广东省肇庆市2023-2024学年高二上学期期末考试物理试题（含答案）

广东省肇庆市2023-2024学年高二上学期期末考试物理试题姓名：__________班级：__________考号：__________题号一二三四总分评分一、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，只有一个选项是符合题目要求的．1．如图甲、乙、丙所示，将一整条塑料捆扎绳撕成几十条塑料丝，用黑胶布将上端裹紧，然后用手捏住黑胶布，取一条干净的干化纤布料，自上而下摩擦塑料丝，发现塑料丝分散开来．通过以上现象可知（）A．干化纤布料摩擦过的塑料丝一定带正电B．干化纤布料摩擦过的塑料丝一定带异种电荷C．干化纤布料摩擦过的塑料丝一定带同种电荷D．将干化纤布料换成湿布料同样可以出现丙图的现象2．如图所示，在竖直面内竖直固定一根长直导线，导线中通有向上的恒定电流，从靠近导线的位置水平向右抛出一金属圆环，圆环在运动的过程中始终处于竖直面内且不发生转动，则在圆环运动过程中，下列说法正确的是（）A．圆环中产生顺时针方向的感应电流B．圆环中产生逆时针方向的感应电流C．圆环所受安培力方向为竖直向上D．圆环所受安培力方向为水平向右3．如图所示，在光滑绝缘水平面上有A、B两个带电小球，A带正电，B带负电，在水平方向存在一场强大小为E的匀强电场，两球在电场力作用下均处于静止状态．若将两小球的电荷量同时变为原来的2倍，水平方向的匀强电场场强大小变为E'A．水平向右，E'=2E C．水平向左，E'=2E 4．《大国重器Ⅲ》节目介绍的GIL输电系统的三相共箱技术，如图甲所示．管道内部有三根等长绝缘超高压输电线缆平行且间距相等，截面图如图乙所示，截面圆心构成正三角形，上方两根输电线缆A、B圆心连线水平．某时刻A中电流方向垂直于纸面向外、B中电流方向垂直于纸面向里，A、B中电流大小均为I，下方输电线缆C中电流方向垂直于纸面向外、电流大小为2I，不考虑地磁场的影响，则（）甲乙A．穿过正三角形平面的磁通量不为零B．正三角形中心O点处的磁感应强度方向为斜向左上方C．输电线缆A、C相互排斥D．输电线缆B对A的安培力大于B对C的安培力5．电偶极子是由两个等量异号点电荷组成的系统，是一种常见的带电结构．我们在做心电图的过程中，心脏就可视为电偶极子模型，体内电荷分布如图甲所示，等效电场如图乙所示．正、负点电荷连线上A与A'点关于O点对称，正、负点电荷连线的中垂线上B与B'点关于甲乙A．A点的电场强度比A'B．B点的电势比A'C．人体内的Cl−在A点的电势能比在D．若人体内Na+沿两点电荷连线的中垂线从B点运动到6．如图所示为密立根油滴实验的示意图，初始时开关处于闭合状态．喷雾器将细小的油滴喷人极板M上方空间，油滴因摩擦带负电．某颗油滴经M板上的小孔进入下方的电场后最终静止在距小孔d2的P点，已知电源电压为U，该油滴带电量为−q，重力加速度为g，下列说法正确的是（）

​​A．U=B．该过程中电场力对该油滴做的功为−UqC．保持开关闭合，仅将N板向上平移少许，该油滴将向上运动并最终静止在P点上方D．断开开关，仅将N板向上平移少许，该油滴将静止在P点下方7．2023年11月28日，以“聚变梦想低碳未来”为主题的第三届中国磁约束聚变能大会在四川绵阳开幕。磁约束像一个无形的管道，将高温等离子体束缚在其中，通过电磁感应产生的电场使其加速，可以简化为如图所示装置，两个半径分别为R、2R的同心环形光滑管道a、b水平放置，处于垂直平面向下的匀强磁场中，质量为m、2m的两个带电量相同的小球甲、乙分别在a、b两管道中同时由静止释放，同时使磁场均匀增强，下列说法正确的是（）A．释放瞬间，两小球均受到洛伦兹力的作用B．释放瞬间，两小球的加速度大小相等C．两小球运动过程中，洛伦兹力对两小球均做正功D．两小球运动过程中，两小球的向心加速度均不变二、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，有多个选项符合题意，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．在高超音速武器领域，我国的突破源于一种全新的发电方式——爆炸发电．如图所示，这种发电机系统通过氢氧爆炸产生冲击波，将惰性气体转化为高速等离子体，射入磁流体动力学发生器，发生器处于竖直向下的匀强磁场中，使得前后两金属电极之间产生足够高电压，已知磁流体动力学发生器的长、宽、高分别为L、b、a，不计离子重力及离子间的相互作用．下列说法正确的是（）A．前侧极板电势比后侧极板电势低B．进入发生器的等离子体越多，前后两电极间的电压越大C．仅增大a，两电极间的电压会变大D．仅增大b，两电极间的电压会变大9．如图甲所示，某地新装的一批节能路灯，该路灯通过光控开关实现自动控制，路灯的亮度可自动随周围环境的亮度而改变．如图乙所示，为其内部电路简化原理图，电源电动势为E，内阻为r，R1为定值电阻，灯泡L甲乙A．R0两端电压变大 C．Rt两端电压变大 10．科学家设计了一种电磁阻尼缓冲装置用于月球探测器在月面实现软着陆，其原理如图所示．该装置的主要部件有两部分：①缓冲滑块，由高强绝缘材料制成，其内部边缘绕有闭合单匝矩形线圈abcd，指示灯连接在cd两处；②探测器主体，包括绝缘光滑缓冲轨道MN、PQ和超导线圈（图中未画出），超导线圈能产生方向垂直于整个缓冲轨道平面向里的匀强磁场．当缓冲滑块接触仿真水平月面时，滑块立即停止运动，探测器主体继续下降，磁场下移，致使探测器主体减速缓冲，下列说法正确的是（）A．当缓冲滑块刚停止运动时，通过指示灯的电流方向为由右向左B．当缓冲滑块刚停止运动时，ab边所受安培力方向为竖直向下C．缓冲过程中，探测器主体的重力势能减少量等于线圈中产生的电能D．缓冲过程中，探测器主体的机械能减少量等于线圈中产生的电能三、实验题：本题共2小题，共16分．请将答案填写在答题卡相应的位置．11．某同学在实验室测量一段圆柱形导电材料的电阻率．（1）先用多用电表×10Ω挡粗测其电阻，发现多用电表指针偏角较大，为进一步较精确测量，选用合适的倍率重新欧姆调零后，测量时指针位置如图甲所示，其阻值是Ω；然后用螺旋测微器测其直径，如图乙所示，读数是mm；再用游标卡尺测其长度，如图丙所示，读数是cm．甲乙丙（2）为了减小实验误差，需进一步测其电阻，除待测材料外，实验室还备有的实验器材如下：A．电压表V（量程3V，内阻约为15kΩ；量程15V，内阻约为75kΩ）B．电流表A（量程3A，内阻约为0.2Ω；量程0.C．滑动变阻器RD．输出电压为3V的直流稳压电源EE．开关S，导线若干若要求实验过程中电压表的读数从零开始调节，用笔画线代替导线将实物图补充完整（画线需体现电表量程的选择）．（3）若该材料的直径为D，长度为L，所测电压为U，电流为I，测其电阻率的表达式为（用题中所给物理量的符号表示）．12．某学习小组设计了如图甲、乙所示的电路测量一节干电池的电动势和内阻，定值电阻的阻值R0

甲乙

丙丁（1）实验室提供了两个可供选择的滑动变阻器，R1（阻值0∼5Ω），R2（阻值0∼50Ω），为了方便操作，实验时滑动变阻器R应选择（选填“R1（2）该学习小组按照甲、乙电路图分别连接好电路，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，记录电压表、电流表的示数并描点，如图丙、丁所示，则按照甲电路进行实验得到的图像为（选填“丙”或“丁”），两个电路合理的是（选填“甲”或“乙”）．（3）在合理的U−I图像上作图，可知电动势E=V，内阻r=Ω．（结果均保留两位小数）四、计算题：本题共3小题，共38分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．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．13．水平地面上方存在水平向北的匀强电场，电场强度E=1.0×102V/m．一质量m=0.05kg（1）小球从抛出到落地经过的时间；（2）小球落地时的速度大小．14．如图所示为两条间距为d的固定光滑金属导轨，其中ACA1C1部分为半径为R的四分之一圆弧轨道，CDC1D1部分为足够长水平直轨道，水平轨道位于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B．现将质量为m、电阻为r的金属棒S静置于距CC（1）金属棒T运动至圆弧轨道最底端CC（2）金属棒T刚进入水平轨道时，通过金属棒S的电流大小；（3）从金属棒T进入水平轨道到两棒运动稳定的过程中金属棒S产生的热量．15．2023年12月1日晚，我国多地出现绝美极光．某同学用如图甲所示的装置模拟极光，左侧圆心为O、半径为R的圆形区域内存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，A、C为圆形区域边界上的两点，C为最低点且OA⊥OC．右侧与圆形区域相切的透明立方体内充满氧气，立方体左侧面A点处开有小孔，通过装置控制粒子射入小孔而氧气不漏出．圆形磁场区域下方有一可左右移动的粒子源（移动范围为C点两侧±R）．现左右移动粒子源并使其竖直向上发出大量速度相同、质量均为m、电荷量均为q的带负电粒子，粒子经磁场偏转后通过A点进入立方体，即可在立方体内不同位置看到“极光”．不计粒子的重力、粒子间的相互作用及空气阻力．甲乙（1）求粒子源发射粒子的速度大小；（2）若粒子源自C点向右平移距离d(d<R)，如图乙所示．已知粒子到达A点时的速度方向与水平方向的夹角为θ（3）若调整粒子源在C点发射粒子的速度方向，使粒子不论多大的速度均能从A点进入立方体，设发射的速度方向与CO的夹角为α，求满足条件的粒子的速度大小．

答案解析部分1．【答案】C【解析】【解答】摩擦后的塑料丝散开，说明摩擦后带同种电荷，同种电荷相互排斥分开；湿布条摩擦不带电，故C正确，ABD错误。

故选：C。

【分析】根据同种电荷相互排斥求解。2．【答案】A【解析】【解答】AB、根据右手定则可知，导线右侧磁感应强度方向垂直纸面向里，圆环在运动过程中，磁感应强度减小，根据楞次定律可得，圆环产生的顺时针方向的感应电流，故A正确，B错误；

CD、圆环抛出后，圆环的感应电流在竖直方向上的安培力合力为零，即圆环在竖直方向的加速度始终等于重力加速度，故可知圆环受到的安培力水平向左，故CD错误。

故答案为：A。

【分析】根据右手定则判断，根据楞次定律列式；

根据左手定则判断。3．【答案】C【解析】【解答】在原电场中，受力平衡，对B球根据平衡条件可得q解得E=k由于等量异种电荷相互吸引，故带负电的B球在匀强电场中受到电场力水平向右，故匀强电场方向水平向左。电场变为E'2解得E'=k匀强电场方向不变，仍水平向左。

故答案为：C。

【分析】确定改变前后小球的电荷量，再对任意小球进行受力分析，根据平衡条件及库仑定律进行分析处理。4．【答案】B【解析】【解答】A、根据右手螺旋定则可知，三根输电线缆产生的磁场方向与正三角形平面平行，故穿过正三角形平面的磁通量为零，故A错误；

B、输电线缆A在O点的磁感应强度方向垂直OA指向右上方，输电线缆B在O点的磁感应强度方向垂直OB指向左上方，输电线缆C在O点的磁感应度方向垂直OC水平向左，所以〇点处合磁感应强度方向应斜向左上方，故B正确；

C、输电线缆A、C相互吸引，故C错误；

D、输电线缆A、C与输电线缆B距离相等，输电线缆B在A、C处产生的磁感应强度大小相等，由F=BIL可知，输电线缆B对A的安培力小于B对C的安培力，故D错误。

故答案为：B。

【分析】同向电流相互吸引，异向电流相互排斥。根据右手螺旋定则确定三根输电线缆产生的磁场方向，再根据矢量求和法则确定O点的合磁感应强度大小和方向。与导线距离相等点磁感应强度大小相等。5．【答案】B【解析】【解答】A、根据等量异种点电荷电场分布特点，A点的电场强度大小等于A'点的电场强度大小。故A错误；

B、根据等量异种点电荷电势分布特点，B点的电势比A'点的电势高，故B正确；

C、人体内的CL-在A点的电势能比在B点的电势能小，故C错误；

D、若人体内Na+沿两点电荷连线的中垂线从B点运动到B'点，电场为不做功，故D错误。

故答案为：B。

6．【答案】A【解析】【解答】A、油滴静止时受力平衡q解得U=故A正确；

B、极板M与P点之间的电势差为U2，该过程中电场力对该油滴做的功为-Uq2E=两板间电场强度增大，电场力大于重力，油滴不可能静止，故C错误；

D、断开开关，两极板电荷量不变，仅将N板向上平移少许，根据C=εS4πkd，C=可知E不变，油滴受力不变，油滴仍将静止在P点，故D错误。

故答案为：A。

【分析】当油滴静止时，油滴受力平衡，根据平衡条件确定电势差的大小。电场力做功注意粒子沿电场力方向的位移。保持开关闭合，两极板电势差不变，断开开关，两极板电荷量不变，再根据电容的定义式及决定式和场强与电势差的关系判断场强的变化情况，继而判断油滴能否静止。7．【答案】B【解析】【解答】A、释放瞬间，两小球的速度为零，所受洛伦兹力为零，故A错误；

B、管道中产生的电动势U=管道中产生电场的电场强度E=小球加速度a=代入数据可知甲、乙两球的加速度大小之比为1：1，故B正确；

C、两小球运动过程中，洛伦兹力对小球不做功，故C错误；

D、两小球运动过程中，速度越来越大，由a=两小球的向心加速度大小在变大，方向也在不断改变，故D错误。

故答案为：B。

【分析】变化的磁场使a、b管道产生电动势，两管道之间的电势差使得管道之间形成电场，带电小球在电场力的作用下开始运动。洛伦兹力不做功。根据电磁感应定律及场强与电势差的关系确定场强的大小。再根据牛顿第二定律确定释放瞬间加速度的关系。向心加速度是矢量。8．【答案】A,D【解析】【解答】A、根据左手定则可判断正离子向后偏转，负离子向前偏转，故前侧极板电势比后侧极

板电势低，故A正确；

B、当离子受电场力和洛伦兹力平衡时q可知U=bvB可知前后两电极间电压与离子数量、a无关，与b成正比，故BC错误，D正确。

故答案为：AD。

【分析】根据左手定则判断正离子的偏转方向，再确定前后侧极板电势的高点。稳定后，粒子做直线运动，所受电场力和洛伦兹力等大方向，再根据平衡条件确定电压与发声器尺寸的关系。9．【答案】B,C【解析】【解答】光照强度增加，光敏电阻阻值变大，电路总电阻变大，总电流减小，R0两端电压减小，电源的总功率减小，流过民和灯泡上的电流均减小，R和灯泡L并联电路两端电压减小灯泡L的实际功率减小，灯泡L变暗，又因为电源内阳消耗的电压减小，路端电压变大，R两端电压变大，故AD错误，BC正确。

故答案为：BC。

【分析】根据题意确定电路中总电阻及总电流的变化情况，再根据“程序法”或者“串反并同”结论发分析各元件电流、电压、电功率等的变化情况。10．【答案】B,D【解析】【解答】AB、根据右手定则，线圈中产生的感应电流的方向为adcba，则通过指示灯的电流方向为由左向右，由左手定则可知，ab边所受到的安培力的方向为竖直向下，故A错误，B正确；

CD、缓冲过程中中，由能量守恒可知探测器主体的机械能减少量等于线圈中产生的电能，故C错误，D正确。

故答案为：BD。

【分析】磁场下移，相当于线圈向上移动，再根据右手定则确定线圈中产生的感应电流的方向。结合左手定则确定各边受到安培力的方向。缓冲过程中探测器主体的机械能减少量等于线圈中产生的电能。11．【答案】（1）6.0；2.095（2.093～2.097）；4.62（2）（3）π【解析】【解答】（1）多用电表应选x1Ω挡，根据图甲示数可得其电阳为6.0Ω；螺旋测微器测其直径为D=2mmL=46（2）因电源为输出电压为3V的直流稳压电源E，则电压表选用量程为3V。通过待测金属丝的最大电流I=故电流表应逃量程0.6A；电压表要求从零开始调节，故应选滑动变阻器分压式接法，实物连线如图

（3）金屆丝直径为D，长度为L，所测电压为U，电流为I，则R=根据R=ρ解得电阻率ρ=【分析】读数时注意仪器的分度值及是否需要估读。选择仪器时，在保证电路安全的同时，需要使读数尽可能准确，操作便捷。根据欧姆定律及电路图结合电阻定律推导得出电阻率的表达式。12．【答案】（1）R（2）丁；乙（3）1.48（1.45～1.50）；0.55（0.50～0.68）【解析】【解答】（1）一节干电池的电动势约为1.50V，内阻为零点几欧，工作电流不超过0.5A，为方便

调节，滑动变阳器阻值不能太大，故选择R1；

（2）图甲电压表测量路端电压，U-I图像的斜率的绝对值为电池内阻，内阻较小，图像斜率较小，对应丁图。图乙相当于增大了电池的内阻，U-I图像的斜率的绝对值为电池内阻与定值电阻R的和，图像斜率较大，对应丙图。丙图作出的U-I图像误差较小，故应选择乙电路进行实验；

（3）在丙图上作出直线

可知电池电动势为1.48V，图像斜率的绝对值k=2.55Ω电池内阻r=k-【分析】熟悉掌握仪器的选择方法及注意事项，U-I图像的斜率的绝对