，边界线的下方有竖直向上的匀强电场，电场强度大小为。一带电荷量为、质量为的正离子从点射入平行板间，沿中线做直线运动，穿出平行板后从轴上坐标为的点垂直轴射入磁场区，多次穿越边界线。不计离子重力，求：
（1）离子在平行板间运动速度大小；
（2）离子从经过点到第二次穿越边界线所用的时间；
（3）离子第四次穿越边界线时的速度大小。
物理试题
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，只有一项是符合题目要求的。
1.
【答案】C
2.
【答案】D
3.
【答案】C
4.
【答案】D
5.
【答案】C
6.
【答案】C
7.
【答案】D
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8.
【答案】AD
9.
【答案】BC
10.
【答案】AC
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11.
【答案】（1） ①. 正 ②. 由B到A
（2）
（3）b
12.
【答案】（1）0.397##0.398##0.399
（2） ①. ×1 ②. 10
（3）
（4）偏小
【解析】
【小问1详解】
用螺旋测微器测定金属丝的直径，如图甲所示，直径
【小问2详解】
[1][2]用多用表“10”挡测量金属丝的电阻，指针如图乙中虚线所示，可知待测电阻阻值较小，则应改用“1”挡，重新欧姆调零后，测量金属丝ab两端的电阻，指针如图乙中实线所示，则金属丝的电阻
【小问3详解】
金属丝对应的电阻为
由闭合电路欧姆定律，可得
联立，可得
若图像为直线，其斜率为k，则有
解得
【小问4详解】
若考虑电流表内阻的影响，则在相同x时实际总电流偏小，的实际值偏大，图像中直线的斜率偏大，金属丝电阻率的测量值与实际值相比偏小。
13.
【解析】
【小问1详解】
交流发电机产生的电动势最大值
电动势随时间的变化关系式为
即
线圈中电流的有效值
交流电压表显示的是路端电压有效值，故示数
解得
【小问2详解】
从时刻开始线圈转过30°的过程中，通过电阻R的电荷量
又
解得
【小问3详解】
电阻R上的热功率
解得
14.
【解析】
【小问1详解】
重物匀速下降时，设金属杆中电流为，金属杆与重物组成的系统由平衡条件得
根据闭合电路欧姆定律有
根据法拉第电磁感应定律有
解得
【小问2详解】
设金属杆运动到点的过程中，运动时间为，平均电流为，向上运动位移为，则有
结合
联立代入数据解得
设电路中产生的总热量为，由能量守恒定律得
由串联电路的规律可知，电阻中产生的热量
联立解得
【小问3详解】
金属杆中不产生感应电流，说明穿过回路的磁通量始终不变，则有
金属杆向上做匀加速运动，对金属杆与重物整体，根据牛顿第二定律有
解得
金属杆运动的位移
则磁感应强度随时间变化的关系为
15.
【解析】
【小问1详解】
离子沿着做匀速直线运动，则根据平衡条件有
解得
【小问2详解】
离子进入磁场区域后在洛伦兹力的作用下做圆周运动，设其做圆周运动的半径为，则根据洛伦兹力充当向心力有
可得
由于点的纵坐标
可知离子沿轴负方向第一次穿越，做出离子在磁场中运动的轨迹如图所示。
离子在磁场中做圆周运动的周期
可知离子从点到第一次穿越所用的时间
解得
离子穿越后进入电场做匀减速直线运动直至速度减为零，然后反向加速，以第一次穿过的速度大小反向穿过，设离子在电场中运动的时间为，则根据速度时间关系可得
解得
则离子从经过点到第二次穿越边界线所用的时间
【小问3详解】
离子第二次穿越后在磁场中做圆周运动，第三次穿越时速度大小仍为，方向沿轴正方向，进入电场后的运动，可分解为沿轴方向的匀速直线运动、沿轴方向的匀加速直线运动，其位移的偏转角等于，则有
速度偏转角
解得
则离子第四次穿过时的速度大小为
解得
PAGE
第13页