2024-2025学年重庆市部分区高二（上）期末物理试卷（含解析）

2024-2025学年重庆市部分区高二（上）期末
物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.物理学中“静止点电荷之间的相互作用规律”和“电磁感应现象”分别由不同的物理学家探究发现，他们依次是( )
A. 法拉第、洛伦兹 B. 卡文迪许、安培 C. 库仑、奥斯特 D. 库仑、法拉第
2.年月日，全球瞩目的智能手机华为上市。已知其锂离子聚合物电池容量为，手机支持超级快充“”。这里与“”相对应的物理量是( )
A. 功率 B. 电量 C. 电容 D. 能量
3.关于电场强度、电势差和电容，下列说法正确的是( )
A. 由公式可知，电场中某点的电场强度与成正比
B. 由公式可知，电容器的电容随着极板带电荷量的增加而变大
C. 由公式可知，在离点电荷距离为的地方，电场强度的大小与成正比
D. 由公式可知，匀强电场中任意两点间的电势差等于电场强度与这两点间距离的乘积
4.武当山的主峰天柱峰屹立着一座光耀百里的金殿，全部为铜铸鎏金。为了保护古建筑，当地政府为金殿安装了避雷针。某次雷雨天气时，带正电的云层与避雷针之间共放电约，持续时间约。则下列说法正确的是( )
A. 此次放电电流方向为从金殿到云层 B. 避雷针是利用尖端放电的一种设施
C. 此次放电过程电流大小约为 D. 云层靠近避雷针时，避雷针感应出正电荷
5.在磁感应强度为、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根通电长直导线，电流的方向垂直于纸面向里。如图所示，，，，是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中( )
A. 点磁感应强度的值最大
B. 点磁感应强度的值最大
C. ，两点的磁感应强度大小相等
D. ，两点的磁感应强度大小相等
6.如图，为匀强电场，为非匀强电场，三个电荷用绝缘轻杆连接成等边三边形，若把三个电荷和轻杆看成系统，系统在电场中所受静电力的合力为，在电场中所受静电力的合力为，下列说法正确的是( )
A. ，，方向都向下 B. ，，方向都向上
C. ，且方向向上 D. ，且方向向下
7.如图为某辐向电场示意图，电场强度大小可表示为，为常量，为带电粒子距圆心的距离。两带电粒子仅在辐向电场的静电力作用下，以为圆心做圆周运动。不考虑粒子间的相互作用，则( )
A. 质量大的粒子轨道半径一定大
B. 电荷量大的粒子轨道半径一定大
C. 若两粒子比荷相同，则运动速率也一定相同
D. 若两粒子比荷相同，则轨道半径大的角速度一定大
二、多选题：本大题共3小题，共15分。
8.某区域的电场线分布如图所示，、是电场中的两个点，下列判断正确的是( )
A. 点的场强大于点的场强
B. 点的电势高于点的电势
C. 一个正点电荷在点的电势能大于在点的电势能
D. 一个正点电荷在点受到的电场力大于在点受到的电场力
9.如图所示，有一混合正离子束先后通过正交电场、磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ，如果这束正离子束在区域Ⅰ中不偏转，进入区域Ⅱ后偏转半径又相同，则说明这些正离子具有相同的( )
A. 速率 B. 质量
C. 电荷量 D. 比荷
10.电阻应变片是一种将被测件上的形状变化转换成为一种电信号的敏感器件，其阻值会随着机械形变而发生变化。如图所示为某同学设计的利用金属丝应变电阻来研究其阻值与拉力大小之间关系的电路，其中电压表和电流表是理想电表，、两点之间连接的是金属丝应变电阻，把一重物悬挂在金属丝中间。当把悬挂重物的质量减小时，金属丝长度变短，下列说法正确的是( )
A. 电流表示数变小 B. 电压表示数变小
C. 电压表与电流表示数之比变大 D. 电压表与电流表示数变化之比不变
三、实验题：本大题共2小题，共15分。
11.白炽灯灯泡是二十世纪最主要的照明光源，现在一些场景依然在使用，小华从白炽灯泡内取出一段均匀灯丝，为测量该灯丝的电阻率，用游标卡尺测量该灯丝的长度，用螺旋测微器测量灯丝的直径，示数分别如图所示。
则该灯丝的长度 ______，直径 ______。
小华通过测量对比确定白炽灯灯丝为钨丝，白炽灯使用时，钨丝因受热而升华，灯丝变得越来越细，但长度不变，小华由此判定白炽灯泡使用一段时间后其电阻会______填“变小”“变大”或“不变”。
12.图甲是“测定电源的电动势和内阻”的实验电路，但有、两处用电器没有画出，其中定值电阻阻值。
图甲中处应为______填“电流表”或“电压表”；
实验测得的路端电压相应电流的拟合曲线如图乙所示，由此得到电源电动势 ______，内阻 ______；结果保留位小数
该同学利用图甲所示的电路进行测量，则内阻的测量值与真实值之间的关系为： ______填“小于”、“等于”或“大于”。
四、计算题：本大题共3小题，共42分。
13.扫地机器人能有效清除地板上的灰尘等颗粒垃圾。如图甲所示为一款新型扫地机器人，内部电路如图乙所示，它的直流电动机额定电压为，额定电流为，将它接在电动势为的直流电源两极间，电动机恰好能以额定电压、额定电流正常工作。
求电源内阻；
求电源内阻消耗的热功率。
14.如图所示，为一组方向未知的匀强电场的电场线，将带电荷量为的点电荷由点沿水平线移至点，克服电场力做了的功，已知、间的距离为。试求：
、两点间的电势差；
若点的电势为，试求点的电势；
该匀强电场的电场强度的大小并判断其方向。
15.如图所示，在平面直角坐标系的第一、四象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，第二象限存在水平向右的匀强电场，第三象限存在垂直坐标平面向外的矩形有界匀强磁场图中未画出。质量为、电荷量为的带正电粒子从轴上点以初速度沿轴正方向射入匀强电场，然后从轴上的点射入第一象限，经磁场偏转后从轴上的点射入第三象限，经第三象限矩形有界磁场偏转后垂直打到轴上的点，不计粒子重力，求：
匀强电场的电场强度大小；
第一、四象限磁场磁感应强度大小；
若矩形有界磁场的磁感应强度，求粒子在此矩形磁场区域中运动的时间。
答案解析
1.
【解析】解：“静止点电荷之间的相互作用规律”和“电磁感应现象”分别由库仑和法拉第探究发现的，故D正确，ABC错误。
故选：。
根据库仑和法拉第、安培、卡文迪许以及奥斯特、洛伦兹等的贡献和作用进行分析解答。
考查库仑和法拉第、安培、卡文迪许以及奥斯特、洛伦兹等的贡献和作用，会根据题意进行准确分析解答。
2.
【解析】解：根据公式，可知题中“”是电量的单位，不是能量的单位，故ACD错误，B正确。
故选：。
根据公式，判断“”相对应的物理量。
本题以全球瞩目的智能手机华为上市为背景，考查了公式在实际问题中的应用。
3.
【解析】解：、公式采用比值定义法，反映电场本身的强弱和方向，与试探电荷在电场中该点所受的电场力和电荷量无关，故A错误；
B、公式采用比值定义法，反映电容器容纳电荷的本领，与、无关，故B错误；
C、由公式可知，是场源电荷，电场强度的大小与成正比，与的平方成反比，故C正确；
D、公式中是两点沿电场方向间的距离，所以在匀强电场中，任意两点间的电势差等于电场强度与两点间沿电场方向距离的乘积，故D错误。
故选：。
根据公式是否是比值定义法，分析各量之间的关系。
本题主要考查了比值定义式，解决本题关键要掌握物理量的定义方法和公式中各量的准确含义，并要理解公式的适用条件。
4.
【解析】解：、云层靠近避雷针时，由于云层带正电，所以避雷针感应出负电荷，通过尖端放电中和云层中的正电荷，相当于正电荷从云层向金殿移动，所以电流方向为从云层到金殿，故AD错误；
B、避雷针是利用尖端放电的一种设施，故B正确；
C、根据电流的定义式可得此次放电过程电流的大小为，故C错误。
故选：。
根据静电感应的“近异远同”分析避雷针的带电，根据正电荷定向移动方向分析电流方向；根据电流的定义式计算；根据尖端放电的应用分析。
本题考查了尖端放电和电流方向的规定，以及电流的定义式的应用，基础题。
5.
【解析】解：用右手螺旋定则判断通电直导线在、、、四个点上所产生的磁场方向，如图所示
根据磁场的叠加原理可知，点的磁场最强，点的磁场最弱，点的磁场方向斜向右上；点的磁场方向向左上，、两点叠加后的磁感应强度大小相等；故BCD错误，A正确。
故选：。
用右手螺旋定则判断通电直导线在、、、四个点上所产生的磁场方向，根据磁场的叠加原理可知各点磁感应强度大小。
本题考查了通电直导线周围磁场分布和磁场叠加原理，根据右手螺旋定则判断通电导线周围的磁场，根据平行四边形定则进行磁场叠加。
6.
【解析】解：在电场中，设电场强度为，则两个的电荷受到的电场力大小为，方向沿电场线向上。的电荷受到的电场力大小为，方向沿电场线向向下，则整个系统在电场中所受静电力的合力；在电场中，由于两个的电荷所在的场强较弱，这两个正电荷受到的电场力的合力比受到的电场力小，则整个系统受合力不为，即，且方向向下，故ABC错误，D正确。
故选：。
分析三个电荷所受电场力方向和大小，利用力的合成法确定系统所受静电力的合力大小和方向。
解答本题时，要明确正电荷受到的电场力方向与场强方向相同，负电荷受到的电场力方向与场强方向相反，运用力的合成法分析系统的合力。
7.
【解析】解：由题意，根据，可得，显然与粒子的质量、电荷量均无关，可推知粒子轨道半径与粒子质量，电荷量均无关，故AB错误；
C.由题意，粒子在电场中匀速圆周运动，电场力提供向心力，根据牛顿第二定律有，把代入上式，可得粒子的速度为，显然，若两粒子比荷相同，则两粒子的运动速率也一定相同，故C正确；
D.根据可得，显然，若两粒子比荷相同，轨道半径大的粒子角速度一定小，故D错误。
故选：。
两粒子做匀速圆周运动，由电场力提供粒子做圆周运动所需的向心力，结合圆周运动的公式即可求出线速度、周期、角速度与轨道半径的关系式，再进行分析。
解答本题的关键要知道粒子做匀速圆周运动，由电场力提供向心力，通过列式得到各个量的表达式。
8.
【解析】解：、电场线的疏密反映电场强度的相对大小，电场线越密，场强越大，由电场线的疏密可知，点的场强小于点的场强，故A错误；
B、沿着电场线，电势是降低的，所以点的电势高于点的电势，故B正确；
C、正电荷在电势高处电势能大，则一个正点电荷在点的电势能大于在点的电势能，故C正确；
D、点的场强小于点的场强，由知，一个正点电荷在点受到的电场力小于在点受到的电场力，故D错误。
故选：。
电场线的疏密反映电场强度的相对大小，电场线越密，场强越大；沿电场线的方向电势逐渐降低；正电荷在电势高处电势能大；电场力与电场强度的关系为结合这些知识分析。
本题考查对电场线物理意义的理解，关键要知道电场线的疏密表示场强的大小，沿电场线的方向电势逐渐降低。
9.
【解析】解：由粒子在速度选择器中做匀速直线运动，可知洛伦兹力与电场力平衡，即，即其速率满足：，即速率相等；
由粒子在区域Ⅱ中运动时，，偏转半径，而偏转半径相同，可知相同，即比荷相同，故BC错误，AD正确。
故选：。
由粒子在速度选择器中做匀速直线运动的特点，可得到洛伦兹力与电场力平衡关系式；由粒子在区域Ⅱ中运动时，偏转半径相同，可根据偏转半径表达式分析离子的物理量关系。
本题考查与速度选择器结合的质谱仪，关键是根据运动状态，找到粒子的受力特点。
10.
【解析】解：、由电阻的决定式，可知长度变短时，电阻变小，结合闭合电路欧姆定律，可知电流表示数，故电流表示数变大；
电压表的示数，故电压表示数变小，故A错误，B正确；
、由电压表与电流表示数之比为电阻值，可知电阻减小，即电压表和电流表示数之比变小；
由闭合电路欧姆定律的推导式，可知电压表与电流表示数变化之比为，可知其比值不变，故C错误，D正确。
故选：。
由电阻的决定式，可知长度变短时的电阻变化情况，结合闭合电路欧姆定律，可知电流表、电压表的示数变化情况；由电压表与电流表示数之比的含义、电压表与电流表示数变化之比的含义，可知其比值是否变化。
本题考查电路的动态分析，关键是根据电阻的决定式，分析电阻的变化情况。
11. 变大
【解析】解：该灯丝的长度
直径
灯丝变得越来越细，但长度不变，根据电阻定律，可知白炽灯泡使用一段时间后其电阻变大。
故答案为：，；变大。
根据螺旋测微计以及游标卡尺的读法规则读数；
根据电阻定律分析求解。
本题考查了测灯丝的电阻率实验，理解基本仪器的读数规范，熟练掌握电阻定律是解决此类问题的关键。
12.电流表 小于
【解析】解：由于处电表与电阻串联，因此处为电流表；处电表测路端电压，因此为电压表。
根据闭合电路的欧姆定律
结合图像可知，图像的纵截距表示电动势，电动势
图像的斜率的绝对值
因此电源的内阻
实验的误差来源于电压表的分流，根据闭合电路的欧姆定律
变形得
因此小于。
故答案为：电流表；；；小于。
电流表串联使用，电压表并联使用，据此分析作答；
根据闭合电路的欧姆定律求解函数，结合图像纵截距和斜率的含义分析作答；
实验的误差来源于电压表的分流，根据闭合电路的欧姆定律分析作答。
本题考查了“测定电源的电动势和内阻”的实验，要明确实验原理，掌握闭合电路的欧姆定律，能够正确分析实验误差。
13.解：由闭合电路欧姆定律，可知电源内阻为；
由电流和电源内阻，可知电源内阻消耗的热功率为，解得：。
答：电源内阻为；
电源内阻消耗的热功率为。
【解析】由闭合电路欧姆定律，可计算电源内阻；
由电流和电源内阻，结合热功率公式，可计算电源内阻消耗的热功率。
本题考查含电动机的电路计算，注意电动机是非纯电阻元件，不适用欧姆定律。
14.解：由题意可知，点电荷从到，电场力做负功：
根据电势差的计算公式可得：；
由，则：；
、两点沿电场线方向的距离：
电场强度的计算公式可得：，方向沿电场线斜向下。
答：、两点间的电势差是；
若点的电势为，点的电势为；
该匀强电场的电场强度的大小为，方向沿电场线斜向下。
【解析】根据电势差的计算公式进行解答；
由进行解答；
根据电场强度的计算公式求解电场强度，沿电场线方向电势降低，由此确定电场线方向。
本题考查对电势差与电场强度关系的理解能力。还要抓住公式中是两点沿电场线方向的距离。同时要注意沿着电场线方向电势是降低的。
15.解：根据题意可知，带电粒子在电场中做类平抛运动，沿方向匀速运动：
沿方向做匀加速直线运动：
根据牛顿第二定律定律：
联立解得：
设经过点的速度与轴的夹角为，与轴的夹角为，则根据类平抛的推论：
可得：
在点，由速度的合成可知：
联立解得：，，
带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，如图所示，
由几何关系可得：
根据洛伦兹力提供向心力：
联立可得：
粒子在第三象限进入有界磁场时，半径为则有
可得：
满足条件的最小矩形有界磁场的区域如图所示，
偏转角等于，
答：匀强电场的电场强度大小为；
第一、四象限磁场磁感应强度大小为；
粒子在此矩形磁场区域中运动的时间等于。
【解析】带电粒子电场中做类平抛运动，根据运动学公式、电场力公式和牛顿第二定律即可求解；
根据类平抛运动规律求解进入磁场时的速度，根据几何关系可得到做圆周运动的半径，根据洛伦兹力提供向心力求解磁感应强度；
粒子在第三象限先做匀速直线运动，再经过磁场偏转，画出满足条件的粒子的轨迹及矩形区域，根据几何关系求解在此矩形磁场区域中运动的时间。
本题考查带电粒子在组合场中的运动，分析好带电粒子的受力情况和运动情况，粒子在磁场中的运动运用洛伦兹力提供向心力结合几何关系求解，类平抛运动运用运动的合成和分解、牛顿第二定律结合运动学公式求解，解题关键是要作出临界的轨迹图，正确运用数学几何关系，分析好从电场射入磁场衔接点的速度大小和方向。
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