2024屆全國物理高二年級(jí)上冊期末綜合測試試題含解析

2024屆全國物理高二上期末綜合測試試題

注意事項(xiàng)

1.考試結(jié)束后，請將本試卷和答題卡一并交回.

2.答題前，請務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)用0.5毫米黑色墨水的簽字筆填寫在試卷及答題卡的規(guī)定位置.

3.請認(rèn)真核對監(jiān)考員在答題卡上所粘貼的條形碼上的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)與本人是否相符.

4.作答選擇題，必須用2B鉛筆將答題卡上對應(yīng)選項(xiàng)的方框涂滿、涂黑；如需改動(dòng)，請用橡皮擦干凈后，再選涂其他

答案.作答非選擇題，必須用05毫米黑色墨水的簽字筆在答題卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律無效.

5.如需作圖，須用2B鉛筆繪、寫清楚，線條、符號(hào)等須加黑、加粗.

一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。

1、一個(gè)質(zhì)子（；H）和個(gè)a粒子He）沿垂直于磁感線方向從同一點(diǎn)射入一勻強(qiáng)磁場中，在磁場中速度分別為內(nèi)、

V2,運(yùn)動(dòng)時(shí)間分別為A、包若它們在磁場中運(yùn)動(dòng)軌跡是重合的，如圖所示，下列正確的是（）

A.時(shí)間之比為1:2,速度之比為1：2B.時(shí)間之比為2:1,速度之比為1:2

C.時(shí)間之比為1：2,速度之比為2:1D.時(shí)間之比為2:1,速度之比為2:1

2、如圖所示，質(zhì)量為加、長度為L的金屬棒兩端由等長的輕質(zhì)細(xì)線水平懸掛在。、。點(diǎn)，處于豎直向上的勻強(qiáng)

磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8；棒中通以某一方向的電流，平衡時(shí)兩懸線與豎直方向夾角均為夕，重力加速度為g.則

A.金屬棒中的電流方向由N指向M

B.金屬棒所受安培力的方向垂直于平面向上

C.金屬棒中的電流大小為幽tan3

BL

D.每條懸線所受拉力大小gmgcos0

3、某同學(xué)對四個(gè)電阻各進(jìn)行了一次測量，把每個(gè)電阻兩端的電壓和通過它的電流在坐標(biāo)系中描點(diǎn)，得到了如圖所

示的a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)，其中電阻值最大的是

b

a?

c*/

O1------------------>1

A.a點(diǎn)對應(yīng)的電阻

B.6點(diǎn)對應(yīng)的電阻

C.c點(diǎn)對應(yīng)的電阻

D.d點(diǎn)對應(yīng)的電阻

4、如圖所示，一個(gè)帶正電、質(zhì)量為機(jī)的小球3用絕緣細(xì)繩拴住，另一個(gè)帶正電小球A固定在絕緣豎直墻上，小球3

在重力、細(xì)繩拉力和小球A庫侖力的作用下靜止，且4、5兩球處于離地面高度為人的同一水平面上.現(xiàn)將細(xì)繩剪斷,

下列說法正確的是（）

A.小球B從細(xì)繩剪斷瞬間起開始做平拋運(yùn)動(dòng)

B.小球3在細(xì)繩剪斷瞬間加速度等于g

C.小球3在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間小于

D.小球B落地的速度等于向i

5、在勻強(qiáng)電場中，將一質(zhì)量為血電荷量為g的小球由靜止釋放，帶電小球的運(yùn)動(dòng)軌跡為一直線，該直線與豎直方向

的夾角為。，如圖所示，則勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為

A.最大值是丁

B.最小值是3

q

C.唯-值是幽幽

q

D.以上都不對

6、電流表的內(nèi)阻是Rg=200Q,滿刻度電流值是/g=500jiA,現(xiàn)欲把這電流表改裝成量程為2.0V的電壓表，正確的方

法是

A.應(yīng)串聯(lián)一個(gè)0.05Q的電阻B.應(yīng)并聯(lián)一個(gè)0.05Q的電阻

C.應(yīng)串聯(lián)一個(gè)3800。電阻D.應(yīng)并聯(lián)一個(gè)3800Q的電阻

二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。

全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。

7、回旋加速器在科學(xué)研究中得到了廣泛應(yīng)用，其原理如圖所示.Di和D2是兩個(gè)中空的半圓形金屬盒，置于與盒面垂

直的勻強(qiáng)磁場中，它們接在電壓為U、周期為T的交流電源上.位于Di圓心處的粒子源A能不斷產(chǎn)生a粒子（初速

度可以忽略），它們在兩盒之間被電場加速.當(dāng)a粒子被加速到最大動(dòng)能日后，再將它們引出.忽略a粒子在電場中

的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，則下列說法正確的是（）

A.a粒子第n次被加速前、后的軌道半徑比為斤開:6

B.若是增大交變電壓U,則a粒子的最大動(dòng)能反會(huì)變大

C.若改變交流電壓的周期，仍可用此裝置加速笊核

D.若只增大交變電壓U,則a粒子在回旋加速器中運(yùn)行的時(shí)間會(huì)變短

8、如圖所示，電表均為理想電表，兩個(gè)相同燈泡電阻均為R,且R大于電源內(nèi)阻心將滑動(dòng)變阻器滑片向下滑動(dòng),

電壓表Vi、V2、V3示數(shù)變化量的絕對值分別為AS、AS、AS,電流表A示數(shù)變化量的絕對值為A/,貝?。ǎ?/p>

A.兩燈泡的亮度始終一樣且逐漸變暗B.Vi、V2的示數(shù)增大，V3的示數(shù)減小

C.\U3與A/的比值為2R+rD.\U3>\Ui>\U2

9、如圖甲所示，正六邊形導(dǎo)線框成cdd放在勻強(qiáng)磁場中靜止不動(dòng)，磁場方向與線框平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度3隨時(shí)間f

的變化關(guān)系如圖乙所示.f=0時(shí)刻，磁感應(yīng)強(qiáng)度5的方向垂直紙面向里，設(shè)產(chǎn)生的感應(yīng)電流以順時(shí)針方向?yàn)檎?、豎直

邊cd所受安培力的方向以水平向左為正.則下面關(guān)于感應(yīng)電流z?和cd邊所受安培力F隨時(shí)間f變化的圖象正確的是

10、如圖甲所示，一個(gè)圓形線圈的匝數(shù)"=100,線圈面積S=200cm2,線圈的電阻片1Q,線圈外接一個(gè)阻值R=4Q的

阻值，把線圈放入一方向垂直線圈平面的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示.下列說法中正確的是

()

A.線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向

B.電阻R兩端的電壓隨時(shí)間均勻增大

C.線圈電阻r消耗的功率為4xlO4W

D.前4s內(nèi)通過R的電荷量為8xlO-2C

三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。

11.（6分）如圖，一電子束在陰極射線管中從右向左運(yùn)動(dòng)，手拿條形磁鐵上端，讓條形磁鐵的下端靠近陰極射線管，

電子束發(fā)生向下偏轉(zhuǎn)，則圖中條形磁鐵的下端是極（填"N”或"S”）。若將條形磁鐵拿開，加一豎直方向的

勻強(qiáng)電場，仍使電子束向下偏轉(zhuǎn)，則勻強(qiáng)電場的方向豎直向（填“上”或“下”）。

12.（12分）有一根細(xì)而均勻的導(dǎo)電材料樣品（如圖a所示），截面為同心圓環(huán)（如圖b所示），此樣品長約為6cm,電阻

約為100。，已知這種材料的電阻率為p,因該樣品的內(nèi)徑太小，無法直接測量

現(xiàn)提供以下實(shí)驗(yàn)器材：

A.20分度的游標(biāo)卡尺

B.螺旋測微器

C.電壓表V（量程3V,內(nèi)阻約3kfl）

D.電流表Ai（量程50mA,內(nèi)阻約20。）

E.電流表A2（量程0.3A,內(nèi)阻約1Q）

F.滑動(dòng)變阻器R（0?20O,額定電流2A）

G.直流電源E（約4V,內(nèi)阻不計(jì)）

H.導(dǎo)電材料樣品&

I.開關(guān)一只，導(dǎo)線若干

請根據(jù)上述器材設(shè)計(jì)一個(gè)盡可能精確地測量該樣品內(nèi)徑d的實(shí)驗(yàn)方案，回答下列問題：

⑴用游標(biāo)卡尺測得該樣品的長度為L;用螺旋測微器測得該樣品的外徑如圖c所示，其示數(shù)_________mm

⑵請選擇合適的儀器，設(shè)計(jì)一個(gè)合理的電路圖來測量導(dǎo)電材料樣品的電阻艮.在方框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖，并標(biāo)明

所選器材的符號(hào).這個(gè)實(shí)驗(yàn)電阻R*的測量值將（填“大于”“等于”或“小于”）實(shí)際值

⑶若某次實(shí)驗(yàn)中，電壓表和電流表的讀數(shù)分別為。和/,則用已知物理量和測得的物理量的符號(hào)來表示樣品的內(nèi)徑d

四、計(jì)算題：本題共3小題，共38分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算

步驟。

13.（10分）如圖，兩根間距為L=0.5m的平行光滑金屬導(dǎo)軌間接有電動(dòng)勢E=3V、內(nèi)阻r=lO的電源，導(dǎo)軌平面與

水平面間的夾角。=37。.金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，質(zhì)量m=0.2kg.導(dǎo)軌與金屬桿接觸良好且金屬桿與導(dǎo)軌電阻均不

計(jì)，整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中.當(dāng)Ro=l。時(shí)，金屬桿ab剛好處于靜止?fàn)顟B(tài)，取g=10m/s2,41137。=0.6,

cos37°=0.8

（1）求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小;

（2）若保持B的大小不變而將方向改為垂直于斜面向上，求金屬桿的加速度

14.（16分）如圖所示，水平放置的兩塊長直平行金屬板。、匕相距d=0.10m,a.B間的電場強(qiáng)度為E=5.0X1（）5N/C,b

板下方整個(gè)空間存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=6.0T、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場.今有一質(zhì)量為n/=4.8xl0-25kg,電荷

量為0=1.6x10〃8c的帶正電的粒子（不計(jì)重力），從貼近a板的左端以vo=l.OxlO6m/s的初速度水平射入勻強(qiáng)電場，剛好

從狹縫尸處穿過b板而垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，最后粒子回到分板的。處（圖中未畫出）.求尸、0之間的距離L

xxxx^xxxx

15.（12分）ABC表示豎直放在電場強(qiáng)度為E=104v/m的水平勻強(qiáng)電場中的絕緣光滑軌道，其中軌道的5c部分是半徑

為R的,圓環(huán)，軌道的水平部分與半圓環(huán)相切.A為水平軌道上的一點(diǎn)，而且AB=R=0.2m,把一質(zhì)量,"=0.1kg,帶電

4

量為q=+l（T,C的小球，放在A點(diǎn)由靜止釋放后，求：（g=10m/s2）

⑴小球到達(dá)。點(diǎn)的速度大小

⑵小球在。點(diǎn)時(shí)，軌道受到的壓力大小

參考答案

一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。

1、C

【解析】粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期:

2兀m

1二-----

qB

m

因?yàn)?為定值，兩粒子轉(zhuǎn)過的圓心角相同均為半個(gè)周期，所以質(zhì)子與a粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比等于兩粒子的一之比，故

q

質(zhì)子與a粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比

141

t=-：—=—O

Ha122

由牛頓第二定律得：

v

qvB=m——

r

解得：

qBR

v=

m

因5、R相同

122

v=一：一二一

"0141

故選C。

2、C

【解析】A：根據(jù)左手定則，可以知道金屬棒中的電流方向由“指向N,故A項(xiàng)錯(cuò)誤

B：金屬棒所受安培力的方向垂直于和磁場方向水平向右，與OMNO'平面不垂直，故B項(xiàng)錯(cuò)誤

C：對金屬棒受力分析如圖:

貝!]mgtan6=3①，得/=〃^=tan。，故C選項(xiàng)是正確的

BL

D：由受力分析可以知道，2Tcos6=mg,得T=—4，故D項(xiàng)錯(cuò)誤

2cos。

所以選C

3、A

【解析】根據(jù)衣=U〃可知，某點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率越大，則電阻越大，由圖像可知。點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率最大，電阻

最大；

A.。點(diǎn)對應(yīng)的電阻，與結(jié)論相符，選項(xiàng)A正確;

B.》點(diǎn)對應(yīng)的電阻，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)B錯(cuò)誤;

C.c點(diǎn)對應(yīng)的電阻，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)C錯(cuò)誤;

D.d點(diǎn)對應(yīng)的電阻，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)D錯(cuò)誤;

故選A.

4、C

【解析】對小球受力分析可知，結(jié)合庫侖定律，小球受到球的重力和庫侖力的共同的作用，此過程中庫侖力是不斷減

小的，小球不只受到重力的作用，做變速曲線運(yùn)動(dòng)

【詳解】A、B、將細(xì)繩剪斷瞬間，小球受到球的重力和庫侖力的共同的作用，合力斜向右下方，并不是只有重力的作

用，因此剪斷瞬間起開始，不可能做平拋運(yùn)動(dòng)，且加速度大于g,故A錯(cuò)誤，B錯(cuò)誤；

C、D、小球在落地過程中，除受到重力外，還受到庫侖斥力，那么豎直方向加速度大于g,因此球落地的時(shí)間小于

落地的速度大于J麗，故C正確，D錯(cuò)誤.

故選C.

【點(diǎn)睛】對小球受力分析，根據(jù)球的受力的情況來判斷小球的運(yùn)動(dòng)的情況及各力做功情況，要注意的庫侖力是不斷減

小的

5、B

【解析】物體做直線運(yùn)動(dòng)的條件是合外力方向與速度方向在一條直線上，即垂直于速度方向的合外力為零，故靜電力

最小值就等于重力垂直于速度方向的分力，即

、合力

mgsinO=qE,

解得

_mgsinO

JLL—

q

A.最大值是，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)A錯(cuò)誤;

q

B.最小值是鱉幽，與結(jié)論相符，選項(xiàng)B正確；

q

Tn2tcmO

C.唯一值是」——，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

q

D.以上都不對，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；

故選B。

6、C

【解析】把電流表改裝成2V的電壓表需要串聯(lián)分壓電阻，串聯(lián)電阻阻值為:

2

—2000=3800

500x1()6。

A.與分析不符，故A錯(cuò)誤;

B.與分析不符，故B錯(cuò)誤;

C.與分析相符，故C正確;

D.與分析不符，故D錯(cuò)誤;

故選C。

二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。

全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。

7、AD

【解析】回旋加速器是通過電場進(jìn)行加速，磁場進(jìn)行偏轉(zhuǎn)來加速a粒子.a粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的周期與交流電源的周

期相同，根據(jù)T=—^比較周期.當(dāng)a粒子最后離開回旋加速器時(shí)的速度最大，根據(jù)qvB=mL求出粒子的最大速度,

qBr

從而得出最大動(dòng)能的大小關(guān)系

【詳解】根據(jù)洛倫茲力提供向心力做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則有半徑公式氏==與nqU=Jmv2,所以a粒子第n次被加速

Bq2

2

前后的軌道半徑之比為g:G，故A正確；根據(jù)qvB=mE,得v=型.則a粒子最大動(dòng)能Ek=|mv=小二，

rm2m

271m

與加速電壓無關(guān)，故B錯(cuò)誤，根據(jù)丁=一不可知，a粒子與氣核在磁場中運(yùn)動(dòng)的周期相同，若改變交流電壓的周期,

qB

所以不能用此裝置加速笈核，故C錯(cuò)誤；若只增大交變電壓U,則a粒子在回旋加速器中加速次數(shù)會(huì)減小，導(dǎo)致運(yùn)行

時(shí)間變短，故D正確；故選AD

【點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵知道帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的周期與交流電源的周期相同，求出粒子的周期和最大動(dòng)能，根

據(jù)質(zhì)量比和電量比，去比較周期和最大動(dòng)能

8、AD

【解析】A.此電路為串聯(lián)電路，將滑片向下滑動(dòng)，電路中的總電阻增大，總電流減小，通過兩串聯(lián)燈泡的電流始終

一樣且減小，兩燈泡逐漸變暗，A正確；

B.電壓表V2測量的是路端電壓，電壓表Vi測量的是燈泡Li兩端的電壓，因總電流減小，所以Vi的示數(shù)減小、V2

的示數(shù)增大，B錯(cuò)誤；

C.將燈泡Li的電阻等效為電源的內(nèi)阻，由閉合電路歐姆定律知

C錯(cuò)誤；

D.又由

△U,bU\

-----=r,------=R

MM

可知AS>AUi>AS,D正確。

故選ADo

9、AC

【解析】分析：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求出各段時(shí)間內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流的大小，根據(jù)楞次定律判斷出感應(yīng)

電流的方向，通過安培力大小公式求出安培力的大小以及通過左手定則判斷安培力的方向

解答：解：A、0?2s內(nèi)，磁場的方向垂直紙面向里，且逐漸減小，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，為

正值.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，E='"、=BoS為定值，則感應(yīng)電流為定值，在2?3s內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度方

&R

向垂直紙面向外，且逐漸增大，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，為正值，大小與0?2s內(nèi)相同.在3?4s

內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直紙面向外，且逐漸減小，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，為負(fù)值，大小與。?2s內(nèi)

相同.在4?6s內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里，且逐漸增大，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，為負(fù)

值，大小與0?2s內(nèi)相同.故A正確，B錯(cuò)誤

C、在0?2s內(nèi)，磁場的方向垂直紙面向里，且逐漸減小，電流恒定不變，根據(jù)FA=BIL,則安培力逐漸減小，cd邊所

受安培力方向向右，為負(fù)值.0時(shí)刻安培力大小為F=2BoIoL.在2s?3s內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向外，且逐漸增

大，根據(jù)FA=BIL,則安培力逐漸增大，cd邊所受安培力方向向左，為正值，3s末安培力大小為BoIoL.在2?3s內(nèi)，

磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向外，且逐漸增大，則安培力大小逐漸增大，cd邊所受安培力方向向右，為負(fù)值，第4s初的

安培力大小為BoIoL.在4?6s內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里，且逐漸增大，則安培力大小逐漸增大，cd邊所受

安培力方向向左，6s末的安培力大小2BoIoL.故C正確，D錯(cuò)誤

故選AC

10、CD

【解析】A.根據(jù)楞次定律可知，穿過線圈的磁通量增大，則線圈中的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，故A錯(cuò)誤；

B.由法拉第電磁感應(yīng)定律：E=〃絲可得：

感應(yīng)電動(dòng)勢：

04-02

E=100x-——-x200x104=0.1V

4

平均電流：

電阻R兩端的電壓

U=0.02x4=0.08V

即電阻R兩端的電壓不變，故B錯(cuò)誤；

C.線圈電阻消耗的功率：

尸二尸曰四*l=4x10-4w

故C正確；

D.前4s內(nèi)通過的電荷量為：

尸/U0.02x4=0.08C

故D正確；

故選CDo

三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。

11、①.N②.上

【解析】口］電子帶負(fù)電，由圖可知電子運(yùn)動(dòng)的方向向左，電子向下偏轉(zhuǎn)，根據(jù)左手定則可知，磁場的方向向外，則圖

中條形磁鐵的下端是N極；

⑵若加一豎直方向的勻強(qiáng)電場，仍使電子束向下偏轉(zhuǎn)，則勻強(qiáng)電場的方向與帶負(fù)電的電子受力的方向相反，為豎直向

上。

12、①.6.125±0.002②.③.小于④.

【解析】（1）由圖c所示螺旋測微器可知，固定刻度示數(shù)為6mm,可動(dòng)刻度示數(shù)為12.2x0.01mm=O.122mm,螺旋測微

器示數(shù)D=6mm+0.122mm=6.122mm

⑵由所給實(shí)驗(yàn)器材可知，應(yīng)采用伏安法測電阻阻值，由于待測電阻阻值約為100。，滑動(dòng)變阻器最大阻值為200,為

u3

測多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法；電路最大電流約為/=—=y=0.03A=30mA,電流表應(yīng)選Ai,

R100

電流表內(nèi)阻約為20Q,電壓表內(nèi)阻約為3000Q,相對來說電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測電阻阻值，電流表應(yīng)采用外接法，實(shí)

驗(yàn)電路圖如圖所示；電流表采用外接法，由于電壓表分流，電流測量值大于真實(shí)值，電阻測量值小于真實(shí)值

R

（3）由歐姆定律可知，樣品電阻：R=O,由電阻定律可知：=P^=PD-3、，解得：d=—攵絲；

I"（5）一"（5）V兀U

四、計(jì)算題：本題共3小題，共38分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算

步驟。

1