江西省南昌市江西師大附中2024-2025學(xué)年高二（上）期末物理試卷(含解析)

第=page11頁，共=sectionpages11頁江西省南昌市江西師大附中2024-2025學(xué)年高二（上）期末物理試卷一、單選題：本大題共6小題，共24分。1.《三國志》中記載：“置象大船之上，而刻其水痕所至，稱物以載之，則?？芍印！边@是著名的曹沖稱象的故事。某同學(xué)學(xué)過動量守恒定律之后，欲利用卷尺測定大船的質(zhì)量。該同學(xué)利用卷尺測出船長為L，然后緩慢進入靜止的平行于河岸的船的船尾，再從船尾行走至船頭，之后緩慢下船，測出船后退的距離d，已知該同學(xué)自身的質(zhì)量為m，若忽略一切阻力，則船的質(zhì)量為(

)A.Ldm B.LL?dm C.2.某靜電場的電場線與x軸平行，電勢φ隨x坐標(biāo)變化的關(guān)系圖像如圖所示。若將一帶電的粒子(重力不計)從坐標(biāo)原點O由靜止釋放，在僅受電場力的作用下，該粒子在x軸上沿著軸線的正方向運動，已知電場中A、B兩點的x坐標(biāo)分別為1.5mm、4.5mm，則(

)A.在x軸上從A點到B點電場的方向先沿x軸正方向后負方向

B.該帶電粒子一定帶負電荷

C.在x軸上x=3mm的位置，電場強度大小為10000V/m

D.該粒子沿x軸從A點到B點的過程中，電勢能一直增大

3.如圖所示為回旋加速器的示意圖，兩D型盒所在區(qū)域加勻強磁場，狹縫間就有交變電壓(電壓的大小恒定)，將粒子由A點靜止釋放，經(jīng)回旋加速器加速后，粒子最終從D型盒的出口引出。已知D型盒的半徑為R，粒子的質(zhì)量和電荷量分別為m、q，磁感應(yīng)強度大小為B，加速電壓為U(不計粒子在電場中的運動時間)，粒子在回旋加速器中運動的時間為(

)

A.πBR2U B.πB2R4.如圖所示，用粗細均勻的電阻絲折成平面梯形框架，ab、cd邊均與ad邊成60°角，ab=bc=cd=L，長度為L的電阻絲電阻為r，框架與一電動勢為E，內(nèi)阻為r的電源相連接，垂直于框架平面有磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，則框架受到的安培力的合力大小為(

)A.0 B.5BEL11r C.10BEL11r 5.某同學(xué)用內(nèi)阻Rg=30Ω、滿偏電流Ig=5mA的毫安表及相關(guān)元件制作了一個簡易歐姆表，電阻刻度值尚未標(biāo)定，電路如圖甲所示。該同學(xué)將兩表筆短接，調(diào)節(jié)滑動變阻器R的阻值使毫安表指針滿偏，再將阻值為1000Ω的電阻接在兩表筆之間，此時毫安表指針位置如圖乙所示。下列說法正確的是(

)A.電源電動勢為4.5V

B.刻度2mA處標(biāo)注2250Ω

C.刻度2.5mA處標(biāo)注900Ω

D.用該歐姆表測量某二極管正向電阻時，左邊表筆接二極管的正極，右邊表筆接二極管的負極6.如圖所示，在直角坐標(biāo)系xOy的第一象限內(nèi)存在磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強磁場，在y軸上S處有一粒子源，它可向右側(cè)紙面內(nèi)各個方向射出速率相等、質(zhì)量均為m、電荷量均為q的同種帶負電粒子，所有粒子射出磁場時離S最遠的位置是x軸上的P點。已知OS?=d，OP?=A.粒子的速度大小為mqBd

B.從O點射出的粒子在磁場中運動的時間為πmqB

C.從x軸上射出磁場的粒子在磁場中運動的最短時間與最長時間之比為2：9

D.從x軸上射出磁場的粒子在磁場中運動的最短時間與最長時間之比為2二、多選題：本大題共4小題，共22分。7.在如圖所示的A、B、C、D四種典型電場的情景中，a、b兩點電場強度相同的是(

)

A.平行板電容器帶電時，兩極板間除邊緣附近外的任意兩點a、b

B.兩個等量異號點電荷的連線上，與中點O等距的任意兩點a、b

C.離點電荷Q等距的任意兩點a、b

D.兩個等量同號點電荷連線的中垂線上，與中點O等距的任意兩點a、b8.如圖所示，水平放置的N匝矩形線框abcd面積為S，勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為B，方向與水平面成θ=37°角斜向上，現(xiàn)使矩形線框以ab邊為軸順時針旋轉(zhuǎn)90°到豎直的虛線位置。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，關(guān)于矩形線框的磁通量，下列說法正確的是(

)

A.初態(tài)磁通量大小為35NBS B.末態(tài)磁通量大小為45BS

C.磁通量變化量的大小為79.如圖所示，磁流體發(fā)電機的通道是一長度為L的矩形管道，通道的左、右兩側(cè)壁是導(dǎo)電的，其高為?，間隔為a，而通道的上、下壁是絕緣的，所加勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為B，方向與通道的上、下壁垂直且向上。等離子體以速度v沿如圖所示的方向射入，已知等離子體的電阻率為ρ，負載電阻為R，不計等離子體的重力，不考慮離子間的相互作用力。下列說法正確的是(

)A.該發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢為BLV

B.若增大負載電阻的阻值，電源的效率一定增大

C.閉合開關(guān)后，流過負載R的電流為BvaL?RL?+ρa

D.為了保持等離子體恒定的速度v，通道兩端需保持一定的壓強差10.如圖所示，在xOy平面內(nèi)有勻強電場，半徑為R的圓周上有一粒子源P，以相同的速率v0在平行于圓周面內(nèi)沿各個方向發(fā)射質(zhì)量為m、帶電量為+q的微粒，微?？梢缘竭_圓周上任意一個位置。比較到達圓上各個位置的微粒，發(fā)現(xiàn)到達Q點的微粒的動能最小，從C點離開的微粒的機械能最大，已知∠BOP=30°，∠AOQ=37°，取重力加速度為g，取sin37°=0.6，cos37°=0.8，取最低點D所在水平面為零重力勢能面，不計空氣阻力及帶電微粒間的相互作用。則(

)A.勻強電場的電場強度大小為3mg3q，方向沿y軸負方向

B.勻強電場的電場強度大小為4mg3q，方向沿x軸負方向

C.通過D點的微粒動能為12mv0三、實驗題：本大題共2小題，共18分。11.某同學(xué)欲測量一阻值大約為10Ω、粗細均勻的金屬線的電阻率。實驗室除游標(biāo)卡尺，螺旋測微器、導(dǎo)線和開關(guān)外，還有以下器材可供選擇：

A.電源(電動勢E=6.0V，內(nèi)阻約1Ω)

B.電壓表V(量程為0～6V，內(nèi)阻約8kΩ)

C.電流表A1(量程0～0.6A，內(nèi)阻約0.2Ω)

D.電流表A2(量程0～3A，內(nèi)阻約0.05Ω)

E.滑動變阻器R0(最大阻值5Ω，額定電流2A)

(1)用游標(biāo)卡尺測得該材料的長度如圖甲所示，讀數(shù)為L=______mm；用螺旋測微器測得該材料的直徑如圖乙所示，讀數(shù)為D=______mm。

(2)測量金屬線的電阻時，為了便于調(diào)節(jié)及測量盡可能準確，實驗中電流表應(yīng)選______(填所選儀器前的字母符號)；選擇合適的實驗器材，在圖丙方框內(nèi)把實驗原理圖補充完整，把器材符號標(biāo)在電路圖上。

(3)設(shè)測得金屬線的電阻為R，金屬線的長度為L，金屬線的直徑為D，可得金屬線的電阻率為ρ=______。(用R、L、D三個物理量表示12.某同學(xué)分別用圖甲和圖乙的電路測量同一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻。

(1)在丙中畫出圖乙的電路圖；

(2)實驗得到如圖丁所示的兩條直線，圖中直線I對應(yīng)電路是圖______(選填“甲”或“乙”)；

(3)該電池電動勢的真實值E=______V(保留三位有效數(shù)字)，若已知Ⅰ圖線的表達式為U=1.36?1.27I，則內(nèi)阻的真實值r=______Ω(保留兩位有效數(shù)字)。四、計算題：本大題共3小題，共36分。13.如圖所示，勻強電場內(nèi)有一矩形ABCD區(qū)域，電荷量為e的某帶電粒子從B點沿BD方向以8eV的動能射入該區(qū)域，恰好從A點射出該區(qū)域，已知矩形區(qū)域的邊長AB=8cm，BC=6cm，A、B、D三點的電勢分別為?6V、12V、12V，不計粒子重力，求：

(1)粒子到達A點時的動能；

(2)勻強電場的場強大小和方向。14.如圖所示，質(zhì)量m=2kg的滑塊B靜止放置于光滑平臺上，B的左端固定一輕質(zhì)彈簧。平臺右側(cè)有一質(zhì)量M=6kg的小車C，其上表面與平臺等高，小車與水平面間的摩擦不計。光滑圓弧軌道半徑R=1.6m，連線PO與豎直方向夾角為60°，另一與B完全相同的滑塊A從P點由靜止開始沿圓弧下滑。A滑至平臺上擠壓彈簧，彈簧恢復(fù)原長后滑塊B離開平臺滑上小車C且恰好未滑落，滑塊B與小車C之間的動摩擦因數(shù)μ=0.75，g取10m/s2，A、B可視為質(zhì)點，求：

(1)滑塊A剛到平臺上的速度大??；

(2)該過程中彈簧彈性勢能的最大值；

(3)小車C的長度。15.如圖所示的平面直角坐標(biāo)系xOy，在第一象限內(nèi)有平行于y軸的勻強電場，方向沿y軸正方向；在第四象限的某個矩形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場，磁場的上邊界與x軸重合。一質(zhì)量為m、電荷量為?q的粒子，從點a(0,33?)以初速度v0沿x軸正方向射入電場，通過電場后從點b(2?,0)立即進入矩形磁場，經(jīng)過磁場后從y軸上的點c離開磁場，且速度恰好沿y軸。不計粒子所受的重力。求：

(1)第一象限的電場強度大小E；

(2)磁感應(yīng)強度的大小B；

(3)矩形磁場區(qū)域的最小面積S答案和解析1.D

【解析】設(shè)船的質(zhì)量為M，人走動時船的速度大小為v，人的速度大小為v′，人從船尾行走至船頭所用時間為t。

取船的速度為正方向，則v=dt，v′=L?dt

根據(jù)動量守恒定律得：Mv?mv′=0，即Mdt?mL?dt=0，解得：2.C

【解析】A、由圖像知，在x軸上從A點到B點電勢逐漸降低，結(jié)合沿著電場線電勢逐漸降低，可知在x軸上從A點到B點電場強度都沿x軸正方向，故A錯誤；

B、由題意知粒子受到的電場力方向和電場方向相同，故粒子帶正電荷，故B錯誤；

C、在φ?x圖像中，圖線的斜率表示場強大小，電場強度大小為E=Ud=Δφx=303×10?3V/m=10000V/m，故C正確；

D、該粒子沿x軸從A點到B【解析】設(shè)帶電粒子的最大速度為vm，根據(jù)牛頓第二定律得qvmB=mvm2R

帶電粒子的最大動能Ekm=12mvm2

設(shè)帶電粒子的加速次數(shù)為n，則有nqU=Ekm

帶電粒子在磁場中運動的周期為T=【解析】根據(jù)左手定則判斷出各段受到的安培力的方向，如圖

電路abcd上的電阻為3r，由幾何關(guān)系得，ad段的長度為2L，所以ad上的電阻為2r，并聯(lián)部分的總電阻為：R并=3r?2r3r+2r=1.2r

電路中的總電流：I=ER并+r=E2.2r

路端電壓：U=I?R并=E2.2r?1.2r=6E11

abcd上的電流：I1=U3r5.B

【解析】A.將兩表筆短接，毫安表指針滿偏時，由閉合電路歐姆定律得

E=Ig(Rg+r+R)

接入R1=1000Ω的電阻時，表頭指在3mA，則

E=35Ig(Rg+r+R+R1)

解得

E=7.5V，r+R=1470Ω

故A錯誤；

B.當(dāng)電流刻度為2mA時，有

E=25Ig(Rg+r+R+R2)

代入數(shù)據(jù)解得

R2=2250Ω

故【解析】A.粒子射出磁場時離S最遠的位置是x軸上的P點，即軌道直徑落在x軸上時，如圖所示

由幾何關(guān)系知

(2R)2=d2+(3d)2

解得

R=d

根據(jù)牛頓第二定律，洛倫茲力提供向心力，有

qvB=mv2R

聯(lián)立解得

v=qBdm

故A錯誤；

B.粒子運動的周期

T=2πRv=2πmBq

從O點射出的粒子其軌跡為軌跡3，由幾何關(guān)系可知

sinθ2=12dR

解得

θ=60°

即軌跡所對的圓心角為60°，粒子在磁場中運動的時間

t=θ360°T=πm3qB

故B錯誤；

CD.運動時間最長的粒子為運動軌跡與x7.AB

【解析】A、a、b是勻強電場中的兩點，電場強度相同。故A正確。

B、兩個等量異號點電荷的連線上，據(jù)電場線的對稱性可知，a、b兩點電場強度相同，故B正確。

C、離點電荷Q等距的任意兩點a、b電場強度大小相等，但方向不同，則電場強度不同。故C錯誤。

D、兩個等量同號點電荷連線的中垂線上，與中點O等距的任意兩點a、b場強大小相等，但方向相反，所以電場強度不同。故D錯誤。

故選：AB。

本題要掌握電場線的物理意義，知道電場強度是矢量，只有大小和方向都相同時電場強度才相同。8.BC

【解析】根據(jù)磁通量的公式可得，初態(tài)磁通量為?=BSsinθ=BS×0.6=35BS，末態(tài)磁通量為?=?BScosθ=?BS×0.8=?45BS，所以末態(tài)磁通量大小為45BS，所以磁通量變化量Δ?=?45BS?35BS=?7【解析】A.等離子體通過管道時，在洛倫茲力作用下，正負離子分別偏向右、左兩壁，當(dāng)電場力和洛倫茲力平衡時，產(chǎn)生的電動勢最大，即qEa=qBv，解得E=Bav，故A錯誤；

B.電源的效率為η=IUIE=RR+r=11+rR，若增大負載電阻的阻值R，電源的效率一定增大，故B正確；

C.閉合開關(guān)后，流過負載R的電流為I=ER+r=BvaR+ρa?L=BvaL?RL?+ρa，故C正確；

D.令氣流進出管時的壓強分別為P1、P2，則氣流進出管時壓力做功的功率分別為【解析】ABC、在C點微粒機械能最大，說明P到C電場力做功最大，由數(shù)學(xué)關(guān)系可知，過C點做圓的切線為電場的等勢線，即電場力沿OC方向，因帶電粒子帶正電，場強方向沿OC方向，即沿x軸負方向；而在Q點，微粒動能最小，即重力與電場力的合力方向沿QO，則有：

Eqtan37°=mg

F合sin37°=mg

解得E=mgqtan37°=4mg3q，F(xiàn)合=mgsin37°=53mg

從P到D根據(jù)動能定理可得：EkD?EkP=W合

則有EkD=12mv【解析】(1)游標(biāo)卡尺的精確度為0.05mm，主尺的刻度讀數(shù)為60mm，對齊線為第7條刻度線，則讀數(shù)為：60mm+4×0.05mm=60.20mm；

螺旋測微器的分度值為0.01mm，讀數(shù)為：D=0.5mm+23.2×0.01mm=0.732mm；

(2)通過待測電阻的最大電流為：Imax=UR=610A=0.6A，故選擇：C；

滑動變阻器阻值較小，用分壓式接法。

因為R2≈10Ω×10Ω=100Ω2，RA?RV≈0.2Ω×8000Ω=1600Ω2

所以R2<RAR12.乙

1.50

1.4

【解析】(1)根據(jù)圖乙所示實物電路圖作出實驗電路圖，實驗電路圖如圖所示

(2)由閉合電路歐姆定律可得：U=E?Ir，可得U?I圖象的縱軸截距為電源電動勢，斜率為電源內(nèi)阻。圖甲中電流表內(nèi)接(相對于電源內(nèi)阻)，則實驗測得的電源內(nèi)阻：r測=r真+rA，測量值偏大，圖乙中電流表外接(相對于電源內(nèi)阻)電路，所以：r測=RVr真+RVr真，測量值偏小。但是由于RV>>r真，故圖乙實驗測出的內(nèi)阻誤差更小。故圖線Ⅰ對應(yīng)圖乙，圖線Ⅱ?qū)?yīng)的圖甲；

(3)圖線Ⅱ與縱軸的交點為電源的電動勢：E=1.50V；圖線13【解析】.(1)由動能定理可