2023-2024学年广东省惠州市 期末考试
本试卷共6页，15小题 考试时间：75分钟 满分：100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，只有一项是符合题目要求的。
1.如图1所示，罗浮山飞云顶沿线安装了许多太阳能路灯，太阳能电池板为夜间照明提供能量.下列说法正确的是（ ）
图1
A.太阳能属于清洁能源
B.太阳能电池板可以将太阳能100％转化为电能
C.罗浮山飞云顶只有太阳能可以转化为电能
D.能量在转化和转移过程中，其总量保持不变，故节约能源没有必要
2.对图2中（a）、（b）、（c）、（d）四个实验装置的实验现象的描述中正确是（ ）
图2
A.图（a）放在小磁针正上方直导线通图示电流时，N极将垂直纸面向外转动
B.图（b）闭合开关后金属棒会在导轨上运动，说明了回路产生了感应电流
C.图（c）闭合开关后线框会转动，说明了回路产生了感应电流
D.图（d）线圈ABCD远离通电直导线向右移动时，线圈中有感应电流
3.电容式话筒是利用电容大小的变化，将声音信号转化为电信号，如图3所示为电容式话筒的简化示意图.在声压作用下，振动电极上的薄膜向左运动时（ ）
图3
A.电容器的电容减小 B.电容器的电荷量减小
C.有从左到右的电流通过电阻R D.电容器中的电场强度减小
4.一带负电的粒子仅在电场力的作用下，以一定的初速度从A点沿电场线运动到B点，其v-t图像如图4所示.则此电场的电场线分布可能是（ ）
图4
A.
B.
C.
D.
5.图5为一种玩具汽车的简化电路图，某同学先闭合开关
，灯泡能正常发光；再闭合开关
后，电动机开始转动，灯泡变暗.在闭合开关
前后，以下说法正确的是（ ）
图5
A.电源的路端电压变大 B.通过电源的电流变大
C.电源内阻上消耗的功率变小 D.电源总功率变小
6.如图6所示，球体的直径AB、CD、MN两两垂直，O点为球体球心，两个带等量正电的点电荷分别位于A和B点.则下列说法中正确的是（ ）
图6
A.M点的电场强度和N点的相同
B.N点的电势比M点的高
C.一正点电荷从O点沿OB靠近B的过程中，电势能一直增大
D.一负点电荷沿半圆弧MCN移动过程中，电势能先减小后增大
7.如图7所示是一个测量磁感应强度大小B的实验装置简图.整个装置悬挂在弹簧测力计下，单匝线圈的下边处于一个待测匀强磁场中，边长L＝0.1m，磁场方向与线圈平面垂直.当线圈接通2A直流电时，此时弹簧测力计的示数为0.6N.保持电流大小不变，改变电流方向，弹簧测力计的示数为0.8N，则（ ）
图7
A.不通电时，弹簧测力计的示数为0.2N
B.改变电流方向后，线圈受到的安培力向上
C.线圈受到的安培力大小为0.2N
D.待测磁场的磁感应强度为0.5T
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.惠州某学校的教室墙上有一扇朝向正南的钢窗，如图8所示，某同学站在教室内面向窗户把钢窗向外推开的过程中，下列说法正确的是（ ）
图8
A.穿过钢窗的地磁场的磁通量变大
B.穿过钢窗的地磁场的磁通量变小
C.从推窗人的角度看，钢窗中的感应电流方向是逆时针
D.从推窗人的角度看，钢窗中的感应电流方向是顺时针
9.如图9（a）所示，螺线管匝数n＝1000，横截面积
，电阻r＝10Ω，外接一个阻值R＝40Ω的电阻.一方向平行于螺线管轴线向左的磁场穿过螺线管，磁感应强度随时间变化的规律如图9（b）所示，则（ ）
图9
A.在0～4s时间内，R中有电流从b流向a
B.t＝2s时穿过螺线管的磁通量为0.07Wb
C.在4～6s时间内，通过R的电流大小为0.8A
D.在4～6s时间内，R两端电压
10.如图10所示，圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一质量为m、电荷量大小为q的带电粒子从圆周上的M点沿直径MON方向射入磁场.若该粒子射入磁场时的速度大小为
，离开磁场时速度方向偏转90°，用时为
；若粒子射入磁场时的速度大小为
，离开磁场时速度方向偏转60°，用时为
.不考虑重力.下列说法正确的是（ ）
图10
A.该粒子带正电荷
B.由题目所给的信息可以求该匀强磁场的磁感应强度
C.
D.
三、非选择题：本题共5小题，共54分。考生根据要求作答。
11.（8分）某同学测量一段两端切割平整的铅笔芯的电阻率，需测量铅笔芯的尺寸和电阻.
（1）分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量铅笔芯的长度和直径，测量的示数如图11（a）和图11（b）所示，长度L＝________cm，直径d＝________mm.
图11
（2）该同学按图12（a）连接电路，若电压表读数为U，电流表读数为I，定值电阻
已知，将电流表和电压表看作理想电表，则铅笔芯的电阻率ρ＝________（用L、d、U、I、
表示）.
（3）实际上，该实验中的电流表和电压表不是理想电表，且内阻未知，则用上述方法测得的
________（选填“大于”、“等于”或“小于”）其真实值.
（4）若电流表内阻为
已知，定值电阻
已知，为更准确地测量铅笔芯电阻，请将图12（b）中的部分电路图补充完整，并标上仪器的符号.
图12
12.（9分）小明同学将铜片和锌片相隔1cm插入一个苹果中，制成了一个水果电池，如图13（a）所示.他利用如下器材测量水果电池的电动势和内阻，实验器材如下：
A.利用铜片、锌片与苹果制成的一个水果电池
B.电流表A（0-0.6mA，内阻250Ω）
C.电压表V（0-3V，内阻约3kΩ）
D.滑动变阻器R（最大阻值2000Ω）
E.开关一个，导线若干
图13
（1）据资料，这种水果电池的电动势不到1V，内阻约一千欧左右，若用图13（b）所示多用电表对其内阻进行估测，以下操作正确的是（ ）
A.选择开关置于A处 B.选择开关置于B处
C.选择开关置于C处 D.选择开关置于D处
（2）利用电流表和电压表等提供的器材更准确地测量“苹果电池”的电动势和内阻，应该选择的实验电路是图14中的________（选填“（a）”或“（b）”）.
图14
（3）选择正确的电路后由实验数据作出的U-I图像如图14（c）所示，由图像可求得电源电动势为________V，内电阻为________Ω（结果均保留三位有效数字）.
（4）他用该水果电池给一个规格为“2.5V，0.5A”的小灯泡供电，发现虽然逐渐增加水果电池串联的数量，但小灯泡依旧几乎不发光，原因是________.
13.（9分）如图15（a）所示，同学们经常用到饭卡、水卡进行扣款消费.饭卡、水卡内部结构如图15（b）所示，由线圈和电路组成.当卡片靠近感应区域时，会在线圈中产生感应电流来驱动芯片运作，从而实现扣款功能.测得卡片内部线圈为长8cm、宽5cm的长方形，共5匝，回路总电阻为1Ω.若某次感应时卡面与感应区平面平行，在0.1s的感应时间内，感应区内垂直于感应区平面的磁感应强度由0均匀增大到
.求：
图15
（1）0.1s内线圈的平均感应电动势E；
（2）0.1s内通过线圈内导线某截面的电荷量q；
（3）0.1s内线圈的发热量Q.（计算结果均保留2位有效数字）
14.（13分）在电场中有着类似于重力场中秋千往返运动的现象，图16是其模型简图，ABC是半径为R的四分之一光滑绝缘圆弧轨道，轨道竖直放置，O为圆心，A、B、C分别位于轨道内最高点、中点和最低点.轨道所在空间中有水平向右的匀强电场.一质量为m、带电量为＋q的小球（小球直径远小于R）从A处由静止释放，恰好能够沿着圆弧轨道在AC间做往返运动，已知重力加速度为g.求：
图16
（1）匀强电场的电场强度大小；
（2）CB之间的电势差
；
（3）小球沿着圆弧轨道运动到B点时，受到轨道的支持力大小.
15.（15分）现代科技中常利用电场和磁场来控制带电粒子的运动，某控制装置如图17所示，相距为R＝4cm的两块平行金属板M、N正对着放置，以O为圆心、半径为R的圆形区域内存在磁感应强度为B＝0.5T、方向垂直纸面向外的匀强磁场，圆弧形收集板D上各点到O点的距离以及板D两端点的距离均为2R.
、
分别为M、N板上的小孔，
、
、O三点连线垂直板M、N，且
.当板M、N间的电压恒为
时，一束质量为
、带电量为
的粒子，经
进入M、N间的电场后，通过
进入磁场，最后打在收集板D上.粒子在
处的速度和粒子所受的重力均不计，π取3.14，求：
图17
（1）粒子在圆形磁场中运动的轨道半径r；
（2）粒子从
出发到打在收集板D上经历的时间t；
（3）若M、N间的电压可调节，为确保粒子都能打在收集板D上，M、N间电压的范围.
2023-2024学年广东省惠州市高二上学期期末考试 物理参考答案
1.A 2.D 3.C 4.A 5.B 6.C 7.D 8.BC 9.AC 10.ABC
11.（8分）（1）5.015（1分） 1.753-7.757（1分） （2）
（2分）（形式上正确均可得2分）
（3）小于（2分）（唯一答案）
（4）
（2分）（形式上正确均可得2分）
12.（9分）（1）C（1分） （2）（b）（2分）（写成“b”，也可得2分）
（3）0.950（2分）（“0.940-0.960”，均可得2分，带单位“V”不扣分）
（2分）（“
”均可得2分，带单位“Ω”不扣分）
（4）水果电池的电动势小，内阻比灯泡电阻大很多，尽管多个水果电池串联，输出的电压也远小于灯泡额定电压，回路中的电流远小于额定电流。（2分）
（有关键词“电源电动势太小”或“电源内阻太大”或“灯泡分得的电压太小”或“流过灯泡的电流过小”均可得2分）
13.（9分）
（1）（3分）0.1s内线圈的平均感应电动势为
（2分）
（评分标准：写出上面任意一个表达式均可得2分）
代入数据解得：
（1分）
（2）（4分）方法一：0.1s内通过线圈的电流大小为：
（1分）
代入数据解得：
（1分）
0.1s内通过线圈内导线某截面的电荷量为：
（1分）
代入数据解得：
（1分）
方法二：
（1分）
0.1s内通过线圈内导线某截面的电荷量为：
（1分）
（1分）
（1分）
（3）（2分）0.1s内线圈的发热量为：
（1分）
代入数据解得：
（1分）
（评分标准：结果均保留两位有效数字，没保留的不给结果分）
14.（13分）
（1）（4分）方法一：依题意得小球到达C点的速度为0
从A点到C点，由动能定理得
（2分）
解得：
（2分）
（评分标准：若以上动能定理或者计算结果错误，但说明了小球到达C点的速度为0，可得1分）
方法二：小球恰能沿着圆弧轨道在AC间做往返运动，可知圆弧AC的中点B为小球做圆周运动的等效最低点，小球所受的重力与电场力的合力方向正好沿着OB的反方向。由此可得：
（或表示成
均可） （2分）
解得：
（2分）
（评分标准：以上两种方法表述清楚，均可得4分）
（2）（3分）从C点到B点，可得
（2分）
解得：
（1分）
（评分标准：也可先求出BC两点之间的电势差，再通过
得出CB之间的电势差，正确可得3分）
（3）（6分）方法一：从A点到B点，由动能定理得：
（2分）
由重力与电场力的合力为
（1分）
（评分标准：先求出重力与电场力的合力之后，对A点到B点列动能定理得
，也可得3分）
在B处可得
（2分）
联立可得，小球运动到B点时受到轨道的支持力大小为
（1分）
方法二：从A点到B点，由动能定理得：
（2分）
（3分）
联立可得，小球运动到B点时受到轨道的支持力大小为
（1分）
15.（15分）
（1）（4分）粒子从
到达
的过程中，由动能定理得
（2分）
在磁场中，根据牛顿第二定律得：
（1分）
联立得：
（1分）
（2）（5分）由r＝R可知粒子在磁场中的偏转角度为
，
故粒子磁场中运动的时间为：
（1分）
（评分标准：也可列式：
，
，但只得1分，有误则得0分）
在电场中运动时间为：
（1分）
（评分标准：也可列式：
，
，但只得1分，有误则得0分）
离开磁场到D的运动时间为：
（1分）
总运动时间：
（1分）
联立得，代入数据解得：
（1分）
（评分标准：若以上式子合为一式列出：
，若正确则得4分，错误得0分。用2个及以上式子求
和
，均只得1分，有误则得0分。）
（3）（6分）要确保粒子都能打在收集板D上，则粒子在磁场中的偏转角θ在60°-120°之间，轨迹如图所示.
由几何关系得，粒子在磁场中的运动半径
（1分）
（1分）
（1分）
联立得：
当θ＝60°时，
（1分）
当θ＝120°时，
（1分）
综上，M、N间电压的范围：
（1分）
（评分标准：只要计算出一个临界值，均可得3分）
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