广东省广州市省实、广雅、执信、二中、六中五校联考2024-2025学年高二上学期期末 物理试题

这是一份广东省广州市省实、广雅、执信、二中、六中五校联考2024-2025学年高二上学期期末 物理试题，共19页。试卷主要包含了考生必须保持答题卡的整洁，如图所示等内容，欢迎下载使用。
本试卷分选择题和非选择题两部分，共8页，满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1．开考前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的校名、姓名、班级、考号等相关信息填写在答题卡指定区域内。
2．选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；如雷改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案；不能答在试卷上。
3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区城内的相应位置上;如雷改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。
4．考生必须保持答题卡的整洁。
第一部分 选择题（共46分）
一、单项选择题:本题共7小题，每小题4分，共28分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确.
1．下列有关静电现象的说法错误的是（ ）
A．如甲图，在加油站给车加油前，要触摸一下静电释放器，是为了导走人身上的静电
B．乙图为野外高压输电线，为了防止受到雷击，应该给它安装上避雷针
C．丙图为静电除尘器的原理图，带负电的粉尘被吸附到正极A上，是利用了静电吸附
D．如丁图所示，燃气灶中安装的电子点火器，是利用了尖端放电的原理
2．关于磁现象，下列说法正确的是
A．磁感线是客观存在的，从磁铁北极指向南极
B．磁铁与电流之间的相互作用是通过磁场发生的
C．通导线所受安培力为零，说明导线所在空间不存在磁场
D．在磁场中，闭合线圈的顾数越多，通过线圈的磁通最就越大
3．美国物理学家密立根利用如图所示的实验装置，最先测出了电子的电荷量，被称为密立根油滴实验。如图所示，两块水平放置的金属板A、B分别与电源的正负极相连接，板间产生匀强电场，方向竖直向下，板间油滴P由于带负电悬浮在两板间保持静止。已知当地的重力加速度为g，若要测出该油滴的电荷量，不需要测出的物理量有（ ）
A．油滴质量mB．两板间的电压U
C．两板间的距离dD．两板的长度L
4．中国科学家通过冷冻电镜捕捉到新冠病毒表面S蛋白与人体细胞表面蛋白的结合过程，首次揭开了新冠病毒入侵人体的神秘面纱。电子显微镜是冷冻电镜中的关键部分，在电子显微镜中电子束相当于光束，通过由电场或磁场构成的电子透镜实现会聚或发散作用，其中的一种电子透镜的电场分布如图所示，虚线为等势面，相邻等势面间电势差相等。一电子仅在电场力作用下运动，轨迹如图中实线所示，a、b、c是轨迹上的三点，则下列说法正确的是（ ）
A．a点的电势低于b点的电势B．a点的电场强度大于c点的电场强度
C．电子从a点运动到b点电势能增加D．电子从a点运动到b点速度减小
5．如图所示。一套太阳能路灯配备1个太阳能电池组件、1块免维护电池、2只完全相同的 LED灯。太阳能路灯技术参数如下：
①太阳能电池组件（光电转换效率为24%，平均输出功率为120W）；
②免维护电池（100 A· h，15 V，充电效率为75%，输出效率为80%）；
③LED 灯（12 V，2 A）。照明时间可根据需要在4~ 12 h之间任意调节，结合以上数据可知（ ）
A．充满电的免维护电池具有的电能为1500J
B．利用免维护电池给2只LED灯供电，最长供电时间为25 h
C．太阳光照射2h，太阳能电池组件吸收的太阳能约为8.64×105J
D．利用太阳能电池组件给免维护电池充电，充满所需最长时间为12.5h
6．库仑定律是电学中被发现的第一个定量规律，它的发现受到万有引力定律的启发。实际问题中有时需要同时考虑万有引力和库仑力。现有一质量分布均匀的星球带有大量负电荷且电荷也均匀分布，将一个带电微粒在离该星球表面一定高度处无初速度释放，发现微粒恰好能静止．若给微粒一个如图所示的初速度，不计阻力作用，则下列说法正确的是（ ）
A．微粒将做圆周运动B．微粒将做平抛运动
C．微粒将做匀速直线运动D．微粒将做匀变速直线运动
7．如图，真空中的正三棱柱，在A点固定一个电荷量为的点电荷，C点固定一个电荷量为的点电荷，已知，静电力常量为k，选取无穷远处电势为0。则下列说法正确的是（ ）
A．将一负试探电荷从点移到点，其电势能先增加后减小
B．、两点的电势差大于、两点的电势差
C．将一正试探电荷沿直线从B点移到点，电场力不做功
D．点的电场强度大小为
二、多项选择题:本题共3小题，每小题6分，共18分，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。
8．反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的运动来产生微波。在速调管内建立轴，管内静电场的方向与轴平行，轴上各点的电势随的分布情况如图所示。现将一质量为、电荷量为的电子从处由静止开始，仅在电场力作用下在轴上往返运动。下列说法正确的是（ ）
A．坐标原点左侧和右侧的电场强度大小之比为
B．电子的电势能最大为
C．电子最远能够运动到原点右侧0.5cm处
D．电子运动过程中的最大速度为
9．如图所示，为两个小灯泡、的伏安特性曲线，将这两个小灯泡并联后，接在电动势为3V，内阻的电源上，则（ ）
A．中的电流约为0.3AB．电源的效率约为50%
C．的电功率约为0.2WD．电源输出功率约为0.75W
10．如图所示，电源E对电容器C充电，当C两端电压达到80V时，闪光灯瞬间导通并发光，C放电。放电后，闪光灯断开并熄灭，电源再次对C充电。这样不断地充电和放电，闪光灯就周期性地发光。该电路（ ）

A．充电时，通过R的电流不变
B．若R增大，则充电时间变长
C．若C增大，则闪光灯闪光一次通过的电荷量增大
D．若E减小为85V，闪光灯闪光一次通过的电荷量不变
第二部分 非选择题（共54分）
三、实验题:本题共2题，共16分.
11．（6分）某同学为了测定一个圆柱体工件材料的电阻率，采用了如下方法：
（1）利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量圆柱体工件的高度和直径，测量结果如图甲、乙所示，该工件高度H为 cm，直径D为 mm．

（2）用多用电表测得该工件的电阻大约为50Ω，该同学又用伏安法测定该工件的阻值，除被测电阻外，还有如下实验仪器：
A．直流电源（电动势E＝12V，内阻不计）
B．电压表（量程0～3V，内阻约为3）
C．电压表（量程0～15V，内阻约为25）
D．电流表（量程0～25mA，内阻约为5）
E．电流表（量程0～250mA，内阻约为0.5）
F．滑动变阻器R，阻值0～20
G．开关S，导线若干
实验要求电压表的示数从零开始变化。请选取合适的器材帮该同学设计电路图，并在图2虚线框内画出你所设计的电路图（请用或，或标识出所选取的电表）。

12．（10分）某同学根据闭合电路欧姆定律测量电源的电动势和内阻。
（1）测量电源电动势E和内阻r的实验方案为：设计如图1所示的电路，调节滑动变阻器，改变电源两端的电压U和流过电源的电流I，依据公式 ，利用测量数据作出U–I图像，得出E和r。
（2）现有图2所示的实验器材和若干导线。图中已将实验器材进行了部分连接，还应当用一根导线将电压表接线柱h与 接线柱连接，再用另一根导线将电压表接线柱g与 接线柱连接。（填写接线柱对应的字母）
（3）电路接线完毕，在保证电路安全的情况下闭合开关，调节滑动变阻器，发现电压表读数一直接近3V而电流表读数始终为零。已知导线与接线柱均无故障，且故障只有一处。现只改变电压表接线，再闭合开关、调节变阻器。下列推断正确的是 。
A．电压表接在a、f之间，电压表、电流表读数总为零，表明滑动变阻器短路
B．电压表接在a、b之间，电压表读数总接近3V、电流表读数总为零，表明电流表断路
C．电压表接在c、d之间，电压表、电流表读数总为零，表明开关是完好的
（4）从输出特性来看，电源通常有恒压源和恒流源两种模型。
如图3（a）所示，将电源看作输出电压恒为的理想电源（无内阻）与电阻串联，若该电源输出的电压几乎不随负载阻值的变化而变化，则被称为恒压源（即图中虚线框部分）；
如图3（b）所示，将电源看作输出电流恒为的理想电源（内阻无限大）与电阻并联，电源向外电路输出的电流几乎不随负载阻值的变化而变化，则被称为恒流源（即图中虚线框部分）。
某种太阳能电池在特定光照条件下，随着负载阻值的变化，其输出电压U与输出电流I的变化规律如图4所示。请结合恒压源和恒流源的特点描述该电池的输出特性：
四、计算题：本愿共3题,共38分,按题目要求在答题卡的指定区域内作答,超出答题框的不给分.解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要步，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.
【注意】以下两题 13-1，13-2 请选择其中一题作答，并用2B铅笔在答题卡上把所选题目对应的题号涂黑!答题过程写在答题卡中第 13题的位置。
13-1．（广雅、执信、二中、六中学生做）（10分）一个重力不计、比荷为k的带电粒子，以某一速度从坐标的P点，平行于x轴射入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的半径为R的圆形匀强磁场区域，并从x轴上Q点射出磁场，出射速度方向与x轴正方向夹角为，如图所示。求：
（1）带电粒子在磁场中运动的轨迹半径r；
（2）带电粒子进入磁场时的速度v；
（3）粒子从P运动到Q点的时间t．
13-2．（省实学生做）（10分）一列简谐横波沿x轴负方向传播的，t=0时刻的波形图如图所示，此时坐标为（1，0）的质点刚好开始振动，P质点的坐标为（3，0），Q点的坐标是（，0）。t1=0.6 s时，P质点首次位于波峰位置。求：
（1）这列波的传播速度；
（2）若经t2时间Q质点第一次到达波谷，求t2；
（3）0~1.6s内，质点P的路程。
【注意】以下两题 14-1，14-2 请选择其中一题作答！并用2B铅笔在答题卡上把所选题目对应的题号涂黑!答题过程写在答题卡中第 14题的位置。
14-1．（广雅、执信、二中、六中学生做）（12分）为了确保载人飞船返回舱安全着陆，设计师在返回舱的底部安装了4台完全相同的电磁缓冲装置，如图（a）所示，图（b）为其中一台电磁缓冲装置的结构简图。舱体沿竖直方向固定着两光滑绝缘导轨MN、PQ，导轨内侧安装电磁铁（图中未画出），能产生垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为B。导轨内的缓冲滑块K内部用绝缘材料填充，外侧绕有n匝闭合矩形线圈abcd，其总电阻为R，ab边长为L。着陆时电磁缓冲装置以速度v0与地面碰撞后，滑块K立即停下，此后在线圈与轨道的磁场作用下使舱体减速，从而实现缓冲。导轨MN、PQ及线圈的ad和bc边足够长，返回舱质量为m（缓冲滑块K质量忽略不计），取重力加速度为g，一切摩擦阻力不计。求：
（1）缓冲滑块K刚停止运动时，舱体的加速度a的大小；
（2）舱体着陆时（即导轨MN、PQ刚触地前瞬时）的速度v的大小；
（3）若舱体的速度从v0减到v的过程中，舱体下落的高度为h，则该过程中每台电磁缓冲装置中产生的焦耳热Q。
14-2．（省实学生做）（12分）神舟十三号载人飞船的返回舱距地面10km时开始启动降落伞装置，速度减至，并以这个速度开始在大气中降落。在距地面1m时，返回舱的四台缓冲发动机开始竖直向下喷气，舱体再次减速。每次喷气时间极短，返回舱的质量和降落伞提供的阻力可以认为不变。
(1)设最后减速过程中返回舱做匀减速直线运动，并且到达地面时恰好速度为0，求：
①最后减速阶段的加速度a的大小；
②返回舱的总质量大约3吨，根据资料，返回舱发动机对地喷气速度约为，试估算每秒每个喷嘴喷出的气体质量。
(2)若返回舱总质量为M，当其以速度匀速下落过程中，开动喷气发动机开始竖直向下喷气，每次喷出气体的质量为m，如果喷出气体相对地面的速度大小为v，求喷气两次后返回舱的速度是多大？
(3)据国家航天局消息，8月太阳探测试验卫星“羲和号”发现，在地球表面附近观测到的单位体积内太阳风粒子的数目为n，每个太阳风粒子的质量为，假设地球周边所观测的太阳风的平均速率为v，且运动过程损失忽略不计，已知太阳到地球的距离为r，请由此推算太阳在单位时间因为太阳风而损失的质量。
15．（16分）如图所示，空心圆柱体的半径为2R、长为4R，内表面涂有荧光粉，中间为某电学器件。该电学器件由阴极和阳极构成，中间阴极是一根长为4R的细长直导体，阳极是环绕阴极且半径为R的金属网罩。从阴极均匀发射的电子（初速度不计），经加速后从阳极小孔水平射出，撞到内壁被吸收，可使内壁发光。已知阴、阳两极之间所加电压恒为U，电子质量为m、电荷量为e，电子重力、电子间相互作用力以及其他阻力均不计。
(1)求电子从阳极射出时的速度v的大小；
(2)若在阳极与圆柱体内壁之间加沿轴线方向的匀强电场，恰好能够使上表面处于阳极与圆柱体内壁之间的荧光粉发光，求所加电场的电场强度的大小和方向；
(3)若在阳极与圆柱体内壁之间加沿轴线方向的匀强电场，求撞到上表面的电子数与总电子数之比η与电场强度大小E的函数关系。
2024 学年上学期高二期末五校联考试卷
物理参考答案
1．B
【解析】A．在加油站给车加油前，要触摸一下静电释放器，是为了导走人身上的静电，A不符合题意；
B．由于高压输电线本身就已具有放雷措施，不需要再安装避雷针，B符合题意；
C．静电除尘是利用异种电荷相互吸引的原理，C不符合题意；
D．燃气灶的点火装置利用尖端放电的原理，D不符合题意。
故选B。
2．B
【解析】A．磁感线是人为假象出来的，不是真实存在的，在磁体外部磁感线从N极出发到S极，但在磁体内部，磁感线从S极出发到N极，形成封闭的曲线，A不符合题意；
B．磁体与磁体之间，磁体与通电导体之间，通电导体与通电导体之间的相互作用都是通过磁场发生的，B符合题意；
C．当磁感线与通电导线平行时，通导线所受安培力为零，不能说明导线所在空间不存在磁场，C不符合题意；
D．穿过线圈磁感线的条数与线圈匝数无关，即线圈内的磁通量与线圈的匝数无关，D不符合题意。
故选B。
【名师点睛】磁场是看不见，摸不着的，但确实是存在的，磁体正是通过磁场而相互作用的．为了形象是描述磁场而引入的有方向的曲线，就是磁感线，磁感线能反映磁场的性质
3．D
【解析】由于油滴处于悬浮状态，则
所以
故需要测出的物理量有油滴质量m、两板间的电压U、两板间的距离d，不需要测出的物理量有两板的长度L。
由于本题选择不需要测量的物理量，故选D。
4．A
【解析】ACD．电子所受电场力方向指向轨迹凹侧，则电场强度方向背离轨迹凹侧，并且垂直于等势面，根据沿电场方向电势降低可知a点的电势低于b点的电势，电子从a点到b点电势能减小，电场力做正功，速度增大，故A符合题意，CD不符合题意；
B．等势面越密集的位置电场强度越大，所以a点的电场强度小于c点的电场强度，故B不符合题意。
故选A。
5．B
【解析】A．充满电的免维护电池具有的能量为
E=100×15J=1500J
它不是以电能的形式存在，故A不符合题意；
B．利用免维护电池给2只LED灯供电，最长供电时间为
t=100×15×80%÷（12×2×2）=25h
故B符合题意；
C．光电转换电池功率为120W，2小时可吸收的太阳能为
故C不符合题意；
D．利用太阳能电池组件给免维护电池充电，充满需要的最长时间为
t=100×15÷120÷75%=16.7h
故D不符合题意；
故选B。
6．C
【解析】由库仑定律和万有引力定律得
给微粒一个如图所示的初速度，当r变化时，库仑力和万有引力仍然平衡，微粒将做匀速直线运动。
故选C。
7．C
【解析】A．根据等量异种电荷的电势分布特征可知，A'点电势高于C'点，所以负试探电荷从A'点移到C'点，电场力做负功，电势能增大，故A不符合题意；
B．根据等量异种电荷的电势分布特征可知，、两点的电势差等于、两点的电势差，故B不符合题意；
C．根据等量异种电荷的电势分布特征可知，B、为等势面，所以将一正试探电荷沿直线从B点移到点，电场力不做功，故C符合题意；
D．根据点电荷场强公式可得+Q点电荷在点产生的场强为
场强方向由A指向；
同理可得-Q点电荷在点产生的场强为
场强方向由指向C；则的合场强如图所示
根据几何关系可知
的合场强为
其中
联立可得
故D不符合题意。
故选C。
8．CD
【解析】A．图像斜率的绝对值表示电场强度的大小，由图可知坐标原点左侧和右侧的电场强度大小之比为，A不符合题意；
B．电子释放瞬间的电势能最大，其电势能
B不符合题意；
C．电子在仅受电场力作用下能量守恒，从左侧开始运动，根据能量守恒定律可知电子最远能够运动到原点右侧0.5cm处，C符合题意；
D．电子运动到原点时的速度最大，根据动能定理
解得最大速度为
D符合题意。
故选CD。
9．BD
【解析】
电源电动势为3V，内阻，作出电源路端电压和电流图像，两个小灯泡并联，故接入电路时两小灯泡的电压和电路的路端电压均相等，根据闭合电路欧姆定律得，且两灯泡电流之和等于干路电流。综上分析，图中路端电压等于1.5V时满足条件。
AC．根据图像得当电压为1.5V时，、中的电流约为0.2A、0.3A，的电功率约为
故AC不符合题意；
B．电源的效率约为
B符合题意；
D．电源输出功率约为
D符合题意。
故选BD。
10．BCD
【解析】A．电容器充电时两端电压不断增大，所以电源与电容器极板间的电势差不断减小，因此充电电流变小，选项A不符合题意；
B．当电阻R增大时，充电电流变小，电容器所充电荷量不变的情况下，充电时间变长，选项B符合题意；
C．若C增大，根据
电容器的带电荷量增大，选项C符合题意；
D．当电源电动势为85V时，电源给电容器充电仍能达到闪光灯击穿电压80V时，所以闪光灯仍然发光，闪光一次通过的电荷量不变，选项D符合题意。
故选BCD。
【点睛】本题考查电容器的充放电，意在考查考生的分析能力。
11． 10.220 5.900
【解析】（1）20分度游标卡尺的精确值为，由图甲可知该工件的高度为
螺旋测微器的精确值为，由图乙可知该工件的直径为
（2）因为电源电动势为
则电压表应选择；
通过工件的最大电流约为
所以电流表应选择；
实验要求电压表的示数从零开始变化，所以滑动变阻器应采用分压式接法；又因为，所以电流表应采用外接法，电路原理图如图所示

12． / / BC 该电池的输出特性：当电流较小时，该电池可视为恒压源；当电流较大时，该电池可视为恒流源。
【解析】（1）测量电源电动势E和内阻r的实验，原理是闭合电路欧姆定律，要作出U–I图像，依据的公式为
（2）根据电路图连实物图，可知电流表内接，电压表并联在滑动变阻器和电流表两端，并且要满足正进负出，所以电压表接线柱h与（或）接线柱连接，将电压表接线柱g与（或）接线柱连接。
（3）A．电压表接在a、f之间，电压表、电流表读数总为零，表明电流表断路，故A错误；
B．电压表接在a、b之间，电压表读数总接近3V、电流表读数总为零，表明电流表断路，故B正确；
C．电压表接在c、d之间，电压表、电流表读数总为零，表明开关是完好的，故C正确。
故选BC。
（4）由于图像斜率的大小为电池的内阻，外电阻，当电流较小时，图像的斜率很小，即电池内阻很小，而此时外电阻很大，因为，所以内电阻分压可忽略，输出电压近似等于电动势而保持不变；当电流较大时，图像的斜率很大，即电池的内阻很大，而此时外电阻很小，由于，所以电池相当于短路，因此输出电流几乎恒为而保持不变。
13-1．（1）2a；（2）；（3）
【解析】（1）粒子运动的轨迹如图，由几何知识得
所以
（2）由洛伦兹力提供向心力，得
整理得
（3）粒子做圆周运动的周期
粒子运动的时间
13-2．（1）0.05 m/s；（2）1.4s；（3）0.32m
【解析】（1）由波形图可知，波长
由于波沿x轴负方向传播，根据波形平移法知t=0时刻P点向下振动，经过个周期首次到达波峰位置，由此可知
得
故波速为
（2）因波长为，故经过一个周期T机械波刚好传播到Q点，根据传播方向可知Q点的向y轴正方向振动。质点Q再经的时间到达波谷，因此
（3）根据波形图，振幅A=4cm=0.04m
周期次数n=t3/T=2，每个周期内P点路程为4A，故质点P的路程为
14-1．（1）；（2）；（3）
【解析】（1）缓冲滑块K刚停止运动时，单个闭合矩形线圈产生的感应电动势为
回路电流为
返回舱所受单个闭合矩形线圈的安培力为
根据牛顿第二定律得
解得
（2）返回舱向下做减速运动，受到向上的安培力和向下的重力，随着速度的减小，安培力减小，直到安培力减小到与重力大小相等时，速度最小，此后匀速运动，直至舱体着陆时速度大小为v，可得
，，
由平衡条件可知
解得
（3）由能量守恒
解得
14-2．(1)50m/s2；12.5kg(2)(3)
【解析】（1）a．题意可知距地面x=1m时返回舱速度，到达地面时速度为0，设匀减速直线运动加速度大小为a，由匀变速直线运动速度位移关系可知
b．设每个喷嘴获得的反冲作用力为F，返回舱总质量为M，加速度为a，由牛顿第二定律可知
4F=Ma
设单位时间每个喷嘴喷出气体质量为，由动量定律得
联立以上解得
（2）设两次喷气后返回舱速度大小为，动量守恒定律可得
解得
（3）根据题意建立模型如图
设极短时间内太阳因太阳风而损失的质量为，由流体连续性可得粒子径向推进的距离
该球壳内增加的质量等于太阳损失的质量，即
联立以上解得，在单位时间因为太阳风而损失的质量
15．(1)(2)，电场强度方向沿轴线向下
(3)η = 0（电场强度方向沿轴线向上），（电场强度方向沿轴线向下）
【解析】（1）设电子从阳极射出时的速度大小为v，由动能定理得
解得
（2）由题意可知，要使电子向上运动，则电子得受到向上的电场力，故匀强电场的电场强度方向应沿轴线向下。为了恰好能够使上表面处于阳极与圆柱体内壁之间的荧光粉发光，设电场强度大小为E0，此时从阳极下表面飞出的电子做类平抛运动，恰好落到圆柱体内壁与上表面的交界处，则
解得
（3）①当电场强度方向沿轴线向上时，没有电子撞到上表面，此时η = 0。
②当电场强度方向沿轴线向下时，由（2）问可知：
i．当时，所有电子将撞到上表面，此时η = 1；
ii．当E = 0时，没有电子撞到上表面，此时η = 0；
iii．当时，只有在阳极上到上表面的距离小于h的位置射出的电子才能到达上表面，其中0 < h < 4R，则
解得
综上所述，撞到上表面的电子数与总电子数之比η与电场强度大小E的函数关系为
η = 0（电场强度方向沿轴线向上）
（电场强度方向沿轴线向下）
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
B
D
A
B
C
C
CD
BD
BCD