广东省六中，二中，省实，广雅，执信六校2024-2025学年高二上学期期末联考物理试题

第 1 页 共 4 页 2024 学年上学期高二期末五校联考试卷 物 理 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B B D A B C C CD BD BCD 11．(1) 10.220 （2 分） 5.900/5.899/5.901（2 分） (2) （2 分，没有标出电压表和电流表符号-1 分） 12． U E Ir  （2 分） b / c（2 分） f / p（2 分） BC/CB （2 分） 该电池的输出特性：当电流较小时，该电池可视为恒压源；当电流较大时，该电池可视为恒流源。 （2 分） 13-1．（1）2a；（2） 2kBa；（3） 3kB  【详解】 （1）粒子运动的轨迹如图，由几何知识得 cos60r a r   （2 分） 所以 2r a （1 分） （2）由洛伦兹力提供向心力，得 2vqvB m r  （2 分） 整理得 2v kBa （1分） （3）粒子做圆周运动的周期 kBv r  22T  （2 分） 粒子运动的时间 60 360 3 t T kB     （2 分） 第 2 页 共 4 页 13-2．（1）0.05 m/s；（2）1.4s；（3）0.32m 【详解】（1）由波形图可知，波长 4cm 0.04m   （1 分） 由于波沿 x轴负方向传播，根据波形平移法知 t=0 时刻 P点向下振动，经过 3 4 个周期首次到达波峰 位置，由此可知 3   0.6s 4 T 得 0.8sT  （1 分） 故波速 0.04m/s 0.05m/s 0.8 v T     （1分） （2）因波长为 4cm  ，故经过一个周期 T机械波刚好传播到 Q点，根据传播方向可知 Q点的向 y 轴正方向振动。质点 Q再经 3 4 T 的时间到达波谷，因此 2 3  1.4s 4        t T T （3 分） （3）根据波形图，振幅 A=4cm=0.04m （2 分） 周期次数 n=t3/T=2，每个周期内 P 点路程为 4A，故质点 P的路程为 s=8A=0.32m （2 分） 14-1.【答案】（1） 2 2 2 04n B L va g mR   ；（2） 2 2 24 mgRv n B L  ；（3） 2 2 2 2 0 4 4 4 1 8 16 4 m g R mghQ m v n B L         【详解】 （1）缓冲滑块 K 刚停止运动时，单个闭合矩形线圈产生的感应电动势为 0E nBLv （1 分） EI R  （1 分） 返回舱所受单个闭合矩形线圈的安培力 F nBIL 安 （1 分） 根据牛顿第二定律 4F mg ma  安 （1分） 解得 2 2 2 04n B L va g mR   （1 分） （2）返回舱向下做减速运动，受到向上的安培力和向下的重力，随着速度的减小，安培力减小，直 到安培力减小到与重力大小相等时，速度最小，此后匀速运动，直至舱体着陆时速度大小为 v，可得 'E nBLv ， '' EI R  ， ' 'F nBI L 安 （2 分） 由平衡条件可知 4 'F mg 安 （1 分） 解得 2 2 24 mgRv n B L  （1分） （3）由能量守恒 2 2 0 1 1 4 2 2 mgh mv mv Q   （2 分） 解得 2 2 2 2 0 4 4 4 1 8 16 4 m g R mghQ m v n B L         （1 分） 第 3 页 共 4 页 14-2【答案】(1)50m/s2；12.5kg (2) 01 2Mv mvv M   (3) 204 nm r v 【详解】（1）a．题意可知距地面 x=1m 时返回舱速度 0 10m / sv  ，到达地面时速度为 0，设匀减速 直线运动加速度大小为 a，由匀变速直线运动速度位移关系可知 2 20 50m/s 2 va x   （2 分） b．设每个喷嘴获得的反冲作用力为 F，返回舱总质量为 M，加速度为 a， 由牛顿第二定律可知 4F=Ma（1 分） 设单位时间每个喷嘴喷出气体质量为 0 m ，由动量定律得  0Δ ΔF t m t v  （1 分） 联立以上解得 0 12.5m kg （1 分） （2）设两次喷气后返回舱速度大小为 1v ，动量守恒定律可得 0 1 2Mv Mv mv  （2 分） 解得 0 1 2Mv mvv M   （2 分） （3）根据题意建立模型如图 设极短时间 t 内太阳因太阳风而损失的质量为 m ，由流体连续性可得粒子径向推进的距离 x v t   该球壳内增加的质量等于太阳损失的质量，即 2 0 4m nm r x    （2 分） 联立以上解得，在单位时间因为太阳风而损失的质量 2 04 m nm r v t    （1 分） 第 4 页 共 4 页 15．（16 分）(1) 2eUv m  (2) 0 16UE R  ，电场强度方向沿轴线向下 (3)η = 0（电场强度方向沿轴线向上），（ 电场强度方向沿轴线向下） 【详解】（1）设电子从阳极射出时的速度大小为 v，由动能定理得 2 1 2 eU mv （2 分） 解得 2eUv m  （1 分） （2）由题意可知，要使电子向上运动，则电子得受到向上的电场力，故匀强电场的电场强度方向应 沿轴线向下。为了恰好能够使上表面处于阳极与圆柱体内壁之间的荧光粉发光，设电场强度大小为 E0，此时从阳极下表面飞出的电子做类平抛运动，恰好落到圆柱体内壁与上表面的交界处，则 0 0eE ma （2 分）， 20 14 2 R a t （2 分）， R vt （2 分） 解得 0 16UE R  （1 分） （3）①当电场强度方向沿轴线向上时，没有电子撞到上表面，此时η = 0。（1 分） ②当电场强度方向沿轴线向下时，由（2）问可知： i．当 0 16UE E R   时，所有电子将撞到上表面，此时η = 1；（1 分） ii．当 E = 0 时，没有电子撞到上表面，此时η = 0；（1 分） iii．当 0 160 UE E R    时，只有在阳极上到上表面的距离小于 h的位置射出的电子才能到达上表面， 其中 0 < h < 4R，则 eE ma ， 2 1 2 h at ， R vt ， 4 h R   解得 16 R E U   （2 分） 综上所述，撞到上表面的电子数与总电子数之比η与电场强度大小 E的函数关系为 η = 0（电场强度方向沿轴线向上） （电场强度方向沿轴线向下）（1 分） 第 1 页 共 8 页 2024学年上学期高二期末五校联考试卷 物 理 命题学校：广州市第六中学 命题：张熹 审题：王丽珍 本试卷分选择题和非选择题两部分，共 8页，满分 100分，考试用时 75分钟。 注意事项: 1. 开考前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的校名、姓名、班级、考号等相关信息填写 在答题卡指定区域内。 2. 选择题每小题选出答案后，用 2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮 擦干净后，再选涂其它答案；不能答在试卷上。 3. 非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内的相应位 置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上 要求作答的答案无效。 4. 考生必须保持答题卡的整洁。 第一部分 选择题（共 46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 项正确． 1. 下列有关静电现象的说法错误的是（ ） A．如甲图，在加油站给车加油前，要触摸一下静电释放器，是为了导走人身上的静电 B．乙图为野外高压输电线，为了防止受到雷击，应该给它安装上避雷针 C．丙图为静电除尘器的原理图，带负电的粉尘被吸附到正极 A上，是利用了静电吸附 D．如丁图所示，燃气灶中安装了电子点火器，是利用了尖端放电的原理 2. 关于磁现象，下列说法正确的是（ ） A．磁感线是客观存在的，从磁铁北极指向南极 B. 磁铁与电流之间的相互作用是通过磁场发生的 C. 通电导线所受安培力为零，说明导线所在空间不存在磁场 D. 在磁场中，闭合线圈的匝数越多，通过线圈的磁通量就越大 第 2 页 共 8 页 3. 美国物理学家密立根利用如图所示的实验装置，最先测出了电子的电荷量，被称为密立根油滴实 验。如图所示，两块水平放置的金属板 A、B分别与电源的正负极相连接，板间产生匀强电场，方 向竖直向下，板间油滴 P由于带负电悬浮在两板间保持静止。已知当地的重力加速度为 g，若要测 出该油滴的电荷量，不需要测出的物理量有（ ） A．油滴质量 m B．两极板间的电压 U C．两极板间的距离 d D．两极板的长度 L 4. 中国科学家通过冷冻电镜捕捉到新冠病毒表面 S蛋白与人体细胞表面ACE2蛋白的结合过程，首 次揭开了新冠病毒入侵人体的神秘面纱。电子显微镜是冷冻电镜中的关键部分，在电子显微镜中电 子束相当于光束，通过由电场或磁场构成的电子透镜实现会聚或发散作用。其中一种电子透镜的电 场分布如图所示，虚线为等势面，相邻等势面间电势差相等。一电子仅在电场力作用下运动，轨迹 如图中实线所示，a、b、c是轨迹上的三点，则下列说法正确的是（ ） A．a点的电势低于 b点的电势 B．a点的电场强度大于 c点的电场强度 C．电子从 a点运动到 b点电势能增加 D．电子从 a点运动到 b点速度减小 5. 如图所示，一套太阳能路灯配备 1个太阳能电池组件、1块免维护电池、2只完全相同的 LED灯。 太阳能路灯的技术参数如下： ①太阳能电池组件（光电转换效率为 24%，平均输出功率为 120W）； ②免维护电池（100 A  h，15 V，充电效率为 75%，输出效率为 80%）； ③LED 灯（12 V，2 A），照明时间可根据需要在 4～12 h之间任意调节。 结合以上数据可知（ ） A．充满电的免维护电池具有的电能为 1500J B．利用免维护电池给 2只 LED 灯供电，最长供电时间为 25 h C．太阳光照射 2h，太阳能电池组件吸收的太阳能约为 8.64×105J D．利用太阳能电池组件给免维护电池充电，充满所需最长时间为 12.5h 第 3 页 共 8 页 6. 库仑定律是电学中被发现的第一个定量规律，它的发现受到万有引力定律的启发。实际问题中有 时需要同时考虑万有引力和库仑力。现有一质量分布均匀的星球带有大量负电荷且电荷也分布均匀， 将一个带电微粒在离该星球表面一定高度处无初速度释放，发现微粒恰好能静止。若给微粒一个如 图所示的初速度，不计阻力作用，则下列说法正确的是（ ） A．微粒将做圆周运动 B．微粒将做平抛运动 C．微粒将做匀速直线运动 D．微粒将做匀变速直线运动 7. 如图，真空中的正三棱柱 ABC A B C   ，在 A点固定一个电荷量为 Q 的点电荷，C点固定一个 电荷量为 Q 的点电荷，已知 AC AA L  ，静电力常量为 k，选取无穷远处电势为 0。则下列说法 正确的是（ ） A．将一负试探电荷从 A点移到C点，其电势能先增加后减小 B． A、 B两点的电势差大于 B、C两点的电势差 C．将一正试探电荷沿直线从 B点移到 B点，电场力不做功 D． B点的电场强度大小为 2 2 2 kQ L 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，有选错或不答的得 0分． 8. 反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的运动来产生微波。在速调管内建 立 x轴，管内静电场的方向与 x轴平行，x轴上各点的电势φ随 x的分布情况如图所示。现将一质量 为 m、电荷量大小为 e的电子从 1cmx   处由静止开始，仅在电场力作用下在 x轴上往返运动。下 列说法正确的是（ ） A．坐标原点左侧和右侧的电场强度大小之比为 2:1 B．电子的电势能最大值为 0e C．电子最远能够运动到原点右侧 0.5cm处 D．电子运动过程中的最大速度为 m e 0 第 4 页 共 8 页 9. 如图所示为两个小灯泡 L1、L2的伏安特性曲线，将这两个小灯泡并联后，接在电动势为 3V，内 阻为 3Ω的电源上，则（ ） A． 1L 中的电流约为 0.3A B．电源的效率约为 50% C． 2L 的电功率约为 0.2W D．电源输出功率约为 0.75W 10. 如图所示，电源 E对电容器 C充电，当 C两端电压达到 80 V时，闪光灯瞬间导通并发光，C放 电。放电后，闪光灯断开并熄灭，电源再次对 C充电．这样不断地充电和放电，闪光灯就周期性地 发光。该电路（ ） A．充电时，通过 R的电流不变 B．若 R增大，充电时间变长 C．若 C增大，闪光灯闪光一次通过的电荷量增大 D．若 E减小为 85 V，闪光灯闪光一次通过的电荷量不变 第二部分 非选择题（共 54分） 三、实验题：本题共 2题，共 16分． 11.（6分）某同学为了测定一个圆柱体工件材料的电阻率，采用了如下方法： （1）利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量 圆柱体工件的高度和直径，测量结果如图 1 甲、乙所示，则该工件高度 H为 cm， 直径 D为 mm。 （2）用多用电表测得该工件的电阻 xR 约为50，该同学又用伏安法测该工件的阻值，除被测电阻 外，还有如下实验器材： A. 直流电源（电动势 E =12V，内阻不计） B. 电压表 V1（量程 0～3V，内阻约为 3kΩ） C. 电压表 V2（量程 0～15V，内阻约为 25kΩ） D. 电流表 A1（量程 0～25mA，内阻约为 5Ω） E. 电流表 A2（量程 0～250mA，内阻约为 0.5Ω） F. 滑动变阻器 R，阻值 0～20Ω G. 开关 S，导线若干 实验要求电压表的示数从零开始变化。请选取合适的器材帮该同学设计电路图，并在图 2虚线 框内画出你所设计的电路图（请用 V1或 V2，A1或 A2标识出所选取的电表）。 图 2 图 1 第 5 页 共 8 页 12.（10分）某同学根据闭合电路欧姆定律测量电源的电动势和内阻。 （1）测量电源电动势 E和内阻 r的实验方案为：设计如图 3所示电路，调节滑动变阻器，改变电 源两端的电压 U和流过电源的电流 I，依据公式 ，利用测量数据作出 U–I图像求出 E和 r。 图 3 图 4 （2）现有图 4所示的实验器材和若干导线。图中已将实验器材进行了部分连接，还应当用一根导 线将电压表接线柱 h与 接线柱连接，再用另一根导线将电压表接线柱 g与 接线柱连接。 （填写接线柱对应的字母） （3）电路接线完毕，在保证电路安全的情况下闭合开关，调节滑动变阻器，发现电压表读数一直 接近 3V而电流表读数始终为零。已知导线与接线柱均无故障，且故障只有一处。现只改变电压表 接线，再闭合开关、调节变阻器。下列推断正确的是 。 A．电压表接在 a、f之间，电压表、电流表读数总为零，表明滑动变阻器短路 B．电压表接在 a、b之间，电压表读数总接近 3V、电流表读数总为零，表明电流表断路 C．电压表接在 c、d之间，电压表、电流表读数总为零，表明开关是完好的 （4）从输出特性来看，电源通常有恒压源和恒流源两种模型。 如图 5（a）所示，将电源看作输出电压恒为 US的理想电源（无内阻）与电阻 RS串联，若该电 源输出的电压几乎不随负载 RL阻值的变化而变化，则被称为恒压源（即图中虚线框部分）； 如图 5（b）所示，将电源看作输出电流恒为 IS的理想电源（内阻无限大）与电阻 RS并联，电 源向外电路输出的电流几乎不随负载 RL阻值的变化而变化，则被称为恒流源（即图中虚线框部分）。 图 5 图 6 某种太阳能电池在特定光照条件下，随着负载 RL阻值的变化，其输出电压 U与输出电流 I的变 化规律如图 6所示。请结合恒压源和恒流源的特点描述该电池的输出特性： 。 第 6 页 共 8 页 四、计算题：本题共 3题，共 38分．按题目要求在答题卡的指定区域内作答，超出答题框的不给分．解 答题应写出必要的文字说明、方程式和重要步骤，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． 【注意】以下两题 13-1，13-2 请选择其中一题作答，并用 2B 铅笔在答题卡上把所选题目对应的题．．．．．．．． 号涂黑．．．！答题过程写在答题卡中第 13 题的位置。 13-1.（广雅．．、执信．．、二中．．、六中．．学生做）（10 分） 一个重力不计、比荷为 k的带电粒子，以某一速度从坐标（0，a）的 P点，平行于 x轴射入磁 感应强度大小为 B、方向垂直纸面向外的半径为 R的圆形匀强磁场区域，并从 x轴上 Q点射出磁场， 出射速度方向与 x轴正方向夹角为 60°，如图所示。求： （1）带电粒子在磁场中运动的轨迹半径 r； （2）带电粒子进入磁场时的速度 v； （3）粒子从 P运动到 Q点的时间 t。 13-2.（省实．．学生做）（10分） 一列简谐横波沿 x轴负方向传播，t=0时刻的波形图如图所示。此时坐标为（1，0）的质点刚好 开始振动，P质点的坐标为（3，0），Q质点的坐标为（ 3 ，0）。t1=0.6 s时，P质点首次位于波 峰位置。求： （1）这列波的传播速度； （2）t2时刻 Q质点第一次到达波谷，求 t2； （3）0~1.6s内，质点 P的路程。 第 7 页 共 8 页 【注意】以下两题 14-1，14-2 请选择其中一题作答！并用 2B 铅笔在答题卡上把所选题目对应的题．．．．．．．． 号涂黑．．．！答题过程写在答题卡中第 14 题的位置。 14-1.（广雅．．、执信．．、二中．．、六中．．学生做）（12分） 为了确保载人飞船返回舱安全着陆，设计师在返回舱的底部安装了 4台完全相同的电磁缓冲装 置，如图（a）所示，图（b）为其中一台电磁缓冲装置的结构简图。舱体沿竖直方向固定着两光滑 绝缘导轨 MN、PQ，导轨内侧安装电磁铁（图中未画出），能产生垂直于导轨平面的匀强磁场，磁 感应强度为 B。导轨内的缓冲滑块 K内部用绝缘材料填充，外侧绕有 n匝闭合矩形线圈 abcd，其总 电阻为 R，ab边长为 L。着陆时电磁缓冲装置以速度 v0与地面碰撞后，滑块 K立即停下，此后在线 圈与轨道的磁场作用下使舱体减速，从而实现缓冲。导轨 MN、PQ及线圈的 ad和 bc边足够长，返 回舱质量为 m（缓冲滑块 K质量忽略不计），取重力加速度为 g，一切摩擦阻力忽略不计。求： （1）缓冲滑块 K刚停止运动时，舱体的加速度 a的大小； （2）舱体着陆时（即导轨 MN、PQ刚触地前瞬时）的速度 v的大小； （3）若舱体的速度从 v0减到 v的过程中，舱体下落的高度为 h，求该过程中每台电磁缓冲装置产生 的焦耳热 Q。 14-2.（省实．．学生做）（12分） 神舟十三号载人飞船的返回舱距地面 10km时开始启动降落伞装置，速度减至 10m/s，并以该速 度在大气中匀速降落。距地面 1m时，返回舱的四台缓冲发动机开始竖直向下喷气，舱体再次减速。 每次喷气时间极短，返回舱的质量、降落伞提供的阻力可认为不变。 （1）设最后减速过程中返回舱做匀减速直线运动，并且到达地面时恰好速度为 0，求： ①最后减速阶段的加速度 a的大小； ②返回舱的总质量大约 3吨，根据资料，返回舱发动机对地喷气速度约为 3km/s，试估算每秒每 个喷嘴喷出的气体质量 m0。 （2）若返回舱总质量为 M，当其以速度 v0匀速下落过程中，开动喷气发动机竖直向下喷气，每次 喷出的气体质量为 m，喷出气体相对地面的速度大小为 v，求喷气两次后返回舱的速度 1v 是多大？ （3）据国家航天局消息，8月太阳探测试验卫星“羲和号”发现，在地球表面附近观测到的单位体积 内太阳风粒子的数目为 n，每个太阳风粒子的质量为 m0，假设地球周边所观测的太阳风的平均速率 为 v，且运动过程损失忽略不计，已知太阳到地球的距离为 r，请由此推算太阳在单位时间因为太阳 风而损失的质量。 第 8 页 共 8 页 15.（16分）如图所示，空心圆柱体的半径为 2R、长为 4R，内表面涂有荧光粉，中间为某电学器件。 该电学器件由阴极和阳极构成，中间阴极是一根长为 4R的细长直导体，阳极是环绕阴极且半径为 R 的金属网罩。从阴极均匀发射的电子（初速度不计），经加速后从阳极小孔水平射出，撞到内壁被 吸收，可使内壁发光。已知阴、阳两极之间所加电压恒为 U，电子质量为 m、电荷量为 e，电子重力、 电子间相互作用力以及其他阻力均不计。 （1）求电子从阳极射出时的速度 v的大小； （2）若在阳极与圆柱体内壁之间加沿轴线方向的匀强电场，恰好能够使上表面处于阳极与圆柱体内 壁之间的荧光粉发光，求所加电场的电场强度 E的大小和方向； （3）若在阳极与圆柱体内壁之间加沿轴线方向的匀强电场，求撞到上表面的电子数与总电子数之比 η与电场强度大小 E的函数关系。