辽宁省沈阳市五校协作体2024-2025学年高二上学期期末物理试卷（解析版）

高级中学名校试卷PAGE2025学年辽宁省沈阳市五校协作体高二（上）期末物理试卷一、单选题：本大题共7小题，共28分。1.如图所示，通电导线所受安培力或运动电荷所受洛伦兹力正确的是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】A．根据左手定则，伸开左手，使大拇指与其它四指垂直且在一个平面内，让磁感线穿过掌心，四指所指方向为电流方向，大拇指所指方向就是安培力的方向，可知该图中通电导线所受安培力方向竖直向下，故A错误；B．图中电流和磁场的方向平行，导线所受安培力为零，故B错误；C．根据左手定则，伸开左手，让磁感线穿过掌心，四指所指方向与正电荷运动的方向相同，则和四指垂直的大拇指的方向为洛伦兹力的方向，则可知图中运动电荷所受洛伦兹力方向竖直向下，故C正确；D．根据左手定则，伸开左手，让磁感线穿过掌心，四指所指方向与负电荷运动的方向相反，则和四指垂直的大拇指的方向为洛伦兹力的方向，则可知图中运动电荷所受洛伦兹力方向竖直向下，故D错误。故选C。2.如图所示为某静电纺纱工艺中的电场分布示意图，虚线是电场线，实线是某检验电荷只在电场力作用下从A点运动到B点的轨迹，则下列判断正确的是（）A.该检验电荷带正电B.检验电荷在A点的加速度大于在B点的加速度C.检验电荷在A点的速度大于在B点的速度D.A点的电势高于B点的电势【答案】B【解析】A．根据图示，右端接电源正极，左端接地，所以电场方向为指向左端，根据曲线运动的条件，检验电荷所受电场力指向轨迹内侧，即为右侧，根据电场力方向和电场方向的关系可知，检验电荷带负电，所以A错误；B．根据图示可知，A点处的电场线比B点处的电场线密集，所以A点电场强度大于B点，根据电场力公式，检验电荷在A点的电场力大于B点的电场力，因为检验电荷仅在电场力作用下运动，所以合力等于电场力，根据牛顿第二定律，检验电荷在A点的加速度大于B点的加速度，所以B正确；C．从A点运动到B点，电场力做正功，所以检验电荷从A点到B点做加速运动，即A点的速度小于B点的速度，所以C错误；D．从A点到B点，电场力做正功，电势能减小，即检验电荷在A点的电势能大于B点的电势能，根据负电荷的电势能与电势的关系，A点的电势低于B点的电势，所以D错误。故选B。A.甲图中，使导体棒AB顺着磁感线方向运动，且保持穿过ABCD中的磁感线条数不变B.乙图中，使条形磁铁匀速穿过线圈C.丙图中，开关S闭合后，A、B螺线管相对静止一起竖直向上运动D.丙图中，开关S保持闭合，使小螺线管A在大螺线管B中保持不动【答案】B【解析】A．甲图中，使导体棒AB顺着磁感线方向运动，AB不切割磁感线，故不能产生感应电流，另外也可以从保持穿过ABCD中的磁感线条数不变的角度看，磁通量没变化，故也不产生感应电流，A错误；B．乙图中，使条形磁铁匀速穿过线圈，在磁铁从上向下穿过时，穿过线圈的磁通量会变化，故产生感应电流，B正确；C．丙图中，开关S闭合后，A、B螺线管相对静止一起竖直向上运动，两线圈没有相对运动，B中的磁通量没变化，故不产生感应电流，C错误；D．丙图中，开关S保持闭合，使小螺线管A在大螺线管B中保持不动时也不会使B中的磁通量变化，故也不能产生感应电流，D错误。故选B。4.如图甲所示，在轴上固定两个电量分别为+3q、-q的点电荷，其中负电荷固定在坐标原点，两电荷的间距为L。如图乙所示是两电荷所形成的电场的电势在轴上的分布图像，规定无限远处电势为0，则轴上电势最高为的点距离坐标原点的距离为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】图像上任意一点切线斜率绝对值都表示电场强度的大小，由图乙可知轴上电势为的点，对应的切线斜率为零，则此点处的电场强度为零。设该点到坐标原点的距离为，则的点电荷在该点产生的电场强度的大小为的点电荷在该点处产生的电场强度的大小为该点的场强为零，所以可知正负电荷在该点产生的场强大小相等、方向相反，合场强为零，则有解得故选A5.如图所示，直线oac为某一直流电源的总功率随电流变化的图线，虚线obc为这个电源内部热功率随电流变化的图线，当电路中电流为2A时（）A.外电路电阻等于电源内阻B.电源内部热功率为2WC.电源输出功率为2WD.路端电压为3V【答案】C【解析】A.电源的总功率P=EIC点表示I=3A，P=9W则电源的电动势E=3V电源的内电阻当电路中电流为2A时，根据闭合电路欧姆定律，有解得R=0.5Ω故A错误；B.当电路中电流为2A时，电源内部热功率Pr=I2r=22×1W=4W故B错误；C.当电路中电流为2A时，电源输出功率为P=I2R=22×0.5W=2W故C正确；D.当电路中电流为2A时，路端电压为U=IR=2×0.5V=1V故D错误；故选C。6.如图甲所示，正方形硬质金属框abcd放置在磁场中，金属框平面与磁场方向垂直。磁感应强度B随时间t变化规律如图乙所示。在的时间内与的时间内（）A.磁通量变化量大小之比为2：1B.通过金属框的电荷量之比为2：1C.金属框中电流的电功率之比为4：1D.金属框中产生的焦耳热之比为4：1【答案】C【解析】A．根据公式图乙可知两个过程磁感应强度B的变化量大小相同，故磁通量变化量大小之比为，故A错误；B．因在的时间内与的时间内，磁感应强度随时间的变化量相同，设线框面积为S，根据法拉第电磁感应定律得电动势根据故通过金属框的电荷量之比为，故B错误；C．图乙可知这两段时间内电动势大小分别为，设金属框电阻为R，根据电功率得金属框电功率之比，故C正确；D．金属框中产生焦耳热解得，故D错误。故选C。7.如图所示，两个质量相等的带电粒子a和b分别以速度和射入足够长平行边界匀强磁场，磁场宽度为d，两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为和，两粒子同时由A点出发，同时到达点，不计粒子重力及粒子间的影响，则（）A.两粒子的周期之比为B.两粒子的轨迹半径之比为C.两粒子的电荷量之比为D.两粒子的速度之比为【答案】D【解析】A．由题图可知，带电粒子a和b在磁场中运动的圆心角分别为和。即由于两带电粒子运动时间相同，则可得两粒子的周期之比为故A错误；B．根据几何关系，由题图可得，两粒子的轨迹半径分别为则两粒子的轨迹半径之比为故B错误；CD．两粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律可得粒子的轨迹半径为运动的周期为则可得两粒子的电荷量之比为两粒子的速度之比为故C错误，D正确。故选D。二、多选题：本大题共3小题，共18分。8.如图所示，图甲为直线加速器，它由多个横截面积相同的金属圆筒共轴依次排列，圆筒长度按照一定的规律依次增加。被加速的带电粒子在金属圆板0中心处由静止释放，之后每次通过圆筒间隙都被加速，且加速时间可以忽略不计。图乙为回旋加速器，、为两个中空的半圆形金属盒，处于竖直向下的匀强磁场B中。被加速的带电粒子在A点由静止释放，之后每次通过D形盒间隙都会被加速，且加速时间也可以忽略不计。在粒子运动的过程中，两个加速器所接交流电源的电压大小及频率均保持不变。下列说法正确的是（）A.带电粒子在直线加速器的金属圆筒中做匀速直线运动B.直线加速器中，1、2、3金属圆筒长度之比为1：2：3C.狭缝处所加交变电场的周期与该粒子在磁场中做圆周运动的周期相等D.带电粒子通过回旋加速器后获得的最大速度与加速电压有关【答案】AC【解析】A．金属圆筒起到屏蔽作用，带电粒子在直筒中做匀速直线运动，故A正确；B．带电粒子每次通过圆筒间隙都被加速，而交流电源周期不变，故粒子通过每个圆筒时间相等，由动能定理有解得可知依次通过1、2、3圆筒的速度之比为，带电粒子在圆筒中做匀速直线运动，故1、2、3金属圆筒长度之比为，故B错误；C．为了保证粒子每次经过狭缝时都能被加速，狭缝处所加交变电场的周期与该粒子在磁场中做圆周运动的周期相等，故C正确；D．当粒子的轨道半径等于D形盒半径时，粒子的速度最大，则有可得可知带电粒子通过回旋加速器后获得的最大速度与加速电压无关，故D错误。故选AC。9.如图所示的电路中，三个完全相同的灯泡L1、L2、L3，线圈L的直流电阻可忽略，D为理想二极管。下列判断正确的是（）A.开关S闭合，L3先变亮，L1、L2逐渐变亮B.开关S闭合，L2、L3先变亮，L1逐渐变亮C.开关S断开，L2先变亮，然后逐渐变暗D.开关S断开，L2立即熄灭【答案】BD【解析】AB．开关S闭合瞬间，L2、L3均立即变亮，L1的电路中由于线圈对电流的阻碍作用，会逐渐亮，故A错误，B正确；CD．关S从闭合状态突然断开时，L1、L3均逐渐变暗，由于L2的电路中的二极管由单向导电性，电流不能从右向左通过二极管，所以L2立即熄灭，故C错误，D正确。故选BD。10.如图所示，绝缘中空轨道竖直固定，圆弧段COD光滑，对应圆心角为，C、D两端等高，O为最低点，圆弧圆心为，半径为R，直线段AC、HD粗糙，与圆弧段分别在C、D端相切，整个装置处于方向垂直于轨道所在平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，在竖直虚线MC左侧和ND右侧还分别存在着场强大小相等、方向水平向右和向左的匀强电场。现有一质量为m、电荷量恒为q、直径略小于轨道内径、可视为质点的带正电小球，与直线段的动摩擦因数为μ，从轨道内距C点足够远的P点由静止释放，若，小球所受电场力等于其重力的倍，重力加速度为g。则（）A.小球第一次沿轨道AC下滑的过程中先做加速度减小的加速运动，后做匀速运动B.小球在轨道AC上下滑的最大速度C.经足够长时间，小球克服摩擦力做的总功是D.经足够长时间，小球经过O点时，对轨道的弹力可能为【答案】ABD电场力垂直于轨道方向的分量为F电分=重力垂直于轨道方向的分量为G分=mgcos60°=则F电分=G分因此，电场力与重力的合力方向恰好沿着AC方向，且刚开始时小球与管壁无作用力。当小球从静止运动后，由左手定则可知，小球受到的洛伦兹力垂直于AC向上，导致小球对管壁有作用力，小球将受到滑动摩擦力，随着速度增大，洛伦兹力增大，小球对管壁的压力，摩擦力增大，合力减小，根据牛顿第二定律可知小球做加速度减小的加速运动，当加速度减至零时做匀速运动，故A正确；B．小球在轨道AC上下滑到匀速运动时，速度最大，此时有解得选项B正确；C．最终小球在CD间做往复运动，在C点和D点速度为零。从开始到最终速度为零的C点或D点，根据动能定理得则经足够长时间，小球克服摩擦力做的总功选项C错误；D．由于在AC、HD段要克服滑动摩擦力做功，小球最终将在圆弧段COD做往复运动，设小球最终经O点的速度为v，根据动能定理有解得根据牛顿第二定律，小球从C向D运动有解得小球从D点向C点运动时，同理得选项D正确。故选ABD。三、实验题：本大题共2小题，共14分。11.（1）用多用电表的欧姆挡测量阻值约为几十千欧的电阻Rx，以下给出的是可能的实验操作步骤，其中S为选择开关，P为欧姆挡调零旋钮。把你认为正确步骤前的字母按合理的顺序填写在下面的横线上。a、将两表笔短接，调节P使指针对准刻度盘上欧姆挡的0刻度，断开两表笔b、将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出Rx的阻值后，断开两表笔c、旋转S使其尖端对准欧姆挡×1kd、旋转S使其尖端对准欧姆挡×100e、旋转S使其尖端对准交流500V挡或OFF挡，并拔出两表笔。将正确步骤按合理的顺序为___________。根据图所示指针位置，此时被测电阻的阻值约为___________；（2）下述关于用多用电表欧姆挡测电阻的说法中正确的是___________A．测量电阻时，如果指针偏转过大，应将选择开关S拨至倍率较小的挡位，重新调零后测量B．测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则会影响测量结果C．测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开D．测量阻值不同的电阻时，都必须重新调零【答案】（1）cabe30kΩ（2）AC【解析】（1）[1]测量几十千欧的电阻Rx可选择×1kΩ的挡测量，测量前应先进行调零，然后进行测量；使用完毕应将选择开关置于OFF位置或者交流电压最大挡，拔出表笔，故正确的步骤为cabe；[2]因为使用的是×1kΩ的挡，根据如图所示指针位置，此被测电阻的阻值约为30kΩ；（2）[3]A．测量电阻时如果指针偏转过大，说明所选挡位太大，为减小测量误差，应将选择开关S拨至倍率较小的挡，重新调零后测量，选项A正确；B．测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，不会影响测量结果，选项B错误；C．测量电路中的某个电阻，为保护电表，应该把该电阻与电路断开，选项C正确；D．用欧姆表测电阻，换挡后要重新进行欧姆调零，用同一挡位测不同阻值的电阻不必要重新进行欧姆调零，选项D错误。故选AC。12.某同学要用电阻箱和电压表测量某水果电池组的电动势和内阻，考虑到水果电池组的内阻较大，为了提高实验的精度，需要测量电压表的内阻。实验室中恰好有一块零刻度在中央的双向电压表，该同学便充分利用这块表，设计了如图所示的实验电路，既能实现对该电压表内阻的测量，又能利用该表完成水果电池组电动势和内阻的测量。该同学用到的实验器材有：待测水果电池组（电动势约4V、内阻约），双向电压表（量程为2V、内阻约为），电阻箱（0~），滑动变阻器（0~），一个单刀双掷开关及若干导线。（1）该同学按如图1所示电路图连线后，首先测量了电压表的内阻。请完善测量电压表内阻的实验步骤：①将R1的滑动触片滑至最左端，将开关S拨向1位置，将电阻箱阻值调为0；②调节R1的滑动触片，使电压表示数达到满偏U；③保持R1不变，调节R2，使电压表的示数达到，读出电阻箱的阻值，记为R0，则电压表的内阻RV=__________。（2）若测得电压表内阻，可分析此测量值应__________（填“大于”“等于”或“小于”）真实值。（3）接下来测量电源的电动势和内阻，实验步骤如下：①将开关S拨至__________（填“1”或“2”）位置，将R1的滑片移到最__________端，不再移动；②调节电阻箱的阻值，使电压表的示数达到一合适值，记录电压表的示数和电阻箱的阻值；③重复第二步，记录多组电压表的示数和对应的电阻箱的阻值。（4）若将电阻箱与电压表并联后的阻值记录为R，作出图像，如图2所示，其中纵轴截距为b，斜率为k，则电动势的表达式为__________，内阻的表达式为__________。【答案】（1）（2）大于（3）2左（4）【解析】（1）[1]．滑动变阻器接入电路的阻值不变，电压表与电阻箱两端电压不变，电压表示数变为满偏电压时，则电阻箱分压，电阻箱接入电路的阻值等于电压表内阻的2倍，则电压表内阻．

（2）[2]．调节电阻箱阻值使电压表示数变为满偏电压的时，电路总电阻变大，电路总电流变小，滑动变阻器与电源内阻分压变小，电阻箱与电压表两端总电压变大，当电压表示数变为满偏电压时，电阻箱两端电压大于电压表满偏电压的，实际上电压表内阻小于，则电压表内阻的测量值偏大．

（3）①[3][4]．测电源电动势与内阻，应将开关S拨至2位置，将R1的滑动触片移到最左端，不再移动．

④[5][6]．由图示电路图可知，在闭合电路中，电源电动势则由图示图像可知，图像截距图像斜率则电源电动势电源内阻．四、计算题：本大题共3小题，共40分。13.光滑绝缘半球槽的半径为R，处在水平向右的匀强电场中，一质量为m的带电量q的小球从槽的右端A处（与球心等高）无初速度沿轨道滑下，滑到最低点B时，球的速度为，重力加速度为g。求：（1）电场强度的大小E；（2）电场中A，B间的电势差U；（3）带电小球在滑动过程中的最大速度．【答案】（1）（2）（3）【解析】（1）设电场力大小为F，做功为W，由题意，小球从A处沿槽滑到最低位置B的过程中，根据动能定理：由以上两式得：（2）A、B间的电势差为：（3）小球在滑动过程中最大速度的条件是小球沿轨道运动到某位置时切向合力为零．设此时小球和圆心间的连线与竖直方向的夹角为，如图，则有：可得：小球由A处到最大速度位置的过程中：解得：14.如图所示，宽度为L的光滑足够长导轨固定在水平面上，空间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导体棒ab、cd紧挨着垂直于导轨并排静止放置在导轨上，两导体棒的质量都为m、电阻都为r，回路中的其他电阻不计，某时刻使