2025年宁夏银川市第二中学物理高二上期末联考试题含解析.doc

2025年宁夏银川市第二中学物理高二上期末联考试题
考生请注意：
1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。
2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。
3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。

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、一电荷量为＋q的试探电荷位于电场中的A点，受到的电场力为F。若把该试探电荷换为电荷量为-2q的试探电荷，则A点的电场强度E为（　　）
A.，方向与F相反 B.，方向与F相同
C.，方向与F相反 D.，方向与F相同
2、一含有理想变压器的电路如图所示，变压器原副线圈匝数比n1∶n2＝2∶1，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别是4 Ω、2 Ω和3 Ω，U为有效值恒定的正弦交流电源．当开关S断开时，理想电流表的示数为I，当S闭合时，电流表的示数为(　 　)

A.I B.I
C.I D.2I
3、如图所示，将质量为m的小球用橡皮筋悬挂在竖直墙的O点，小球静止在Q点，P为O点正下方一点，OP间的距离等于橡皮筋原长，在P点固定一光滑圆环，橡皮筋穿过圆环．现对小球施加一个外力F，使小球沿以PQ为直径的圆弧缓慢向上运动，不计一切阻力，重力加速度为g，则下列说法正确的是( )

A.小球在Q向P运动的过程中外力F的方向始终跟橡皮筋垂直
B.小球在Q向P运动的过程中外力F的方向始终水平向右
C.小球在Q向P运动的过程中外力F逐渐减小
D.小球在Q向P运动的过程中外力F先变大后变小
4、如图所示，铜质导电板置于匀强磁场中，通电时铜板中电流方向向上.由于磁场的作用，则

A.板左侧聚集较多电子，使b点电势高于a点电势
B.板左侧聚集较多电子，使a点电势高于b点电势
C.板右侧聚集较多电子，使a点电势高于b点电势
D.板右侧聚集较多电子，使b点电势高于a点电势
5、我们位于地球的北半球，曾经在教室的天花板上装有吊扇．假设吊扇的各叶片水平，只考虑该处地磁场的竖直分量，设地磁场磁感应强度的竖直分量的大小为B，叶片的长度为L，中间圆盘半径为R．电扇使用时转动的频率为f，逆着地磁场竖直分量的方向看吊扇，其叶片按逆时针方向转动，叶片的近轴端为a，远轴端为b，如图所示，用E表示每个叶片上的感应电动势，则 （ ）

A.E=πf (L + R )LB ，且a点电势高于b点电势
B.E=2πf(L –R )LB ，且a点电势高于b点电势
C.E=2πfL ( L - 2R ) B ，且a点电势低于b点电势
D.E=πfL ( L + 2R ) B ， 且a点电势低于b点电势
6、如图所示，变压器原副线圈的匝数比为3:1，L1、为四只规格均为“6V，6W”的相同灯泡，各电表为理想电表，四只灯泡均能正常发光则下列说法正确的是（）

A.此电路输入电压U=18V
B.电流表的示数为3A
C.电压表的示数为0V
D.原线圈的输入功率为24W
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、如图是医用回旋加速器示意图，其核心部分是两个D形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连．现用该装置加速氘核(带电量为e、质量为2m)和氦核(带电量为2e、质量为4m)．若不考虑粒子重力及在电场中的运动时间，则下列说法中正确的有（电源频率可保证电荷到达Ｄ型盒间隙时能改变电压方向）

A.氘核和氦核运动的周期相同
B.氘核和氦核的最大动能相同
C.要使氘核的最大动能变成原来的4倍，可仅将磁感应强度增大为原来的2倍
D.要使氘核的最大动能变成原来的1/4，可仅将磁感应强度变为原来的1/2
8、如图所示的回旋加速器可将质子的速度从零加速到v，获得的最大动能为Ek。若保持匀强磁场B不变，加速静止的氘核（H），在不考虑相对论效应的情况下有

A.氘核可加速到
B.氘核的最大动能为2Ek
C.加速氘核与加速质子的交变电场频率之比为1︰2
D.加速氘核与加速质子的交变电场频率之比为2︰1
9、直流电动机在生产、生活中有着广泛的应用.如图所示,一直流电动机M和电灯L并联之后接在直流电源上,电动机内阻,电灯灯丝电阻(阻值认为保持不变),电源电动势V,内阻,开关S闭合,电动机正常工作时,电压表读数为8V.则下列说法正确的是( )

A.流过电源的电流9A
B.流过电动机的电流3A
C.电动机的输入功率等于64W
D.电动机对外输出的机械功率15W
10、半径为R的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为Q，现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动，则由环产生的等效电流判断正确的是（　　）

A.若ω不变而使电荷量Q变为原来的2倍，则等效电流也将变为原来的2倍
B.若电荷量Q不变而使ω变为原来的2倍，则等效电流也将变为原来的2倍
C.若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，等效电流将变大
D.若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，等效电流将变小
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）某种物质发射的三种射线如图所示的磁场中分裂成①、②、③三束．那么在这三束射线中，带正电的是_____，带负电的是_____，不带电的是_____

12．（12分）一台小型扫地机器人的直流电动机的额定电压为12V，额定电流为5A，线圈电阻为0.2Ω，将它接在直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作，则电动机消耗的总功率为_____，转化为机械能的功率为____
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）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BC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m=0.1kg，带电量为q=+C的小球，放在A点由静止释放后，求：（g=10m/s2）

(1)小球到达C点的速度大小
(2)小球在C点时，轨道受到的压力大小
14．（16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＝1Ω的电源，导轨平面与水平面间的夹角θ＝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R0＝1Ω时，金属杆ab刚好处于静止状态，取g＝10m/s2，sin37°＝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
15．（12分）如图所示，水平放置的两块长直平行金属板a、b相距d=0.10m，a、b间的电场强度为E=5.0×105N/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m=4.8×10-25kg、电荷量为q=1.6×10-18C的带正电的粒子(不计重力)，从贴近a板的左端以v0 =1.0×106m/s的初速度水平射入匀强电场，刚好从狭缝P处穿过b板而垂直进入匀强磁场，最后粒子回到b板的Q处（图中未画出）．求P、Q之间的距离L

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、B
【解析】电荷量为q的正电荷位于电场中的A点，受到电场力为F，则知A点电场强度E的大小为

方向与F方向相同。电场强度反映电场本身性质的物理量，仅由电场本身决定，与试探电荷无关。可知，将试探电荷换为电荷量为-2q，A点的场强大小仍然是，方向与F方向相同，故选B。
2、D
【解析】变压器输入电压为U与电阻R1两端电压的差值；再根据电流之比等于匝数的反比可求得输出电流；根据电压之比等于匝数之比对两种情况列式，联立可求得U与I的关系；则可求得电流表的示数
【详解】根据电流与匝数成反比，得副线圈电流I2＝2I; 副线圈两端的电压；根据电压与匝数成正比，得原线圈两端的电压为U1=2U2＝20I；电阻R1两端的电压IR1＝4I；在原线圈回路中U＝4I+U1＝24I；S闭合时，电流表示数为I′，副线圈中电流2I′；副线圈两端的电压；原线圈两端的电压U1′＝8I′；电阻R1两端的电压I′•R1 =4I′；在原线圈回路U=4I′+8I′=24I；解得：I′=2I，故D正确，ABC错误；故选D
【点睛】本题考查理想变压器原理及应用，要注意明确电路结构，知道开关通断时电路的连接方式；同时注意明确输入电压与总电压之间的关系
3、A
【解析】设圆的半径为R，橡皮筋的劲度系数为k，当小球与N的连线与竖直方向之间的夹角为α时，橡皮筋的伸长量：△x=2R•cosα
橡皮筋的弹力：F′=k△x=mgcosα

对小球，设拉力F与水平方向之间的夹角为β，在水平方向：Fcosβ=F′sinα
竖直方向：F′cosα+Fsinβ=mg
联立可得：β=α，F=mgsinα
可知拉力F的方向绳子与橡皮筋的方向垂直，而且随α的增大，F逐渐增大
A.小球在Q向P运动的过程中外力F的方向始终跟橡皮筋垂直，与结论相符，选项A正确；
B.小球在Q向P运动的过程中外力F的方向始终水平向右，与结论不相符，选项B错误；
C.小球在Q向P运动的过程中外力F逐渐减小，与结论不相符，选项C错误；
D.小球在Q向P运动的过程中外力F先变大后变小，与结论不相符，选项D错误；
4、A
【解析】电流方向竖直向上，则电子从上往下流，根据左手定则，电子向左侧偏转，则左侧聚集较多的电子，右侧失去电子带正电，所以b点的电势高于a点的电势．故A正确，BCD错误
故选A
点评：解决本题的关键知道金属中的电子受到洛伦兹力发生偏转，使得两侧形成电势差，最终电子在洛伦兹力和电场力的作用下处于平衡
5、D
【解析】根据题意应用右手定则可以判断出电势高低．应用E=BLv求出感应电动势大小
【详解】教室在北半球，地磁场竖直分量方向竖直向下，由右手定则可知，a点电势低，b点电势高．叶片转动的角速度：ω=2πf，叶片的感应电动势：；故选D.
【点睛】风扇转动时叶片切割磁感线产生感应电动势，应用右手定则与E=BLv可以解题，注意切割磁感线的速度要取叶片两端点线速度的平均值
6、B
【解析】由四只灯泡均正常发光，则可求得原副线圈的电流，求得匝数之比，由图象中的周期求得频率，各表的示数为有效值
【详解】B、副线圈中每个灯泡正常发光，则电流为，则电流表测量的是三个灯泡的总电流，故示数为I2=3A；则B正确.
A、原线圈的电流为I1=1A，由理想变压器的电流比等于匝数的反比可得匝数比为3:1,输出电压为6V，则原线圈电压为18V，输入电压为18+6=24V，则A错误.
C、电压表示数为原线圈两端电压18V，则C错误；
D、原线圈输入功率为P=U1I1=18W，则D错误.
故选B.
【点睛】考查变压器的基本内容，明确电流电压与匝数的关系，电表的示数为有效值

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、ACD
【解析】A项：带电粒子大磁场中运动周期，两粒子的比荷相等，所以周期相等，故A正确；
B项：根据得，最大动能，所以氦核的最大动能较大，故B错误；
C、D项：由可知，要使氘核最大动能变成原来的4倍，磁场变为原来的2倍，同理可知，要使氘核的最大动能变成原来的1/4，可仅将磁感应强度变为原来的1/2
故CD正确
故选ACD
8、AC
【解析】A.粒子在洛伦兹力作用下，做匀速圆周运动，根据得射出时速度：

氘核质量时质子的2倍，电荷量相等，所以氘核可加速到，故A正确；
B.质子的最大动能为，则氘核的最大动能为：

故B错误；
C.根据周期公式有：，则有：
，
因质量数之比为1：2，而电量之比为1：1；加速氘核的交流电压频率与加速质子的交流电压频率之比为1：2；故C正确，D错误；
故选：AC。
9、BD
【解析】根据内外之和等于电源的电动势和欧姆定律，求出流过电源的电流．由欧姆定律求出灯泡的电流，由总电流与灯泡电流之差求出流过电动机的电流．电动机对外输出的机械功率等于电动机的总功率与内部发热功率之差
【详解】A、电源的输出电压，则有；故A错误.
B、对灯泡：，电动机与灯泡并联，则电动机的电流I电=I-I灯=4A-1A=3A，故B正确.
C、电动机的输入功率等于P=UI电=8×3=24W，故C错误；
D、根据能量转化与守恒定律得，电动机输出功率P出=UI电-I电2rM=24-9=15W，故D正确.
故选BD.
【点睛】本题是含有电动机的问题，电动机正常工作时，其电路是非纯电阻电路，欧姆定律不适用.
10、AB
【解析】截取圆环的任一截面S，如题图所示，在橡胶圆环运动一周的时间T内，通过这个截面的电荷量为Q，则有
I=
又，所以
I＝
A．由I＝可知，若ω不变而使电荷量Q变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍，故A正确；
B．由I＝可知，电荷量Q不变而使ω变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍，故B正确；
CD．由I＝可知，若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环的半径增大，对电流没有影响，故CD错误。
故选AB。

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、 ①.① ②.③ ③.②
【解析】由轨迹偏转方向确定出洛伦兹力方向，由左手定则判断粒子的电性
解：由图看出，①射线向左偏转，受到的洛伦兹力向左，由左手定则判断可知，①射线带正电；②射线不偏转，该射线不带电；③向右偏转，洛伦兹力向右，由左手定则判断得知，该射线带负电
故答案为①③②
【点评】本题考查左手定则的运用，注意应用左手定则时，四指指向负电荷运动的反方向
12、 ①.60W ②.55W
【解析】电动机消耗的总功率为，内阻消耗的功率为，则转化为机械能的功率为
【点睛】对于电功率的计算，一定要分析清楚是不是纯电阻电路，对于非纯电阻电路，总功率和发热功率的计算公式是不一样的

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、 (1) (2)3N
【解析】(1)设小球在C点的速度大小是vC，则对于小球由A→C的过程中，由动能定理得：

解得：

(2)小球在C点时受力分析如图

由牛顿第二定律得：

解得：

由牛顿第三定律可知，小球对轨道压力：
NC′=NC=3N
14、（1）2T；（2）1.5m/s2，方向沿斜面向上
【解析】（1）当R0=1Ω时，根据闭合电路的欧姆定律求解电流强度，由平衡条件求解磁感应强度；
（2）若保持B的大小不变而将方向改为垂直于斜面向上，此时安培力的方向沿斜面向上，根据牛顿第二定律求解加速度大小
【详解】（1）当R0＝1Ω时，根据闭合电路的欧姆定律可得
根据左手定则可知安培力方向水平向右；
由平衡条件有：BILcosθ＝mgsinθ
解得B＝2T；
（2）若保持B的大小不变而将方向改为垂直于斜面向上，此时安培力的方向沿斜面向上，大小不变；
根据牛顿第二定律可得：BIL﹣mgsinθ＝ma
解得：a＝1.5m/s2，方向沿斜面向上
【点睛】本题主要是考查安培力作用下的导体棒的平衡问题，解答此类问题要明确导体棒的受力情况，结合平衡条件列方程解答
15、8cm
【解析】粒子a板左端运动到P处，由动能定理得

代入有关数据，解得
，代入数据得θ=30°
粒子在磁场中做匀速圆周运动，圆心为O，半径为r，如图
由几何关系得

联立求得
代入数据解得