广东省广州市广大附、铁一、广外三校联考2024-2025学年高二（上）期末物理试卷（含答案）

广东省广州市广大附、铁一、广外三校联考2024-2025学年高二（上）期末物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.下列说法正确的是( )
A. 根据可知，电容大小与成正比，与成反比
B. 根据可知，在两点之间移动同一点电荷，电场力做功越多，说明电势差越大
C. 根据可知，在以为球心，以为半径的球面上，各处场强均相同
D. 根据可知，电流元在某处受到的安培力越大，说明该处磁感应强度越大
2.如图是学生常用的饭卡内部实物图，其由线圈和芯片组成电路，当饭卡处于感应区域时，刷卡机会激发变化的磁场，从而在饭卡内线圈中产生感应电流来驱动芯片工作，已知线圈面积为，共匝，某次刷卡时，线圈平面与磁场垂直，且全部处于磁场区域内，在感应时间内，磁感应强度方向向外且由均匀增大到，此过程中( )
A. 线框中磁通量变化率为 B. 线框中产生顺时针方向的感应电流
C. 边所受安培力方向向右 D. 线框中感应电动势大小为
3.有一半径为的圆形线框悬挂在弹簧测力计下端，线框中通有方向的恒定电流，直线是匀强磁场的边界线，磁场方向垂直于圆形线框所在平面向里。整个线圈都在磁场中平衡时弹簧测力计的读数为；若将线圈上提，让圆形线框正好有一半露出磁场，其他条件都不改变，再次平衡时，弹簧测力计的读数为。则匀强磁场的磁感应强度大小为( )
A.
B.
C.
D.
4.如图所示，、是平行板电容器的两个极板，为定值电阻，、为可调电阻，用绝缘细线将质量为、带正电的小球悬于电容器内部。闭合电键，小球静止时受到悬线的拉力为调节、，关于的大小判断正确的是( )
A. 保持不变，缓慢增大时，将变大
B. 保持不变，缓慢增大时，将变小
C. 保持不变，缓慢增大时，将变大
D. 保持不变，缓慢增大时，将变小
5.法拉第曾提出一种利用河流发电的设想，并进行了实验研究。实验装置示意图如图所示，两块面积均为的矩形平行金属板正对地浸在河水中，金属板间距为。水流速度处处相同大小为，方向水平向左，金属板面与水流方向平行。地磁场磁感应强度竖直向下的分量为，水的电阻率为，水面上方有一阻值为的电阻通过绝缘导线和开关连接到两金属板上。忽略边缘效应，则下列说法正确的是( )
A. 电阻上的电流方向从里向外
B. 河水流速减小，两金属板间的电压增大
C. 该发电装置的电动势大小为
D. 流过电阻的电流大小为
6.如图所示，整个空间存在一水平向右的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，光滑绝缘斜面固定在水平面上。一带正电滑块从斜面顶端由静止下滑，下滑过程中始终没有离开斜面，下滑过程中滑块的位移、受到的洛伦兹力、加速度与机械能等物理量的大小随时间变化的图线可能正确的是( )
A. B.
C. D.
7.如图，在墙内或地面埋有一根通有恒定电流的长直导线为探测该导线的走向，现用一个与灵敏电流计图中未画出串联的感应线圈进行探测，结果如下表。忽略地磁场的影响，则该导线可能的走向是( )
探测 灵敏电流计有无示数
线圈平面平行于地面 沿方向平移 无
沿方向平移 无
线圈平面平行于墙面 沿方向平移 有
沿方向平移 无
A. 方向 B. 方向 C. 方向 D. 方向
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图所示，条形磁铁位于固定的半圆光滑轨道的圆心位置。一半径为、质量为的金属球从半圆轨道的一端沿半圆轨道由静止下滑。重力加速度大小为。下列说法正确的是( )
A. 金属球会运动到半圆轨道的另一端
B. 由于金属球没有形成闭合电路，所以金属球中不会产生感应电流
C. 金属球受到的安培力做负功
D. 系统产生的总热量为
9.如图，两平行、光滑金属导轨水平放置相距为，空间中存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为。质量均为、电阻均为的两导体棒和静止置于金属导轨上，它们之间的距离也为，现给导体棒一向右的初速度，金属导轨足够长，磁场区域足够大，导轨电阻忽略不计。经过足够长的时间，在它们之后的运动过程中，以下说法正确的是( )
A. 导体棒和在运动过程中系统动量不守恒
B. 导体棒获得的最大速度为
C. 导体棒上产生的焦耳热为
D. 最终导体棒和之间的距离为
10.三个相同的带电粒子不计重力，不计粒子间相互作用从同一位置沿同一方向垂直于电场线飞入偏转电场，出现了如图所示的三条轨迹，由此可判断( )
A. 粒子的速度变化量比粒子的小
B. 进入电场时，粒子的速度最大
C. 粒子的动能增加量最大
D. 在粒子飞离电场的同时，粒子刚好打在下极板上
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.新能源汽车已经普遍走进了我们的生活，某校学生实验小组通过网络查找了某种知名的小型电池铭牌，电池采用的是“刀片电池”技术。现将该电池内其中一块电芯拆解出来，用游标卡尺准确测量其厚度，结果如图所示。然后测量其电动势和内阻。某同学利用图乙所示的电路图进行测量：
一块刀片电芯厚度为______。
根据实验室中的实验器材和老师的建议，最终确定了如图所示的实验电路，其中电压表量程为，电流表量程为，为保护定值电阻。某次测量时电流表和电压表的示数如图所示，则电流 ______，电压 ______。
实验小组的同学闭合开关，多次调节滑动变阻器，读出多组电流表示数和对应的电压表示数，由测得的数据绘出了如图所示的图线，则电源的电动势 ______，内阻 ______结果用、或表示。
在上述实验中存在系统误差。在下列所绘图像中，虚线代表没有误差情况下电压真实值与电流真实值关系的图像，则图中能正确表示二者关系的是______填写选项的字母代号。
12.为判断某工业废水是否满足电阻率的达标要求，一实验小组设计了如下实验进行测量，实验器材：盛水容器容器左、右两侧面为带有接线柱且电阻可忽略的金属薄板，其余侧面绝缘，电源电动势恒定，内阻可忽略，电阻、和阻值分别为、和，多用电表，开关和导线若干，请完成下列内容。
测量盛水容器______选填“内部”或“外部”器壁的长、宽、高。记录长，宽，高。
用多用电表粗测废水电阻值：将水样注满容器，多用电表选择开关旋至“”挡，并进行欧姆调零。多用电表指针位置如图甲所示，此时读数为______。
精确测量容器中废水的电阻值：将注满水样的盛水容器接入图乙所示的电路，用多用电表测量两端的电压，请将红、黑表笔连接到图乙所示电路的正确位置______；
将多用电表选择开关转到直流电压挡，闭合后，再闭合，记录此时多用电表的读数为，计算得到此时流过盛水容器的电流
在闭合的状态下，断开，记录此时多用电表的读数为，计算得到此时流过盛水容器的电流 ______；
断开，根据上述数据，求得容器内废水的电阻值。
由电阻定律，计算该废水样品的电阻率 ______结果保留位有效数字，则该废水______选填“达标”或“不达标”。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.如图所示，带有等量异种电荷、相距的平行板和之间有匀强电场，电场强度方向向下。电场中点距板，点距板。已知一个电子从点移动到点的过程中，受到的电场力大小为。已知电子电荷量大小
求电场强度的大小；
求、两点间的电势差；
若将平行板接地，求电子在点的电势能。
14.如图所示，、板间存在电压为的加速电场，半径为的圆形区域内存在磁感应强度为的匀强磁场，光屏放置于圆形磁场区域右侧，光屏中心到圆形磁场区域圆心的距离为。带电粒子从点由静止飘入、板间，经电场加速后进入圆形磁场区域，在磁场力作用下轨迹发生偏转，最终打在光屏上的某点，测量该点到点的距离，便能推算出带电粒子的比荷，不计带电粒子的重力。
若带电粒子为电子，已知电子的电荷量大小为，质量为，求电子经过电场加速后的速度大小及电子在磁场中运动的轨迹半径；
若某种带电粒子通过电场加速和磁场偏转后，打在光屏上的点，已知点到点的距离为，求该带电粒子的比荷。
15.如图所示，固定金属圆环内存在匀强磁场，方向垂直圆环向下，在外力作用下金属棒可绕着圆心匀速转动从圆心和圆环边缘用细导线连接足够长的两平行金属导轨，导轨与水平面夹角为，空间存在垂直导轨平面向下的匀强磁场。将金属棒垂直导轨轻轻放上，金属棒处于静止状态。已知圆环内和导轨平面的磁场大小均为，圆环半径和金属棒长均为，导轨宽度和金属棒长度均为，金属棒质量为，与导轨之间的动摩擦因数为，棒电阻为，棒电阻为，其余电阻不计，，，重力加速度取。求：
若棒以逆时针匀速转动，棒保持静止，则流过棒的电流方向和棒两端的电压；
要使棒与导轨保持相对静止，则棒转动的角速度应满足什么条件？
若棒以顺时针匀速转动，当棒恰好匀速时，棒的位移为，求：从静止到恰好匀速过程中，安培力对棒做的功。
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.内部 实物连线如图所示 不达标
13.解：由题意可知：，
解得：；
根据匀强电场中电势差与电场强度的关系可知：，
由题意可知：，
联立可得：，
则、两点间的电势差为：；
由题意可知：，
其中：，
联立可得：，
又因为：，
且平行板接地，则：，
联立可得：；
答：电场强度的大小为；
、两点间的电势差为；
若将平行板接地，电子在点的电势能为。
14.解：电子在电场中加速，根据动能定理，有
解得
电子在磁场中做匀速圆周运动由
解得
带电粒子从点到达点的运动轨迹如图所示
由几何关系可得
则
因
类比有
解得
答：电子经过电场加速后的速度大小为，电子在磁场中运动的轨迹半径为；
该带电粒子的比荷为。
15.解：对棒，由法拉第电磁感应定律可得其产生的感应电动势为：
根据闭合电路欧姆定律得：
解得：
由楞次定律判断可知电流方向由流向。可知端电势高于端，即，故棒两端的电压为：
；
设棒以逆时针转动时，刚好不上滑，由平衡条件可得：
又有：
代入数据得：
对于棒，因为，故使其静止，其所受的安培力方向可以沿导轨向下，即棒可以顺时针转动。
设棒以顺时针转动时，刚好不下滑，同理有：
且
代入数据得：
故要使棒保持静止，棒角速度应满足：顺时针转动时，逆时针转动时。
设棒匀速运动时的速度大小为，则有：
回路的电动势为：
由闭合电路欧姆定律得：
联立解得：
设棒从静止到恰好匀速过程中，安培力对其做的功为，对此过程，由动能定理得：
代入数据解得：。
答：流过棒的电流方向为由流向，棒两端的电压为；
棒转动的角速度应满足：顺时针转动时，逆时针转动时；
从静止到恰好匀速过程中，安培力对棒做的功为。
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