北京市石景山区2024-2025学年高二（上）期末物理试卷（含解析）

北京市石景山区2024-2025学年高二（上）期末物理试卷
一、单选题：本大题共15小题，共45分。
1.年月日，长征五号遥八运载火箭托举嫦娥六号探测器进入地月转移轨道，火箭升空过程中，以下描述其状态的物理量中属于矢量的是( )
A. 质量 B. 速度 C. 路程 D. 动能
2.“指尖转球”是花式篮球表演中常见的技巧。如图，当篮球在指尖上绕轴转动时，球面上、两点做圆周运动的 ( )
A. 半径相等 B. 线速度大小相等
C. 向心加速度大小相等 D. 角速度大小相等
3.我国古人最早发现了尖端放电现象，并将其用于生产生活，如许多古塔的顶端采用“伞状”金属饰物在雷雨天时保护古塔。雷雨中某时刻，一古塔顶端附近等势线分布如图所示，相邻等势线电势差相等，则、、、四点中电场强度最大的是( )
A. 点 B. 点 C. 点 D. 点
4.某物体位置随时间的关系为，则关于其速度与内的位移大小，下列说法正确的是( )
A. 速度是对物体位置变化快慢的物理量，内的位移大小为
B. 速度是对物体位移变化快慢的物理量，内的位移大小为
C. 速度是对物体位置变化快慢的物理量，内的位移大小为
D. 速度是对物体位移变化快慢的物理量，内的位移大小为
5.年月日，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动，成功实现环绕火星运动，成为我国第一颗人造火星卫星。若“天问一号”环绕火星做匀速圆周运动的轨道半径为，引力常量为，火星的质量为，则“天问一号”环绕火星运动的线速度大小为
A. B. C. D.
6.在静电场中的、两点放置试探电荷，其受到的静电力与试探电荷的电荷量的关系，分别如图中直线、所示。、两点的电场强度之比为( )
A. B. C. D.
7.篮球比赛前，常通过观察篮球从一定高度由静止下落后的反弹情况判断篮球的弹性。某同学拍摄了该过程，并得出了篮球运动的图像，如图所示。图像中、、、四点中对应篮球位置最高的是( )
A. 点 B. 点 C. 点 D. 点
8.如图所示，两个等量异种点电荷分别位于、两点，、是连线上的两点，且。下列说法正确的是( )
A. 点电场强度与点电场强度相等
B. 点电势与点电势相等
C. 若两点电荷的电荷量均变为原来的倍，点电场强度大小将变为原来的倍
D. 若两点电荷的电荷量均变为原来的倍，、两点间电势差不变
9.一带电粒子射入固定在点的点电荷的电场中，粒子只受电场力作用，运动轨迹如图中曲线所示，且下列说法正确的是( )
A. 与带同种电荷 B. 在点的加速度大于在点的加速度
C. 在点的速度大于在点的速度 D. 在点的电势能大于在点的电势能
10.将一个内阻为、满偏电流为的电流表，改装成量程为的电流表，则需要( )
A. 串联一个阻值约为的电阻 B. 串联一个阻值约为的电阻
C. 并联一个阻值约为的电阻 D. 并联一个阻值约为的电阻
11.在如图所示的电路中，电源的电动势为，内阻为，闭合开关，电灯正常发光。两块电表均为理想电表。在滑片向右移动的过程中，下列说法正确的是( )
A. 电流表的示数变小 B. 电源的总功率变小 C. 灯泡的亮度变大 D. 电压表的示数变小
12.如图所示，、为正方形金属线圈，线圈从图示位置匀速向右拉出匀强磁场的过程中，、中产生的感应电流方向分别为( )
A. 顺时针、顺时针 B. 逆时针、逆时针 C. 顺时针、逆时针 D. 逆时针，顺时针
13.在水平方向的匀强电场中，一带电小球仅在重力和电场力作用下于竖直面纸面内运动。如图，若小球的初速度方向沿虚线，则其运动轨迹为直线，若小球的初速度方向垂直于虚线，则其从点出发运动到点等高处的过程中( )
A. 动能减小，电势能增大 B. 动能增大，电势能增大
C. 动能减小，电势能减小 D. 动能增大，电势能减小
14.如图所示平面内，在通有图示方向电流的长直导线右侧，固定一矩形金属线框，边与导线平行。调节电流使得空间各点的磁感应强度随时间均匀增加，则( )
A. 线框中产生的感应电流方向为
B. 线框中产生的感应电流逐渐增大
C. 线框边所受的安培力大小恒定
D. 线框整体受到的安培力方向水平向右
15.如图所示，线圈和线圈绕在同一个铁芯上，下列说法正确的是( )
A. 闭合开关瞬间，线圈和线圈相互吸引
B. 闭合开关，达到稳定后，电流表的示数最大
C. 断开开关瞬间，流过电流表的电流方向由到
D. 断开开关瞬间，线圈中感应电流的磁场方向向右
二、实验题：本大题共3小题，共14分。
16.某同学用图甲所示的电路观察电容器的充、放电现象。所用器材有：电源、电流表、电压表、电容器、定值电阻、单刀双掷开关、导线若干。
根据图甲，将图乙中的实物连线补充完整_____。
将图乙中的电流表换成电流传感器，可以在电脑端记录电流随时间变化的图线。先将开关接，待电路稳定后再接。已知电流从左向右流过电阻时为正，则与本次实验相符的图像是( )
A. ．
C. ．
将图乙中的电压表换成电压传感器，可以在电脑端记录放电过程中电压随时间变化的图线，如图丙所示。已知开关接瞬间开始计时，此时电压传感器记录数据为，利用数据处理软件得到图线与坐标轴围成的面积为。根据该实验数据曲线可以粗测实验中电容器的电容_____。用题中已知物理量、和表示
17.在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，所用灵敏电流表的刻度位于表盘的正中央。如图所示电路，闭合开关时，电流表的指针向左偏转。如图中，当磁铁相对螺线管运动时，电流表的指针向左偏转，可以判断：感应电流在螺线管内部产生的磁场方向_____。选填“向上”或“向下”
18.某实验小组府电阻箱和电压表按图所示电路测定一个水果电池的电动势和内阻。闭合开关后调节电阻箱，记录电阻箱阻值和电压表示数，并计算对应的电流值。
在图所示的坐标纸上已经描好了组数据点，请作出图像。
根据作出的图像得出该电池电动势_____，内阻_____。结果保留两位有效数字
若只考虑电压表内阻的影响，图中，通过电源的电流为，通过电阻箱的电流为，图中实线表示与的关系，虚线表示与的关系，则图中所示图像可能正确的是______。
A. ．
C. ．
三、计算题：本大题共4小题，共41分。
19.如图所示，水平放置的排水管满口排水，管口的横截面积为，管口离水池水面的高度为，水在水池中的落点与管口的水平距离为。假定水在空中做平抛运动，已知重力加速度为，远大于管口内径。求：
水从管口到水面的运动时间；
水从管口排出时的速度大小；
管口单位时间内流出水的体积。
20.静电场可以用电场线和等势面形象描述．
请根据电场强度的定义和库仑定律推导出点电荷的场强表达式；
点电荷的电场线和等势面分布如图所示，等势面、到点电荷的距离分别为、我们知道，电场线的疏密反映了空间区域电场强度的大小．请计算、上单位面积通过的电场线条数之比．
21.如图所示，、和、为两组平行金属板。质量为、电荷量为的粒子，自板中央小孔进入、间的电场，经过电场加速，从板中央小孔射出，沿、极板间的中心线方向进入该区域。已知极板、间的电压为，极板、的长度为，极板间的距离为。不计粒子重力及其在板时的初速度。
求粒子到达板时的速度大小；
若在、间加上偏转电压，粒子能从、间的区域从右侧飞出。
求粒子射出该区域时沿垂直于板面方向的侧移量；
求粒子射出该区域时速度的方向。
22.如图所示，在匀强电场中，将电荷量的点电荷从电场中的点移到点，静电力做功，再从点移到点，静电力做功。已知电场的方向与所在的平面平行。
求、两点间的电势差和、两点间的电势差；
如果规定点的电势为，求点和点的电势；
请在图中画出过点的电场线方向，并说明理由；
如图所示，电荷量为的点电荷与均匀带电薄板相距，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心。已知静电力常量为，若图中点的电场强度为，求点的电场强度。
答案和解析
1.
【解析】质量、路程和动能均只有大小，没有方向，均属于标量，速度既有大小又有方向，属于矢量。
故选B。
2.
【解析】由题意可知，球面上、两点转动时属于同轴转动，故角速度大小相等，故D正确；由题图可知，球面上、两点做圆周运动的半径的关系为，故A错误；根据可知，球面上、两点做圆周运动的线速度的关系为，故B错误；根据可知，球面上、两点做圆周运动的向心加速度的关系为，故C错误。
3.
【解析】在静电场中，等差等势线越密集的地方电场强度越大。题图中点的等差等势线相对最密集，故、、、四点中点的电场强度最大。故选C。
4.
【解析】根据速度的定义式 表明，速度等于位移与时间的比值。位移是物体在一段时间内从一个位置到另一个位置的位置变化量，而时间是这段时间的长度。这个定义强调了速度不仅描述了物体运动的快慢，还描述了物体运动的方向。因此，速度是对物体位置变化快慢的物理量。再根据物体位置随时间的关系 ，可知开始时物体的位置 ，时物体的位置 ，则内物体的位移为 ，故选C。
5.
【解析】解：“天问一号”环绕火星做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力可得
整理可得“天问一号”环绕火星运动的线速度大小
故ABC错误，D正确。
故选：。
6.
【解析】设 图像的横坐标单位长度电荷量为 ，纵坐标单位长度的力大小为 根据
可知 图像斜率表示电场强度，由图可知
可得
故选D。
7.
【解析】由题意可知，篮球最初竖直向下做加速运动，与地面接触后做竖直向上做减速运动，到达最高点后再向上做加速运动，如此反复。故每一次向上运动中，速度最小时，篮球在最高点。又因为第一次向运动的初速度最大，故四个点中对应篮球最高位置的点是点。
故选A。
8.
【解析】A.由等量异种点电荷的电场线分布特点和对称性可知，点电场强度与点电场强度相等，故A正确；
B.由沿电场线方向电势逐渐降低可知，点电势高于点电势，故B错误；
由电场叠加可得点电场强度大小为
若仅两点电荷的电荷量均变为原来的倍，则点电场强度大小也变为原来的倍；同理点电场强度大小也变为原来的倍，而间距不变，根据 定性分析可知、两点间电势差变大，故CD错误。
故选A。
9.
【解析】解：、曲线运动的合力指向曲线的内侧，指向，说明相互吸引，与带异种电荷，故A错误；
B、电场力，与成反比，在点的加速度大于在点的加速度，故B错误；
C、根据动能定理，粒子由到，电场力做正功，动能增大，故粒子在点的速度一定大于在点的速度，故C正确。
D、粒子由到，电场力做正功，所以粒子的电势能减小，所以点的电势能一定小于在点的电势能，故D错误。
故选：。
10.
【解析】把电流表改装成的电流表需要并联一个分流电阻，分流电阻阻值为：；故 C正确，ABD错误。
故选C。
11.
【解析】在滑片向右移动的过程中，由于其有效阻值减小，故电路的总电阻减小，故由闭合电路欧姆定律可知总电流增大，即电流表示数变大；故电源内阻的端电压增大，路端电压减小，则灯泡端电压减小，亮度变暗；电源消耗的功率：变大；由于路端电压减小，故灯泡中的电流减小，而定值电阻支路的电流增大，故定值电阻端电压增大，电压表示数减小，故D正确，ABC错误。
故选D。
12.
【解析】线圈从磁场中向右匀速拉出磁场的过程中穿过线圈的磁通量在减小，则根据楞次定律可知线圈的电流为顺时针，由于线圈从磁场中匀速拉出，则中产生的电流为恒定电流，则线圈靠近线圈的过程中线圈的磁通量在向外增大，同理可得线圈产生的电流为顺时针。
故选A。
13.
【解析】根据题意若小球的初速度方向沿虚线，则其运动轨迹为直线，可知电场力和重力的合力沿着虚线方向，又电场强度方向为水平方向，根据力的合成可知电场强度方向水平向右，若小球的初速度方向垂直于虚线，则其从点出发运动到点等高处的过程中重力对小球做功为零，电场力的方向与小球的位移的方向相同，则电场力对小球正功，小球的动能增大，电势能减小。
故选D。
14.
【解析】A.根据安培定则可知，通电直导线右侧的磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度随时间均匀增加，根据楞次定律可知线框中产生的感应电流方向为，A错误；
B.线框中产生的感应电流为：
空间各点的磁感应强度随时间均匀增加，故线框中产生的感应电流不变，B错误；
C.线框边感应电流保持不变，磁感应强度随时间均匀增加，根据安培力表达式，故所受的安培力逐渐变大，C错误；
D.线框所处空间的磁场方向垂直纸面向里，线框中产生的感应电流方向为，根据左手定则可知，线框边所受的安培力水平向右，线框边所受的安培力水平向左。根据通电直导线的磁场分布特点可知边所处的磁场较大，根据安培力表达式可知，线框整体受到的安培力方向水平向右，D正确。
故选D。
15.
【解析】A.闭合开关瞬间，穿过线圈的磁通量增加，则线圈中感应电流的磁场与线圈中电流的磁场方向相反，根据楞次定律可知，线圈中感应电流方向与线圈中电流方向相反，则二者相互排斥，故A错误；
B.闭合开关，达到稳定后，穿过线圈的磁通量保持不变，则感应电流为零，电流表的示数为零，故B错误；
断开开关瞬间，通过线圈的磁场方向向右，磁通量减小，由楞次定律可知感应电流的磁场方向向右，因此流过电流表的感应电流方向由到，故C错误，D正确。
故选D。
16.


【解析】根据电路图补充实物连线如图所示
第一次探究过程为先给电容器充电，后电容器通过放电，给电容器充电过程中电流从左向右流过电阻 ，即为正向电流，由于充电后电容器下极板带正电，电容器通过放电时，电流从右向左流过电阻 ，即为负。
故选A。
根据 ，变形可得
而 图像与坐标轴所围面积为 ，则
故有
则电容为
17.向下
【解析】如图所示电路，闭合开关时，电流表的指针向左偏转，可知电流从电流表的正接线柱流入时，电流表的指针向左偏转；如图中，当磁铁相对螺线管运动时，电流表的指针向左偏转，则此时感应电流从电流表的正接线柱流入，螺线管中感应电流从上到下，由右手定则可知，感应电流在螺线管内部产生的磁场方向向下。
18.见解析


【解析】根据图所示的坐标纸上已经描好了组数据点，作出 图像如图所示
根据闭合电路欧姆定律可得
可得
可知 图像中纵轴截距表示电源电动势，则有
图像的斜率绝对值表示电源的阻，则有
若只考虑电压表内阻的影响，设电压表的内阻为 ，则有
，
则有
当 时， ，则两图线交与横轴的同一点。
故选A。
19.水在空中做平抛运动，由平抛运动规律得，竖直方向
解得水从管口到水面的运动时间
由平抛运动规律得，水平方向
解得水从管口排出时的速度大小
管口单位时间内流出水的体积
20.
【解析】【分析】根据库仑定律得到库仑力的表达式，然后根据电场强度定义式求得场强表达式；根据电场线的疏密反映了空间区域电场强度的大小，由场强关系得到电场线条数关系．
【详解】在距为的位置放一电荷量为的检验电荷．
根据库仑定律检验电荷受到的电场力
根据电场强度的定义
得
穿过两等势面单位面积上的电场线条数之比
21.带电粒子在、间运动，根据动能定理可得
解得粒子到达板时的速度大小为
带电粒子在、极板间做类平抛运动，沿水平方向上有
沿电场方向有
，
联立解得
设粒子射出该区域时速度方向与水平方向的夹角为 ，则有
又
联立可得
可知粒子射出该区域时速度方向与水平方向夹角的正切值为 。

22. ， ， ， ，见解析； ，方向水平向左
【解析】由静电力做功
解得
由
解得
过点的电场线方向如图中箭头所示
连接的中点与点，即为一条
的等势线，根据匀强电场中电场线与等势线垂直且从高电势指向低电势的特点，过 点作等势线的垂线可得。
点的 电场强度为，即点电荷在点的场强与带电板在点的场强等大反向
由对称性，带电板在点的场强与 点的场强等大反向，则点的电场强度
方向水平向左。
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