广东省广州市天河区2024-2025学年高二上学期期末物理试题（含答案）

2024学年第一学期天河区期末考试
高二物理
本试卷共8页，满分为100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1．答卷前，考生必须用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名和考生号填写在答题卡相应的位置上。
2．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；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案；不能答在试卷上。
3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内的相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔或涂改液。不按以上要求作答的答案无效。
4．考生必须保持答题卡的整洁，考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1．如图，空间存在一方向水平向右的匀强电场，两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直。则
A．P和Q都带正电荷 B．P和Q都带负电荷
C．P带正电荷，Q带负电荷 D．P带负电荷，Q带正电荷
2．多用电表表盘指针指在如图所示的位置。下列说法正确的是
A．若该读数是选用电阻挡“×100”倍率得到的，应该更换“×10”倍率，直接再测
B．用多用电表欧姆挡测量电路中的某个电阻，不需要把该电阻与其他电路断开
C．若选用的是直流电压“50 V”的量程，则读数为45.0 V
D．用多用电表欧姆挡测量某二极管的正向电阻时，应使红表笔接二极管的正极
3．反天刀是生活在尼罗河的一种鱼类，沿着它身体的长度方向分布着电器官，这些器官能在鱼周围产生电场，如图为反天刀周围的电场线分布示意图，A、B、C为电场中的点。下列说法正确的是
A．头部带负电
B．A点电场强度大于C点电场强度
C．C点电势高于B点电势
D．正电荷从C向A运动，其电势能变大
4．如图为双量程的电流表电路示意图，a为负接线柱，b、c均为正接线柱。表头满偏电流为500 mA，内阻为200 Ω，两种量程分别为1 A和10 A。下列说法正确的是
A．当使用a、b两个端点时，量程为1 A
B．当使用a、c两个端点时，量程为10 A
C．R2 = 180Ω
D．R1 = 15Ω
5．实验室经常使用的电流表是磁电式电流表。这种电流表的构造如图甲所示。极靴与软铁芯间的磁场都沿半径方向。若线圈中通以如图乙所示的电流，下列说法正确的是
A．线圈转动时，螺旋弹簧被扭动，阻碍线圈转动
B．在量程内指针转至任一角度，线圈平面都跟磁感线垂直
C．当线圈在如图乙所示的位置时，b端受到的安培力方向向上
D．当线圈在如图乙所示的位置时，安培力的作用使线圈沿逆时针方向转动
6．如图所示，高压输电线上有a、b、c三根相互平行的水平长直导线并通有相同的电流I。、、为导线a、b、c上同一竖直面的三个点，连接三点构成的三角形为等腰直角三角形， O为连线的中点。不计地磁场的影响。下列说法正确的是
A．O点的磁感应强度方向从O指向
B．O点的磁感应强度方向从O指向
C．导线b受到的安培力方向竖直向上
D．导线a、c受到的安培力相同
7．如图所示，一带铁芯线圈置于竖直悬挂的闭合铝框右侧，与线
圈相连的导线abcd内有水平向里变化的磁场。下列哪种变化磁
场可使铝框向左偏离
A B C D
8．如图所示，倾角为37°的足够长光滑斜面，固定在水平匀强电场中。一带正电的小物块质量为m，电荷量为q，在斜面A点处于静止状态。某时刻，电场强度大小变为原来的，小物块经2s运动至B点。sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2。则
A．原来的电场强度大小为
B．小物块运动的加速度为2m/s2
C．小物块2s内的位移大小为12m
D．电场变化前，AB两点电势差为
二、多项选择题：本题共3小题，每小题4分，共12分。在每小题给出的四个选项中，有多项
符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．把一枚具有强磁性的小圆柱体从固定的竖直铝管上端放入管口。下落过程中，小圆柱体不与铝管接触。小圆柱形磁体下落过程中
A．加速度小于重力加速度
B．加速度大于重力加速度
C．减少的重力势能等于增加的动能
D．减少的重力势能大于增加的动能
10．如图所示，在光滑绝缘的水平面上方，有两个磁感应强度大小分别为B和2B，方向相反的竖直匀强磁场区域，磁场宽度均为L。一个边长为L、质量为m、电阻为R的单匝正方形金属线框，在垂直于磁场的水平恒力F作用下从位置I静止出发，运动到位置Ⅱ（线框各有一半面积在两个磁场中），线框在位置Ⅱ时速度为v。下列说法正确的是
A．从位置I运动到位置Ⅱ过程中产生的内能为FL mv2
B．线框在位置Ⅱ时感应电流大小为
C．线框在位置Ⅱ时磁通量为BL2
D．线框在位置Ⅱ时磁通量为BL2
11．如图所示，圆心为O、半径为r的圆形区域外存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场，圆形区域内无磁场。P是圆外一点，且，一质量为m、电荷量为的粒子从P点在纸面内垂直于OP射出。已知粒子运动轨迹经过圆心O，不计粒子重力。下列说法正确的是
A．粒子在磁场中做圆周运动的半径
B．粒子在磁场中做圆周运动的半径
C．粒子第一次在圆形区域内运动所用的时间
D．粒子第一次在圆形区域内运动所用的时间
三、非选择题（本题共7小题，共56分。考生根据要求作答）
12.（5分）
物理兴趣实验小组的同学利用如图所示的电路观察电容器的充、放电现象，其中E为电源，S为单刀双掷开关，R为定值电阻，C为电容器，A为理想电流表，V为理想电压表。
（1）当开关S接 （填“1”或“2”）时，电容器处于充电过程，此过程中电压表的示数U随时间t变化的图像为 。
（2）开关S掷向2后，通过电流表A的电流方向为 （填“从左到右”或“从右到左”）。
（3）放电时电流随时间变化的I－t曲线与横轴所围成的面积代表的含义为 。
13.（6分）
某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的橙子制作了橙汁电池，他们利用下列器材测量这种电池的电动势E和内阻r，测量电路的电路图如图甲所示。
所用器材有：
一个橙汁电池（电动势约1V，由盛有橙汁的玻璃器皿、铜片和锌片组成）；
一只微安表G（内阻为RG = 50Ω，量程为0~300μA）；
一个电阻箱R（阻值为0~9999Ω）；
一个开关S，导线若干。
（1）连接电路后，通过多次测量得到电阻箱、微安表的各组数据R及I，利用数据作出－R图线如图乙实线所示，根据图线可得E= V，r= kΩ（结果均保留2位有效数字）。
（2）若将电路图中的微安表G当成理想电表，得到的电源内阻为r'，由此产生的误差为 %（结果保留1位有效数字）。
（3）将该橙汁电池静置一段时间后，再次测量获得数据作出－R图线如图乙中虚线所示，可知该电池的内阻 （填“增大”、“减小”或“不变”）。
14.（6分）
在“测量金属丝的电阻率”实验中。
（1）用螺旋测微器和游标卡尺分别测量粗细均匀金属丝的直径和长度，结果分别如图甲和乙所示。
金属丝的直径D为 mm，长度L为 cm。
（2）将该金属丝（阻值约为5Ω）固定在木板上，准备测量其电阻（要求电压可以从零开始调节）。现有电源（电动势 E为3.0V，内阻不计）、开关和导线若干，以及下列器材：
A．电流表（量程0~0.6A，内阻约0.5Ω）
B．电压表（量程0~3V，内阻约3kΩ）
C．滑动变阻器（0~5Ω， 额定电流10A）
D．滑动变阻器（0~100Ω， 额定电流1A）
a. 为减小误差，且便于操作，滑动变阻器应选 （选填器材前的字母）。
b. 如图所示为测量该金属丝电阻的实验电路实物图，图中已连接了部分导线，请补充完成。
c. 测量出电压表示数为U，电流表示数为I，则该金属丝电阻率测量值的表达式ρ= （用题中测量的物理量符号表示）。
15.（9分）
（1）回旋加速器D形盒的半径为r，匀强磁场的磁感应强度为B。一个质量为m、电荷量为q的粒子在加速器的中央从速度为0开始加速。根据回旋加速器的这些数据，该粒子离开回旋加速器时获得的动能为 。
（2）如图所示，A、B两个单匝闭合线圈是用同样的导线制成的，线圈半径RA=2RB；图示区域内有磁感应强度均匀减小的匀强磁场，线圈A中的感应电流方向为 （填“顺时针”或“逆时针”），线圈A、B中产生的感应电流之比IA∶IB= 。
（3）在一个点电荷Q的电场中，让x轴与它的一条电场线重合，坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.3m和0.6m。在A、B两点分别放置试探电荷，其受到的静电力跟试探电荷的电荷量的关系，如图中直线a、b所示。点电荷Q所在位置的坐标是 m。
16.（9分）
如图1所示，水平放置的两根平行金属导轨，间距L＝0.3m。导轨左端连接R＝0.6Ω的电阻。区域abcd内存在垂直于导轨平面磁感应大小为B＝0.6 T的匀强磁场，磁场区域宽D＝0.2m。细金属棒A1和A2用长为2D的轻质绝缘杆连接，垂直放置在导轨平面上。每根金属棒在导轨间的电阻均为r＝0.3Ω，导轨电阻不计。使金属棒以v＝1.0m/s沿导轨向右匀速穿越磁场。在A1进入磁场（t＝0）到A2离开磁场的时间内。求：
（1）t＝0.1s时A1受到的安培力大小；
（2）不同时间段通过电阻R的电流强度，并在图2中画出。
17.（9分）
如图所示，M、N两金属圆筒是直线加速器的一部分，M与N的电势差为U；边长为
2L的立方体区域abcda'b'c'd'，内有竖直向上、平行于bb'的匀强磁场。一质量为m，电量为+q的粒子，以初速度v0水平进入圆筒M左侧的小孔。粒子在每个筒内均做匀速直线运动，在两筒间做匀加速直线运动。粒子自圆筒N出来后，从正方形add'a'的中心垂直进入磁场区域，最后由正方形abb'a'离开磁场区域。不计粒子重力。求：
（1）粒子进入磁场区域时的速率；
（2）磁感应强度大小的范围。
18.（12分）
如图甲所示的装置由静电分析器、偏转电场两部分组成。一质量为m，电荷量为+q的粒子以速度v0从A点进入辐向电场（电场强度方向指向O），沿着半径为r的圆弧运动。从辐向电场射出后，粒子沿平行金属板M、N中的M板左端边缘垂直射入偏转电场，并以此刻开始计时。M、N间加有如图乙所示的交变电压UMN，电压的大小为U0，周期为T，不计粒子重力，不考虑粒子打在N板之后的运动情况。
（1）求辐向电场的电场强度E的大小；
（2）若粒子T时刻，贴近N板右端边缘平行N板射出，求板长L和两板间距d；
（3）若金属板足够长，求该粒子在M、N板间的最大动能Ekm与两板间距d的关系式。
2024学年上学期天河区高二期末考试物理参考答案
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
D C B C A B A D AD ABD BC
12. （1）1（1分）B（2分）（2）从左至右（1分）（3）电容器充电结束时存储的电荷量（1分）
13. （1）0.88~0.94（2分） 1.0~1.1（2分） （2）4或5（1分） （3）增大（1分）
14. （1）1.745（1.743~1.747）（1分） 13.14（1分）
（2）a. C （1分） b.图（2分） c. （1分）
15.（1）（3分）（2）顺时针（1分） 2:1（2分）（3）0.2（3分）
16.（1）设A1在磁场区域运动的时间为t1，则D＝vt1 得 t1＝0.2s
则 t＝0.1s时，A1产生的感应电动势 E=BLv （1分）
由电路知识知，回路总电阻 R总=r+ （1分）
通过A1的电流 I总= （1分）
所以A1受到的安培力大小为F安=BI总L （1分）
得 F安=0.0648N（1分）
（2）由（1）知，0~0.2s，通过R的电流
I1= I总 （1分） 得 I1=0.12A （1分）
0.2~0.4s，A1、A2均不切割磁感线，通过R的电流 I2=0 （1分）
0.4~0.6s，同理，通过R的电流 I3=0.12A （1分）
17.（1）动能定理： qU=mv2－mv02 （3分）
得 v= （1分）
(2) 洛伦兹力提供向心力 qvB=m （1分）
①设粒子从aa'离开磁场时，半径为r1
由几何关系得r1=L时，B有最大值为B1 （1分）
得 B1= （1分）
②设粒子从bb' 离开磁场时，半径为r2，
由几何关系(r2－L)2+(2L)2=r22得r2=L时，B有最小值为B2 （1分）
得 B2= （1分）
综上： ≤ B ≤
18. （1）电场力提供向心力 qE=m （1分）
得 E= （1分）
(2) 板长 L=v0T （1分）
q=ma （1分）
d=2×a(T)2（1分）
得 d= （1分）
(3)若粒子T/2时刻恰好打到N板，设此时板间距为d0
d0= (T)2 得d0= （1分）
①若d ≤ d0，则粒子在t由动能定理可得 Ekm=mv02+qU0 （1分）
②若d > d0，则粒子在T/2、3T/2 时刻动能最大
Ekm=mv2 （1分）
v= （1分）
vy=a T （1分）
得 Ekm=mv02+ （1分）