重庆市多校联考2024-2025学年高二（上）期末物理试卷（含解析）

重庆市联考2024-2025学年高二（上）期末物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.年最新“航空规定”：容量不超过的充电宝可随身携带。其中“”指的是( )
A. 能量 B. 电量 C. 电压 D. 功率
2.基于人类早期对电磁规律的研究，现代社会生活中有许多电磁应用场景。下列说法正确的是( )
A. 磁场一定产生电场 B. 电磁波不可以在真空中传播
C. 变化的磁场一定产生电场 D. 麦克斯韦通过实验证实了电磁波的存在
3.下列关于磁场的说法，正确的是( )
A. 磁感线是客观存在的，磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向
B. 磁场中某点的磁感应强度大小，与放在该点的试探电流元的情况无关
C. 垂直放置在匀强磁场中的线圈面积减小时，穿过该线圈的磁通量增大
D. 两条距离较近的平行同向通电直导线相互排斥
4.某学生要将一电流表改装为电压表。已知该电流表的内阻，满偏电流，要将该电流表改装成量程为的电压表，下列操作正确的是( )
A. 串联电阻 B. 并联电阻 C. 串联电阻 D. 并联电阻
5.如图所示，一对平行金属板水平正对固定，板长为，板间距为。当两板间加有恒定电压时，两板间充满竖直向下的匀强电场，忽略两极板以外的电场。一质量为、电荷量为的带电粒子从上极板左侧边缘以速度水平向右射入板间电场，能从两板间右侧飞出，且未与两极板碰撞。不计粒子重力，则的大小至少为( )
A. B. C. D.
6.如图所示，一带正电的小球置于某导体腔内，取无限远处电势为零。点位于导体腔内，点位于导体腔内壁上，点位于导体腔内、外壁之间，点位于导体腔外。在达到静电平衡时，、、、四点的电势关系为( )
A. B.
C. D.
7.运动的小球甲与静止的小球乙发生正碰，两小球除相互作用外，不受其他外力作用。碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，碰撞时间极短可不计。则碰撞过程中，小球乙可能获得的最大冲量与最小冲量的比值为( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共3小题，共15分。
8.如图所示，一金属导轨闭合回路静置于垂直纸面向里的匀强磁场中。以下操作中，导体棒始终与两导轨垂直并接触良好，要使电流计的指针发生偏转，可能的情况是( )
A. 导体棒向左运动
B. 导体棒向右运动
C. 导体棒向上运动
D. 导体棒向下运动
9.如图所示，直流电源内阻为，定值电阻，滑动变阻器的最大阻值为。将滑动变阻器的滑片从正中间位置缓慢向端滑动过程中，定值电阻的电功率为，滑动变阻器的电功率为，则下列说法正确的是( )
A. 增大 B. 减小 C. 增大 D. 减小
10.如图所示，为直角三角形，其中，，。整个直角三角形处于某匀强电场中图中未画出，其电场方向与所在平面平行。若将一电荷量为的带电粒子图中未画出，从点移动到点，则电场力做功为；若将该粒子从点移动到点，则电场力做功为；若将该粒子从点移动到点，则电场力做功为。下列说法正确的是( )
A. 一定不成立
B. 一定成立
C. 若，则该匀强电场的场强大小为
D. 若，则该匀强电场的场强大小为
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某学习小组进行“观察电容器的充、放电现象”实验。
按图连接好电路，其中直流电源的电动势；
先将单刀双掷开关与“”相连，直流电源向电容器充电这个过程可以在瞬间完成，然后再把开关掷向“”，电容器通过定值电阻放电；
传感器图中未画出将电流计的示数传入计算机，在计算机屏幕上显示出电流随时间变化的图像，如图所示。
电容器的放电过程与充电过程相比，流过电流计的电流方向______选填“相同”或“相反”。
由图像可以估算，电容器在整个放电过程中释放的电荷量约为______保留两位有效数字。
根据以上数据可以得出，电容器的电容约为______保留两位有效数字。
12.某同学利用如图所示电路，来测量某直流电源的电动势和内阻。
请用笔画线代替导线，将图中的实物图连接起来。
若某次实验时，电流表所选量程为，其示数如图所示，则此时电流大小为______。
改变电阻箱接入电路的阻值，多次实验，测出相应的电流，作出图像如图所示。则该直流电源的电动势 ______，内阻 ______。均用、、表示
四、计算题：本大题共3小题，共41分。
13.真空中有两个完全相同的均匀带电金属小球甲、乙，小球甲所带电荷量为，小球乙所带电荷量为。甲、乙两小球相距，两小球的大小均忽略不计，已知静电力常量为。
求甲、乙两小球之间的库仑力大小；
若将甲、乙两小球充分接触后，再使它们相距，求甲、乙两小球之间连线上距甲球处的场强大小。
14.如图所示电路中，直流电源电动势、内阻，四个定值电阻、、、阻值均为，电流表和电压表均为理想电表。闭合开关且电路稳定后，求：
电流表的示数；
电压表的示数；
该直流电源的效率。
15.如图所示，一半径为的光滑圆形轨道固定在光滑水平面上，其圆心位于平面直角坐标系的坐标原点。小球、均位于轨道内侧，其中小球静置于坐标处，小球静置于坐标处。时刻，给小球一个沿方向的瞬时冲量，两小球间的碰撞均为弹性碰撞，碰撞时间极短可不计。已知小球质量为，小球质量为，两小球均可视为质点，忽略空气阻力。求：
两小球发生第次碰撞后瞬时，小球、各自的速度；
到时间段内，、两小球发生碰撞的次数；
时刻，小球、各自的位置坐标。
答案和解析
1.
【解析】是功率的单位，是时间单位，根据可知，是能量的单位，故A正确，BCD错误。
故选：。
2.
【解析】、根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场可产生磁场，变化的磁场可产生电场，均匀变化的电场可产生恒定的磁场，周期性变化的磁场可产生周期性变化的电场，恒定不变的电场或磁场不能产生磁场或电场，故A错误，C正确；
B、电磁波可以在真空中传播，不依赖于介质，故B错误；
D、麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故D错误。
故选：。
3.
【解析】、磁感线是人为引入的，用于形象地描述磁场的分布，它们并不是真实存在的物理实体。磁感线上某点的切线方向确实表示该点的磁场方向，但磁感线本身是虚拟的，故A错误；
B、磁场中某点的磁感应强度大小，是磁场本身的性质，与放置在该点的试探电流元的情况无关。磁感应强度的大小和方向由磁场源如电流、磁体决定，故B正确；
C、垂直放置在磁场中的线圈，根据磁通量的计算公式，其中是磁感应强度，是面积。当线圈面积减小时，若磁感应强度不变，磁通量会减小，故C错误；
D、根据安培定律，两条平行同向通电直导线之间会产生相互吸引的力，而不是相互排斥。这是因为两条导线中的电流方向相同，根据右手螺旋定则，它们产生的磁场方向在导线之间是相反的，从而产生吸引力，故D错误。
故选：。
4.
【解析】要把电流表改装为电压表，需要给电流表串联一个分压电阻，则需要串联的电阻大小为，故A正确，BCD错误。
故选：。
根据串联电路电阻特点计算即可。
掌握串联电路电压、电流和电阻的特点是解题的基础。
5.
【解析】粒子在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动，粒子的加速度大小为，粒子在电场中的运动时间为，则水平方向有，要让粒子飞出，在竖直方向上要满足，联立解得，故C正确，ABD错误。
故选：。
6.
【解析】导体腔达到静电平衡时，导体腔是一个等势体，点位于导体腔内壁上，点位于导体腔内、外壁之间则，导体腔内部电场线由正电荷位置出发指向导体腔内壁，外部电场线由导体腔外壁出发指向无穷远，由沿电场线方向电势逐渐降低知，，，则，故D正确，ABC错误。
故选：。
7.
【解析】设小球甲与小球乙的质量分别为、，碰撞前小球甲的速度为。
当碰撞是弹性碰撞时，小球乙获得的冲量最大，设为，设弹性碰撞后小球甲与小球乙的速度分别为、，以小球甲的初速度方向为正方向，根据动量守恒定律与机械能守恒定律得：
解得：
根据动量定理易知：
当碰撞是完全非弹性碰撞时，小球乙获得的冲量最小，设为，设碰撞后小球甲与小球乙的共同速度为，以小球甲的初速度方向为正方向，根据动量守恒定律得：
解得：
根据动量定理易知：
可得：，故B正确，ACD错误。
故选：。
8.
【解析】在闭合回路中，导体棒切割磁感线时会产生感应电流，故导体棒左右移动时会使电流计的指针发生偏转，导体棒上下移动时不会切割磁感线，故不能产生感应电流，故AB正确，CD错误；
故选：。
9.
【解析】、将滑动变阻器的滑片从正中间位置缓慢向端滑动过程中，滑动变阻器接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，干路电流减小，电源的内电压减小，则路端电压增大，的电压增大，则定值电阻的电功率增大，故A正确，B错误；
、滑片在正中间位置时，外电路总电阻为，根据内外电阻相等时，电源的输出功率最大，可知将滑动变阻器的滑片从正中间位置缓慢向端滑动过程中，外电路总电阻增大，内外电阻的差值增大，电源的输出功率减小，结合，增大，可知减小，故C错误，D正确。
故选：。
10.
【解析】由可知，若、两点电势相等，则，故A错误；
B.电场力做功与带电粒子运动轨迹无关，与初、末位置有关，则从点移动到点电场力的做功，加上从点移动到点电场力的做功，等于从点移动到点电场力的做功，即一定成立，故B正确；
若，则由可知，，
设为中点，
因为匀强电场中，沿相同方向移动相同距离，电势差相等，所以，
则：，
则：，
则直线为一条等势线，根据电场线与等势线相交处互相垂直、沿电场方向电势逐渐降低，可得一条电场线，如下图：
由匀强电场中电势差与电场强度的关系可得：，
由等势线的特点可知：，
由几何关系可知：，
由电场力做功与电势差的关系可知：，
联立可得：，故C正确，D错误；
故选：。
11.相反
【解析】因为电容器上极板和电源的正极相连，所以电容器上极板带正电，充电时，正电荷向上极板运动；放电时，正电荷从上极板离开，所以在电容器充电与放电过程中，流过电流计的方向是相反的。
图像与坐标轴所围面积表示电容器所带电荷量，即电容器整个放电过程中释放的电荷量为
电容器的电容为
故答案为：相反；；。
12.
【解析】根据图所示电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示
电流表量程为，由图所示表盘可知，其分度值是，读数是。
根据图所示电路图，由闭合电路的欧姆定律得：，整理得：
根据图所示图像可知，图像的斜率，纵轴截距
解得，电源电动势，电源内阻
故答案为：实物电路图如图所示；；；。
13.根据库仑定律，甲、乙两小球之间的库仑力大小为：；
两球接触后再分开平分总电量，故分开后，两球的带电量均为，甲在距甲球处的场强大小：，它们相距，乙在该处产生的场强：，该处合场强，解得。
答：甲、乙两小球之间的库仑力大小为；
甲、乙两小球之间连线上距甲球处的场强大小为。
14.电路中电阻和串联和并联，然后和串联，则和串联后和并联后的总电阻为
代入数据解得
根据闭合电路的欧姆定律可得电流表的示数为
解得
并联部分的电压为
电压表测量的是两端的电压，因为，所以电压表的示数为
解得
设路端电压为，则电源的效率为
解得
答：电流表的示数为；
电压表的示数为；
该直流电源的效率为。
15.由动量定理知，两小球发生第次碰撞前瞬时，小球的速度大小
设第次碰撞后瞬时，小球、的速度分别为、，以水平向右为正方向，根据动量守恒定律和能量守恒定律有
联立解得
，方向水平向右
，方向水平向右
两小球第次碰撞前，小球运动的时间
设第次碰撞后，历时，两小球发生第次碰撞，则
解得
设第次碰撞后瞬时，小球、的速度分别为、，根据动量守恒定律和能量守恒定律有
联立解得
之后，小球静止，小球运动。以此类推同理可得：
第次碰撞后到第次碰撞前，历时
第次碰撞后瞬时，小球、的速度大小分别为
，
第次碰撞后到第次碰撞前，历时
由于，且
可知到时间段内，、两小球共发生了次碰撞
由可知，时刻，两小球在发生第次碰撞后又运动了
则
解得
由分析知，第次碰撞位置和圆心的连线与第次碰撞位置和圆心的连线之间的夹角
解得
说明发生第次碰撞时，小球、均位于轴上坐标处，作出第次碰撞后到时刻，小球、运动的轨迹如图所示
可知时刻，小球的位置和圆心的连线与轴之间的夹角
解得
小球的位置和圆心的连线与轴之间的夹角
解得
可得，此时小球的位置
小球的位置：
即小球的位置坐标为
小球的位置坐标为
答：两小球发生第次碰撞后瞬时，小球、各自的速度分别为，方向水平向右；，方向水平向右；
到时间段内，、两小球发生碰撞的次数为次；
小球的位置坐标为、小球的位置坐标为。
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