2023-2024学年黑龙江省重点中学高二（上）期末物理试卷（含解析）

第=page11页，共=sectionpages11页2023-2024学年黑龙江省重点中学高二（上）期末物理试卷一、单选题：本大题共6小题，共24分。1.某电子束焊接机的工作原理示意图如图所示，在直流高压作用下，阴极K(接地)与阳极A之间形成辐向电场，虚线为电场线，在同一电场线上有B、C、D三点，BC=CD。一电子以某一初速度从B点沿直线运动到DA.电子受到的电场力逐渐增大

B.电子所在位置的电势能逐渐升高

C.B、C两点间的电势差小于C、D两点间的电势差

D.电子从B点运动到C点的时间大于其从C点运动到D点的时间

2.一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如图所示，如果直导线可以自由地运动且通以由a到b的电流，则判断导线ab受磁场力后的运动情况(

)

A.从上向下看顺时针转动并靠近螺线管 B.从上向下看顺时针转动并远离螺线管

C.从上向下看逆时针转动并远离螺线管 D.从上向下看逆时针转动并靠近螺线管3.用如图甲所示的电路给一电容器充电，通过电压传感器和电流传感器测得的电容器两端电压随时间变化的U−t图像以及电路中的充电电流随时间变化的i−t图像如图乙所示，实验后用透明方格薄膜覆盖于i−t图像上，根据图像可知此电容器的电容约为A.3.2mF B.3.2F C.324.如图所示是演示自感现象的电路图，L为电感线圈，A1、A2、A3是三个完全相同的灯泡。实验时，闭合开关S，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2的亮度比A.滑动变阻器R接入电路的电阻值与L的电阻值相同

B.闭合S瞬间，L中电流比变阻器R中电流大

C.若断开S时，灯A1逐渐熄灭

D.若断开S时，灯A35.回旋加速器两个D形金属盒分别与高频交流电源两极相连接，D形盒半径为R，两盒放在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，粒子源A置于盒的圆心附近，如图所示。若粒子源射出的粒子电荷量为q，质量为m，高频交变电源的电压为U、频率为f。则下列说法正确的是(

)A.所加交流电源的频率f=2πmqB

B.粒子被加速后的最大动能为q2B2R226.如图所示，边长为3L的正三角形abc区域内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场(图中未画出)，正三角形中心O有一粒子源，可以沿abc平面任意方向发射相同的带电粒子，粒子质量为m，电荷量为q。粒子速度大小为

A.磁感应强度大小为mvqL

B.磁感应强度大小为2mvqL

C.若发射粒子速度大小为2v二、多选题：本大题共3小题，共18分。7.如图1所示，一金属圆环放在磁场中，磁场方向与金属圆环平面垂直，磁感应强度B随时间t的变化规律如图2所示，则在0～1s的时间内与1～3s的时间内A.金属圆环中感应电流的方向相反

B.金属圆环中感应电流大小之比为1：2

C.通过金属圆环中某一截面电荷量之比为1：1

D.金属圆环中产生的焦耳热之比为4：18.图甲为两水平金属板，在两板间加上周期为T的交变电压u，电压u随时间t变化的图线如图乙所示。质量为m、电荷量为q、重力不计的带电粒子以初速度v0沿中线射入两板间，经时间T从两板间飞出。下列关于粒子运动的描述正确的是(

)A.t=0时入射的粒子，在电场中运动的T时间内电场力做功为qU0

B.t=0时入射的粒子，在电场中运动的T时间内电场力的冲量为零

9.如图所示，一不计电阻的导体圆环，半径为r、圆心在O点，过圆心放置一长度为2r、电阻为R的辐条，辐条与圆环接触良好。现将此装置放置于磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的有界匀强磁场中，磁场边界恰与圆环直径在同一直线上。现使辐条以角速度ω绕O点逆时针转动，右侧电路通过电刷与圆环中心和环的边缘相接触，R1=R2，SA.通过R1的电流方向为自下而上 B.感应电动势大小为2Br2ω

C.理想电压表的示数为三、实验题：本大题共2小题，共14分。10.为描绘标有“3V，1.8W”字样的小灯泡的伏安特性曲线，所使用的器材有：导线，开关，电动势为4V的电池组和待测小灯泡，此外还有如下实验器材供选择：

A.电流表(量程为0.6A，内阻约为1Ω)

B.电流表(量程为3A，内阻约为0.20Ω)

C.电压表(量程为3V，内阻约为2kΩ)

D.电压表(量程为15V，内阻约为4.5kΩ)

E.滑动变阻器(0∼20Ω)

F.滑动变阻器(0～100Ω)

(1)为减小实验误差，下列四种实验方案最理想的是(图1)______(填正确答案标号)；

11.如图1所示，通过调节开关S，可使欧姆表具有“×1”和“×10”的两种倍率，可用器材如下：

A.干电池(电动势E=1.5V，内阻r=2Ω)；

B.电流表G(满偏电流Ig=1mA，内阻Rg=90Ω)；

C.定值电阻R0(阻值为5.0Ω)；

D.滑动变阻器R1(最大阻值为150Ω)；

E.定值电阻R2、R3；

F.开关一个，红、黑表笔各一支，导线若干。

(1)表笔A是______(填“红”或“黑”)表笔。若用欧姆表测电阻，将选择开关调到合适倍率后，需要将红、黑表笔短接，调节______调零旋钮，使欧姆表指针指在欧姆零刻度处；

(2)虚线框内是双量程电流表，已知R2=1Ω，当S接a时，对应电流表量程是0～四、简答题：本大题共3小题，共40分。12.如图所示，水平线上的M、N两点上固定有电荷量均为Q的等量异种点电荷，质量为m、电荷量为+q(可视为点电荷)的带正电小球固定在长为L的绝缘轻质细杆的一端，细杆另一端可绕过O点且与MN垂直的水平轴无摩擦地转动，O点位于MN的垂直平分线上距MN为L处，M、N两点间的距离为2L。现在把杆拉到水平位置使小球从A点由静止释放，小球经过最低点B时的速度为v，静电力常量为k，重力加速度大小为g，无穷远的电势为零，忽略带电小球对周围电场的影响。求：

(1)B点的电场强度E13.如图所示，在竖直平面内的坐标系xOy中，第三象限存在垂直于纸面向外匀强磁场和沿x轴负方向的电场强度为E1=4N/C的匀强电场，第一、二象限中存在垂直于纸面向里的匀强磁场和电场强度E2=3N/C的匀强电场。磁感应强度大小均为B=1T。一带电荷量为q的油滴从图中第三象限的P点获得一初速度v，恰好能沿PO做匀速直线运动(PO与x轴负方向的夹角为θ=53°)，并从原点O进入第一象限，经过一段时间后再次穿过x轴，重力加速度g取10m/s214.如图所示，两条足够长的平行金属导轨间距L=0.5m，与水平面的夹角θ=30°，处于磁感应强度B=0.2T、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。导轨上的a、b两根导体棒质量分别为ma=0.3kg、mb=0.1kg，电阻均为R=0.1Ω，长度均为L=0.5m。将a棒固定，由静止释放b棒，当b棒达到最大速度时，a棒产生的焦耳热Q=5J。导轨光滑且电阻忽略不计，运动过程中两棒始终与导轨垂直且接触良好，重力加速度g取10m/s2。

(1)求答案和解析1.【答案】B

【解析】解：A.根据电场线越密电场强度越大，由图可知，从B点到D点，电场强度越来越小，则电子受到的电场力逐渐减小，故A错误；

B.根据沿电场线方向电势逐渐降低，由图可知，从B点到D点，电势逐渐降低，由Ep=qφ可知，电子所在位置的电势能逐渐升高，故B正确；

C.由公式U=Ed可知，由于BC=CD，BC间的平均电场强度大于CD间的平均电场强度，则B、C两点间的电势差大于C、D两点间的电势差，故C错误；

D.电子从B点运动到D点的过程中做减速直线运动，则电子从B点运动到C点过程中的平均速度大于从C点运动到D点过程中的平均速度，由

v−=xt

可知，电子从B点运动到C点的时间小于其从C点运动到D点的时间，故D错误。

故选：2.【答案】D

【解析】解：通电螺线管的磁感线如图所示，则由图示可知左侧导体所处的磁场方向斜向上，右侧导体所处的磁场斜向下，则由左手定则可知，左侧导体受力方向向外，右侧导体受力方向向里，故从上向下看，导体应为逆时针转动；当导体转过90°时，由左手定则可得导体受力向下，故可得出导体运动为逆时针转动的同时还要向下运动。即为a端转向纸外，b端转向纸里，且靠近通电螺线管，故D正确，ABC错误；

故选：D。

通电导线因放在通电螺线管的磁场中故受到磁场力，因左右两侧磁场方向不同，故可以分左右两边分别分析研究，画出两侧的磁场方向，则由左手定则可判出磁场力的方向，根据受力情况可判出物体的转动情况。当导体转动后，我们可以认为电流向右偏内，受力也将发生变化，为了简便，我们可以判断导体转动到向里的位置判断导体的受力情况，再判出导体的运动情况。

解决本题的关键(1)清楚通电螺线管的磁场，应看到左右两边磁场的不同；(23.【答案】C

【解析】解：i−t图像的面积表示电容器的电荷量，根据题意可知，格子的数量约为50格，则

Q=it=105×10−3×50×1C=0.14.【答案】D

【解析】解：A、闭合开关S，稳定后，最终A2的亮度比A3的亮度更亮，说明A2中电流大于A3中电流，根据欧姆定律可知，滑动变阻器R接入电路的电阻值大于L的电阻值，故A错误；

B、闭合S瞬间，L对电流有阻碍作用，灯A2逐渐变亮，所以L中电流比变阻器R中电流小，故B错误；

CD、断开S瞬间，电感线圈L、灯A2、灯A3构成自感回路，电流从灯A2的电流值开始缓慢减小至为零，故灯A2缓慢熄灭，由于A2中电流大于A3中电流，灯A3闪亮后再逐渐熄灭，灯A1立即熄灭，故5.【答案】B

【解析】解：A.根据题意可知，交流电源的周期与粒子在D形金属盒中做匀速圆周运动的周期相等，则有qvB=mv2r，T=2πrv，f=1T，联立解得，所加交流电源的频率f=qB2πm，故A错误；

BC.根据题意可知，粒子速度最大时有qvmB6.【答案】C

【解析】解：AB.磁场垂直纸面向外，粒子恰好没有穿出磁场区域，轨迹如图所示

因此粒子运动轨迹的直径等于O点垂直于ac的线段大小，设垂足为d，由几何关系得

tan30°=2r32L

所以，半径为

r=14L

由洛伦兹力提供向心力可得

qvB=mv2r

解得

B=4mvqL，故AB错误；

CD.当发射粒子速度为2v时，由洛伦兹力作为向心力可得，对应轨道半径为

r7.【答案】AC【解析】解：A.根据题意，结合图像，由楞次定律可知，0～1s时间内金属圆环中感应电流的方向逆时针(俯视)，1～3s的时间内金属圆环中感应电流的方向顺时针(俯视)，即金属圆环中感应电流的方向相反，故A正确；

B.根据题意，由法拉第电磁感应定律有

E=ΔΦΔt=ΔBΔtS

感应电流为

I=ER=ΔBSΔtR

由图可知，0～1s时间内

ΔBΔt=21T/s=2T/s

1～3s时间内

Δ8.【答案】BD【解析】解：ABD.根据题意可知，无论哪个时刻入射的粒子，在一个时间T内，正向电压和反向电压作用的时间是相同的，所以在竖直方向上电场力的冲量为零，所以离开电场时的速度方向都是水平的，大小都等于初速度，由动能定理可知，在电场中运动的T时间内电场力做功为0，故A错误，BD正确；

C.t=14T时入射的粒子，在竖直方向上，T4～T2时间内进行加速，T2～3T4时间内进行反向减速，速度恰好为零，3T49.【答案】AD【解析】解：A.根据右手定则判断可知，流过R1的电流方向为自下而上，故A正确；

B.辐条产生的感应电动势为：E=Brv−=Br⋅0+rω2=12Br2ω，故B错误；

C.外电路为磁场外半根杆辐条与R1并联，外电路电阻为1210.【答案】C

A

E

增大

4.4

【解析】解：(1)由I−U曲线可知，电压从零开始，所以滑动变阻器用分压式接法，灯泡的电阻为Rx=U2P=321.8Ω=5Ω，由于电阻较小故电流表采用外接，故ABD错误，C正确。

故选：C。

(2)灯泡额定电流I=PU=1.83A=0.6A，应选择A电流表；

11.【答案】红

欧姆

9

a

148

【解析】解：(1)电流从红表笔流进，黑表笔流出，由图1可知，表笔A是红表笔，若用欧姆表测电阻，将选择开关调到合适倍率后，需要将红、黑表笔短接，进行欧姆调零，调节欧姆调零旋钮，使欧姆表指针指在欧姆零刻度处。

(2)当S接a时，对应电流表量程是0～0.1A，则有

Ig(R3+Rg)=(I−Ig)R2

解得

R=9Ω

(3)由(2)可知，当S接a时，对应电流表量程是0～0.1A，则欧姆表内阻为

R内=EI=1.50.1Ω=15Ω

当S接b时，设满偏电流为I′，根据并联电路分流特点有

RgR2+R3=I′−IgIg

解得12.【答案】解：(1)由点电荷受到场强公式可知，固定在M点和N点的点电荷在B点产生的电场强度大小均为E=kQL2，根据矢量合成，可知EB=2E=2kQL2，方向由N指向M；

(2)小球从A点到B点的过程中，根据动能定理可得：mgL+qUAB=【解析】(1)由点电荷的场强公式求出等量异种电荷在B点产生的场强的大小，再由矢量合成法则求出B点的场强的大小和方向；

(2)带电小球从A到B的过程中重力和电场力做功，根据动能定理即可求得AB两点的电势差，再由UAB13.【答案】解：(1)根据题意可知，油滴恰好能沿PO做匀速直线运动，对油滴受力分析可知，油滴受力情况只能如图所示

由图可知，油滴带负电，根据平衡条件有

qBv=qE1sinθ

代入数据解得

v=5m/