天津市南開區(qū)2024-2025學(xué)年高二（上）期末物理試卷(含解析)

第=page11頁，共=sectionpages11頁天津市南開區(qū)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.下列說法正確的是(

)A.由E=Fq可知，E與電荷所受的電場力F成正比，與電荷帶電量q成反比

B.帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，一定受到洛倫茲力作用

C.感應(yīng)電流的磁場方向總是和引起感應(yīng)電流的磁場方向相反

2.兩個(gè)完全相同的帶電金屬小球，相距為R(R遠(yuǎn)大于小球半徑)，其中一個(gè)球的電荷量是另一個(gè)的5倍，它們間的吸引力大小是F，現(xiàn)將兩球接觸后再把它們固定在距離為2R處，它們間庫侖力的大小是(

)A.9F5 B.9F20 C.F43.如圖分別表示運(yùn)動(dòng)電荷和通電直導(dǎo)線在磁場中的受力情況，下列四圖中正確的是(

)A. B.

C. D.4.如圖所示，電源的電動(dòng)勢為E，內(nèi)阻為r不可忽略．A、B是兩個(gè)相同的小燈泡，L是一個(gè)自感系數(shù)較大的線圈．關(guān)于這個(gè)電路的說法中正確的是(

)

A.閉合開關(guān)，A燈立刻亮，而后逐漸變暗，最后亮度穩(wěn)定

B.閉合開關(guān)，B燈立刻亮，而后逐漸變暗，最后亮度穩(wěn)定

C.開關(guān)由閉合至斷開，在斷開瞬間，A燈閃亮一下再熄滅

D.開關(guān)由閉合至斷開，在斷開瞬間，電流自左向右通過A燈5.如圖所示電路中，電源電動(dòng)勢為E、內(nèi)阻為r，定值電阻R1=2r，滑動(dòng)變阻器的最大阻值R2=2r，電流表和電壓表均為理想電表。開關(guān)SA.電壓表的示數(shù)增大 B.電流表的示數(shù)減小

C.電源的輸出功率減小 D.R16.如圖1所示，一半徑為r的單匝圓形銅線圈固定在紙面內(nèi)，處于垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場中，磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖2所示。在0～t0的過程，關(guān)于該線圈中感應(yīng)電流方向與感應(yīng)電動(dòng)勢大小的說法正確的是(

)

A.順時(shí)針方向，感應(yīng)電動(dòng)勢由零增大至2πB0r2t0

B.順時(shí)針方向，感應(yīng)電動(dòng)勢大小始終為πB0二、多選題：本大題共4小題，共16分。7.以下是來源于物理課本的一些插圖，下列說法正確的是(

)

A.圖1實(shí)驗(yàn)中，驗(yàn)電器頂端不帶電

B.圖2實(shí)驗(yàn)中，采用了控制變量法

C.圖3中，導(dǎo)體B的阻值大于導(dǎo)體A的阻值

D.圖4中，并聯(lián)的電阻R越小，改裝后的電流表量程越大8.電場線能直觀、方便的反映電場的分布情況。如圖甲所示是等量正點(diǎn)電荷形成電場的電場線，圖乙是電場中的一些點(diǎn)，O是電荷連線的中點(diǎn)，E、F是連線中垂線上關(guān)于O對稱的兩點(diǎn)，B、C和A、D分別是兩電荷連線上關(guān)于O對稱的點(diǎn)。則(

)A.E、F兩點(diǎn)電場強(qiáng)度相同

B.A、D兩點(diǎn)電勢相等

C.從E向O運(yùn)動(dòng)的電子受到的電場力一定逐漸減小

D.從E向O運(yùn)動(dòng)的電子具有的電勢能逐漸減小9.如圖所示的電路中，平行板電容器C的下極板接地，當(dāng)開關(guān)S處于閉合狀態(tài)時(shí)，一帶電油滴恰能靜止在電容器中的P點(diǎn)。下列說法正確的是(

)A.油滴帶負(fù)電

B.打開開關(guān)，油滴將向下運(yùn)動(dòng)

C.在開關(guān)閉合時(shí)向下移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，油滴仍靜止

D.打開開關(guān)，將電容器的上極板向上移一些，P點(diǎn)的電勢降低

10.回旋加速器原理如圖所示，置于真空中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過狹縫的時(shí)間可忽略；磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與盒面垂直，交流電源電壓為U，頻率為f。若質(zhì)子的質(zhì)量為m、電荷量為+q，在加速過程中不考慮相對論效應(yīng)和重力的影響。下列說法正確的是(

)

A.帶電粒子由加速器的中心進(jìn)入加速器

B.被加速的帶電粒子在回旋加速器中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期隨半徑的增大而增大

C.質(zhì)子離開回旋加速器時(shí)的最大動(dòng)能為B2R2q2m

D.該加速器加速質(zhì)量為4m、電荷量為三、實(shí)驗(yàn)題：本大題共2小題，共20分。11.在“測定電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)選用兩節(jié)干電池串聯(lián)進(jìn)行測量，現(xiàn)有以下器材：A.被測干電池兩節(jié)B.電流表A1：量程0～C.電流表A2：量程0～D.電壓表V1：量程0～E.電壓表V2：量程0～F.滑動(dòng)變阻器R1：0～G.滑動(dòng)變阻器R2：0～H.開關(guān)、導(dǎo)線若干(1)為方便且能較準(zhǔn)確地進(jìn)行測量，電流表應(yīng)選擇________，電壓表應(yīng)選擇_______，滑動(dòng)變阻器應(yīng)該選用_________(以上均填寫選項(xiàng)前的字母)；(2)實(shí)驗(yàn)電路圖應(yīng)選擇_______(填“甲”或“乙”)；(3)該同學(xué)進(jìn)行規(guī)范實(shí)驗(yàn)，并根據(jù)測量數(shù)據(jù)最終得到如圖丙所示的U?I圖像，根據(jù)圖像可知，兩節(jié)干電池的電動(dòng)勢為_______V(保留三位有效數(shù)字)，內(nèi)阻為_________Ω(保留兩位有效數(shù)字)。

12.已知一熱敏電阻當(dāng)溫度從10℃升至60℃時(shí)阻值從幾千歐姆降至幾百歐姆，小明想利用伏安法測量其阻值隨溫度變化的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將熱敏電阻置于溫度控制室中。(1)小明先將控制室的溫度調(diào)為30℃，用多用電表測量熱敏電阻的阻值。所選歐姆擋倍率及指針位置分別如圖甲、乙所示，則熱敏電阻阻值Rx為_______Ω(2)小明想更精確地測量30℃時(shí)熱敏電阻的阻值Rx電壓表V(量程為3?V，內(nèi)阻R電流表A1(量程為10?mA，內(nèi)阻R電流表A2(量程為1?mA，內(nèi)阻R滑動(dòng)變阻器R1(滑動(dòng)變阻器R2(定值電阻R電源E(電動(dòng)勢E=12V，內(nèi)阻不計(jì))開關(guān)S，導(dǎo)線若干①為了使電壓測量范圍盡可能的大，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇_______，電流表應(yīng)選擇_______；②在①的條件下，為了精確得到Rx的值，有如下四種電路設(shè)計(jì)方案，每個(gè)設(shè)計(jì)方案中的安培表和滑動(dòng)變阻器均為①A.B.C.D.

四、計(jì)算題：本大題共3小題，共40分。13.某興趣小組設(shè)計(jì)了如圖所示的游戲裝置：水平直軌道AC、傾斜直軌道CD、圓弧軌道DBE、水平直軌道EF依次平滑連接，D、E兩點(diǎn)是直軌道與圓弧軌道的切點(diǎn)，兩直軌道在P點(diǎn)交錯(cuò)。傾斜直軌道CD的傾角θ=53°、CP長L=1.0m；圓弧軌道DBE的半徑R=0.1m。與AC同一平面水平放置一個(gè)靶環(huán)，靶心與軌道在同一個(gè)豎直面內(nèi)。游戲時(shí)，在水平軌道AC上給小球一個(gè)初動(dòng)能，小球剛好通過圓軌最高點(diǎn)B，并最終落在靶心上。小球(可看成質(zhì)點(diǎn))質(zhì)量m=20g，過C、D、E點(diǎn)均無能量損失，所有摩擦阻力均不計(jì)，重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6。求：

(1)小球在圓弧軌道最高點(diǎn)B的速率vB和小球在最低點(diǎn)E對軌道壓力FN的大小；

(2)靶心距軌道末端F的水平距離x14.如圖所示，水平放置的平行金屬板a、b，板長L=0.3?m，板間距d=0.3?m。兩金屬板間加電壓，且a板的電勢高于b板的電勢，虛線MN與金屬板垂直，右側(cè)有范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.5×10?3?T，方向垂直紙面向里。在兩極板左端正中間有一粒子源O，水平向右不斷地發(fā)射比荷qm(1)兩金屬板間所加電壓U的大?。?2)粒子在磁場中射入點(diǎn)與射出點(diǎn)之間的距離s；(3)粒子在電場和磁場中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間t。15.如圖所示，足夠長的金屬導(dǎo)軌固定在水平面上，導(dǎo)軌寬L=1.0m，導(dǎo)軌上放有垂直導(dǎo)軌的金屬桿P，金屬桿質(zhì)量m=0.1kg、電阻r=1.0Ω，空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場。導(dǎo)軌左端連接有電阻R=3.0Ω，其余部分電阻不計(jì)，導(dǎo)軌與金屬桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5。某時(shí)刻給金屬桿一個(gè)水平向右的恒力F，金屬桿P由靜止開始運(yùn)動(dòng)，若金屬桿P向右運(yùn)動(dòng)x=12.8m時(shí)達(dá)到最大速度v=4m/s，重力加速度g=10m/s2，求：

(1)水平恒力F的大??；

(2)金屬桿運(yùn)動(dòng)的最大加速度am的大小；

(3)金屬桿P向右運(yùn)動(dòng)x=12.8m的過程，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱QR。答案和解析1.D

【解析】A.電場強(qiáng)度E是由電場本身決定的，與試探電荷所受的電場力F和電荷帶電量q無關(guān)。公式E=Fq只是電場強(qiáng)度的定義式，并非決定式，故A錯(cuò)誤；

B.帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，不一定受到洛倫茲力作用。當(dāng)帶電粒子的速度方向與磁場方向平行時(shí)，粒子不受洛倫茲力，故B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場方向總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。當(dāng)原磁場增強(qiáng)時(shí)，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反；當(dāng)原磁場減弱時(shí)，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同，故C錯(cuò)誤；

D.根據(jù)感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件，只要穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化，閉合導(dǎo)體回路中就一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故D正確。

故選：D。

2.【解析】兩個(gè)完全相同的帶電金屬間的吸引力大小是F，因此兩電荷是異性

設(shè)一個(gè)球的帶電量為Q，則另一個(gè)球的帶電量為5Q，此時(shí)F=k5Q2R2，

接觸后再分開，帶電量各為2Q，

現(xiàn)將兩球接觸后再把它們固定在距離為2R處，則兩球的庫侖力大小F′=k3.A

【解析】A.根據(jù)左手定則，負(fù)電荷所受洛倫茲力方向水平向右，故A正確；B.根據(jù)左手定則，正電荷所受洛倫茲力豎直向上，故B錯(cuò)誤；C.根據(jù)左手定則，垂直紙面向里的電流與磁場方向平行，不受受安培力，故C錯(cuò)誤；D.根據(jù)左手定則，水平向右的電流所受安培力豎直向上，故D錯(cuò)誤。故選A。4.A

【解析】A.開關(guān)閉合到電路中電流穩(wěn)定的時(shí)間內(nèi)，A燈立刻亮，當(dāng)線圈電流阻礙較小時(shí)，B燈慢慢變亮，但路端電壓再減小，A燈逐漸變暗，當(dāng)線圈對電流沒有阻礙時(shí)，燈泡亮度穩(wěn)定．故A正確，B錯(cuò)誤；

C.開關(guān)處于閉合狀態(tài)，在斷開瞬間，線圈提供瞬間電壓給兩燈泡供電，由于兩燈泡完全一樣，所以不會(huì)出現(xiàn)電流比之前還大的現(xiàn)象，因此A燈不會(huì)閃亮一下，只會(huì)一同慢慢熄滅．故C錯(cuò)誤；

D.開關(guān)處于閉合狀態(tài)，在斷開瞬間，線圈相當(dāng)于電源，電流方向仍不變，所以電流自右向左通過A燈，故D錯(cuò)誤。

故選A。5.C

【解析】ABD、當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片從最下端向上移動(dòng)的過程，滑動(dòng)變阻器R2接入電路中的電阻變小，根據(jù)“串反并同”可知，與R2串聯(lián)的電流表示數(shù)變大；與R2并聯(lián)的電壓表的示數(shù)變小；與R2并聯(lián)的R1的電功率變小，故ABD錯(cuò)誤；

C、因?yàn)槎ㄖ惦娮鑂1=2r，滑動(dòng)變阻器的最大阻值R2=2r，所以當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片在最下端時(shí)，外電路的總電阻等于電源內(nèi)阻r，所以，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片從最下端向上移動(dòng)的過程，滑動(dòng)變阻器R2接入電路中的電阻變小，則外電路的總電阻小于電源內(nèi)阻且變小，所以電源的輸出功率減小，故【解析】在

0～t0

的過程，穿過線圈的磁通量向外增加，根據(jù)楞次定律可知，線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向；由于磁感應(yīng)強(qiáng)度

B

隨時(shí)間

tE=故選B。7.ABD

【解析】A.圖1實(shí)驗(yàn)，由于靜電屏蔽，驗(yàn)電器頂端不帶電，故A正確；B.圖2實(shí)驗(yàn)，研究影響平行板電容器的影響因素，采用了控制變量法，故B正確；C.根據(jù)歐姆定律

R=UI

，可知

I?U

圖像斜率的倒數(shù)表示電阻，則圖3中，導(dǎo)體B的阻值小于導(dǎo)體A的阻值，故D.圖4中，根據(jù)I可知并聯(lián)的電阻

R

越小，改裝后的電流表量程越大，故D正確。故選ABD。8.BD

【解析】解：A.由甲圖，根據(jù)兩等量正點(diǎn)電荷電場的對稱性可知，E、F兩點(diǎn)電場強(qiáng)度大小相等，方向相反，故E、F兩點(diǎn)電場強(qiáng)度不同，故A錯(cuò)誤；

B.由甲圖，根據(jù)兩等量正點(diǎn)電荷電場的對稱性可知，A、D兩點(diǎn)電勢相等，故B正確；

C.E點(diǎn)位置不確定，從E點(diǎn)到O點(diǎn)，電場強(qiáng)度可能先增大后減小，也可能一直減小，則電子受到的電場力可能先增大后減小，也可能一直減小，故C錯(cuò)誤；

D.由圖可知，E點(diǎn)電場強(qiáng)度方向向上，則電子所受電場力方向向下，電子由E到O電場力做正功，則電勢能減小，故D正確；

故選：BD。

9.AC

【解析】解：A、電容器上極板和電源的正極連接，所以電容器上極板帶正電，極板間的電場強(qiáng)度方向豎直向下，油滴受電場力和重力是一對平衡力，受電場力方向向上，所以油滴帶負(fù)電，故A正確；

B、打開開關(guān)，電容器帶電荷量不變，電容器極板間的電場強(qiáng)度不變，則油滴受電場力不變，油滴仍然保持靜止，故B錯(cuò)誤；

C、在開關(guān)閉合時(shí)向下移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片時(shí)，電容器兩極板間的電壓不變，則極板間的電場強(qiáng)度不變，所以油滴仍靜止，故C正確；

D、打開開關(guān)，電容器帶電荷量不變，根據(jù)E=Ud=QCd=Q?rS4πkd?d=4πkQ?rS【解析】解：A、帶電粒子由加速器的中心進(jìn)入加速器，故A正確；

B、根據(jù)周期公式T=2πmqB可知，被加速的帶電粒子在回旋加速器中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期與半徑無關(guān)，故B錯(cuò)誤；

C、質(zhì)子離開回旋加速器時(shí)的最大動(dòng)能Ekm=12mvm2，R=mvmqB，聯(lián)立，可得Ekm=q2B2R22m，故C錯(cuò)誤；

【解析】(1)兩節(jié)干電池電動(dòng)勢為3V，故電壓表選擇D，電源電動(dòng)勢較小，選擇最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器，有利于電表讀數(shù)的變化，從而減小誤差，故滑動(dòng)變阻器選F，綜合分析可知，該實(shí)驗(yàn)中電流較小，為減小實(shí)驗(yàn)誤差，電流表選擇量程較小的B；(2)由于電源的內(nèi)阻較小，而電壓表的內(nèi)阻較大，可以把電流表的內(nèi)阻與電源內(nèi)阻整體測量以減小實(shí)驗(yàn)誤差，故乙圖合理；(3)根據(jù)U?I圖像的物理意義可得，電源的電動(dòng)勢等于縱截距的大小，即E=3.00V圖線斜率的大小為總內(nèi)阻，即解得r=1.7Ω12.(1)1400(2)

R1

A1

【解析】(1)熱敏電阻的阻值為R(2)[1]為了使電壓測量范圍盡可能的大，則滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式接法，則滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇R1[2]通過電流表的最大電流約為I故電流表應(yīng)選擇量程為10mA的A1[3]由于電壓表量程過小，則應(yīng)串聯(lián)定值電阻R0擴(kuò)大量程。改裝的電壓表內(nèi)阻已知，在電路中分得的電流可以算出，為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，電流表應(yīng)采用外接法，綜上所述，最合理的方案是A13.【解析】(1)小球剛好通過圓軌最高點(diǎn)B，由重力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律得

mg=mvB2R

解得

vB=1m/s

從B到E，根據(jù)動(dòng)能定理得

mg?2R=12mvE2?12mvB2

在E點(diǎn)，對小球，由牛頓第二定律得

FN′?mg=mvE2R

根據(jù)牛頓第三定律，F(xiàn)N=FN′

聯(lián)