青海省西宁市大通县2023-2024学年高二上学期期末联考物理试题（含解析）

2023~2024学年度第一学期大通县期末联考
高二物理
考生注意：
1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。
2．答题前，考生务必用直径0．5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0．5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4．本卷命题范围：必修第三册，选择性必修第二册第一章。
一、选择题（本题共10小题，共46分．在每小题给出的四个选项中，第1~7题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1．图中的d为置于电磁铁两极间的一段通电直导线．电流方向垂直于纸面向外．则开关S接通后，导线d所受安培力的方向（ ）
A．向上 B．向下 C．向左 D．向右
2．在十字路口，四面都悬挂着红、黄、绿三色交通信号灯，它是不出声的“交通警察”．红绿灯是国际统一的交通信号灯．红灯是停止信号，绿灯是通行信号．频率为的红光，从10m外的交通信号灯传到你的眼睛，大约需要的时间和在这个距离中的波长数分别为（ ）
A．，个 B．，个
C．，个 D．，个
3．如图所示，某时刻两电表的示数都增大，则可能出现了下列哪种故障（ ）
A．断路 B．短路 C．短路 D．短路
4．如图所示的电路中，图甲是小量程电流表G改装成大量程电压表V的电路结构，图乙是小量程电流表G改装成大量程电流表A的电路结构，通过表头的最大电流均为，下列说法正确的是（ ）
A．图甲中R的作用是分流，图乙中R的作用是分压
B．图甲中改装后通过表头的最大电流变大
C．图乙中改装后通过表头的最大电流变小
D．改装后电压表的量程指的是当表头达到满偏电流时串联电路的总电压
5．某静电场中的x轴上，一个带电粒子在O点由静止释放，仅在电场力作用下沿x轴正向运动，带电粒子的电势能随粒子在x轴上的位置变化规律如图所示，则下列判断正确的是（ ）
A．带电粒子带负电
B．带电粒子先做加速运动后做减速运动
C．带电粒子运动的加速度不断减小
D．带电粒子的电势能先减小后增大
6．自动体外除颤器是一种便携式的医疗设备，在最佳抢救时间的“黄金4分钟”内，对心脏骤停患者利用自动体外除颤器（AED）可进行有效的除颤和心肺复苏．某型号自动体外除颤器的电容器电容是，充电后电容器的电压达到4kV，某次对某心脏骤停患者进行除颤时，平均放电电流达到16A（电荷量平均放电电流放电时间），则下列说法正确的是（ ）
A．电容器充电后的电荷量为
B．电容器的平均放电时间为
C．不同患者进行除颤时平均电流相同
D．电容器放电过程中电容器的电容逐渐减小
7．如图所示，匀强电场的方向竖直向下，匀强磁场的方向垂直纸面向里，三个油滴a、b、c带有等量同种电荷，其中a静止，b向右做匀速运动，c恰好做匀速圆周运动，比较它们的质量、、间的关系，正确的是（ ）
A．最大 B．最大 C． D．最小
8．三个点电荷形成的电场如图所示，A、B、C是电场中的三个点，设三点电场强度的大小分别为、、，三点的电势分别为、、．下列说法正确的是（ ）
A．三个点电荷中有两个带负电荷
B．A、B、C三点电场强度大小
C．A、B两点电势
D．若将一带正电的试探电荷从B移动到A，电场力做正功
9．回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中有周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两个D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．仅增大狭缝间的加速电压，则同一粒子射出加速器时的动能增大
B．仅增大磁场的磁感应强度且使电场变化周期与粒子做圆周运动周期相同，则同一粒子射出加速器时的动能增大
C．仅增大D形金属盒的半径，则同一粒子射出加速器时的速度不变
D．加速电场周期不变，比荷不同的粒子不能用同一加速器进行加速
10．如图所示电路，为光敏电阻（光照强度增强，其阻值变小），为滑动变阻器，为定值电阻，电表均为理想电表．闭合开关S后，下列说法正确的是（ ）
A．光照强度增强，电流表的示数变小
B．光照强度增强，消耗的电功率变小
C．将的滑片P向左滑动，电压表V示数变大
D．将的滑片P向右滑动，电流表的示数变小
二、实验题（本题共2小题，共15分）
11．（7分）如图甲所示，将两个不同金属电极插入水果中就可以做成一个水果电池，某同学准备测定一水果电池的电动势和内阻．实验室提供的器材如下：
A．待测水果电池（电动势约1V、内阻小于）
B．滑动变阻器（阻值）
C．滑动变阻器（阻值）
D．电压表V（量程3V，内阻约）
E．毫安表A（量程，内阻为）
F．开关一个，导线若干
（1）为了尽可能准确测定这个水果电池的电动势和内阻，已提供的如图甲、乙所示的两个测量电路图应选________（填“甲”或“乙”）；滑动变阻器应选________（填“B”或“C”）．
（2）该同学实验时根据记录的数据在坐标系中描点并作出图线如图丙所示，根据图线求出这个水果电池的电动势为________V，内阻为________（内阻结果保留整数）．
12．（8分）实验小组测定一个小金属圆筒的电阻率，圆筒横断面如图甲所示，进行了如下操作：
（1）用游标卡尺测量圆筒的长度为L，如图乙所示，则________mm；圆筒内径已测出为d，用螺旋测微器测圆筒的外径D如图丙所示，则外径为________mm．
（2）为了精确测量该圆筒电阻，实验小组设计如图丁所示电路，测出多组电流、电压数值，画出伏安特性图线如图戊所示．则圆筒电阻________（结果保留一位小数）；用此电路测量的电阻值________（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值．
（3）圆筒材料的电阻率________（测得物理量分别用L，d，D，R等字母表示）．
三、计算题（本题共3小题，共计39分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13．（10分）如图所示，带电平行板倾斜放置与水平面间的夹角为，两板间的电压，两板间的距离，圆形光滑轨道竖直固定放置，最低点B正好在上极板的边缘，C点是圆弧轨道的最高点；质量、电量的小球，从平行板下极板边缘A点由静止释放，在平行板间的匀强电场中，正好沿水平直线AB做匀加速运动，经过B点进入圆弧轨道，刚好到达最高点C点，电场只存在带电平行板内，外部没有电场，重力加速度g取，不计空气阻力．求：
（1）平行板与水平面间的夹角及小球经过B点时的速度；
（2）圆形轨道的半径R．
14．（13分）2022年7月15日至17日，第十届万魅·北方礼品玩具展在山东临沂举办．如图是一参展玩具起重机的电路示意图．电源电动势为6V，内阻为，电阻，闭合开关S后，当电动机以1m/s的速度匀速向上提升一质量为的物体时（不计一切摩擦阻力，重力加速度g取），标有“3V ”的灯泡恰好正常发光．求：
（1）电动机两端的电压；
（2）通过电阻R的电流；
（3）电动机的内阻．
15．（16分）如图所示的坐标系中，y轴的右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，y轴的左侧存在沿x轴正方向的匀强电场．P点为x轴上的点，，一电荷量为、质量为的正粒子由P点沿x轴的正方向射入磁场，经过一段时间粒子通过y轴进入电场，速度方向与y轴的负方向成，粒子在电场中垂直x轴经过Q点．忽略粒子的重力，求：
（1）粒子射入磁场的初速度大小以及电场强度E；
（2）粒子从开始到第三次经过y轴的时间．
2023~2024学年度第一学期大通县期末联考·高二物理
参考答案、提示及评分细则
1．B 根据右手螺旋定则，导线处磁场方向向左，根据左手定则，所受安培力向下，故选B．
2．A 由得，该红光的波长．传到眼睛需要的时间是，在这个距离中的波长数有（个）．选项A正确．
3．D 断路则电流表无示数，A错误；短路，电流表无示数，B错误；短路则电压表无示数，C错误，D正确．
4．D 图甲中R的作用是分压，图乙中R的作用是分流，选项A错误；
无论表头G改装成电压表还是电流表，它的三个特征量、、是不变的，即通过表头的最大电流并不改变，选项B、C错误；
改装后电压表的量程指小量程电流表表头满偏时对应的R与表头串联电路的总电压，选项D正确．
5．C 不能确定粒子的带电性质，A项错误；
粒子电势能不断减小，动能不断增大，B项错误；
图像的切线斜率不断减小，因此电场力不断减小，粒子运动的加速度不断减小，C项正确；
沿x轴正向，粒子的电势能不断减小，D项错误．
6．B 充电后电容器的带电量，A项错误；
电容器的平均放电时间，B项正确；不同患者的电阻不同，因此平均电流不同，C项错误；
电容器放电过程电容器的电容保持不变，D项错误．
7．D a所受电场力向上，受洛伦兹力为零，b所受电场力向上，向右做匀速运动，受洛伦兹力向下，故，c做匀速圆周运动，得，故a和c质量相同，b质量最小，D正确．
8．ACD 由图中电场线分布可知，三个点电荷中有两个带负电荷，故A正确；由电场线疏密可判断，A、B、C三点电场强度大小，故B错误；沿着电场线方向电势逐渐降低，则A、B两点电势，，故C正确；
由于，则有，则电场力做功为，则带正电的试探电荷从B移动到A，电场力做正功，故D正确．
9．BD 仅加大加速电压，则每次加速获得的动能变大，由可知，射出加速器时的速度大小与加速电压无关，选项A错误；
仅增大磁感应强度B或半径r，则v增大，动能增大，选项B正确，C错误；
由知，比荷不同的粒子不能用同一加速器加速，选项D正确．
10．BD 光照强度增强，光敏电阻阻值减小，外电路总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知干路电流I增大，电流表的示数变大，选项A错误；
两端电压减小，则消耗的电功率变小，选项B正确；
将的滑片P向左滑动，接入电路的电阻变小，外电路总电阻变小，路端电压变小，则电压表V的示数变小，选项C错误；
将的滑片P向右滑动，接入电路的电阻变大，外电路总电阻变大，由闭合电路欧姆定律可知干路电流I变小，根据并联电路的电流分配规律，可知每个支路的电流都变小，则电流表的示数变小，选项D正确．
11．（1）甲（2分）C（1分）（2）（均可，2分）700（690~720均可，2分）
解析：（1）电流表的内阻已知，故采用甲电路图；毫安表满偏时，电路的总电阻，所以滑动变阻器接入电路的阻值最小应为几百欧，故滑动变阻器选择C．
（2）图线如题图丙所示，图线与纵轴截距即为电动势，，图像的斜率绝对值，解得．
12．（1）（2分）（或）（2分）（2）（1分）小于（1分）（3）（2分）
解析：（1）用游标卡尺测量圆筒长度；用螺旋测微器测量圆筒外径．
（2）在图像中，，由于电流表外接，电阻测量值小于真实值．
（3）根据电阻定律得得．
13．解：（1）平行板间的电场强度（1分）
对小球受力分析，电场力Eq与重力mg的合力水平向右，由力的合成矢量三角形的几何知识可得（1分）
代入题中所给的已知条件综合解得，故（1分）
小球从A运动到B，由能量守恒可得（2分）
解得（1分）
（2）小球刚好到达最高点，（1分）
小球从B运动到C，由机械能守恒定律可得（2分）
综合解得（1分）
14．解：（1）由图可知，灯泡与电动机并联，灯泡正常发光，电压为（1分）
电流为（2分）
故电动机两端的电压为（1分）
（2）R和电源内阻r两端的总电压为（1分）
由欧姆定律可得，总电流为（2分）
（3）电动机的电流为（2分）
电动机的输出功率为（2分）
代入数据解得（2分）
15．解：（1）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，作出运动轨迹示意图如图所示（1分）
由几何关系得（1分）
解得（1分）
根据洛伦兹力提供向心力，有（2分）
解得（1分）
带电粒子在电场中运动时，沿y轴方向做匀速直线运动，
有（2分）
沿x轴方向做匀变速直线运动，有（1分）
其中（1分）
解得，（2分）
（2）带电粒子进入电场前在磁场中运动的时间（1分）
之后带电粒子在电场中运动的时间为（1分）
带电粒子再次进入磁场后转过的角度为，所用时间（1分）
则带电粒子从开始运动到第三次经过y轴所用的时间（1分）