榆次一中 2024—2025 学年第二学期高二年级寒假学业诊断
物理试题参考答案
说明：本试卷为闭卷笔答，答题时间 75 分钟，满分 100 分。
1 2 3 4 5 6 7A题 7B题
D C C B D B D B
8 9 10
BD BD CD
11. （每空 1分，每图 2分，共 8分）
（1）1.050；0.530（0.529~0.531）；
（2）5.0
（3） （2分）
（4）0.5
（5）无；
（6）1×105
12. （除特殊标明外，其余每空 1分，共 8分）
（1）乙；减小（2分）
（2）400
（3）R2（2分）；60（60~62）（2分）
13. （8分）
解： 小球由 到 的过程中，由动能定理得
又 ，
{#{QQABaQQpxgi4gBZACa4LQUF0CwqQkIGRLUoOxRCWOARDQZNABIA=}#}
解得
由以上分析可知 当小球运动到等效最低点 时速度最大，小球对轨道的压力最大，
重力和电场力的合力大
小为 ，方向斜向左下方与水平面成 ，
小球由 点到 点的过程中，由动能定理得
由牛顿第二定律得 解得
由牛顿第三定律可知小球对圆管的最大压力为
假设小球能运动到 点，则小球在 点的速度为 ，小球的释放点到 点的距离为 ，
则由动能定理得
解得
则小球不能运动到 点 又因为小球由 到 的过程有
所以小球运动的最高点位于 之间，假设该点与圆心的连线与水平方向的夹角为 ，则由
动能定理得
解得
小球能达到的最高点与水平面的高度为
若改变释放点的位置，小球由释放到 点的过程中，由动能定理得
解得
当小球的速度与合力垂直时动能最小，此时小球的速度斜向右下方与水平方向的夹角为 ，
设此时的速度大小为 ，由斜抛运动规律可得
小球的最小动能为
{#{QQABaQQpxgi4gBZACa4LQUF0CwqQkIGRLUoOxRCWOARDQZNABIA=}#}
小球离开 点后在竖直方向做自由落体运动，水平方向向右做匀减速直线运动，小球从离
开 点到落在水平面的时间为
小球在水平方向的位移为
解得 则落地点与释放点间的距离为
则落地点与释放点的电势差为
解得
14. （10分）
解： 质量为 的粒子匀速圆周运动，
则有
且有
解得 ；
设粒子经过 轴时，速度的偏转角为 ，经过 轴的点的坐标为 ，
则有
可得
根据几何关系
解得
经过 平面后，粒子在 、 轴方向做匀速直线运动，在 轴正方向做匀加速直线运动，
设打到荧光屏上点的坐标为 ，
则有
根据牛顿第二定律
故打到荧光屏上点的坐标为
质量为 的粒子在 的区域，其库仑力恰好提供向心力，也做半径为 的匀速
{#{QQABaQQpxgi4gBZACa4LQUF0CwqQkIGRLUoOxRCWOARDQZNABIA=}#}
圆周运动，
从 轴上同一点进入 的区域，根据第 问的计算可知，在此区域的偏转距离相同，
故而质量为 的粒子与质量为 的粒子打到同一个点。
15. （18分）
A题
解： 电子在加速场中加速，由动能定理得
解得 ；
电子在偏转场中做类平抛运动，设竖直方向的偏移量为 ，偏转角为 ，
水平方向匀速运动
竖直方向加速运动
其中
解得
偏转角正切值为
其中
解得
设电子打到荧光屏上的竖直位移为 ，由几何关系可得
解法 ：
结合图像可知，在一个周期 内
将其代入，整理得
可知亮点的位置随时间均匀变化，即做匀速运动
则经过 时的速度大小 ；
解法 ：
光点移动的速度
{#{QQABaQQpxgi4gBZACa4LQUF0CwqQkIGRLUoOxRCWOARDQZNABIA=}#}
由图像可知
则经过 时的速度大小
B题
解： 在 、 间加速电场，由动能定理 ，
解得 、 间加速电场的电压 ，
进入辐向电场后，由牛顿第二定律 ，
解得 。
如图所示，由对称性可知，粒子可能在 ，即 时从 板右边缘水平射出
板长应满足
两板间距应满足 ，
解得
根据题意可知，若粒子从 时刻进入电场，要求粒子打到 板时动能最大，则粒子
打到 板时，竖直分速度最大，
即粒子在 ， ， 时，恰好打到 板。
两板间距应满足 ，
解得
{#{QQABaQQpxgi4gBZACa4LQUF0CwqQkIGRLUoOxRCWOARDQZNABIA=}#}秘密密封★★★启用前 4. 某科研小组在进行一次科研实验时，将一个能产生多种正离子 质子、氘
榆次一中 2024 ~ 2025 学年第二学期高二年级寒假学业诊断 核、氚核及氦核等 的粒子源放在如图装置的位置。粒子源产生的正离子飘
入 初速度很小，可忽略不计 电压为 的加速电场，经加速后从小孔 沿
物 理 试 卷 平行金属板 ， 的中心线射入。已知平行金属板 ， 板长为 ，相距为
，两板间的电压为 。若离子能从 ， 板间射出 不计离子的重力 ，则
（考试时间：上午 10：45 —— 12：00） A. 与 之间的关系要满足 B. 各离子在电场中的运动轨迹重合
说明：本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。考试时间 75 分钟，满分 100 分。
C. 各离子从 ， 板间射出时的速度相同 D. 各离子从粒子源到从 ， 板间射出的时间相同
5. 如图所示，圆心为 、半径为 的光滑绝缘圆环竖直固定，电荷量为 的小球 固
Ⅰ （选择题，共 46 分）
定在圆环的最低点 点，质量为 的小球 套在圆环上且在圆环与小球 的共同作用
一、单项选择题：本题包含 7小题，每小题 4分，共 28 分。请将正确选项填入第Ⅱ卷前的答题栏内。 下静止在圆环上的 点， 与竖直方向的夹角为 。已知静电力常量为 ，重力加
1. 如图，直角三角形 位于竖直平面内， 沿水平方向，长度为 ， 。空间存在一 速度为 ，两小球均可视为质点。下列说法正确的是
匀强电场，场强方向与 所在平面平行，将一带正电的微粒 不计重力、空气阻力 从 点移动到
A. 小球 所带的电荷量为
点，电场力做功为 ，从 点移动至 点，电场力做功为 。下列说法正确的是
B. 若小球 缓慢漏电，则其将会沿着圆环缓慢下滑，且它受到的支持力大小变小
A. 电场强度的大小是 C. 若小球 缓慢漏电，则其将会沿着圆环缓慢下滑，且它受到的库仑力大小保持不变
D. 若在圆环所在平面内加一匀强电场，使得当小球 的电荷量减半时仍能静止在 点处，则电场强度的最
B. 将该带电微粒从 点无初速度释放，其沿 的角平分线所在直线运动
小值为
C. 将该带电微粒从 点沿 抛出，要使其通过 点，微粒在 点的动能应为
6. 如图所示， ， 为水平放置的平行正对金属板，在板中央分别有一小孔 ， ， 为理想二极管，
D. 将该带电微粒从 点沿 抛出，要使其到达 时，其位移方向垂直于电场强度方向，
为滑动变阻器， 为定值电阻。闭合开关 ，待电路稳定后，将一带负电荷的带电小球从 ， 正上方
微粒在 点的动能的应为 的 点由静止释放，小球恰好能运动至小孔 处。下列说法正确的是
2. 肉眼看到的一次闪电，其过程是很复杂的。当雷雨云移到某处时，云的中下部是强大负电荷中心，云底 A. 带电小球运动至 板的小孔 处后保持静止
相对的下地面变成正电荷中心，云底会出现大气被强烈电离的一段气柱，半径约 米。在某一次闪电前 B. 若仅将 板上移，带电小球将无法从 板的小孔 处穿出
云地之间的电势差约为 ，云地间距离约为 ；第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为 C. 若仅将 的滑片上移，带电小球将运动至 板的小孔 处
，闪击持续时间约为 。假定闪电前云地间的电场是均匀的。根据以上数据，下列判断正确的是 D. 若仅将 的滑片下移，带电小球将无法运动至 板的 处
A. 闪电电流的瞬时值约为 B. 被电离的气柱的阻值约为 7.请从 A、B两题中任选一题作答。
C. 被电离的气柱的电阻率约为 D. 闪电前云地间的电场强度约为 A. 如图所示，真空中有 两点，纸面内到 两点的距离之比等于 的点的集合为图中圆心为 、
3. 如图所示， 为竖直放置的金属板， 为竖直放置的金属网， 点为金属板上的一点，现在 、 间 半径为 的圆， 为圆上的三点， 两点为圆与直线 的交点，显然
施加一恒定的加速电压，金属网 的右侧存在竖直向下的匀强电场 粒子 、 的比荷之比为 ，现将两 。在 两点分别固定两点电荷 ，点电荷 所带电荷量为 点的电场方
粒子分别从 点静止释放，它们沿直线穿过金属网 ，最终均落在接收
向恰好指向圆心 。已知真空中带电荷量为 的点电荷，在空间产生的电场中某点的电势 ，式中
屏 上，粒子 落在 上的 点 图中未画出 ，忽略粒子的重力以
及粒子间的相互作用 下列说法正确的是 为该点到点电荷的距离， 为静电力常量，下列说法正确的是
A. 金属板 可能带负电 A. 点的电场强度大小为
B. 粒子 、 从释放到落在 所用的时间相同
B. 点的电场强度大小为
C. 粒子 、 落在荧光屏 瞬间的速度之比为
D. 粒子 落在 点的右侧 C. 两点之间 点的电场强度最小
D. 球心为 、半径为 的球面上任意一点的电场方向均指向球心
【20250219】高二物理 第 1页（共 4页）
{#{QQABaQQpxgi4gBZACa4LQUF0CwqQkIGRLUoOxRCWOARDQZNABIA=}#}
B. 如图所示，水平面内的等边三角形 的边长为 ，顶点 恰好位于光滑绝缘直轨道 的最低点， A. 粒子的电荷量
光滑直导轨的上端点 到 、 两点的距离均为 ， 在 边上的竖直投影点为 。一对电荷量均为
B. 粒子离开电场时的速度方向均相同
的点电荷分别固定于 、 两点，在 处将质量为 、电荷量为 的小球套在轨道上 忽略它对原电场
C. 在 时刻发射的粒子在离开电场时的电势能等于进入电场时的电势能
的影响 ，将小球由静止开始释放，已知静电力常量为 、重力加速度为 ，且 ，忽略空气
阻力，则 D. 光屏上有粒子击中的区域的长度为
A. 轨道上 点的场强大小为 10. 如图所示，在水平向左且足够大的匀强电场中，一长为 的绝缘细线一端固定于 点，另一端系着一个
质量为 、电荷量为 的带正电小球，小球静止在 点．现给小球一垂直于 的初速度 ，使其在竖
B. 小球刚到达 点时，其加速度为零
C. 小球刚到达 点时，其动能为 直平面内绕 点恰好能做完整的圆周运动， 为圆的竖直直径．已知匀强电场的场强大小为 ，重
D. 小球沿直轨道 下滑过程中，其电势能先增大后减小 力加速度为 当小球第二次运动到 点时细线突然断裂，则下列说法正确的是
二、多项选择题：本题包含 3小题，每小题 6分，共 18 分。在每小题给出的四个选项中，至少有两个选 A. 小球做完整的圆周运动时，粒子初速度的最小值
项正确，全部选对的得 6分，部分选对的得 3分，有选错的得 0分。请将正确选项填入第Ⅱ卷前的答 B. 细线断裂后，小球速度的最小值为
题栏内。 C. 从细线断裂到小球的动能与在 点时的动能相等的过程中，电势能增加了
8. 如图甲所示，真空中水平正对放置两块长度均为 的平行金属板
、 ，两板间距为 ，两板间加上如图乙所示的周期性变化的 D. 从细线断裂到小球的电势能与在 点时的电势能相等的过程中，重力势能减少了
电压，其中 时电压为 ， 时电压为 。在两板 Ⅰ
左侧中央处有一粒子源 ，自 时刻开始连续发射初速度大小 题 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
为 、方向平行于金属板的带负电的相同粒子，这些粒子均能从金属板间射出，且 时刻发射的粒子 答 案
恰能水平击中光屏中的 点 在同一水平线上 。已知电场变化的周期 ，粒子的质量为 ，不
计粒子间的作用力，重力加速度为 。则 Ⅱ （非选择题，共 54 分）
A. 粒子的电荷量
B. 粒子离开电场时的速度方向均相同 三、实验题：本题包含 2小题，共 16 分。请将答案填写在题中横线上或按要求作答。
C. 在 时刻发射的粒子在离开电场时的电势能等于进入电场时的电势能 得分 评卷人
D. 光屏上有粒子击中的区域的长度为
11. 某兴趣小组欲利用伏安法测量一电阻丝电阻 阻值在 之间 ，实验室提供如下器材：
9. 如图甲所示，真空中水平正对放置两块长度均为 的平行金 电压表 量程 ，内阻 ； 电压表 量程 ，内阻 ；
属板 、 ，两板间距为 ，两板间加上如图乙所示的周期性 定值电阻 阻值 ； 电阻箱 调节范围 ；
变化的电压，其中 时电压为 ， 时电压为 滑动变阻器 最大阻值 ； 电源 电动势 ，内阻约 ；
开关一个； 导线若干。
在两板左侧中央处有一粒子源 ，自 时刻开始连续发射
初速度大小为 、方向平行于金属板的带负电的相同粒子，这些粒子均能从金属板间射出，且 时刻
发射的粒子恰能水平击中光屏中的 点 在同一水平线上 。已知电场变化的周期 ，粒子的质量
为 ，不计粒子间的作用力，重力加速度为 。则 （1）该小组成员在实验过程中，正确操作用游标卡尺 如图甲所示 测得金属丝的长度 为__________ ，
用螺旋测微器 如图乙所示 测得金属丝的直径 为__________ ；
【20250219】高二物理 第 2页（共 4页）
{#{QQABaQQpxgi4gBZACa4LQUF0CwqQkIGRLUoOxRCWOARDQZNABIA=}#}
（2）欲将电压表 改装成量程为 的电流表，需将电阻箱 调节至__________ 后与 表并联 结 四、计算题：本题包含 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
果保留 位有效数字 。 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。
（3）为了较准确的测量电阻丝的阻值，请你根据提供的器材设计一个合理的电路图，并画在虚线框中。 得分 评卷人
（4）按合理的电路图完成实验，绘制出两电压表示数的关系如图丙所示。由此可计算出待测电阻
__________ 结果保留 位有效数字 。 13. （8 分）
如图所示，半径为 的光滑竖直半圆管道固定在光滑水平面上，圆管的内径可忽略，圆管与水平面相
切于 点， 点为圆管最高点，整个空间存在水平向左的匀强电场，电荷量为 、质量为 、直径略小
于圆管内径的小球由水平面上的 点静止释放，当 时小球运动到 点时的速度大小为 ，
重力加速度为 。求：
（5）电源内阻不是准确值，这对 的测量结果__________ 选填“有”或“无” 影响。
（6）该电阻丝的电阻率为 __________ 保留一位有效数字 。
得分 评卷人
12. 某物理兴趣小组制作了一个简易电子体温计，其原理图如图 所示。 （1）电场强度大小及小球对圆管的最大压力大小；
（2）判断小球能否运动到 点，若能，求小球在 点的速度；若不能，求小球的最高点到水平面的高度；
（3）若释放点 到 点的距离为 ，求小球离开 点后的最小动能以及小球第一次落到水平面的点与
释放点 间的电势差。
（1）兴趣小组测出某种热敏电阻的 图像如图 3 所示，那么他们选用的应该是下图 电路 填“甲”
或“乙” ，由图可知，热敏电阻的阻值随温度的升高而 填“增大”或“减小” ；
（2）小周同学用一个内部电源电动势为 、中值电阻为 的欧姆表 已调零 接在上述热敏电阻 伏
安特性曲线如图 所示 两端，测量其阻值，如图 所示，则测量值为 结果保留 位有效数字 ；
（3）热敏电阻的阻值随温度的变化如图 所示，在设计的电路中 如图 所示 ，已知电源电动势为
内阻不计 ，电路中二极管为红色发光二极管，红色发光二极管的启动 导通 电压为 ，即发光二极
管两端电压 时点亮，同时电铃发声，红色发光二极管启动后对电路电阻的影响不计。实验要求
当热敏电阻的温度高于 时红灯亮且铃响发出警报，其中电阻 填“ ”或“ ” 为定值电
阻，其阻值应调为 结果保留两位有效数字 。
【20250219】高二物理 第 3页（共 4页）
{#{QQABaQQpxgi4gBZACa4LQUF0CwqQkIGRLUoOxRCWOARDQZNABIA=}#}
14. （10 分） 15. （18 分）本题分为 A、B两题，请任选一题作答。
如图所示的空间坐标系中，一点电荷固定在 点，该点电荷只在 的空间产生电场； A. 示波管装置如图甲所示，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空，电子从静止经大小为
的电压加速后以一定速度沿轴线 连续射入偏转电极，偏转电极的极板沿轴线方向长度为 ，间距为 ，
在 的空间存在沿 轴正方向的匀强电场，电场强度大小为 ；在 处放置一垂直于 轴、足够
极板右侧到荧光屏的距离为 已知电子电荷量为 ，质量为 ，重力不计．
大的荧光屏。 点的放射源沿 轴正方向射出电荷量为 、质量分别为 和 的两个粒
子，粒子初动能均为 ，质量为 的粒子在 的空间做半径为 的匀速圆周运动，进入 的空
间后，打到荧光屏上，已知静电力常量为 ，不计粒子的重力和粒子间的相互作用。求：
（1）求电子进入偏转电极时的速度
（2）若偏转电极所加电压为 ，求电子离开偏转电场时竖直方向的偏移量及偏转角正切值
（3）若偏转电极两端加图乙所示的周期性电压，电压最大值为 、电场变化周期为 ，且 远大于电子
（1）M 处点电荷所带的电荷量； 在电场中的运动时间，求荧光屏上亮点经过 时的速度大小 ．
（2）质量为 的粒子打到荧光屏上的位置坐标；
（3）若粒子打到荧光屏上会形成亮点，判断荧光屏上有几个亮点，如果是一个，写出判断依据；如果是两
个，求出两个亮点间的距离。 B. 如图甲所示的装置由粒子源、加速电场、静电分析器、偏转电场四部分组成。 处的粒子源“飘”出一
质量为 ，电荷量为 的粒子，经 、 间的加速电场加速后，粒子可以进入辐向电场 电场强度方向
指向 ，沿着半径为 的圆弧运动。从辐向电场射出后，粒子沿平行金属板 、 中的 板左端边缘以
速度 水平射入电场，并以此刻开始计时。平行金属板 、 间加有如图乙所示的交变电压 ，电压
的大小为 ，周期为 ，不计粒子重力。
（1）求 、 间加速电场的电压 和 、 处的电场强度 的大小
（2）若粒子经过一段时间后从 板右侧边缘水平射出，求板长 和两板间距 分别满足的条件
（3）若金属板足够长，要求该粒子打到 板时动能最大，则两板间距 应当满足什么条件
【20250219】高二物理 第 4页（共 4页）
{#{QQABaQQpxgi4gBZACa4LQUF0CwqQkIGRLUoOxRCWOARDQZNABIA=}#}
