2024-2025學年廣東省廣州市省實中學、廣雅中學、執(zhí)信中學、二中、六中五校聯(lián)考高二（上）期末物理試卷（含答案）

第=page11頁，共=sectionpages11頁2024-2025學年廣東省廣州市省實中學、廣雅中學、執(zhí)信中學、二中、六中五校聯(lián)考高二（上）期末物理試卷一、單選題：本大題共7小題，共28分。1.下列有關(guān)靜電現(xiàn)象的說法錯誤的是(

)

A.如甲圖所示，在加油站給車加油前，要觸摸一下靜電釋放器，是為了導走人身上的靜電

B.乙圖為野外高壓輸電線，為了防止受到雷擊，應(yīng)該給它安上避雷針

C.丙圖為靜電除塵器的原理圖，大量帶負電的粉塵被吸附到正極A上，是利用了靜電吸附

D.如丁圖所示，在燃氣灶中，安裝的電子點火器，是利用了尖端放電的原理2.關(guān)于磁現(xiàn)象，下列說法正確的是(

)A.磁感線是客觀存在的，從磁鐵北極指向南極

B.磁鐵與電流之間的相互作用是通過磁場發(fā)生的

C.通導線所受安培力為零，說明導線所在空間不存在磁場

D.在磁場中，閉合線圈的匝數(shù)越多，通過線圈的磁通量就越大3.美國物理學家密立根利用如圖所示的實驗裝置，最先測出了電子的電荷量，被稱為密立根油滴實驗。如圖，兩塊水平放置的金屬板A、B分別與電源的正負極相連接，板間產(chǎn)生勻強電場，方向豎直向下，板間油滴P由于帶負電懸浮在兩板間保持靜止。已知當?shù)氐闹亓铀俣葹間，若要測出該油滴的電荷量，不需要測出的物理量有(

)A.油滴質(zhì)量m B.兩板間的電壓U C.兩板間的距離d D.兩板的長度L4.中國科學家通過冷凍電鏡捕捉到新冠病毒表面S蛋白與人體細胞表面ACE2蛋白的結(jié)合過程，首次揭開了新冠病毒入侵人體的神秘面紗。電子顯微鏡是冷凍電鏡中的關(guān)鍵部分，在電子顯微鏡中電子束相當于光束，通過由電場或磁場構(gòu)成的電子透鏡實現(xiàn)會聚或發(fā)散作用，其中的一種電子透鏡的電場分布如圖所示，虛線為等勢面，相鄰等勢面間電勢差相等。一電子僅在電場力作用下運動，軌跡如圖中實線所示，a、b、c是軌跡上的三點，則下列說法正確的是(

)A.a點的電勢低于b點的電勢 B.a點的電場強度大于c點的電場強度

C.電子從a點運動到b點電勢能增加 D.電子從a點運動到b點速度減小5.如圖所示。一套太陽能路燈配備1個太陽能電池組件、1塊免維護電池、2只LED燈。太陽能路燈技術(shù)參數(shù)如下：太陽能電池組件(太陽能單晶硅光電轉(zhuǎn)換效率為24%，得到的電池平均功率為120W)；免維護電池(100A?,15V，充電效率為75%，輸出效率為80%)；每只LED燈(12V,2A)。照明時間4?12?可根據(jù)需要任意調(diào)節(jié)，結(jié)合以上數(shù)據(jù)可知(

)A.利用太陽能電池組件給免維護電池充電，充滿所需最長時間為12.5?

B.太陽光照射2?，太陽能電池組件吸收的太陽能約為8.64×105J

C.利用免維護電池給2只LED燈供電，最長供電時間為25?

6.庫倫定律是電學中被發(fā)現(xiàn)的第一個定量規(guī)律，它的發(fā)現(xiàn)受到萬有引力定律的啟發(fā)．實際問題中有時需要同時考慮萬有引力和庫侖力．現(xiàn)有一質(zhì)量分布均勻的星球帶有大量負電荷且電荷也均勻分布．將一個帶電微粒在離該星球表面一定高度處無初速釋放，發(fā)現(xiàn)微粒恰好能靜止．若給微粒一個如圖所示的初速度，不計阻力作用，則下列說法正確的是(

)A.微粒將做圓周運動 B.微粒將做平拋運動

C.微粒將做勻速直線運動 D.微粒將做勻變速直線運動7.如圖，真空中的正三棱柱ABC?A′B′C′，在A點固定一個電荷量為+Q的點電荷，C點固定一個電荷量為?Q的點電荷，已知AC=AA′=L，靜電力常量為k，選取無窮遠處電勢為0。則正確的是(

)A.將一負試探電荷從A′點移到C′點，其電勢能先增加后減小

B.A′、B′兩點的電勢差大于B′、C′兩點的電勢差

C.將一正試探電荷沿直線從B點移到B′點，電場力不做功

D.B′點的電場強度大小為2kQ二、多選題：本大題共3小題，共18分。8.反射式速調(diào)管是常用的微波器件之一，它利用電子團在電場中的運動來產(chǎn)生微波。在速調(diào)管內(nèi)建立x軸，管內(nèi)靜電場的方向與x軸平行，x軸上各點的電勢φ隨x的分布情況如圖所示。現(xiàn)將一質(zhì)量為m、電荷量為e的電子從x=?1cm處由靜止開始，僅在電場力作用下在x軸上往返運動。下列說法正確的是(

)A.坐標原點左側(cè)和右側(cè)的電場強度大小之比為2：1

B.電子的電勢能最大為eφ0

C.電子最遠能夠運動到原點右側(cè)0.5cm處

D.電子運動過程中的最大速度為9.如圖所示，為兩個小燈泡L1、L2的伏安特性曲線，將這兩個小燈泡并聯(lián)后，接在電動勢為3V，內(nèi)阻3Ω的電源上，則(

)A.L1中的電流約為0.3A

B.電源的效率約為50%

C.L2的電功率約為0.2W

D.10.如圖所示，電源E對電容器C充電，當C兩端電壓達到80?V時，閃光燈瞬間導通并發(fā)光，C放電．放電后，閃光燈斷開并熄滅，電源再次對C充電．這樣不斷地充電和放電，閃光燈就周期性地發(fā)光．該電路(

)

A.充電時，通過R的電流不變

B.若R增大，則充電時間變長

C.若C增大，則閃光燈閃光一次通過的電荷量增大

D.若E減小為85?V，閃光燈閃光一次通過的電荷量不變?nèi)嶒烆}：本大題共2小題，共16分。11.某同學為了測定一個圓柱體工件材料的電阻率，采用了如下方法：

(1)利用游標卡尺和螺旋測微器分別測量圓柱體工件的高度和直徑，測量結(jié)果如圖1甲、乙所示，該工件高度H為______cm，直徑D為______mm。

(2)用多用電表測得該工件的電阻Rx大約為50Ω，該同學又用伏安法測定該工件的阻值，除被測電阻外，還有如下實驗儀器：

A.直流電源(電動勢E=12V，內(nèi)阻不計)

B.電壓表V1(量程0～3V，內(nèi)阻約為3kΩ)

C.電壓表V2(量程0～15V，內(nèi)阻約為25kΩ)

D.電流表A1(量程0～25mA，內(nèi)阻約為5Ω)

E.電流表A2(量程0～250mA，內(nèi)阻約為0.5Ω)

F.滑動變阻器R，阻值0～20Ω

G.開關(guān)S，導線若干

實驗要求電壓表的示數(shù)從零開始變化。請選取合適的器材幫該同學設(shè)計電路圖，并在圖2虛線框內(nèi)畫出你所設(shè)計的電路圖(請用V1或V12.某同學根據(jù)閉合電路歐姆定律測量電源的電動勢和內(nèi)阻。

(1)測量電源電動勢E和內(nèi)阻r的實驗方案為：設(shè)計如圖1所示的電路，調(diào)節(jié)滑動變阻器，改變電源兩端的電壓U和流過電源的電流I，依據(jù)公式______，利用測量數(shù)據(jù)作出U?I圖像，得出E和r。

(2)現(xiàn)有圖2所示的實驗器材和若干導線。圖中已將實驗器材進行了部分連接，還應(yīng)當用一根導線將電壓表接線柱?與______接線柱連接，再用另一根導線將電壓表接線柱g與______接線柱連接。(填寫接線柱對應(yīng)的字母)

(3)電路接線完畢，在保證電路安全的情況下閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，發(fā)現(xiàn)電壓表讀數(shù)一直接近3V而電流表讀數(shù)始終為零。已知導線與接線柱均無故障，且故障只有一處?，F(xiàn)只改變電壓表接線，再閉合開關(guān)、調(diào)節(jié)變阻器。下列推斷正確的是______。

A.電壓表接在a、f之間，電壓表、電流表讀數(shù)總為零，表明滑動變阻器短路

B.電壓表接在a、b之間，電壓表讀數(shù)總接近3V、電流表讀數(shù)總為零，表明電流表斷路

C.電壓表接在c、d之間，電壓表、電流表讀數(shù)總為零，表明開關(guān)是完好的

(4)從輸出特性來看，電源通常有恒壓源和恒流源兩種模型。如圖3(a)所示，將電源看作輸出電壓恒為US的理想電源(無內(nèi)阻)與電阻RS串聯(lián)，若該電源輸出的電壓幾乎不隨負載RL阻值的變化而變化，則被稱為恒壓源(即圖中虛線框部分)；如圖3(b)所示，將電源看作輸出電流恒為IS的理想電源(內(nèi)阻無限大)與電阻RS并聯(lián)，電源向外電路輸出的電流幾乎不隨負載RL阻值的變化而變化，則被稱為恒流源(即圖中虛線框部分)。

某種太陽能電池在特定光照條件下，隨著負載RL阻值的變化，其輸出電壓U與輸出電流I四、簡答題：本大題共1小題，共12分。13.為了確保載人飛船返回艙安全著陸，設(shè)計師在返回艙的底部安裝了4臺完全相同的電磁緩沖裝置，如圖(a)所示，圖(b)為其中一臺電磁緩沖裝置的結(jié)構(gòu)簡圖。艙體沿豎直方向固定著兩光滑絕緣導軌MN、PQ，導軌內(nèi)側(cè)安裝電磁鐵(圖中未畫出)，能產(chǎn)生垂直于導軌平面的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B。導軌內(nèi)的緩沖滑塊K內(nèi)部用絕緣材料填充，外側(cè)繞有n匝閉合矩形線圈abcd，其總電阻為R，ab邊長為L。著陸時電磁緩沖裝置以速度v0與地面碰撞后，滑塊K立即停下，此后在線圈與軌道的磁場作用下使艙體減速，從而實現(xiàn)緩沖。導軌MN、PQ及線圈的ad和bc邊足夠長，返回艙質(zhì)量為m(緩沖滑塊K質(zhì)量忽略不計)，取重力加速度為g，一切摩擦阻力不計。求：

(1)緩沖滑塊K剛停止運動時，艙體的加速度大??；

(2)艙體著陸時(即導軌MN、PQ剛觸地前瞬時)的速度v的大小；

(3)若艙體的速度大小從v0減到v的過程中，艙體下落的高度為?，則該過程中每臺電磁緩沖裝置中產(chǎn)生的焦耳熱Q。

五、計算題：本大題共4小題，共46分。14.一個重力不計、比荷為k的帶電粒子，以某一速度從坐標(0,a)的P點，平行于x軸射入磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直紙面向外的半徑為R的圓形勻強磁場區(qū)域，并從x軸上Q點射出磁場，出射速度方向與x軸正方向夾角為60°，如圖所示。求：

(1)帶電粒子在磁場中運動的軌跡半徑r；

(2)帶電粒子進入磁場時的速度v；

(3)粒子從P運動到Q點的時間t。15.一列簡諧橫波沿x軸負方向傳播的，t=0時刻的波形圖如圖所示，此時坐標為(1,0)的質(zhì)點剛好開始振動，P質(zhì)點的坐標為(3,0)，Q點的坐標是(?3,0)。t1=0.6s時，P質(zhì)點首次位于波峰位置。求：

(1)這列波的傳播速度；

(2)若經(jīng)t2時間Q質(zhì)點第一次到達波谷，求t2；

(3)0～1.6s內(nèi)，質(zhì)點16.神舟十三號載人飛船的返回艙距地面10km時開始啟動降落傘裝置，速度減至10m/s，并以這個速度開始在大氣中降落。在距地面1m時，返回艙的四臺緩沖發(fā)動機開始豎直向下噴氣，艙體再次減速。每次噴氣時間極短，返回艙的質(zhì)量和降落傘提供的阻力可以認為不變。

(1)設(shè)最后減速過程中返回艙做勻減速直線運動，并且到達地面時恰好速度為0，求：

a.最后減速階段的加速度大?。?/p>

b.返回艙的總質(zhì)量大約3噸，根據(jù)資料，返回艙發(fā)動機對地噴氣速度約為3km/s，試估算每秒每個噴嘴噴出的氣體質(zhì)量。

(2)若返回艙總質(zhì)量為M，當其以速度v0勻速下落過程中，開動噴氣發(fā)動機開始豎直向下噴氣，每次噴出氣體的質(zhì)量為m，如果噴出氣體相對地面的速度大小為v，噴氣兩次后返回艙的速度v1是多大？

(3)據(jù)國家航天局消息，8月太陽探測試驗衛(wèi)星“羲和號”發(fā)現(xiàn)，在地球表面附近觀測到的單位體積內(nèi)太陽風粒子的數(shù)目為n，每個太陽風粒子的質(zhì)量為m0，假設(shè)地球周邊所觀測的太陽風的平均速率為v，且運動過程損失忽略不計，已知太陽到地球的距離為r17.如圖所示，空心圓柱體的半徑為2R、長為4R，內(nèi)表面涂有熒光粉，中間為某電學器件。該電學器件由陰極和陽極構(gòu)成，中間陰極是一根長為4R的細長直導體，陽極是環(huán)繞陰極且半徑為R的金屬網(wǎng)罩。從陰極均勻發(fā)射的電子(初速度不計)，經(jīng)加速后從陽極小孔水平射出，撞到內(nèi)壁被吸收，可使內(nèi)壁發(fā)光。已知陰、陽兩極之間所加電壓恒為U，電子質(zhì)量為m、電荷量為e，電子重力、電子間相互作用力以及其他阻力均不計。

(1)求電子從陽極射出時的速度大?。?/p>

(2)若在陽極與圓柱體內(nèi)壁之間加沿軸線方向的勻強電場，恰好能夠使上表面處于陽極與圓柱體內(nèi)壁之間的熒光粉發(fā)光，求所加電場的電場強度的大小和方向；

(3)若在陽極與圓柱體內(nèi)壁之間加沿軸線方向的勻強電場，求撞到上表面的電子數(shù)與總電子數(shù)之比η與電場強度大小E的函數(shù)關(guān)系。

參考答案1.B

2.B

3.D

4.A

5.C

6.C

7.C

8.CD

9.BD

10.BCD

11.10.220

5.900

12.U=E?Ir

c

f

BC

13.解：(1)緩沖滑塊K剛停止運動時，單個閉合矩形線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：E=nBLv0

回路電流為：I=ER

返回艙所受單個閉合矩形線圈的安培力為：F安=nBIL

根據(jù)牛頓第二定律得：4F安?mg=ma

聯(lián)立以上各式解得：a=4n2B2L2v0mR?g

(2)返回艙向下做減速運動，受到向上的安培力和向下的重力，隨著速度的減小，安培力減小，直到安培力減小到與重力大小相等時，速度最小，此后勻速運動，直至艙體著陸時速度大小為v，

此時感應(yīng)電動勢：E′=nBLv

感應(yīng)電流：I′=E′R

安培力：F′安=nBI′L

由平衡條件可知：4F′安=mg

聯(lián)立以上解得：v=mgR4n2B2L2

(3)由能量守恒

mg?+114.解：(1)粒子運動的軌跡如圖，

由幾何知識得

rcos60°+a=r

所以

r=2a

(2)由洛倫茲力提供向心力，得

qvB=mv2r

整理得

v=2kBa

(3)粒子做圓周運動的周期

T=2πmqB,解得T=2πkB

粒子運動的時間

t=60°360°T,解得t=π3kB

答：(1)帶電粒子在磁場中運動的軌跡半徑r等于2a；

(2)15.解：(1)由波形圖可知，波長為：λ=4cm=0.04m

由于波沿x軸負方向傳播，根據(jù)波形平移法知t=0時刻P點向下振動，經(jīng)過34個周期首次到達波峰位置，由此可知：34T=0.6s

解得周期：T=0.8s

故波速為：v=λT=0.040.8m/s=0.05m/s；

(2)根據(jù)平移法可得：t2=Δxv=4×10?2?(?3×10?2)0.05s=1.4s；

(3)根據(jù)波形圖，振幅A=4cm=0.04m

1.6s=2T，每個周期內(nèi)P點路程為4A，故質(zhì)點P的路程為：

s=2×4A=8A=8×0.04m=0.32m。

答：16.解：(1)a.由勻變速運動關(guān)系式，可知v02=2a?，解得：a=50m/s2；

b.以向下為正方向，由動量守恒可知：Mv0=M(v0?aΔt)+4mv2