2024届全国物理高二年级上册期末综合测试试题含解析

2024届全国物理高二上期末综合测试试题

注意事项

1.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回.

2.答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置.

3.请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符.

4.作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他

答案.作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效.

5.如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗.

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、一个质子（；H）和个a粒子He）沿垂直于磁感线方向从同一点射入一匀强磁场中，在磁场中速度分别为内、

V2,运动时间分别为A、包若它们在磁场中运动轨迹是重合的，如图所示，下列正确的是（）

A.时间之比为1:2,速度之比为1：2B.时间之比为2:1,速度之比为1:2

C.时间之比为1：2,速度之比为2:1D.时间之比为2:1,速度之比为2:1

2、如图所示，质量为加、长度为L的金属棒两端由等长的轻质细线水平悬挂在。、。点，处于竖直向上的匀强

磁场中，磁感应强度大小为8；棒中通以某一方向的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为夕，重力加速度为g.则

A.金属棒中的电流方向由N指向M

B.金属棒所受安培力的方向垂直于平面向上

C.金属棒中的电流大小为幽tan3

BL

D.每条悬线所受拉力大小gmgcos0

3、某同学对四个电阻各进行了一次测量，把每个电阻两端的电压和通过它的电流在坐标系中描点，得到了如图所

示的a、b、c、d四个点，其中电阻值最大的是

b

a•

c*/

O1------------------>1

A.a点对应的电阻

B.6点对应的电阻

C.c点对应的电阻

D.d点对应的电阻

4、如图所示，一个带正电、质量为机的小球3用绝缘细绳拴住，另一个带正电小球A固定在绝缘竖直墙上，小球3

在重力、细绳拉力和小球A库仑力的作用下静止，且4、5两球处于离地面高度为人的同一水平面上.现将细绳剪断,

下列说法正确的是（）

A.小球B从细绳剪断瞬间起开始做平抛运动

B.小球3在细绳剪断瞬间加速度等于g

C.小球3在空中运动的时间小于

D.小球B落地的速度等于向i

5、在匀强电场中，将一质量为血电荷量为g的小球由静止释放，带电小球的运动轨迹为一直线，该直线与竖直方向

的夹角为。，如图所示，则匀强电场的电场强度大小为

A.最大值是丁

B.最小值是3

q

C.唯-值是幽幽

q

D.以上都不对

6、电流表的内阻是Rg=200Q,满刻度电流值是/g=500jiA,现欲把这电流表改装成量程为2.0V的电压表，正确的方

法是

A.应串联一个0.05Q的电阻B.应并联一个0.05Q的电阻

C.应串联一个3800。电阻D.应并联一个3800Q的电阻

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、回旋加速器在科学研究中得到了广泛应用，其原理如图所示.Di和D2是两个中空的半圆形金属盒，置于与盒面垂

直的匀强磁场中，它们接在电压为U、周期为T的交流电源上.位于Di圆心处的粒子源A能不断产生a粒子（初速

度可以忽略），它们在两盒之间被电场加速.当a粒子被加速到最大动能日后，再将它们引出.忽略a粒子在电场中

的运动时间，则下列说法正确的是（）

A.a粒子第n次被加速前、后的轨道半径比为斤开:6

B.若是增大交变电压U,则a粒子的最大动能反会变大

C.若改变交流电压的周期，仍可用此装置加速笊核

D.若只增大交变电压U,则a粒子在回旋加速器中运行的时间会变短

8、如图所示，电表均为理想电表，两个相同灯泡电阻均为R,且R大于电源内阻心将滑动变阻器滑片向下滑动,

电压表Vi、V2、V3示数变化量的绝对值分别为AS、AS、AS,电流表A示数变化量的绝对值为A/,贝！）（）

A.两灯泡的亮度始终一样且逐渐变暗B.Vi、V2的示数增大，V3的示数减小

C.\U3与A/的比值为2R+rD.\U3>\Ui>\U2

9、如图甲所示，正六边形导线框成cdd放在匀强磁场中静止不动，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度3随时间f

的变化关系如图乙所示.f=0时刻，磁感应强度5的方向垂直纸面向里，设产生的感应电流以顺时针方向为正、竖直

边cd所受安培力的方向以水平向左为正.则下面关于感应电流z♦和cd边所受安培力F随时间f变化的图象正确的是

10、如图甲所示，一个圆形线圈的匝数"=100,线圈面积S=200cm2,线圈的电阻片1Q,线圈外接一个阻值R=4Q的

阻值，把线圈放入一方向垂直线圈平面的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示.下列说法中正确的是

()

A.线圈中感应电流方向为顺时针方向

B.电阻R两端的电压随时间均匀增大

C.线圈电阻r消耗的功率为4xlO4W

D.前4s内通过R的电荷量为8xlO-2C

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）如图，一电子束在阴极射线管中从右向左运动，手拿条形磁铁上端，让条形磁铁的下端靠近阴极射线管，

电子束发生向下偏转，则图中条形磁铁的下端是极（填"N”或"S”）。若将条形磁铁拿开，加一竖直方向的

匀强电场，仍使电子束向下偏转，则匀强电场的方向竖直向（填“上”或“下”）。

12.（12分）有一根细而均匀的导电材料样品（如图a所示），截面为同心圆环（如图b所示），此样品长约为6cm,电阻

约为100。，已知这种材料的电阻率为p,因该样品的内径太小，无法直接测量

现提供以下实验器材：

A.20分度的游标卡尺

B.螺旋测微器

C.电压表V（量程3V,内阻约3kfl）

D.电流表Ai（量程50mA,内阻约20。）

E.电流表A2（量程0.3A,内阻约1Q）

F.滑动变阻器R（0〜20O,额定电流2A）

G.直流电源E（约4V,内阻不计）

H.导电材料样品&

I.开关一只，导线若干

请根据上述器材设计一个尽可能精确地测量该样品内径d的实验方案，回答下列问题：

⑴用游标卡尺测得该样品的长度为L;用螺旋测微器测得该样品的外径如图c所示，其示数_________mm

⑵请选择合适的仪器，设计一个合理的电路图来测量导电材料样品的电阻艮.在方框内画出实验电路原理图，并标明

所选器材的符号.这个实验电阻R*的测量值将（填“大于”“等于”或“小于”）实际值

⑶若某次实验中，电压表和电流表的读数分别为。和/,则用已知物理量和测得的物理量的符号来表示样品的内径d

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，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=lO的电源，导轨平面与

水平面间的夹角。=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。时，金属杆ab刚好处于静止状态，取g=10m/s2,41137。=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

14.（16分）如图所示，水平放置的两块长直平行金属板。、匕相距d=0.10m,a.B间的电场强度为E=5.0X1（）5N/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

量为0=1.6x10〃8c的带正电的粒子（不计重力），从贴近a板的左端以vo=l.OxlO6m/s的初速度水平射入匀强电场，刚好

从狭缝尸处穿过b板而垂直进入匀强磁场，最后粒子回到分板的。处（图中未画出）.求尸、0之间的距离L

xxxx^xxxx

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AB=R=0.2m,把一质量,"=0.1kg,带电

4

量为q=+l（T,C的小球，放在A点由静止释放后，求：（g=10m/s2）

⑴小球到达。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、C

【解析】粒子在磁场中做圆周运动的周期:

2兀m

1二-----

qB

m

因为5为定值，两粒子转过的圆心角相同均为半个周期，所以质子与a粒子的运动时间之比等于两粒子的一之比，故

q

质子与a粒子的运动时间之比

141

t=­：—=—O

Ha122

由牛顿第二定律得：

v

qvB=m——

r

解得：

qBR

v=

m

因5、R相同

122

v=一：一二一

"0141

故选C。

2、C

【解析】A：根据左手定则，可以知道金属棒中的电流方向由“指向N,故A项错误

B：金属棒所受安培力的方向垂直于和磁场方向水平向右，与OMNO'平面不垂直，故B项错误

C：对金属棒受力分析如图:

贝!]mgtan6=3①，得/=〃^=tan。，故C选项是正确的

BL

D：由受力分析可以知道，2Tcos6=mg,得T=—4，故D项错误

2cos。

所以选C

3、A

【解析】根据衣=U〃可知，某点与原点连线的斜率越大，则电阻越大，由图像可知。点与原点连线的斜率最大，电阻

最大；

A.。点对应的电阻，与结论相符，选项A正确;

B.》点对应的电阻，与结论不相符，选项B错误;

C.c点对应的电阻，与结论不相符，选项C错误;

D.d点对应的电阻，与结论不相符，选项D错误;

故选A.

4、C

【解析】对小球受力分析可知，结合库仑定律，小球受到球的重力和库仑力的共同的作用，此过程中库仑力是不断减

小的，小球不只受到重力的作用，做变速曲线运动

【详解】A、B、将细绳剪断瞬间，小球受到球的重力和库仑力的共同的作用，合力斜向右下方，并不是只有重力的作

用，因此剪断瞬间起开始，不可能做平抛运动，且加速度大于g,故A错误，B错误；

C、D、小球在落地过程中，除受到重力外，还受到库仑斥力，那么竖直方向加速度大于g,因此球落地的时间小于

落地的速度大于J丽，故C正确，D错误.

故选C.

【点睛】对小球受力分析，根据球的受力的情况来判断小球的运动的情况及各力做功情况，要注意的库仑力是不断减

小的

5、B

【解析】物体做直线运动的条件是合外力方向与速度方向在一条直线上，即垂直于速度方向的合外力为零，故静电力

最小值就等于重力垂直于速度方向的分力，即

、合力

mgsinO=qE,

解得

_mgsinO

JLL—

q

A.最大值是，与结论不相符，选项A错误;

q

B.最小值是鳖幽，与结论相符，选项B正确；

q

Tn2tcmO

C.唯一值是」——，与结论不相符，选项C错误；

q

D.以上都不对，与结论不相符，选项D错误；

故选B。

6、C

【解析】把电流表改装成2V的电压表需要串联分压电阻，串联电阻阻值为:

2

—2000=3800

500x1()6。

A.与分析不符，故A错误;

B.与分析不符，故B错误;

C.与分析相符，故C正确;

D.与分析不符，故D错误;

故选C。

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、AD

【解析】回旋加速器是通过电场进行加速，磁场进行偏转来加速a粒子.a粒子在磁场中运动的周期与交流电源的周

期相同，根据T=—^比较周期.当a粒子最后离开回旋加速器时的速度最大，根据qvB=mL求出粒子的最大速度,

qBr

从而得出最大动能的大小关系

【详解】根据洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动，则有半径公式氏==与nqU=Jmv2,所以a粒子第n次被加速

Bq2

2

前后的轨道半径之比为g:G，故A正确；根据qvB=mE,得v=型.则a粒子最大动能Ek=|mv=小二，

rm2m

271m

与加速电压无关，故B错误，根据丁=一不可知，a粒子与气核在磁场中运动的周期相同，若改变交流电压的周期,

qB

所以不能用此装置加速笈核，故C错误；若只增大交变电压U,则a粒子在回旋加速器中加速次数会减小，导致运行

时间变短，故D正确；故选AD

【点睛】解决本题的关键知道带电粒子在磁场中运动的周期与交流电源的周期相同，求出粒子的周期和最大动能，根

据质量比和电量比，去比较周期和最大动能

8、AD

【解析】A.此电路为串联电路，将滑片向下滑动，电路中的总电阻增大，总电流减小，通过两串联灯泡的电流始终

一样且减小，两灯泡逐渐变暗，A正确；

B.电压表V2测量的是路端电压，电压表Vi测量的是灯泡Li两端的电压，因总电流减小，所以Vi的示数减小、V2

的示数增大，B错误；

C.将灯泡Li的电阻等效为电源的内阻，由闭合电路欧姆定律知

C错误；

D.又由

△U,bU\

-----=r,------=R

MM

可知AS>AUi>AS,D正确。

故选ADo

9、AC

【解析】分析：根据法拉第电磁感应定律求出各段时间内的感应电动势和感应电流的大小，根据楞次定律判断出感应

电流的方向，通过安培力大小公式求出安培力的大小以及通过左手定则判断安培力的方向

解答：解：A、0〜2s内，磁场的方向垂直纸面向里，且逐渐减小，根据楞次定律，感应电流的方向为顺时针方向，为

正值.根据法拉第电磁感应定律，E='"、=BoS为定值，则感应电流为定值，在2〜3s内，磁感应强度方

&R

向垂直纸面向外，且逐渐增大，根据楞次定律，感应电流方向为顺时针方向，为正值，大小与0〜2s内相同.在3〜4s

内，磁感应强度垂直纸面向外，且逐渐减小，根据楞次定律，感应电流方向为逆时针方向，为负值，大小与。〜2s内

相同.在4〜6s内，磁感应强度方向垂直纸面向里，且逐渐增大，根据楞次定律，感应电流方向为逆时针方向，为负

值，大小与0〜2s内相同.故A正确，B错误

C、在0〜2s内，磁场的方向垂直纸面向里，且逐渐减小，电流恒定不变，根据FA=BIL,则安培力逐渐减小，cd边所

受安培力方向向右，为负值.0时刻安培力大小为F=2BoIoL.在2s〜3s内，磁感应强度方向垂直纸面向外，且逐渐增

大，根据FA=BIL,则安培力逐渐增大，cd边所受安培力方向向左，为正值，3s末安培力大小为BoIoL.在2〜3s内，

磁感应强度方向垂直纸面向外，且逐渐增大，则安培力大小逐渐增大，cd边所受安培力方向向右，为负值，第4s初的

安培力大小为BoIoL.在4〜6s内，磁感应强度方向垂直纸面向里，且逐渐增大，则安培力大小逐渐增大，cd边所受

安培力方向向左，6s末的安培力大小2BoIoL.故C正确，D错误

故选AC

10、CD

【解析】A.根据楞次定律可知，穿过线圈的磁通量增大，则线圈中的感应电流方向为逆时针方向，故A错误；

B.由法拉第电磁感应定律：E=〃丝可得：

感应电动势：

04-02

E=100x-——-x200x104=0.1V

4

平均电流：

电阻R两端的电压

U=0.02x4=0.08V

即电阻R两端的电压不变，故B错误；

C.线圈电阻消耗的功率：

尸二尸曰四*l=4x10-4w

故C正确；

D.前4s内通过的电荷量为：

尸/U0.02x4=0.08C

故D正确；

故选CDo

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.N②.上

【解析】口］电子带负电，由图可知电子运动的方向向左，电子向下偏转，根据左手定则可知，磁场的方向向外，则图

中条形磁铁的下端是N极；

⑵若加一竖直方向的匀强电场，仍使电子束向下偏转，则匀强电场的方向与带负电的电子受力的方向相反，为竖直向

上。

12、①.6.125±0.002②.③.小于④.

【解析】（1）由图c所示螺旋测微器可知，固定刻度示数为6mm,可动刻度示数为12.2x0.01mm=O.122mm,螺旋测微

器示数D=6mm+0.122mm=6.122mm

⑵由所给实验器材可知，应采用伏安法测电阻阻值，由于待测电阻阻值约为100。，滑动变阻器最大阻值为200,为

u3

测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法；电路最大电流约为/=—=y=0.03A=30mA,电流表应选Ai,

R100

电流表内阻约为20Q,电压表内阻约为3000Q,相对来说电压表内阻远大于待测电阻阻值，电流表应采用外接法，实

验电路图如图所示；电流表采用外接法，由于电压表分流，电流测量值大于真实值，电阻测量值小于真实值

R

（3）由欧姆定律可知，样品电阻：R=O,由电阻定律可知：=P^=PD-3、，解得：d=—攵丝；

I"（5）一"（5）V兀U

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。

1