2024届衡水中学物理高二年级上册期末考试试题含解析

2024届衡水中学物理高二上期末考试试题

注意事项

1.考生要认真填写考场号和座位序号。

2.试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑

色字迹的签字笔作答。

3.考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。

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、如图为同种电荷在同一有界磁场中运动的四条轨迹，那么可以判断()

A.运动速率V1>V2>V3>V4B.运动速率V1<V2<V3<V4

C.运动时间tl>t2>t3>t4D.运动时间tl<t2<t3<t4

2、下图所示是做直线运动的甲、乙两个物体的位移-时间图象，由图象可知()

A.乙开始运动时，两物体相距20m

B.在0〜10s这段时间内，两物体间的距离逐渐变小

C.在10-25s这段时间内，两物体间的距离逐渐变小

D.两物体在10s时相距最远，在25s时相遇，且此时二者速度相同

3、如图所示，高速运动的a粒子被位于。点的重原子核散射，实线表示a粒子运动的轨迹，M,N和。为轨迹上的

三点，N点离核最近，。点比M点离核更远，则

A.a粒子在M点的速率比在0点的大

B.三点中，a粒子在N点的电势能最大

C.在重核产生的电场中，M点的电势比0点的低

D.a粒子从M点运动到Q点，电场力对它做的总功为负功

4、关于地球的地磁场方向，下列说法正确的是

A.在地表空间是从南极指向北极

B.在地表空间是从北极指向南极

C.在地表空间南半球是从赤道指向南极，北半球是从赤道指向北极

D.在地表空间南半球是从赤道指向北极，北半球是从赤道指向南极

5、在某高度处将小球以2m/s的速度水平抛出.落地时的速度是4m/s,不计空气阻力，则小球落地时速度方向和水平方

向的夹角是（）

A.60°B.45°

C.37°D.30°

6、回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示.它的核心部分是两个。形金属盒，两盒相距很近，。、分接在

电压为a周期为T的交流电源上.两盒间的窄缝中形成匀强电场，两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面.带

电粒子在磁场中做圆周运动，通过两盒间的窄缝时被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出.设。形盒

的半径为R,现将垂直于。形盒的磁场感应强度调节为Bo,刚好可以对散核进行加速,氟核所能获得的最大能量为E。，

以后保持交流电源的周期T不变.已知氤核和打粒子的质量之比为3：4,电荷量之比为1：2.下列说法正确的是

A.若只增大交变电压U,则瓶核在回旋加速器中运行的时间不会发生变化

B.若用该装置加速a粒子，应将磁场的磁感应强度大小调整为'为

4

C.将磁感应强度调整后对a粒子进行加速，a粒子在加速器中获得的最大能量为-E。

D.将磁感应强度调整后对«粒子进行加速，«粒子在加速器中加速的次数大于僦核的次数

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、关于平抛运动，下列说法中正确的是（）

A.平抛运动的轨迹是曲线，所以平抛运动是变速运动

B.平抛运动是一种匀变速曲线运动

C.平抛运动的水平射程x由初速度V。决定，与下落的高度我无关

D.平抛运动的落地时间f由初速度%决定，V。越大，，越大

8、如图所示，轻质弹簧左端固定，置于场强为E水平向左的匀强电场中，一质量为山，电荷量为+g的绝缘物块（可

视为质点，从距弹簧右端乙处由静止释放，物块与水平面间动摩擦因数为人物块向左运动经A点（图中未画出）时

速度最大为卜，弹簧被压缩到最短时物体离释放点的距离为乙2,重力加速度为g整个过程中弹簧始终在弹性限度内.则

从物块释放到弹簧压缩至最短的过程中（）

A.物块与弹簧组成的系统机械能的增加量为（亚-〃咫）4

B.物块电势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量与系统产生的内能之和

C.物块的速度最大时，弹簧的弹性势能为（"E-〃根g）4-

D.若物块能弹回，则在向右运动的过程中速度最大的位置在A点左侧

9、如图，S为一离子源，MN为长荧光屏,S到MN的距离为L,整个装置处在范围足够大的匀强磁场中，磁场方向

垂直纸面向里，磁感应强度大小为反某时刻离子源S一次性沿平行纸面的各个方向均匀地射出大量的正离子，各离

子的质量，力电荷量g,速率v均相同，不计离子的重力及离子间的相互作用力，贝！1（）

M

N

A.当”幽时所有离子都打不到荧光屏上

2m

B当“延时所有离子都打不到荧光屏上

m

C.当v=幽时，打到荧光屏MN的离子数与发射的离子总数比值为工

m2

D.当v=或时，打到荧光屏MN的离子数与发射的离子总数比值为二

m12

10、正弦交变电源与电阻R、交流电压表、交流电流表按照图甲所示的方式连接，R=200£l,图乙是交变电源输出电压

u随时间t变化的图象，则（）

A.交流电压表的读数是311V

B.交流电流表的读数是1.1A

C.R两端电压随时间变化的规律是MR=3Hcos加V

D.R两端电压随时间变化的规律是以=311cos100加V

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）某学习小组探究一小电珠在不同电压下的电功率大小，实验器材如图甲所示，现已完成部分导线的连接

（1）实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大，请按此要求用笔画线代替导

线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接

（2）某次测量，电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的示数为A；

12.（12分）假设地球为一球体，地球绕地轴自转时，在其表面上有4、3两物体，仇和仇为已知，4、5两物体的角

速度之比为WA：a）B=,线速度之比VA：VB=

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》相距d=0.10m,a.》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B=6.0T、方向垂直纸面向里的匀强磁场.今有一质量为/n=4.8xl0-25kg,电荷

186

量为^1.6X10C的带正电的粒子（不计重力），从贴近a板的左端以vo=l.OxlOm/s的初速度水平射入匀强电场，刚好

从狭缝P处穿过》板而垂直进入匀强磁场，最后粒子回到b板的。处（图中未画出）.求P、。之间的距离L

XXXMX

XXX

14.（16分）如图，两根间距为L=0.5m的平行光滑金属导轨间接有电动势E=3V、内阻r=U2的电源，导轨平面与

水平面间的夹角0=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£2时，金属杆ab刚好处于静止状态，取g=10m/s2,$也37。=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

15.（12分）ABC表示竖直放在电场强度为E=104v/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，其中轨道的5c部分是半径

为R的,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A3=R=0.2m,把一质量m=O.lkg,带电

4

量为夕=+10一4C的小球，放在A点由静止释放后，求：（g=10m/s2）

⑴小球到达C点的速度大小

⑵小球在。点时，轨道受到的压力大小

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

【解题分析】AB.粒子受到洛伦兹力的作用，洛伦兹力提供向心力，贝!I：

qvB----

r

可得：

人幽

m

由图可知粒子做圆周运动的轨道半径关系：

(<芍<q<q

又由于粒子是同种电荷，比荷相同，则有：

V[<%<V3<V4

故A错误，B正确；

CD.粒子受到洛伦兹力的作用做圆周运动，粒子在磁场中运动的时间为：

一o丁/〃1

'=五’=而

由图可知粒子做圆周运动的圆心角关系为：

4=82〉83〉64

所以粒子在磁场中运动的时间关系为：

4=’2>’3>’4

故C、D错误；

故选B。

2、C

【解题分析】A.在Z=0时刻，甲、乙车相距20m,当甲运动了10s后，乙才开始运动，由图像可知，当乙开始运动时,

两物体距离大于20m,A错误；

B.在0~10s这段时间内，乙在坐标原点保持静止，甲从20m处逐渐向远离原点的方向运动，故两物体距离逐渐变大,

B错误；

C.由图像可知，10~25s这段时间内，乙物体速度大于甲物体的速度，故两物体的距离在逐渐变小，C正确；

D.由图像可知，甲乙两物体在U10s时相距最远，在U25s时相遇，但在U25s时甲的速度小于乙的速度，D错误。

故选C。

3、B

【解题分析】解法一（从等势线分布入手）：重核带正电荷，在其周围形成的电场中，离重核越近电势越高，所以

>q>M>（Pe«选项C错误；电势越高，正电荷的电势能越大，所以带正电的a粒子在三点处的电势能大小关系是EN>

EM>E°,即N点的电势能最大，。点的电势能最小，B正确；a粒子仅受电场力的作用，其电势能和动能相互转化，

但电势能和动能之和保持不变，根据EN>EM>E°可知，EkN<EkM<EkQ,a粒子在M点的动能比在。点的小，所以

a粒子在拉点的速率比在。点的小，选项A错误；由EM>EQ可知，a粒子从“点运动到。点，电势能减小，电场力

对它做的总功肯定为正功（电场力做正功，电势能减小，动能增大），选项D错误

解法二（从电场力做功入手）a粒子受到的电场力始终是斥力，在a粒子从M点运动到N点的过程中，电场力做负

功，再从N点运动到。点时，电场力做正功，已知。点比M点离核更远可知，正功大于负功，所以整个过程，电场

力对它做的总功为正功，D错误；已知从M运动到N,电场力做的总功为正功，可知a粒子的动能变大，速度变大，

所以a粒子在M点的速率比在。点的小，A错误；距离带正电荷的重核越近，电势越高，a粒子的电势能越大，结合

三点的位置关系可知，电势关系（（>N>q）M>q）2，电势能关系EN>E”>E°,B正确，C错误

4、A

【解题分析】地球本身是一个大磁铁，地磁的南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，在地表空间地磁场从

南极指向北极，不论在南半球还是北半球，地磁场都是从南极指向北极

A、A项与上述分析结论相符，故A正确；

B、B项与上述分析结论不相符，故B错误；

C、C项与上述分析结论不相符，故C错误；

D、D项与上述分析结论不相符，故D错误

5、A

【解题分析】小球在水平方向上的分速度不变，等于2m/s,根据平行四边形定则得

cosa=—%=-2=—1

v42

则

a=60°

所以A选项是正确的，BCD均错误

故选Ao

6、C

【解题分析】回旋加速器运用电场加速磁场偏转来加速粒子，根据洛伦兹力提供向心力可以求出粒子的最大速度，从

而求出最大动能.在加速粒子的过程中，电场的变化周期与粒子在磁场中运动的周期相等.

【题目详解】A、粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律有/耳=根幺，粒子的最

R

qBR

大速度：匕=亚日，所以粒子加速后的最大动能：Ekm=-mvl=°',根据动能定理：Ekm=n-qU,若其他量

mkm2m2m

不变，只提高加速电压U,则质子在电场中加速的次数减小；质子在加速器中运动的总时间将缩短；故A错误.

不27rmf2jrm

B、粒子在磁场中运动的周期T=^,每加速一次和半个圆周电场变换一次反向，则电场变换的周期为品=-^,

4叫）qB0

42

若该装置加速a粒子则3=7记,由于，=§〃Z,/=2q,应将磁场的磁感应强度大小调整为3'=§稣；故B错误.

L（2q）2（B0）2R2

C、粒子离开的最大动能为E0=且刍旦，a粒子的最大动能为琢“=------5----=~E0,故C正确.

2m2-4m3

3

D、瓶核在磁场中加速的次数：〃=%=磔与，。粒子在加速器中加速的次数,=与=坐上,可知将磁感应

qU2mU2qU3mU

强度调整后对a粒子进行加速，a粒子在加速器中加速的次数小于氟核的次数；故D错误.

故选C.

【题目点拨】解决本题的关键知道回旋加速器电场和磁场的作用，知道最大动能与什么因素有关，以及知道粒子在磁

场中运动的周期与电场的变化的周期相等.

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

【解题分析】平抛运动是具有水平方向的初速度只在重力作用下的运动，是一个匀变速曲线运动.解决平抛运动的方

法是把平抛运动分解到水平方向和竖直方向去研究，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动

【题目详解】A、B项：平抛运动只受重力作用，加速度为重力加速度，不发生变化，是匀变速运动，运动轨迹是曲线，

所以平抛运动一定是变速运动，故AB正确；

C项：由平抛可得：X=VQt,/z=Lg产解得：%=%丝，即：平抛运动的水平射程由物体下落的高度和初速度共

2Vg

同决定，故C错误；

D项：由C知，平抛运动落地时间由h决定，与初速度无关，故D错误

【题目点拨】本题考查对平抛运动规律的掌握和理解，知道平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的

自由落体运动，结合运动规律分析水平射程和落地时间

8、ABD

【解题分析】滑块在从释放到弹簧压缩至最短的过程中，有电场力、摩擦力和弹簧弹力做功，根据功能关系、动能定

理、电场力做功与电势能的关系等进行判断；

【题目详解】A、物块和弹簧组成的系统机械能的增量等于外力做的功，弹簧弹力是内力，不改变机械能，外力只有

电场力和摩擦力，所以从物块释放到弹簧压缩至最短的过程中机械能的增量为①石-〃加g）以，故A正确；

B、根据能量守恒，电势能的减少量等于机械能的增加量加上系统产生的内能，动能没有变，机械能的增加量等于弹

性势能的增加量，所以物块电势能的减小量等于弹簧弹性势能的增加量与系统产生的内能之和，故B正确；

C、物块速度最大时，加速度为0,则物块距释放点的距离大于右，设弹簧弹力为F,则4石-/=/，释放点到速度

最大的位置距离L',速度最大时的弹性势能等于机械能的增加量减去动能的增加量，即（gE-“咫）〃-万机其

中〃故C错误；

D、向左经过A点时速度最大，加速度为零，若物块能弹回，向右运动经过A点时摩擦力方向改变，所以反弹经过A

点加速度方向向左，不为0,速度最大位置在A点的左侧，故D正确

【题目点拨】解决本题的关键掌握功能关系，知道合力做功等于动能的变化量，除重力以外其它力做功等于机械能的

增量，电场力做功等于电势能的减小量，重力做功等于重力势能的减小量等

9、AC

【解题分析】根据带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径公式求出离子的轨道半径，画出轨迹示意图，然后求出离

子到达荧光屏上离子数与总数的比值.

【题目详解】A、根据半径公式氏=胃，当v〈警时有R<,，直径2R<L,离荧光屏最近的离子都打不到荧光屏

qB2m2

上，所以当v<譬时所有离子都打不到荧光屏，故A正确；

2m

B、根据半径公式R=胃，当丫<如时，R<L,当半径非常小时，即R〈人时肯定所有离子都打不到荧光屏上；

qBm2

当有离子打到荧光屏上，故B错误；

2

c、D、当丫=幽时，根据半径公式R=?=L,离子恰好打到MN上的临界运动轨迹如图所示：

mqB

CJ

离子速度为V1从下侧回旋，刚好和边界相切，离子速度为也时从上侧回旋，刚好和上边界相切，打到N点的离子离开

S时的初速度方向和打到V，点的离子离开S时的初速度方向夹角9=n,能打到荧光屏上的离子数与发射的粒子总数之

01

比：k=—=—,故C正确，D错误；

2〃2

故选AC.

【题目点拨】本题考查了离子在磁场中的运动，离子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，分析清楚离子

运动过程是解题的关键，应用牛顿第二定律即可解题

10、BD

【解题分析】A.最大值为311V,则有效值为。=m=220V,则A错误,B.电流的有效值为:[=4=1.1A,贝!!B

友R

正确.C.D.由图知周期为T=0.02S,则w=T=100i（rad/s）,则电压随时间变化的规律是以=3ncoslOOw?,

则C错误，D正确.故选BD.

考点：考查正弦式电流的图象和三角函数表达式

【名师点睛】理解交流电电压表达式的物理意义，本题即可得到解决

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.⑴②.⑵0.44

【解题分析】（1）根据题意确定滑动变阻器的接法，然后连接实物电路图

（2）根据图示电流表确定其量程与分度值，读出其示数

【题目详解】（1）滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大，滑动变阻器采用分压接

法，分压电路与滑动变阻器左半部分并联，实物电路图如图所示:

(2)由图示表盘可知，其量程为0.6A,分度值为0.02A,示数为0.44A；

【题目点拨】本题考查了连接实物电路图、电流表读数；当电压与电流从零开始变化时滑动变阻器只能采用分压接法,

根据题意确定滑动变阻器的接法是正确连接实物电路图的前提与关键

12、①.1：1@.sin0i：cos02

【解题分析】(I)A.5两物体跟着地球转动时，在相同的时间内转动的角度相等，故角速度相同，"A："B=l：1;

(2)令地球的半径为R,A物体做圆周运动的半径为RA=R・sina,5物体做圆周运动的半径为RB=R・cose2,又因为

线速度v=r・@,所以线速度之