天津市滨海新区2024-2025学年高二（上）期末物理试卷（含解析）

2024-2025学年天津市滨海新区高二（上）期末物理试卷
第I卷（选择题）
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.英国物理学家法拉第提出了“电场”和“磁场”的概念，并引入电场线和磁感线来描述电场和磁场，为经典电磁学理论的建立奠定了基础。下列相关说法正确的是( )
A. 电荷和电荷之间的作用力是通过磁场发生的
B. 通电导体和通电导体之间的作用力是通过电场发生的
C. 电场线不能相交，磁感线可以相交
D. 电场线的疏密表示电场强度的大小，磁感线的疏密表示磁感应强度的大小
2.关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是( )
A. 电磁波只能在真空中传播
B. 电磁波可以传递信息，但不能传递能量
C. 手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波
D. 遥控器发出的红外线波长和医院“”中的射线波长相同
3.两个完全相同的金属球和，其中球带电荷量为、球带电荷量为均可视为点电荷，两者相距为，此时两球间的库仑力大小为。现将金属球和接触后又放回原处，则两球之间的库仑力大小变为( )
A. B. C. D.
4.如图所示，在“研究影响平行板电容器电容的因素”实验中，极板所带电荷量保持不变。设两极板正对面积为，极板间的距离为，静电计指针偏角为，下列说法正确的是( )
A. 保持不变，减小，则变小
B. 保持不变，减小，则不变
C. 保持不变，增大，则变小
D. 保持，不变，极板间放入塑料板，则变小
5.司机酒驾会严重影响交通安全，利用图示电路可以检测司机是否酒驾。图中为定值电阻，是一个“酒精传感器”，它的电阻值会随着其周围酒精气体浓度的增大而增大。若检测时司机喝了酒( )
A. 电路的总电阻减小，电压表的示数增大 B. 电压表和电流表示数的比值不变
C. 电路的总电阻增大，电流表的示数不变 D. 电路消耗的总功率变大
6.我们通常用电压表来查找电路故障。在如图所示的电路中，当合上开关后，两个均标有“，”字样的灯泡均不发光，用电压表测得，，如果各段导线及接线处均无问题，且只有一处故障，这说明( )
A. 开关接触不良 B. 灯泡灯丝断了
C. 灯泡灯丝断了 D. 滑动变阻器的电阻丝断了
7.如图所示，一个标有“，”字样的的小灯泡与一个电动机串联在一起连接在电源电动势为的电源上，电源内阻不计，闭合开关后小灯泡和电动机都能正常工作，已知电动机的线圈电阻为，则电动机输出的机械功率为( )
A. B. C. D.
8.锂离子电池被广泛地用于智能手机、智能机器人、电动自行车、电动汽车等领域，锂离子电池主要依靠锂离子在电池内部正极和负极之间移动来工作。某款手机充电锂离子电池的标识如图所示，下列说法正确的是( )
A. 该电池放电时，电池内部锂离子从正极运动到负极
B. 该锂离子电池把化学能转化为电能的本领比电动势为的干电池弱
C. 该锂离子电池充满电后可储存约的电能
D. 若该锂离子电池的待机电流为，则其最长待机时间约为天
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9.如图所示的情况中，能产生感应电流的是( )
A. 图甲中，条形磁铁插入有开口的圆环
B. 图乙中，开关闭合后，向右滑动变阻器滑片
C. 图丙中，线圈在匀强磁场中，保持线圈平面始终与磁感线垂直左右运动时
D. 图丁中，与导线在同一平面内的线圈向右平移
10.某次闪电前云地之间的电势差约为，云地间距离约为，一次短时闪电过程中云地间转移的电荷量约为，闪电持续时间约为。假定闪电前云地间的电场是均匀的。根据以上数据，下列判断正确的是( )
A. 闪电电流的平均值约为
B. 闪电电流的平均值约为
C. 闪电前云地间的电场强度约为
D. 闪电前云地间的电场强度约为
11.某带电粒子仅在电场力作用下由点运动到点。如图所示，实线为电场线，虚线为粒子运动轨迹，由此可以判定( )
A. 电场中点的电势高于点的电势
B. 粒子在点的加速度大于它在点的加速度
C. 粒子在点的电势能小于它在点的电势能
D. 粒子在点的动能小于它在点的动能
12.如图所示，水平面上相距为的、两点固定有异种电荷，电荷量均为，其中处电荷带正电、处电荷带负电，在、两点连线的竖直中垂线上固定一根内壁粗糙的绝缘细管，细管的上、下两端管口关于对称。现使一质量为，电荷量为的带正电小圆柱体圆柱体直径略小于细管的内径从上端管口由静止开始下落，结果小圆柱体到达两电荷的连线中点时的加速度为零，且此时小圆柱体的速度大小为。已知重力加速度大小为，静电力常量为，不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 在管内下滑过程中，电场力对小圆柱体先做正功，后做负功
B. 点的电场强度大小为
C. 小圆柱体和管壁间的动摩擦因数为
D. 小圆柱体到达下端管口时的速度大小为
第II卷（非选择题）
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
13.某学习小组为测定某种液体的电阻率，选取了一根管壁很薄的直玻璃管，在玻璃管里面灌满了该液体，两端用铜塞塞住管口，形成一段封闭的液体柱。
用分度的游标卡尺测量其长度，如图甲所示主尺与游标刻度线对齐见虚线框，由图可知其长度 ______；用螺旋测微器测量其外径，如图乙所示，由图可知其外径 ______。
用多用电表粗略测量液体柱的电阻。将选择开关旋转到电阻挡的位置，将红、黑表笔短接，旋动______填丙图中的“”、“”或“”进行欧姆调零，然后用多用电表测量其阻值，读出其电阻约为。
为了更精确地测量其电阻，小组决定再使用伏安法测量电阻。实验所用器材如下：
直流电源，内阻很小
电流表，内阻约为
电压表，内阻约为
滑动变阻器，最大电流
请根据上面给出的器材，连接图丁的实物电路，要求在电表示数变化较大范围内测量多组数值，以尽可能的减小测量误差。代表液体柱的电阻
14.测定电源的电动势和内阻的实验电路图如图甲所示，图乙是根据实验数据画出的图像。
实验器材如下：
A.干电池个
B.滑动变阻器，最大电流
C.电压表，内阻约为
D.电压表，内阻约为
E.电流表，内阻为
F.电流表，内阻为
其中电压表应选______，电流表应选______。填字母代号
由图乙可知这个干电池的电动势 ______，内阻 ______。
四、计算题：本大题共3小题，共36分。
15.如图所示，长为的轻质绝缘细线一端悬于点，另一端系一质量为、电荷量为的小球可视为质点。在空间施加沿水平方向的匀强电场，小球静止在点，此时细线与竖直方向夹角为，已知，，电场的范围足够大，重力加速度为。
求匀强电场的电场强度的大小；
求、两点间的电势差的大小。
16.某电路如图所示，电容器并联在电阻两端，上下极板平行放置，其内部可视为匀强电场。已知电源的电动势，内阻，电阻，，当闭合电键待电路稳定后，试求：
通过电源的电流的大小；
、板间电压的大小；
某时刻在板附近由静止释放一个比荷的正离子，不计离子重力，求它到达板时的速度的大小。
17.如图所示，是光滑绝缘的半圆形轨道，位于竖直平面内，直径竖直，轨道半径为，下端与水平光滑绝缘轨道在点平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中。现有一质量为、带正电的小球可视为质点由水平轨道上的点静止释放，已知之间的距离，滑块受到的静电力大小为，重力加速度为。
求小球到达点时的速度大小；
小球到达点时轨道对小球的弹力大小；
小球从点飞出轨道后，落在水平地面上的点未画出，求之间的距离。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：、电荷和电荷之间的相互作用是通过电场发生的，通电导体和通电导体之间的相互作用都是通过磁场发生的，故AB错误；
C、电场线和磁感线都不能相交，否则在交点处的电场或磁场的方向有两个，故C错误；
D、电场线的疏密表示电场强度的大小，磁感线的疏密表示磁感应强度的大小，故D正确。
故选：。
2.【答案】
【解析】解：、电磁波不仅能在真空中传播，也能在空气、水等介质中传播，故A错误；
B、电磁波不仅能传递信息，还能传递能量，例如微波炉就是利用电磁波传递能量加热食物，故B错误；
C、手机通话时，声音信号首先被转换为电信号，然后通过电磁波的形式在空中传播，接收端再将电磁波转换为电信号，最后转换为声音信号，因此手机通话过程中确实涉及到了电磁波和声波，故C正确；
D、遥控器发出的红外线波长较长，而医院“”中的射线波长较短，两者波长不同，故D错误。
故选：。
根据电磁波的传播条件、电磁波与声波在信息传递和能量传递上的区别，以及不同波长电磁波的特性判断3.【答案】
【解析】解：根据库仑定律，则有接触前两球间的库仑力为：，将它们接触后再分开，然后放回原处，则电荷量中和，再进行平分，因此电量均为，则库仑力为：
，故，解得，故B正确、ACD错误。
故选：。
4.【答案】
【解析】解：、根据可知，保持不变，减小，电容减小。因为极板所带电荷量保持不变，根据可知，两极板间的电压增大，则变大，故AB错误；
C、根据可知，保持不变，增大，电容减小。因为极板所带电荷量保持不变，根据可知，两极板间的电压增大，则变大，故C错误；
D、根据可知，保持，不变，极板间放入塑料板，电容增大，根据可知，两极板间的电压减小，则变小，故D正确。
故选：。
5.【答案】
【解析】解：、检测时司机喝了酒，酒精气体浓度的增大，的电阻值增大，电路的总电阻增大，干路电流减小，则定值电阻两端的电压减小，即电压表的示数减小。干路电流减小，则电流表的示数减小，故AC错误；
B、根据欧姆定律有，可得，可知电压表和电流表示数的比值不变，故B正确；
D、电路消耗的总功率为，结合上述可知，干路电流减小，不变，则电路消耗的总功率变小，故D错误。
故选：。
6.【答案】
【解析】解：串联电路中两灯均不发光，则可能是某处断路，电路中无电流，完好部分的电压为，则电压表测得断路位置两端的电压等于电源电压，由题，说明滑动变阻器良好，，说明良好，开关接触良好，的灯丝烧断了，故C正确，ABD错误；
故选：。
7.【答案】
【解析】解：由小灯泡正常工作，可知其额定电流为：，两端电压为：；
根据小灯泡和电动机串联，可知通过电动机的电流，电动机两端电压为：，解得：；
电动机的总功率，热功率，可知电动机输出的机械功率，解得：，故BCD错误，A正确。
故选：。
8.【答案】
【解析】解：锂离子电池放电时，在电池外部电流由正极流向负极，在电池内部，电流由负极流向正极，电池内部锂离子从负极运动到正极，故A错误；
B.电动势表示电池把其他能转化为电能本领大小的物理量，电动势越大，该项本领越大，所以锂离子电池把化学能转化为电能的本领比电动势为的干电池强，故B错误；
C.该锂离子电池充满电后可贮存的电能为
故C正确；
D.若该锂离子电池的待机电流为，则其最长待机时间为
天
故D错误。
故选：。
9.【答案】
【解析】解：根据产生感应电流的条件：闭合回路、磁通量发生变化，可知甲属于断路，丙图磁通量不发生变化，故甲图和丙图不能产生感应电流，乙、丁的情况能产生感应电流，故BD正确，AC错误；
故选：。
10.【答案】
【解析】解：、根据电流强度的定义式可得，电流 ，故A正确，B错误；
、电场强度的大小为，故C正确，D错误。
故选：。
11.【答案】
【解析】解：分别过、两点作等势面，如图所示：
根据等势面的性质
根据沿对电场线电势逐渐降低，可得
因此点电势高于点电势，故A正确；
B.电场线的疏密表示场强的大小，电场线越密，场强越大，则
根据牛顿第二定律
粒子在点的加速度小于它在点的加速度，故B错误；
粒子所受电场力与电场线相切又指向运动轨迹的凹侧，故电场力如图所示：
可知粒子带负电，与速度的夹角大于，粒子从到过程中电场力做负功，动能减小、电势能增大，故C正确，D错误。
故选：。
12.【答案】
【解析】解：因为两等量异种点电荷的中垂面为等势面，则在管内下滑过程中，小圆柱体所处位置电势不变，则小圆柱体电势能不变，由功能关系可知，电场力对小圆柱体不做功，故A错误；
B.由题知，单个点电荷在点的电场强度大小为：，
根据矢量合成法则可得，点的电场强度大小为：，故B正确；
C.根据等量异种电荷产生的电场的特点可知，、两点的连线上点的电场强度最大，故小圆柱体到达点时所受的电场力最大，
由小圆柱体水平方向受力平衡可知，此时管壁对小圆柱体的弹力最大，且弹力的最大值为：，
由题知，小圆柱体到达点时竖直方向所受合力为零，则有：，
联立可得，小圆柱体和管壁间的动摩擦因数为：，故C错误；
D.设小圆柱体从上端管口运动到点的过程中克服摩擦力所做的功为，
由动能定理可得：，
因做功具有对称性，设小圆柱体到达下端管口时的速度大小为，
由动能定理可得：，
联立可得：，故D正确；
故选：。
13.【答案】
【解析】解：游标卡尺精确度为，由图可知其长度；螺旋测微器的精确度为，外径读数为；
用多用电表粗略测量液体柱的电阻。将选择开关旋转到电阻挡的位置，将红、黑表笔短接，旋动欧姆调零旋钮进行欧姆调零，再测量电阻；
因为，故采用电流表的外接法，滑动变阻器总阻值较小，采用滑动变阻器的分压式接法。故实物连线如下
故答案为：；；；实物连线如上所示。
14.【答案】
【解析】解：根据，可知电流表量程应选择，即选E；由于一节干电池电动势约为，为提高实验的精确程度，电压表应选用量程，即选C；
根据闭合电路的欧姆定律得
所以图像的纵截距表示电动势，则
图像斜率的绝对值表示内阻和电流表内阻之和，则
故答案为：；；；
15.【答案】解：小球静止在点，对其受力分析，如图所示：
根据平衡条件有：，解得：
根据可得：
答：匀强电场的电场强度的大小为；
、两点间的电势差的大小为。
16.【答案】解：外电路的总电阻为
根据闭合电路的欧姆定律有
代入数据解得
、板间电压等于电路的路端电压，则
解得
粒子在板间做匀加速直线运动，根据动能定理有
解得
答：通过电源的电流的大小为；
、板间电压的大小为；
它到达板时的速度的大小为。
17.【答案】解：小球从到做匀加速直线运动，由动能定理可得：，解得 ；
小球从到的过程中，由动能定理可得：
小球在点受力分析：，
解得；
小球从点飞出轨道后做匀变速曲线运动，竖直方向：
水平方向：
设之间的距离为，则 ，
解得。
答：小球到达点时的速度大小为；
小球到达点时轨道对小球的弹力大小为；
之间的距离为。
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