江西省鹰潭市2023-2024学年高二年级上册1月期末物理试题（解析版）

鹰潭市2023-2024学年度上学期期末质量检测

高二物理试题

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

有一项符合题目要求。

1.以下关于物理学史说法正确的是（）

A.库仑通过扭秤实验直接测出了静电力常量的数值

B.奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭示了电和磁之间的联系

C.法拉第在对理论和实验资料进行严格分析后，得出了法拉第电磁感应定律

D.麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在

K答案HB

H解析UA.库仑通过招秤实验得到了库仑定律,没有测出了静电力常量的数值,故A错

误；

B.奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭示了电和磁之间的联系，故B正确；

C.法拉第发现了磁生电的条件，纽曼、韦伯在对理论和实验资料进行严格分析后，提出了

法拉第电磁感应定律，故C错误；

D.麦克斯韦建立了电磁场理论，赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，故D错误。

故选B。

2.如图所示，正立方体A3CD—4旦GR,上下底面的中心为。和Q,现将电量相等的

四个点电荷分别固定在A、A、c、G处，其中，4和C1处为正电荷，C和4处为负电荷,

下列说法正确的是（）

A.平面80口片是一个等势面

B.0点与。点的电场强度大小相等、方向相同

C.B点与用点的电场强度大小相等、方向相同

D.将正试探电荷+4由。点沿直线移动到。1点，其电势能一直减小

K答案』A

K解析XA.等量异种点电荷的中垂面是等势面，可知平面片是一个等势面，故A

正确；

BC.作出各点电荷在0点与。点、8点与B1点的电场强度如图：

电场强度是矢量，其叠加遵循平行四边形定则，可见在。点与。1点的电场强度方向相反、

8点与片点的电场强度方向也相反，故BC错误；

D.平面3。口片是一个等势面，将正试探电荷+q由。点沿直线移动到。।点，其电势能不

变，故D错误。

故选Ao

3.如图所示为一种获得高能粒子的装置原理图，环形管内存在垂直于纸面、磁感应强度大

小可调的匀强磁场（环形管的宽度非常小），质量为机、电荷量为4的带正电粒子可在环中

做半径为K的圆周运动。A、4为两块中心开有小孔且小孔距离很近的平行极板，原来电势

均为零，每当带电粒子经过A板刚进入A、8之间时，A板电势升高到+U，B板电势仍保

持为零，粒子在两板间的电场中得到加速，每当粒子离开8板时，A板电势又降为零，粒子

在电场中通过一次次加速使得动能不断增大，而在环形区域内，通过调节磁感应强度大小可

使粒子运行半径R不变。己知极板间距远小于心则下列说法正确的是（）

环形管

A.环形区域内匀强磁场的磁场方向垂直于纸面向里

B.粒子在绕行的整个过程中，4板电势变化的频率越来越大

C.粒子从A板小孔处由静止开始在电场力作用下加速，绕行N圈后回到A板时的速度大小

为、尽

Vm

D.粒子绕行第5圈时，环形区域内匀强磁场的磁感应强度为?吆

列q

K答案』B

R解析』A.正电荷在4、B之间是加速，故电荷顺时针转动；在磁场中洛伦兹力提供向心

力，由左手定则知，磁场方向垂直于纸面向外，故A错误：

B.A板电势变化的周期与粒子在磁场中圆周运动的周期相同，由于粒子在加速，速度增大，

根据7=—可知周期要递减，即A板电势变化的频率越来越大，故B正确；

V

C.粒子在电场中加速，根据动能定理有

D.粒子在磁场中由牛顿第二定律有

v

Q\\B„=m-

…R

解得

可知，线圈中感应电动势也加倍，由电阻定律

R=p—

S

可知，线圈匝数加倍，长度也加倍，电阻加倍。由欧姆定律可知线圈中感应电流的峰值不会

加倍，故D正确。

故选D。

5.如图所示，电路中定值电阻K的阻值等于电源内阻厂的阻值，定值电阻凡的阻值等于

2r,开关S闭合，平行板电容器中带电质点P原来处于静止状态，将滑动变阻器滑片向上

滑动，理想电压表V-%、乂的示数变化量的绝对值分别为AQ、△&、△4，理想电

流表A示数变化量的绝对值为4,下列说法正确的是（）

二二p@L

A.理想电压表V1示数增大，理想电压表V2示数减小，理想电流表A示数增大

B.质点将向下运动，定值电阻用中有从。流向力的瞬间电流

D.电源的输出功率减小

K答案HD

K解析HA.分析电路可知，当开关S闭合，滑动变阻器与定值电阻以串联后接在电源两

端；将滑动变阻器的滑片向上滑动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路总电阻变大，电

路电流减小，理想电流表A示数减小；

理想电压表Vi测量定值电阻Rx两端的电压，据欧姆定律可得

U、=IR\

电路电流减小，则a变小，即理想电压表V1示数减小；

而理想电压表V2测量电源的路端电压，据闭合电路欧姆定律可得

U2=E-Ir

电路电流减小，电源内阻上分得的电压变小，电源路端电压增大，理想电压表V2的示数增大。

故A错误；

B.理想电压表V3测量滑动变阻器两端的电压，据闭合电路欧姆定律可得

。3=£_/（凡+―）

电路电流减小，则4增大；

根据

6

可知电容器的电荷量Q增大，电容器充电，所以定值电阻/?2中有从〃流向。的瞬间电流;

又

£S

C=和E

4jrkdd

可得

47TkQ

E=

sS

电荷量。增大，E增大，向上的电场力增大，则质点将向上运动，BIS误;

C.理想电压表VI测量定值电阻R两端电压，据欧姆定律可得

U\=1R

理想电压表V2测量电源的路端电压，据闭合电路欧姆定律可得

U2=E-Ir

理想电压表V3测量滑动变阻器两端的电压，据闭合电路欧姆定律可得

U3=E-I（R^r）

电路中定值电阻R的阻值等于电源内阻r的阻值，当电路中电流增大,电阻Ri的阻值不变,

故

A7v17AZ1M

故C错误；

D.电源的输出功率与外电阻变化的图像如下

定值电阻Q的阻值等于电源内阻「的阻值，将滑动变阻器的滑片向上滑动，滑动变阻器接

入电路的电阻增大，电路的外电阻阻值从大于内阻厂继续增大，则电源的输出功率减小，故

D正确。

6.如图所示，水平放置的平行板电容器上极板。与下极板b带等量的异种电荷，上极板a

与另一平行板电容器上极板c相连，尸是两极板间的一个点。现将极板b和极板4接地，此

时一质量为小的带电小球在P点正好处于静止状态。已知极板〃和c带正电，规定大地的

电势为零，重力加速度为g,下列说法正确的是（）

A.小球带正电

B.若将极板a上移一小段距离，带电小球仍保持静止

C.若将极板a上移一小段距离，带电小球将向下运动

D.若将极板b上移一小段距离，c、d两极板间电势差将增大

R答案XB

R解析》A.两极板间匀强电场的方向向下，由二力平衡可得小球受到的电场力竖直向上,

则小球带负电，A错误；

BC.由公式

4ikQ

当把极板。向上移动一小段距离，两极板间的距离d增大，但对七无影响，则带电小球仍

保持静止，B正确，C错误；

D.若将极板人上移一小段距离，a、匕两极板间的距离d减小，E不变，则a、b两极板间

电势差U帅将减小，。板电势减小，c板电势减小，而极板b和极板d接地电势为0,则c、

d两极板间电势差将减小，故D错误。

7.理想变压器原、副线圈a、b的匝数之比为m:〃2=5:1,原线圈接在u=220>/2-sin(100^)V

的交流电源上，副线圈中“20V20W”的灯泡L恰好正常发光，电阻4=1℃，电压表V为

理想电表。则下列推断正确的是1)

A.原线圈的输入电压为150VB.交变电流的频率为100Hz

C.电压表V的示数为30匹VD.&消耗的功率小于与消耗的功率

K答案』A

R解析UB.由〃=220>/Lsin(l(X)m)V可知，电源的输入电压为

a〃=22O0V

角速度为

co=lOO^rad/s

频率为

/=—=50Hz

21

故B错误；

C.灯泡正常发光，则电流为

I、=竭-=1A

2U.

电压表V的示数为

U2=I2R2+UL=30\/

故c错误；

A.根据原副线圈电压与匝数成正比，有

£L=ZL

U2n2

解得原线圈的输入电压为

t/j=150V

故A正确；

D.电源根据原副线圈电流与匝数成反比，有

，24

解得

Z,=0.2A

电源输入电压的有效值为

。=塘=220丫

V2

根据欧姆定律和功率公式可得Ri消耗的功率为

[=4(U-a)=0.2X(220-150)W=14W

R2消耗的功率为

8=//=10W

可知R1消耗的功率大于a消耗的功率，故D错误。

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，有选错的得0分。

8.一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正方向运动，其电势能综随位移x变化的关系

如图所示，其中。段是关于直线x=玉对称的曲线，马~七段是直线，则下列说法正

确的是()

A.。~斗段的电场强度在逐渐减小

B.々~工3段的电场强度大小不变，方向沿着/轴负方向

C.0~刍段，粒子运动过程中的动能先增大后减小

D.若0、$、/、七处电势为%、6、%、中3,则例＜%=。2＜。3

K答案》AC

K解析》A.根据

Ep=q(p,七=半

Ar

可知

\E

——-n=Eq

Ax

可知一1图像斜率的绝对值等于粒子受到的电场力大小，0~%段「一工图像斜率的绝对

值逐渐减小，粒子受到的电场力逐渐减小，电场强度在逐渐减小，故A正确：

B.七~七段综一1图像斜率的绝对值不变，电场强度大小不变，负电荷在高电势处电势

能反而小，可知七~刍段电势逐渐减小，根据沿电场线电势降低，方向沿着x轴正方向，

故B错误；

C.。~刍段，粒子运动过程中电势能先减小后增大，电场力先做正功后做负功，动能先增

大后减小，故c正确；

D.粒子的电势能为

Ep=叭-G

则

仍V=%V例

故D错误。

故选AC。

9.如图甲所示，有一个电阻不计的“匚''形导轨放置在绝缘水平桌面上，两横轨间的距离为",

整个空间内有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为8。电阻为「、质量为〃，的光滑金属棒，力

置于导轨上，受到水平向右的外力尸的作用由静止开始运动，外力尸与金属棒速度口的关

系如图乙所示。金属棒与导轨始终垂直且接触良好，金属棒受到的安培力大小为耳，感应

电流的功率为P。下列图像可能E确的是（）

.__________________r/

xlX.XXXX

x|-w^xXX^XLx

.XXh，\

hi---------

甲乙

乜r

OtOt

K

to

R答案》AD

K解析X设某时刻金属棒的速度为u,对金属棒由牛顿第二定律

F-FA=ma

由图像可知

F=F0+kv

其中

F、=BId=典之

即

B2d\

=ma

化简可得

FQ+(k-^-)v=ma

R212

如果&>2匕，则加速度与速度成线性关系，且随着速度增大，加速度越来越大，即金属

r

棒运动的丫一，图像的切线斜率越来越大，由于以二与也，所以入-/图像的切线斜率也

越末越大，感应电流的功率P=也会随着时间变化的越末越快；

r

D212

如果R=l_,则

r

”空

m

即金属棒做匀加速直线运动，电动势随时间均匀增大，安培力随时间均匀增大，但感应电流

的功率

B2d2v2B2d2a2,

P=---------=----------r

rr

与时间的二次方成正比；

如果RV2生，则金属棒做加速度越来越小加速运动，安培力和感应电流的功率的变化

r

率随时间先增大后减小，最后恒定。

10.一匀强磁场的磁感应强度大小为以方向垂直于纸面向外，其边界如图中虚线所示，半

圆弧机•的半径为七ab、cd与直径be共线，ab间的距离等于圆的半径。一束质量为机、

电荷量为4（4>0）的粒子，在纸面内从〃点以大小不同的速率垂直于"射入磁场。不计粒

子重力及粒子之间的相互作用，sin37°=0.6,cos37°=0.8,下列说法正确的是（）

A.粒子在磁场中运动的最短时间应为k

3Bq

Kin

B.若粒子在磁场中的运动时间最长，则粒子在磁场中的运动时间为丁

Bq

3R

C.若粒子运动轨迹经过圆心0,则粒子射入磁场时的运动轨道半径为5-

127兀m

D.若粒子运动轨迹经过圆心。，则粒子在磁场中的运动时间为

180”

K答案》ABD

K解析》A.当轨迹圆弧所对应的弦与A半圆形边界相切时，轨迹圆弧所对应的弦与外

的夹角最大，那么轨迹的圆心角e最小，运动时间最短，其轨迹如图所示

d

圆心恰好位于力点，此时轨迹对应的圆心角为120。，粒子在磁场中的运动时间为

1200丁12五m2乃

t.=----T=-x----=----

m，n360°3qB3qB

故A正确；

B.若粒子在磁场中的运动时间最长，则粒子在磁场中偏转对应的圆心角为180。，粒子在磁

场中的运动时间为

180°_12/rfn/rm

t=----T=—x----=---

max360°2qBqB

故B正确；

CD.若粒子运动轨迹经过圆心O,则粒子运动的轨迹如图所示

d

由几何关系可得

R2+r2=(2R-r)2

解得粒子轨道半径为

3R

r=——

4

设粒子在磁场中转过的角度为6,则有

R4

tan(18O0-6>)=-=-

r3

可得。=127。

则粒子在磁场中的运动时间为

I=1270/T=127^-w

―360。-18018

故C错误，D正确。

三、非选择题，本题共5小题，共54分。

II.某实验小组在学校实验室进行了“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验。

(1)下列对实验的分析说法正确的是O

A.为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数

B.要研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，应该保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈

的匝数

C.测量电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量

D.变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线图

I一

o

」M

o

—

A耄

M

?E1

B

A

(2)甲、乙两位同学在实验过程中，分别选用了如图A、B两种装置的一种进行实验。其

中，甲同学通过实验得到了如下表所示的实验数据，表中々、%分别为原、副线圈的匝数，

a、u?分别为原、副线圈的电压，通过数据可以判断甲同学所用的实验装置是

(填“A”或"B”)。甲同学通过对实验数据的分析，得出在误差允许范围内，原、副线圈的电

压之比等于其匝数之比。

实验次数々/匝〃2/匝U\NU?N

18004008.003.68

28001008.000.90

32001008.003.61

414001008.000.50

(3)乙同学采用另一种装置进行实验。在实验中，原、副线圈匝数之比〃原

线圈两端与％=220>/5sin(100R)V的交流电源相连。将副线圈两端接交流电压表，则交

流电压表的示数可能是。

A.44.0VB.62.2VC.19.1VD.220.0V

K答案』(1)BC或CB(2)A(3)C

R解析』(1)[1]A.为确保实验安全，应该降低输出电压，实验中要求原线圈匝数大于副

线圈匝数，故A错误；

B.要研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，应该保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈

的匝数，进而测得副线圈电压，找出相应关系，故B正确；

C.为了保护电表，测量副线圈电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的

挡位进行测量，故c正确；

D.变压器的工作原理是电磁感应现象，即不计各种损耗，在原线圈上将电能转化成磁场能，

在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到传递磁场能的作用，不是铁芯导电来传输电能,

故D错误。

故选BCo

(2)[2]由表中数据可知

-q>-4

可见变压器工作时有能量损失，可以判断甲同学所用的实验装置是Ao

（3）⑶原线圈两端与场=220后sin（100加）V的交流电源相连，则

（7,=220V

根据

U2n2

可得

S=^=44V

由于变压器工作时有能量损失，实际电压将小于44V。

12.某实验小组测量一段由新材料制成的粗细均匀电阻丝的电导G,电导与其电阻R是倒数

关系。

（1）若用多用电表粗测某电阻的阻值。当用电阻“X100”挡时，发现指针向右偏转角度过大，

接着在“X10”或“xlK”挡位中进行换挡操作，通过一系列正确操作后，指针静止时位置如

图甲所示，其读数为4=Qo

甲

（2）在测量电阻丝的电导G过程中，发现实验室中除电源（电动势3.0V,内阻约1.0Q）、

开关、导线外还有下列器材：

A.电流表A1（量程5mA,内阻100Q）；

B.电流表A2（量程3A,内阻约0.10）；

C.滑动变阻器R1（0~5。，额定电流1.0A）；

D.电阻箱R（阻值范围为0~999.9。）；

①实验小组设计了如图乙所示的实验电路图。由于没有电压表，需要把电流表A1串联电阻

箱R改装成量程为3V的电压表，则电阻箱的阻值应调至氏=Q。

②正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器R1测得5组电流表A1、A2的值人、人，

数据见下表。现建立坐标后将测得的数据在坐标纸上描点如图丙所示，请在丙图中绘出

/-4图像：

7,/mA1.081.652.172.583.06

A2/A1.001.501.902.302.80

丙

则根据图像可求出电阻丝的电导G=Q'o（结果保留2位有效数字）

R答案21(1)60(2)500.01.5

K解析1(1)[1]若用多用电表粗测某电阻的阻值，发现指针向右偏转角度过大，说明电阻

较小,换用xlO挡重新测量,由图甲可得

/?v=6xl0Q=60Q

(2)①⑵

把电流表A1串联电阻箱R改装成量程为3V的电压表，则电阻箱的阻值应调至

②⑶在丙图中绘出八图像，如图所示

⑷根据题意，由欧姆定律有

/|(RA|+R)=(12T)凡

因为，2远大于L，整理可得

—―A=­;-----------

R"RG(RAI+R)2

结合图像有

1(3.06-1.08)x10-3

G(RN+H)―2.8-1XX)

解得

13.如图所示，一个质量为m=2xl（T"kg、电荷量g=1.0xl0Tc的带电粒子（重力忽略

不计），从静止开始经电压为■二200V的加速电场加速后，水平进入两平行金属板间的偏

转电场中。金属板长L=40cm,两板间距d=20>/§cm。求：

（1）微粒进入偏转电场时的速度匕是多大？

（2）若微粒射出电场时的偏转角度为6=30。，求两金属板间的电压％是多大？粒子从电

场中出射时的侧位移y是多少cm?

K答案X（1）啦，104mzs；（2）200V,y=205/3cm

3

工解析x（1）带电微粒经电场a加速后速度为片，根据动能定理

qUx=-mv}

解得

V1==>/2xlO4m/s

Vm

（2）带电微粒在偏转电场中只受静电力作用，做类平抛运动。水平方向有

L=卬

设电子在偏转电场中运动的加速度为a,射出电场时竖直方向的速度为4,则有

_qU2

md

mdV]

用二UJ

tan"

解得

U2=200V

侧位移为y,则有

121M产

y=-ar

22mdu；

解得

20>/3

y=-----cm

3

14.如图所示，空间中存在着水平向右的匀强电场，电场强度大小为E=1N/C,同时存在

着水平方向的匀强磁场，其方向与电场方向垂直，磁感应强度大小8=0.5T0有一带电微

粒，质量机nlxlO'kg,电荷量g=+lxl()yc,从f=0时刻由0点开始以速度y在第一

象限的竖直面内做匀速直线运动，取g=10m/s2,求:

y/m

*B1

XXXX

3

XXXXX

XXXXXX

--------►

(1)微粒做匀速直线运动的速度v的大小和方向；

(2)若在，=0.4s时，将电场方向逆时针旋转90。，在微粒继续运动的过程中，求微粒第一

次经过y轴时的坐标；

(3)若在某一时刻撤掉磁场(不考虑磁场消失引起的电磁感应现象)，在微粒继续运动的过

程中，求微粒速度方向恰好平行于x轴正方向时微粒的动能Ek.

R答案贸1)y=2j^m/s，速度方向斜向右上与x轴正方向成45。角；(2)(0,1.6m)；(3)

8x107J

K解析X(1)微粒做匀速直线运动时，受力如图所示:

其所受的三个力在同一平面内，合力为零，则有

Bqv=&qE『+(mg)2

代入数据解得：

v=25/2m/s

速度V的方向与工釉的正方向之间的夹角满足

tan0=—

mg

解得

”45

即速度方向斜向右上与x轴正方向成45。角

(2)经过六0.4s后，微粒运动到A点，运动位移04为

xOA=vt=0.8夜m

即A点坐标为(0.8m,0.8m)，此时将电场逆时针旋转90。后，有

Eq=mg

分析可知，运动到A点后微粒做匀速圆周运动，设圆周运动的半径为「，有

解得

”把=0.4同

分析可得微粒运动轨迹如图:

设微粒经过），轴的交点为。，则由几何关系可知

\0^=\AQ\=2r

则

|0e|=^^=1.6m

11cos19

即微粒第一次经过），轴时的坐标为（0,1.6m）。

（3）设微粒处于F点时速度恰平行于X轴正方向，F点速度大小为力，刚撤去磁场时，沿

y轴正方向速度为

vy=vsin0=2m/s

运动到P点所用的时间为，，则

Z=^=0.2s

g

刚撤去磁场时，沿工轴正方向速度为

vx=vcos^=2m/s

X轴方向加速度为

a=—=10m/s2

xm

微粒到达尸点的速度为

vp=匕+axt=4m/s

微粒在尸点处的动能为

E.=-WV；=8X10-7J

k2「

15.如图所示，/1210和知2乂26。2为在同一水平面内足够长的金属导轨，处在磁感应

强度8=1T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。导轨的段与段相互平行，距

离为£,=2m：段与6Q段也是平行的，距离&=lm。质量均为m=O.lkg的金属杆

。、b垂直于导轨放置，一根不可伸长的绝缘轻绳一端固定在金属杆々上，一端系着重物c

放置在地面上，重物c质量“=0.3kg,绝缘轻绳的水平部分与平行且足够长（重

物c始终不与滑轮相撞），对人杆施加一水平向右的恒力F=8N,使其从静止开始运动。

已知两杆在运动过程中始终垂直于导轨并与导轨保持光滑接触，轨道足够长，使。杆始终在

宽度为£,=2m的轨道部分运动，两杆与导轨构成的回路的总电阻始终为火=2。，重力加

速度g取lOm/s?o（感应电流产生的磁场忽略不计）

加2