广东省广州市广大附、铁一、广外三校联考2024-2025学年高二（上）期末物理试卷

这是一份广东省广州市广大附、铁一、广外三校联考2024-2025学年高二（上）期末物理试卷，共11页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.下列说法正确的是( )
A. 根据C=QU可知，电容大小与Q成正比，与U成反比
B. 根据U=Wq可知，在两点之间移动同一点电荷，电场力做功越多，说明电势差越大
C. 根据E=kQr2可知，在以Q为球心，以r为半径的球面上，各处场强均相同
D. 根据B=FIL可知，电流元在某处受到的安培力越大，说明该处磁感应强度越大
2.如图是学生常用的饭卡内部实物图，其由线圈和芯片组成电路，当饭卡处于感应区域时，刷卡机会激发变化的磁场，从而在饭卡内线圈中产生感应电流来驱动芯片工作，已知线圈面积为S，共n匝，某次刷卡时，线圈平面与磁场垂直，且全部处于磁场区域内，在感应时间内，磁感应强度方向向外且由0均匀增大到B0，此过程中( )
A. 线框中磁通量变化率为nB0St0B. 线框中产生顺时针方向的感应电流
C. AB边所受安培力方向向右D. 线框中感应电动势大小为B0St0
3.有一半径为R的圆形线框悬挂在弹簧测力计下端，线框中通有abcda方向的恒定电流I，直线MN是匀强磁场的边界线，磁场方向垂直于圆形线框所在平面向里。整个线圈都在磁场中平衡时弹簧测力计的读数为F；若将线圈上提，让圆形线框正好有一半露出磁场，其他条件都不改变，再次平衡时，弹簧测力计的读数为5F。则匀强磁场的磁感应强度大小为( )
A. FIR
B. 2FIR
C. 3FIR
D. 4FIR
4.如图所示，M、N是平行板电容器的两个极板，R0为定值电阻，R1、R2为可调电阻，用绝缘细线将质量为m、带正电的小球悬于电容器内部。闭合电键S，小球静止时受到悬线的拉力为F.调节R1、R2，关于F的大小判断正确的是( )
A. 保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变大
B. 保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变小
C. 保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变大
D. 保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变小
5.法拉第曾提出一种利用河流发电的设想，并进行了实验研究。实验装置示意图如图所示，两块面积均为S的矩形平行金属板正对地浸在河水中，金属板间距为d。水流速度处处相同大小为v，方向水平向左，金属板面与水流方向平行。地磁场磁感应强度竖直向下的分量为B，水的电阻率为ρ，水面上方有一阻值为R的电阻通过绝缘导线和开关S连接到两金属板上。忽略边缘效应，则下列说法正确的是( )
A. 电阻R上的电流方向从里向外
B. 河水流速减小，两金属板间的电压增大
C. 该发电装置的电动势大小为Bdv
D. 流过电阻R的电流大小为BvSρ
6.如图所示，整个空间存在一水平向右的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，光滑绝缘斜面固定在水平面上。一带正电滑块从斜面顶端由静止下滑，下滑过程中始终没有离开斜面，下滑过程中滑块的位移x、受到的洛伦兹力f洛、加速度a与机械能E机等物理量的大小随时间变化的图线可能正确的是( )
A. B.
C. D.
7.如图，在墙内或地面埋有一根通有恒定电流的长直导线.为探测该导线的走向，现用一个与灵敏电流计(图中未画出)串联的感应线圈进行探测，结果如下表。忽略地磁场的影响，则该导线可能的走向是( )
A. Oa方向B. Ob方向C. Oc方向D. Oe方向
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图所示，条形磁铁位于固定的半圆光滑轨道的圆心位置。一半径为R、质量为m的金属球从半圆轨道的一端沿半圆轨道由静止下滑。重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A. 金属球会运动到半圆轨道的另一端
B. 由于金属球没有形成闭合电路，所以金属球中不会产生感应电流
C. 金属球受到的安培力做负功
D. 系统产生的总热量为mgR
9.如图，两平行、光滑金属导轨水平放置相距为L，空间中存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。质量均为m、电阻均为R的两导体棒ab和cd静止置于金属导轨上，它们之间的距离也为L，现给导体棒cd一向右的初速度v0，金属导轨足够长，磁场区域足够大，导轨电阻忽略不计。经过足够长的时间，在它们之后的运动过程中，以下说法正确的是( )
A. 导体棒ab和cd在运动过程中系统动量不守恒
B. 导体棒ab获得的最大速度为12v0
C. 导体棒ab上产生的焦耳热为18mv02
D. 最终导体棒ab和cd之间的距离为mv0RB2L2
10.三个相同的带电粒子(不计重力，不计粒子间相互作用)从同一位置沿同一方向垂直于电场线飞入偏转电场，出现了如图所示的三条轨迹，由此可判断( )
A. 粒子c的速度变化量比粒子a的小
B. 进入电场时，粒子c的速度最大
C. 粒子c的动能增加量最大
D. 在粒子b飞离电场的同时，粒子a刚好打在下极板上
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.新能源汽车已经普遍走进了我们的生活，某校学生实验小组通过网络查找了某种知名的小型电池铭牌，电池采用的是“刀片电池”技术。现将该电池内其中一块电芯拆解出来，用游标卡尺准确测量其厚度，结果如图(a)所示。然后测量其电动势E和内阻r。某同学利用图乙所示的电路图进行测量：

(1)一块刀片电芯厚度为______mm。
(2)根据实验室中的实验器材和老师的建议，最终确定了如图(b)所示的实验电路，其中电压表量程为3V，电流表量程为0.6A，R0为保护定值电阻。某次测量时电流表和电压表的示数如图(c)所示，则电流I= ______A，电压U= ______V。

(3)实验小组的同学闭合开关S，多次调节滑动变阻器，读出多组电流表示数I和对应的电压表示数U，由测得的数据绘出了如图(d)所示的U-I图线，则电源的电动势E= ______，内阻r= ______(结果用a、b或R0表示)。
(4)在上述实验中存在系统误差。在下列所绘图像中，虚线代表没有误差情况下电压真实值与电流真实值关系的图像，则图中能正确表示二者关系的是______(填写选项的字母代号)。
12.为判断某工业废水是否满足电阻率ρ≥200Ω⋅m的达标要求，一实验小组设计了如下实验进行测量，实验器材：盛水容器(容器左、右两侧面为带有接线柱且电阻可忽略的金属薄板，其余侧面绝缘)，电源E(电动势恒定，内阻可忽略)，电阻R1、R2和R3(阻值分别为20000Ω、2000Ω和1400Ω)，多用电表，开关S1和S2导线若干，请完成下列内容。

(1)测量盛水容器______(选填“内部”或“外部”)器壁的长、宽、高。记录长a=40.00cm，宽b=20.00cm，高c=9.00cm。
(2)用多用电表粗测废水电阻值：将水样注满容器，多用电表选择开关旋至“×100”挡，并进行欧姆调零。多用电表指针位置如图甲所示，此时读数为______Ω。
(3)精确测量容器中废水的电阻值：将注满水样的盛水容器接入图乙所示的电路，用多用电表测量R3两端的电压，请将红、黑表笔连接到图乙所示电路的正确位置______；
(4)①将多用电表选择开关转到直流电压2.5V挡，闭合S2后，再闭合S1，记录此时多用电表的读数为2.10V，计算得到此时流过盛水容器的电流I1=1.50mA
②在S1闭合的状态下，断开S2，记录此时多用电表的读数为1.68V，计算得到此时流过盛水容器的电流I2= ______mA；
③断开S1，根据上述数据，求得容器内废水的电阻值R=1600Ω。
(5)由电阻定律R=ρLS，计算该废水样品的电阻率ρ ______Ω⋅m(结果保留2位有效数字)，则该废水______(选填“达标”或“不达标”)。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.如图所示，带有等量异种电荷、相距10cm的平行板A和B之间有匀强电场，电场强度方向向下。电场中C点距B板3cm，D点距A板2cm。已知一个电子从C点移动到D点的过程中，受到的电场力F大小为3.2×10-15N。(已知电子电荷量大小e=1.6×10-19C)
(1)求电场强度E的大小；
(2)求C、D两点间的电势差UCD；
(3)若将平行板B接地，求电子在D点的电势能EpD。
14.如图所示，M、N板间存在电压为U0的加速电场，半径为R的圆形区域内存在磁感应强度为B的匀强磁场，光屏放置于圆形磁场区域右侧，光屏中心P到圆形磁场区域圆心O的距离为2R。带电粒子从S点由静止飘入M、N板间，经电场加速后进入圆形磁场区域，在磁场力作用下轨迹发生偏转，最终打在光屏上的某点，测量该点到P点的距离，便能推算出带电粒子的比荷，不计带电粒子的重力。
(1)若带电粒子为电子，已知电子的电荷量大小为e，质量为m0，求电子经过电场加速后的速度大小v及电子在磁场中运动的轨迹半径r；
(2)若某种带电粒子通过电场加速和磁场偏转后，打在光屏上的Q点，已知P点到Q点的距离为2 3R，求该带电粒子的比荷qm。
15.如图所示，固定金属圆环内存在匀强磁场，方向垂直圆环向下，在外力作用下金属棒ab可绕着圆心O匀速转动.从圆心和圆环边缘用细导线连接足够长的两平行金属导轨，导轨与水平面夹角为30°，空间存在垂直导轨平面向下的匀强磁场。将金属棒cd垂直导轨轻轻放上，金属棒处于静止状态。已知圆环内和导轨平面的磁场大小均为B=1T，圆环半径和金属棒ab长均为d=1m，导轨宽度和金属棒cd长度均为L=2m，金属棒cd质量为m=1kg，与导轨之间的动摩擦因数为μ= 32，ab棒电阻为r=2Ω，cd棒电阻为R=4Ω，其余电阻不计，sin30°=12，cs30°= 32，重力加速度g取10m/s2。求：
(1)若ab棒以ω0=12rad/s逆时针匀速转动，cd棒保持静止，则流过ab棒的电流方向和ab棒两端的电压；
(2)要使cd棒与导轨保持相对静止，则ab棒转动的角速度应满足什么条件？
(3)若ab棒以ω3=31rad/s顺时针匀速转动，当cd棒恰好匀速时，cd棒的位移为x=16m，求：从静止到恰好匀速过程中，安培力对cd棒做的功。
1.B
2.B
3.B
4.B
5.C
6.B
7.D
8.CD
9.BC
10.ABD
0.40 1.30 a ab-R0 A
12.内部 1500 实物连线如图所示 1.20 =72 不达标
13.解：(1)由题意可知：E=Fe，
解得：E=2×104N/C；
(2)根据匀强电场中电势差与电场强度的关系可知：UDC=EdDC，
由题意可知：dDC=10cm-3cm-2cm=5cm=0.05m，
联立可得：UDC=103V，
则C、D两点间的电势差为：UCD=-UDC=-103V；
(3)由题意可知：WDB=FdDB，
其中：dDB=dDC+3cm，
联立可得：WDB=-2.56×10-16J，
又因为：WDB=EpD-EpB，
且平行板B接地，则：EpB=0，
联立可得：EpD=-2.56×10-16J；
答：(1)电场强度E的大小为2×104N/C；
(2)C、D两点间的电势差UCD为-103V；
(3)若将平行板B接地，电子在D点的电势能EpD为-2.56×10-16J。
14.解：(1)电子在电场中加速，根据动能定理，有
eU0=12m0v2-0
解得
v= 2eU0m0
电子在磁场中做匀速圆周运动由
evB=m0v2r
解得
r=1B 2m0U0e
(2)带电粒子从S点到达Q点的运动轨迹如图所示

由几何关系可得
θ=60°
则
α=θ2=30°
因
tanα=Rr'
类比有
r'=1B 2mU0q
解得
qm=2U03B2R2
答：(1)电子经过电场加速后的速度大小为 2eU0m0，电子在磁场中运动的轨迹半径为1B 2m0U0e；
(2)该带电粒子的比荷为2U03B2R2。
15.解：(1)对ab棒，由法拉第电磁感应定律可得其产生的感应电动势为：
E=Bdv-=12Bω0d2
根据闭合电路欧姆定律得：
E=I(R+r)
解得：I=1A
由楞次定律判断可知电流方向由b流向a。可知a端电势高于b端，即Uab>0，故ab棒两端的电压为：
Uab=IR=1×4V=4V；
(2)设ab棒以ω1逆时针转动时，cd刚好不上滑，由平衡条件可得：
BI1L=mgsin30°+μmgcs30°
又有：E1=12Bω1d2=I1(R+r)
代入数据得：ω1=75rad/s
对于cd棒，因为mgsin30°