江西省南昌市江西師大附中2024-2025學(xué)年高二（上）期末物理試卷(含解析)

第=page11頁(yè)，共=sectionpages11頁(yè)江西省南昌市江西師大附中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.《三國(guó)志》中記載：“置象大船之上，而刻其水痕所至，稱物以載之，則?？芍印！边@是著名的曹沖稱象的故事。某同學(xué)學(xué)過(guò)動(dòng)量守恒定律之后，欲利用卷尺測(cè)定大船的質(zhì)量。該同學(xué)利用卷尺測(cè)出船長(zhǎng)為L(zhǎng)，然后緩慢進(jìn)入靜止的平行于河岸的船的船尾，再?gòu)拇残凶咧链^，之后緩慢下船，測(cè)出船后退的距離d，已知該同學(xué)自身的質(zhì)量為m，若忽略一切阻力，則船的質(zhì)量為(

)A.Ldm B.LL?dm C.2.某靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線與x軸平行，電勢(shì)φ隨x坐標(biāo)變化的關(guān)系圖像如圖所示。若將一帶電的粒子(重力不計(jì))從坐標(biāo)原點(diǎn)O由靜止釋放，在僅受電場(chǎng)力的作用下，該粒子在x軸上沿著軸線的正方向運(yùn)動(dòng)，已知電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)的x坐標(biāo)分別為1.5mm、4.5mm，則(

)A.在x軸上從A點(diǎn)到B點(diǎn)電場(chǎng)的方向先沿x軸正方向后負(fù)方向

B.該帶電粒子一定帶負(fù)電荷

C.在x軸上x=3mm的位置，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為10000V/m

D.該粒子沿x軸從A點(diǎn)到B點(diǎn)的過(guò)程中，電勢(shì)能一直增大

3.如圖所示為回旋加速器的示意圖，兩D型盒所在區(qū)域加勻強(qiáng)磁場(chǎng)，狹縫間就有交變電壓(電壓的大小恒定)，將粒子由A點(diǎn)靜止釋放，經(jīng)回旋加速器加速后，粒子最終從D型盒的出口引出。已知D型盒的半徑為R，粒子的質(zhì)量和電荷量分別為m、q，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，加速電壓為U(不計(jì)粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間)，粒子在回旋加速器中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為(

)

A.πBR2U B.πB2R4.如圖所示，用粗細(xì)均勻的電阻絲折成平面梯形框架，ab、cd邊均與ad邊成60°角，ab=bc=cd=L，長(zhǎng)度為L(zhǎng)的電阻絲電阻為r，框架與一電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r的電源相連接，垂直于框架平面有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則框架受到的安培力的合力大小為(

)A.0 B.5BEL11r C.10BEL11r 5.某同學(xué)用內(nèi)阻Rg=30Ω、滿偏電流Ig=5mA的毫安表及相關(guān)元件制作了一個(gè)簡(jiǎn)易歐姆表，電阻刻度值尚未標(biāo)定，電路如圖甲所示。該同學(xué)將兩表筆短接，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R的阻值使毫安表指針滿偏，再將阻值為1000Ω的電阻接在兩表筆之間，此時(shí)毫安表指針位置如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是(

)A.電源電動(dòng)勢(shì)為4.5V

B.刻度2mA處標(biāo)注2250Ω

C.刻度2.5mA處標(biāo)注900Ω

D.用該歐姆表測(cè)量某二極管正向電阻時(shí)，左邊表筆接二極管的正極，右邊表筆接二極管的負(fù)極6.如圖所示，在直角坐標(biāo)系xOy的第一象限內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在y軸上S處有一粒子源，它可向右側(cè)紙面內(nèi)各個(gè)方向射出速率相等、質(zhì)量均為m、電荷量均為q的同種帶負(fù)電粒子，所有粒子射出磁場(chǎng)時(shí)離S最遠(yuǎn)的位置是x軸上的P點(diǎn)。已知OS?=d，OP?=A.粒子的速度大小為mqBd

B.從O點(diǎn)射出的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為πmqB

C.從x軸上射出磁場(chǎng)的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間與最長(zhǎng)時(shí)間之比為2：9

D.從x軸上射出磁場(chǎng)的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間與最長(zhǎng)時(shí)間之比為2二、多選題：本大題共4小題，共22分。7.在如圖所示的A、B、C、D四種典型電場(chǎng)的情景中，a、b兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同的是(

)

A.平行板電容器帶電時(shí)，兩極板間除邊緣附近外的任意兩點(diǎn)a、b

B.兩個(gè)等量異號(hào)點(diǎn)電荷的連線上，與中點(diǎn)O等距的任意兩點(diǎn)a、b

C.離點(diǎn)電荷Q等距的任意兩點(diǎn)a、b

D.兩個(gè)等量同號(hào)點(diǎn)電荷連線的中垂線上，與中點(diǎn)O等距的任意兩點(diǎn)a、b8.如圖所示，水平放置的N匝矩形線框abcd面積為S，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向與水平面成θ=37°角斜向上，現(xiàn)使矩形線框以ab邊為軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°到豎直的虛線位置。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，關(guān)于矩形線框的磁通量，下列說(shuō)法正確的是(

)

A.初態(tài)磁通量大小為35NBS B.末態(tài)磁通量大小為45BS

C.磁通量變化量的大小為79.如圖所示，磁流體發(fā)電機(jī)的通道是一長(zhǎng)度為L(zhǎng)的矩形管道，通道的左、右兩側(cè)壁是導(dǎo)電的，其高為?，間隔為a，而通道的上、下壁是絕緣的，所加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向與通道的上、下壁垂直且向上。等離子體以速度v沿如圖所示的方向射入，已知等離子體的電阻率為ρ，負(fù)載電阻為R，不計(jì)等離子體的重力，不考慮離子間的相互作用力。下列說(shuō)法正確的是(

)A.該發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為BLV

B.若增大負(fù)載電阻的阻值，電源的效率一定增大

C.閉合開(kāi)關(guān)后，流過(guò)負(fù)載R的電流為BvaL?RL?+ρa(bǔ)

D.為了保持等離子體恒定的速度v，通道兩端需保持一定的壓強(qiáng)差10.如圖所示，在xOy平面內(nèi)有勻強(qiáng)電場(chǎng)，半徑為R的圓周上有一粒子源P，以相同的速率v0在平行于圓周面內(nèi)沿各個(gè)方向發(fā)射質(zhì)量為m、帶電量為+q的微粒，微?？梢缘竭_(dá)圓周上任意一個(gè)位置。比較到達(dá)圓上各個(gè)位置的微粒，發(fā)現(xiàn)到達(dá)Q點(diǎn)的微粒的動(dòng)能最小，從C點(diǎn)離開(kāi)的微粒的機(jī)械能最大，已知∠BOP=30°，∠AOQ=37°，取重力加速度為g，取sin37°=0.6，cos37°=0.8，取最低點(diǎn)D所在水平面為零重力勢(shì)能面，不計(jì)空氣阻力及帶電微粒間的相互作用。則(

)A.勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為3mg3q，方向沿y軸負(fù)方向

B.勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為4mg3q，方向沿x軸負(fù)方向

C.通過(guò)D點(diǎn)的微粒動(dòng)能為12mv0三、實(shí)驗(yàn)題：本大題共2小題，共18分。11.某同學(xué)欲測(cè)量一阻值大約為10Ω、粗細(xì)均勻的金屬線的電阻率。實(shí)驗(yàn)室除游標(biāo)卡尺，螺旋測(cè)微器、導(dǎo)線和開(kāi)關(guān)外，還有以下器材可供選擇：

A.電源(電動(dòng)勢(shì)E=6.0V，內(nèi)阻約1Ω)

B.電壓表V(量程為0～6V，內(nèi)阻約8kΩ)

C.電流表A1(量程0～0.6A，內(nèi)阻約0.2Ω)

D.電流表A2(量程0～3A，內(nèi)阻約0.05Ω)

E.滑動(dòng)變阻器R0(最大阻值5Ω，額定電流2A)

(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)得該材料的長(zhǎng)度如圖甲所示，讀數(shù)為L(zhǎng)=______mm；用螺旋測(cè)微器測(cè)得該材料的直徑如圖乙所示，讀數(shù)為D=______mm。

(2)測(cè)量金屬線的電阻時(shí)，為了便于調(diào)節(jié)及測(cè)量盡可能準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選______(填所選儀器前的字母符號(hào))；選擇合適的實(shí)驗(yàn)器材，在圖丙方框內(nèi)把實(shí)驗(yàn)原理圖補(bǔ)充完整，把器材符號(hào)標(biāo)在電路圖上。

(3)設(shè)測(cè)得金屬線的電阻為R，金屬線的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，金屬線的直徑為D，可得金屬線的電阻率為ρ=______。(用R、L、D三個(gè)物理量表示12.某同學(xué)分別用圖甲和圖乙的電路測(cè)量同一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。

(1)在丙中畫出圖乙的電路圖；

(2)實(shí)驗(yàn)得到如圖丁所示的兩條直線，圖中直線I對(duì)應(yīng)電路是圖______(選填“甲”或“乙”)；

(3)該電池電動(dòng)勢(shì)的真實(shí)值E=______V(保留三位有效數(shù)字)，若已知Ⅰ圖線的表達(dá)式為U=1.36?1.27I，則內(nèi)阻的真實(shí)值r=______Ω(保留兩位有效數(shù)字)。四、計(jì)算題：本大題共3小題，共36分。13.如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)內(nèi)有一矩形ABCD區(qū)域，電荷量為e的某帶電粒子從B點(diǎn)沿BD方向以8eV的動(dòng)能射入該區(qū)域，恰好從A點(diǎn)射出該區(qū)域，已知矩形區(qū)域的邊長(zhǎng)AB=8cm，BC=6cm，A、B、D三點(diǎn)的電勢(shì)分別為?6V、12V、12V，不計(jì)粒子重力，求：

(1)粒子到達(dá)A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能；

(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向。14.如圖所示，質(zhì)量m=2kg的滑塊B靜止放置于光滑平臺(tái)上，B的左端固定一輕質(zhì)彈簧。平臺(tái)右側(cè)有一質(zhì)量M=6kg的小車C，其上表面與平臺(tái)等高，小車與水平面間的摩擦不計(jì)。光滑圓弧軌道半徑R=1.6m，連線PO與豎直方向夾角為60°，另一與B完全相同的滑塊A從P點(diǎn)由靜止開(kāi)始沿圓弧下滑。A滑至平臺(tái)上擠壓彈簧，彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)后滑塊B離開(kāi)平臺(tái)滑上小車C且恰好未滑落，滑塊B與小車C之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.75，g取10m/s2，A、B可視為質(zhì)點(diǎn)，求：

(1)滑塊A剛到平臺(tái)上的速度大??；

(2)該過(guò)程中彈簧彈性勢(shì)能的最大值；

(3)小車C的長(zhǎng)度。15.如圖所示的平面直角坐標(biāo)系xOy，在第一象限內(nèi)有平行于y軸的勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向沿y軸正方向；在第四象限的某個(gè)矩形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的上邊界與x軸重合。一質(zhì)量為m、電荷量為?q的粒子，從點(diǎn)a(0,33?)以初速度v0沿x軸正方向射入電場(chǎng)，通過(guò)電場(chǎng)后從點(diǎn)b(2?,0)立即進(jìn)入矩形磁場(chǎng)，經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)后從y軸上的點(diǎn)c離開(kāi)磁場(chǎng)，且速度恰好沿y軸。不計(jì)粒子所受的重力。求：

(1)第一象限的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E；

(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B；

(3)矩形磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積S答案和解析1.D

【解析】設(shè)船的質(zhì)量為M，人走動(dòng)時(shí)船的速度大小為v，人的速度大小為v′，人從船尾行走至船頭所用時(shí)間為t。

取船的速度為正方向，則v=dt，v′=L?dt

根據(jù)動(dòng)量守恒定律得：Mv?mv′=0，即Mdt?mL?dt=0，解得：2.C

【解析】A、由圖像知，在x軸上從A點(diǎn)到B點(diǎn)電勢(shì)逐漸降低，結(jié)合沿著電場(chǎng)線電勢(shì)逐漸降低，可知在x軸上從A點(diǎn)到B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度都沿x軸正方向，故A錯(cuò)誤；

B、由題意知粒子受到的電場(chǎng)力方向和電場(chǎng)方向相同，故粒子帶正電荷，故B錯(cuò)誤；

C、在φ?x圖像中，圖線的斜率表示場(chǎng)強(qiáng)大小，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E=Ud=Δφx=303×10?3V/m=10000V/m，故C正確；

D、該粒子沿x軸從A點(diǎn)到B【解析】設(shè)帶電粒子的最大速度為vm，根據(jù)牛頓第二定律得qvmB=mvm2R

帶電粒子的最大動(dòng)能Ekm=12mvm2

設(shè)帶電粒子的加速次數(shù)為n，則有nqU=Ekm

帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期為T=【解析】根據(jù)左手定則判斷出各段受到的安培力的方向，如圖

電路abcd上的電阻為3r，由幾何關(guān)系得，ad段的長(zhǎng)度為2L，所以ad上的電阻為2r，并聯(lián)部分的總電阻為：R并=3r?2r3r+2r=1.2r

電路中的總電流：I=ER并+r=E2.2r

路端電壓：U=I?R并=E2.2r?1.2r=6E11

abcd上的電流：I1=U3r5.B

【解析】A.將兩表筆短接，毫安表指針滿偏時(shí)，由閉合電路歐姆定律得

E=Ig(Rg+r+R)

接入R1=1000Ω的電阻時(shí)，表頭指在3mA，則

E=35Ig(Rg+r+R+R1)

解得

E=7.5V，r+R=1470Ω

故A錯(cuò)誤；

B.當(dāng)電流刻度為2mA時(shí)，有

E=25Ig(Rg+r+R+R2)

代入數(shù)據(jù)解得

R2=2250Ω

故【解析】A.粒子射出磁場(chǎng)時(shí)離S最遠(yuǎn)的位置是x軸上的P點(diǎn)，即軌道直徑落在x軸上時(shí)，如圖所示

由幾何關(guān)系知

(2R)2=d2+(3d)2

解得

R=d

根據(jù)牛頓第二定律，洛倫茲力提供向心力，有

qvB=mv2R

聯(lián)立解得

v=qBdm

故A錯(cuò)誤；

B.粒子運(yùn)動(dòng)的周期

T=2πRv=2πmBq

從O點(diǎn)射出的粒子其軌跡為軌跡3，由幾何關(guān)系可知

sinθ2=12dR

解得

θ=60°

即軌跡所對(duì)的圓心角為60°，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

t=θ360°T=πm3qB

故B錯(cuò)誤；

CD.運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)的粒子為運(yùn)動(dòng)軌跡與x7.AB

【解析】A、a、b是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的兩點(diǎn)，電場(chǎng)強(qiáng)度相同。故A正確。

B、兩個(gè)等量異號(hào)點(diǎn)電荷的連線上，據(jù)電場(chǎng)線的對(duì)稱性可知，a、b兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同，故B正確。

C、離點(diǎn)電荷Q等距的任意兩點(diǎn)a、b電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，但方向不同，則電場(chǎng)強(qiáng)度不同。故C錯(cuò)誤。

D、兩個(gè)等量同號(hào)點(diǎn)電荷連線的中垂線上，與中點(diǎn)O等距的任意兩點(diǎn)a、b場(chǎng)強(qiáng)大小相等，但方向相反，所以電場(chǎng)強(qiáng)度不同。故D錯(cuò)誤。

故選：AB。

本題要掌握電場(chǎng)線的物理意義，知道電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，只有大小和方向都相同時(shí)電場(chǎng)強(qiáng)度才相同。8.BC

【解析】根據(jù)磁通量的公式可得，初態(tài)磁通量為?=BSsinθ=BS×0.6=35BS，末態(tài)磁通量為?=?BScosθ=?BS×0.8=?45BS，所以末態(tài)磁通量大小為45BS，所以磁通量變化量Δ?=?45BS?35BS=?7【解析】A.等離子體通過(guò)管道時(shí)，在洛倫茲力作用下，正負(fù)離子分別偏向右、左兩壁，當(dāng)電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡時(shí)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)最大，即qEa=qBv，解得E=Bav，故A錯(cuò)誤；

B.電源的效率為η=IUIE=RR+r=11+rR，若增大負(fù)載電阻的阻值R，電源的效率一定增大，故B正確；

C.閉合開(kāi)關(guān)后，流過(guò)負(fù)載R的電流為I=ER+r=BvaR+ρa(bǔ)?L=BvaL?RL?+ρa(bǔ)，故C正確；

D.令氣流進(jìn)出管時(shí)的壓強(qiáng)分別為P1、P2，則氣流進(jìn)出管時(shí)壓力做功的功率分別為【解析】ABC、在C點(diǎn)微粒機(jī)械能最大，說(shuō)明P到C電場(chǎng)力做功最大，由數(shù)學(xué)關(guān)系可知，過(guò)C點(diǎn)做圓的切線為電場(chǎng)的等勢(shì)線，即電場(chǎng)力沿OC方向，因帶電粒子帶正電，場(chǎng)強(qiáng)方向沿OC方向，即沿x軸負(fù)方向；而在Q點(diǎn)，微粒動(dòng)能最小，即重力與電場(chǎng)力的合力方向沿QO，則有：

Eqtan37°=mg

F合sin37°=mg

解得E=mgqtan37°=4mg3q，F(xiàn)合=mgsin37°=53mg

從P到D根據(jù)動(dòng)能定理可得：EkD?EkP=W合

則有EkD=12mv【解析】(1)游標(biāo)卡尺的精確度為0.05mm，主尺的刻度讀數(shù)為60mm，對(duì)齊線為第7條刻度線，則讀數(shù)為：60mm+4×0.05mm=60.20mm；

螺旋測(cè)微器的分度值為0.01mm，讀數(shù)為：D=0.5mm+23.2×0.01mm=0.732mm；

(2)通過(guò)待測(cè)電阻的最大電流為：Imax=UR=610A=0.6A，故選擇：C；

滑動(dòng)變阻器阻值較小，用分壓式接法。

因?yàn)镽2≈10Ω×10Ω=100Ω2，RA?RV≈0.2Ω×8000Ω=1600Ω2

所以R2<RAR12.乙

1.50

1.4

【解析】(1)根據(jù)圖乙所示實(shí)物電路圖作出實(shí)驗(yàn)電路圖，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示

(2)由閉合電路歐姆定律可得：U=E?Ir，可得U?I圖象的縱軸截距為電源電動(dòng)勢(shì)，斜率為電源內(nèi)阻。圖甲中電流表內(nèi)接(相對(duì)于電源內(nèi)阻)，則實(shí)驗(yàn)測(cè)得的電源內(nèi)阻：r測(cè)=r真+rA，測(cè)量值偏大，圖乙中電流表外接(相對(duì)于電源內(nèi)阻)電路，所以：r測(cè)=RVr真+RVr真，測(cè)量值偏小。但是由于RV>>r真，故圖乙實(shí)驗(yàn)測(cè)出的內(nèi)阻誤差更小。故圖線Ⅰ對(duì)應(yīng)圖乙，圖線Ⅱ?qū)?yīng)的圖甲；

(3)圖線Ⅱ與縱軸的交點(diǎn)為電源的電動(dòng)勢(shì)：E=1.50V；圖線13【解析】.(1)由動(dòng)能定理可