湖南省娄底市2023-2024学年物理高二年级上册期末考试试题含解析

湖南省娄底市2023-2024学年物理高二上期末考试试题

请考生注意：

1.请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0.5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答

案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。

2.答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1、质量为0.01kg的子弹，以400m/s的速度射入质量为0.49kg、静止在光滑水平面上的木块，并留在木块中。若子弹

刚好留在木块中，则它们一起运动的速度大小为（）

A.6m/sB.8m/s

C.10m/sD.12m/s

2、某一金属圆环处于匀强磁场中：环面垂直于磁场，如图甲所示。磁感应强度随时间按正弦规律变化，如图乙所示。

取磁场垂直于环面向里为正方向，则下列说法正确的是（）

A.0~彳时间内，环中感应电动势先减小后增大

B.乙时间内，环中感应电流方向先沿顺时针方向后沿逆时针方向

C.0~。时间内，金属环一共出现两次收缩趋势，两次扩张趋势

D.与~。时间内，环上某一段受到的安培力先变大后变小

3、如图为质谱仪测定带电粒子质量的装置示意图。速度选择器中场强E方向向下，磁感应强度的方向垂直纸面向

里，右侧分离器中磁感应强度的方向垂直纸面向外。在S处有甲、乙、丙、丁四个一价正离子垂直于E和月入射。

若叫=叱＜加丙=mr,y甲＜v乙=v丙＜vT,不计重力，则分别打在片、鸟、舄、P4四点的离子分别是（）

A.甲乙丙丁B.甲丁乙丙

C.丙丁乙甲D.甲乙丁丙

4、两个质量相同、所带电荷量相等的带电粒子b,以不同的速率对准圆心。沿着AO方向射入圆形匀强磁场区域,

其运动轨迹如图所示.不计粒子的重力，下列说法正确的是（）

A.a粒子带正电，力粒子带负电

B.a粒子磁场中所受洛伦兹力较大

C"粒子动能较大

D"粒子在磁场中运动时间较长

5、如图所示，长木板A放在光滑的水平面上，质量为m=2kg的另一物体B以水平速度％=2m/s滑上原来静止的长

木板A的表面，由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化情况如图所示，下列说法正确的是

A.A、B间的动摩擦因数为0.2

B.系统损失的机械能为4J

C.木板A的最小长度为L5m

D.木板获得的动能为1J

6、如图所示，一小钢球在光滑水平桌面上沿A3直线运动，C处有一小球门，BC垂直于A3.现用同一根细管分别沿

甲、乙、丙三个方向对准5处吹气，可将钢球吹进球门的是（）

小例球

-O-

Av

C甲球门

A.甲方向

B.乙方向

C.丙方向

D.都有可能

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7、回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极相连的两个D形金属盒，两盒间的狭

缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图

所示.设D形盒半径为R.若用回旋加速器加速质子时，匀强磁场的磁感应强度为B,高频交流电频率为7.则下列说

法正确的是（）

A.带电粒子在磁场中运动周期和交变电流的周期相等

B.质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关

C.只要R足够大，质子的速度可以被加速到任意值

D.不改变磁场磁感应强度和交变电流的频率，该回旋加速器也能用于加速a粒子

8、如图所示，电阻K、电容器C与一半径为r的单匝圆形线圈连成闭合回路，线圈内有垂直纸面向里的匀强磁场。在

加时间内，磁感应强度的方向不变，大小由6均匀增加到2瓦在此过程中

A.流过R的电流方向从a到bB.线圈中产生的感应电动势为丝匚

C.电容器下极板带正电，上极板带负电D.电阻R消耗的功率逐渐增大

9、在垂直纸面向里的匀强磁场中放置一足够长的绝缘棒，棒与水平方向夹角为。，将带电小球套在棒上，小球质量为

m,带电量为-g,小球与棒间动摩擦因数为〃，小球由静止开始下滑的过程中（）

A.先加速后匀速

B.先加速后减速最终匀速

/jmgcosff-mgsin0

C.最大速度为v,„=

D.最大加速度为gsin。

10、如图所示，两足够长平行光滑的金属导轨MN、P。相距为1m,导轨平面与水平面夹角。=30。，导轨上端跨接一

定值电阻R=8C,导轨电阻不计，整个装置处于方向垂直斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B=5T,金属棒

M垂直于MN、PQ放置在导轨上，且与导轨保持接触良好，金属棒的质量为1kg,电阻为2C,重力加速度为g=10m/s2。

现将金属棒由静止释放，沿导轨下滑距离为2m时，金属棒速度达到最大值，则这个过程中

A.金属棒的最大加速度是5m/s2

B.金属棒cd的最大速度是2亚m/s

C.通过金属棒横截面的电量q=lC

D.电阻K上产生的电热为Q=8J

三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11.（6分）用伏安法测电源电动势和内电阻，已知电流表内阻和电源内电阻相比，不可忽略，画出的（甲）、（乙）两

种可供选用的测量电路

（1）为提高电动势和内电阻的测量精度，应选用的电路是

（2）由实验数据做出如图（丙）所示图线，则该电源的内电阻尸Q.

（3）所测得的电源电动势E和内电阻r的测量值与真实值相比较的情况是：E测rsrK.（填“>”或

“V”）

12.（12分）有一个小灯泡上标有“4V2W”的字样，现要

描绘这个灯泡的伏安特性图线，有下列器材可选：

A.电压表（0—5V,内阻约为10KC）B.电压表（0—10V,内阻约为20k。）

C.电流表（0—0.3A,内阻约为IC）D.电流表（0—0.6A,内阻约为0.4ft）

E.滑动变阻器（10Q2A）F.滑动变阻器（100Q,2A）

G学生电源（直流6V）,还有开关、导线若干

⑴用多用电表欧姆挡粗测灯泡的电阻，选用“xlO”挡测量时，发现指针偏转角度过大，则应选用x的挡

（2）实验中所用电流表应选用，滑动变阻器应选用（用对应的选项字母表示）

（3）实验时要求尽量减小实验误差，测量电压时应从零开始多取几组数据，且当开关闭合前滑片应滑变阻器的左边.请将

图甲中实物按要求连接成满足实验要求的测量电路.

（4）某同学根据实验得到的数据画出了该小灯泡的伏安特侄曲线（如图乙所示）,若用电动势为3V、内阻为2.5。的电源给

该小灯泡供电，则该小灯泡的实际功率是w

四、计算题：本题共3小题，共38分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算

步骤。

13.（10分）如图所示，水平放置的两块长直平行金属板。、力相距d=0.10m,0、〜间的电场强度为E=5.0X105N/C,b

板下方整个空间存在着磁感应强度大小为5=6.0T、方向垂直纸面向里的匀强磁场.今有一质量为m=4.8xl025kg＞电荷

量为q=l.6xl0,8c的带正电的粒子（不计重力），从贴近Q板的左端以uo=l.OxlO6m/s的初速度水平射入匀强电场，刚好

从狭缝尸处穿过力板而垂直进入匀强磁场，最后粒子回到力板的。处（图中未画出）.求尸、。之间的距离L

XXXXXXX

XXXXXXXX

XXXXXXXX

XXXX'XXXX

14.（16分）A3C表示竖直放在电场强度为E=l（）4v/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，其中轨道的3c部分是半径

为R的I圆环，轨道的水平部分与半圆环相切.A为水平轨道上的一点，而且A8=K=02n,把一质量,〃=O.lkg,带电

量为q=+l（r4C的小球，放在A点由静止释放后，求：（差10m/s2）

（1）小球到达C点的速度大小

（2）小球在C点时，轨道受到的压力大小

15.（12分）如图，两根间距为L=O.5m的平行光滑金属导轨间接有电动势E=3V、内阻r=lC的电源，导轨平面与

水平面间的夹角9=37。.金属杆ab垂直导轨放置，质量m=0.2kg.导轨与金属杆接触良好且金属杆与导轨电阻均不

计，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中.当Ro=l。时，金属杆ab刚好处于静止状态，取g=10m/s2,01137。=0.6,

cos37°=0.8

（1）求磁感应强度B的大小；

（2）若保持B的大小不变而将方向改为垂直于斜面向上，求金属杆的加速度

参考答案

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1、B

【解析】子弹射入木块过程中以子弹和木块为系统动量守恒，设子弹质量为初速度为小,木块质量为，"2,一起

运动速度为用所以有

m]v0=（町+m2）v

代入数据可解得y=8m/s,故B正确，ACD错误。

故选B。

2、C

【解析】A.0~4时间内，磁感应强度的变化率一直减小，根据法拉第电磁感应定律可知，环中的感应电动势减小，

故A错误；

B.时间内，穿过环面的磁通量减小，且磁场方向向里由楞次定律可知，环中感应电流方向沿顺时针方向，故B

错误；

C.当磁感应强度增大时，根据楞次定律可知，金属环有收缩的趋势，当磁感应强度减小时，金属环有扩张趋势，从

图象可以看出，0〜〃时间内，金属环出现两次收缩趋势，两次扩张趋势，故c正确；

D.由于f2、两个时刻，磁感应强度为零，因此环上某一段受到的安培力为零，在f3时刻，感应电动势为零，感应电

流为零，因此环上某一段受到的安培力也为零，因此12〜时间内，环上某一段受到的安培力先变大后变小，再变大

然后再变小，故D错误。

故选C。

3、B

【解析】四种一价粒子，只有两个粒子通过速度选择器，只有速度满足

E

v=—，

才能通过速度选择器。所以通过速度选择器进入磁场的粒子是乙和丙，根据

2

=m—

2R

可得:

mv

R

qB]

乙的质量小于丙的质量，所以乙的半径小于丙的半径，则乙打在尸3点，丙打在尸4点。

E

甲的速度小于乙的速度，即小于左,洛伦兹力小于电场力，粒子向下偏转，打在尸।点。丁的速度大于乙的速度，即

E

大于右,洛伦兹力大于电场力，粒子向上偏转，打在P2点。故B正确，ACD错误。

故选B。

4、C

【解析】A.粒子向右运动，根据左手定则，分向上偏转，应当带正电；a向下偏转，应当带负电，故A错误

BC.洛伦兹力提供向心力，即：

qvB=m—,

r

得：

mv

故半径较大的b粒子速度大，动能也大.由公式片”8,故速度大的b受洛伦兹力较大.故B错误，C正确

D.磁场中偏转角大的运动的时间也长；。粒子的偏转角大，因此运动的时间就长.故D错误

5、D

【解析】根据斜率求出B的加速度大小，根据牛顿第二定律求出动摩擦因数，由图能读出木板获得的速度，根据动量

守恒定律求出木板A的质量，从而求解木板获得的动能，根据A和B的初、末机械能来求解系统损失的机械能，根据

“面积”之差求出木板A的长度；

【详解】A.由图示图象可知，B的加速度：”=孚=早"〃/=_加/52,负号表示加速度的方向，由牛顿第二定律

N1

得：/Mng=ma,代入解得，〃故A错误；

BD.由图示图象可知，木板获得速度为u=lm/s,A、B组成的系统动量守恒，以B的初速度方向为正方向，由

22

动量守恒定律得：机%=(M+Mv,解得木板A的质量为2伙，木板获得的动能为：Et=lMv=lx2xlJ=lJ

系统损失的机械能为==2/,故B错误，D正确；

C.由图得到：。…内B位移为“次+―

A的位移为4=；x1x1机=0.5机，木板A的最小长度为乙=4-4=1m,故C错误

【点睛】本题属于木块在木板上滑动类型，既考查读图能力，也考查运用牛顿第二定律、功能关系处理复杂力学问题

的能力

6、C

【解析】小球若进入球门，则吹气后小球的速度方向沿8c方向，画出小球的初速度、末速度的方向，由平行四边形

定则画出小球速度变化的方向如图，则：

由图可知钢球的速度变化Au的方向沿丙的方向，加速度方向沿丙的方向，所以沿丙的方向吹气，故C正确，ABD错

误

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7、AB

【解析】回旋加速器的工作原理是带电粒子在回旋加速器中，靠电场加速，磁场偏转，其在磁场中运动的周期和高频

交流电的周期相等，当粒子从D形盒中出来时，速度最大，此时运动的半径等于D形盒的半径。当粒子在磁场中运动

时，

2

qvB=m—

R

得

A.据加速器的工作原理可知，在磁场中运动的周期和高频交流电的周期相等，故A正确；

mv

BC.据R=一可知，粒子的最大速度由D形盒的半径决定，与加速电场的电压无关；且质子的最终速度与半径K相

qB

对应，并不能加速到任意值，故B正确，C错误；

D.当质子a粒子，在磁场的运动周期发生变化，即在磁场的运动周期与在电场的周期不相等，不满足回旋加速器的

工作原理，故D错误。

故选AB»

8、AB

【解析】AC.线圈内垂直纸面向里的磁感应强度增加，根据楞次定律可知线圈内的感应电流产生的磁感应强度垂直纸

面向外，根据安培定则可知感应电流为逆时针方向，所以通过电阻的电流为从。到人说明。点电势高，则电容器上

极板带正电，下极板带负电，A正确，C错误;

B.根据法拉第电磁感应定律：

„A①NB„BTIK

E=n----=-----S=------

△tAtAf

B正确；

D.电动势恒定，通过电阻的电流恒定，根据电功率：

P=『R

可知电阻上消耗的功率不变，D错误。

故选AB。

9、AD

【解析】AB,小球下滑时受垂直斜杆向下的洛伦兹力，开始时速度较小，洛伦兹力较小，由

a=/〃gsin”"(〃7gcos"+G‘),随速度的增加，加速度减小，最后加速度减为零时做匀速运动，选项A正确，B

m

错误；

C.当加速度为零时速度最大，即

mgsin0-〃(根gcos0+qv,〃B)=0

解得

_mgsin6-geos0

Vm=布

选项c错误；

D.开始运动时加速度最大，即v=()时，解得a=gsinO,选项D正确；

故选AD.

10>AC

【解析】A.刚释放金属棒时加速度最大，由牛顿第二定律得：

mgsin0=ma

解得最大加速度：

a=gsin0=5m/s2

故A符合题意；

B.当金属棒做匀速直线运动时，速度最大，则有：

mgsinO-B=0

R+r

解得最大速度为:

mgsin0（R+r）

v=-----------------=2m/s

B2I3

故B不符合题意;

C.通过金属棒横截面的电量为:

△①BLx.EC

q=

R+rR+r10

故c符合题意;

D.设电阻R上产生的电热为。，整个电路产生的电热为。总，由能量守恒定律得:

八

mgs•sina=—1mv2'+(J；,

电阻R上产生的热量：

R

Q=Q&

R+r

联立解得:

代入数据解得:

86.7J

故D不符合题意。

故选ACo

三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11、①.乙②.1③.<@.<

【解析】(1)口］已知电流表内阻和电源内电阻相比，不可忽略，为减小实验误差，应采用图乙所示电路图;

(2)［2］如图丙图像可知，电源内阻为

1.5-0.9

0=1.00

0.6

(3)网由图示可知，伏安法测电阻相对于电源来说采用电流表外接法，由于电压表分流作用，电流表测量值偏小，当外

电路短路时，电流测量值等于真实值，电源的U-/图像如图所示，由图像可知，电动势测量值小于真实值，电源内阻

测量值小于真实值；

12、①.1②.D；③.E；④.⑤.0.8

【解析】（D选用多用表欧姆挡的“X10”挡进行测量，指针偏转的角度过大，说明所选挡位太大；（2）根据实验原

理选择仪器；（3）因电压表内阻远大于灯泡电阻，则采用电流表外接电路；滑动变阻器要用分压接法；（4）将电动势

为3V、内阻为2.5。的电源的U-I图像画在灯泡的U-I图像上，交点为电路的工作点，读出交点坐标，根据P=IU求

解实际功率；

【详解】（D用“X10”挡进行测量，指针偏转的角度过大，说明所选挡位太大，为准确测电阻阻值，应选择XI挡

位

（2）灯泡的额定电流为0.5A,则实验中所用电流表应选用D；滑动变阻器要用分压接法，则应选用阻值较小的E；

（3）因电压表内阻远大于灯泡电阻，则采用电流表外接电路；滑动变阻器要用分压接法；电路如图；

（4）将电动势为3V、内阻为2.5。的电源的U-I图像画在灯泡的U-I图像上,交点为电路的工作点，由图可知：U=2.0V,

I=0.4A,则小灯泡的实际功率是P=IU=0.8W.

四、计算题：本题共3小题，共38分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算

步骤。

13、8cm

【解析】粒子。板左端运动到尸处，