广东省五校2022-2023学年高二物理上学期期末联考试卷（Word版附答案）

2022学年上学期高二期末试卷物理本试卷分选择题和非选择题两部分，共6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44分）一、单项选择题：本题共8小题，每小题3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．“中国天眼”位于贵州的大山深处，是500m口径球面射电望远镜（FAST）。它通过接收来自宇宙深处的电磁波，探索宇宙。下列关于电磁波的说法正确的是（　　）A．电磁波在任何介质中传播速度均为B．麦克斯韦认为均匀变化的电场能激发出变化的磁场，空间将产生电磁波C．紫外线的波长比红外线小D．普朗克通过实验捕捉到电磁波，证实了麦克斯韦的电磁理论2．如图甲是某同学设计的一实验装置，两端开口的空塑料瓶中固定着一根钢锯条和一块金属片，图乙为塑料瓶俯视图。将钢锯条和金属片分别跟静电起电机的两极相连。将点燃的蚊香放入塑料瓶内，很快就看见塑料瓶内烟雾缭绕。摇动起电机，顿时塑料瓶清澈透明，停止摇动，又是烟雾缭绕。当起电机摇动时，下列说法正确的是（　　） A．该实验装置演示的是静电除尘现象，烟尘带了正电荷B．锯条附近的电场强度小于在金属片附近的电场强度C．锯条附近的电势高于金属片附近的电势D．电场力对烟尘做正功3．高大的建筑物上安装接闪杆（避雷针），阴雨天气时云层中的大量电荷可以通过接闪杆直接引入大地，从而达到保护建筑物的目的。如图，虚线是某次接闪杆放电时，带电云层和接闪杆之间三条等势线的分布示意图；实线是空气分子被电离后某个电荷q的运动轨迹，M点和N点为运动轨迹上的两点，不计该电荷的重力，则（　　）A．若云层带负电，则接闪杆尖端也带负电B．q在N点电势能大于在M点的电势能C．q在N点的速度一定大于在M点的速度D．q越靠近接闪杆尖端，其加速度越小4．正三角形ABC的三个顶点处分别有垂直于三角形平面的无限长直导线，导线中通有恒定电流，A、B导线电流方向垂直纸面向内，C导线电流方向垂直纸面向外，a、b、c三点分别是正三角形三边的中点，若A、B、C三处导线中的电流分别为3I、2I、I，已知无限长直导线在其周围某一点产生的磁场磁感应强度B的大小与电流成正比，与电流到这一点的距离成反比，即B=k，则a、b、c三点的磁感应强度大小关系为A．a点最大B．b点最大C．c点最大D．b，c两点一样大5．一种能自动测定油箱内油面高度的装置如图所示，装置中金属杠杆的一端接浮球，另一端触点P接滑动变阻器R，油量表由电流表改装而成，有一定的内阻。当汽车加油时油箱内油面上升，下列分析正确的有（　　） A．触点P向上滑动B．电路中的电流变小C．两端电压增大D．整个电路消耗的功率减小6．如图甲，直线MN表示某电场中一条电场线，a、b是线上的两点。将一带负电荷的粒子从a点处由静止释放，从a运动到b过程中的v-t图线如图乙所示。设a、b两点的电势分别为φa、φb，场强大小分别为Ea、Eb，粒子在a、b两点的电势能分别为Epa、Epb，不计重力，则有A．Epa>EpbB．Ea=EbC．Ea<EbD．φa>φb7．如图，固定在水平地面上的光滑绝缘圆筒内有两个带正电小球A、B，A位于筒底靠在左侧壁处，B在右侧筒壁上受到A的斥力作用处于静止。若筒壁竖直，A的电量保持不变，B由于漏电而下降少许后重新平衡，下列说法中正确的是（   ）A．小球A、B间的库仑力变小B．小球A、B间的库仑力不变C．小球A对筒壁的压力变小D．小球A对筒底的压力不变8．如图，边长为1m的正方体ABCD—EFGH所处空间中存在匀强电场（图中未画出）。已知A、B、F三点的电势分别为20V、10V、0，则下列判断正确的是（　　）A．电场方向从F指向AB．A、E两点电势差和H、D两点电势差相等 C．场强大小一定为V/mD．把负电荷从A移到E电场力做正功二、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，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。9．笔记本电脑机身和显示屏分别安装有磁体和霍尔元件。当显示屏闭合时霍尔元件靠近磁体，屏幕熄灭电脑休眠．如图为显示屏内的霍尔元件：宽为a、长为c，元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子，通入方向向右的电流时，电子的定向移动速度为v．当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面方向向下的匀强磁场中，此时元件的前后表面间出现电压U，以此控制屏幕的熄灭．下列关于该元件的说法正确的是A．前表面的电势比后表面的低（　　）A．前表面的电势比后表面的低B．前后表面间的电压U与v有关C．前后表面间的电压U与c成正比D．电压稳定后，自由电子受到的洛伦兹力大小为10．微信运动步数的测量是通过手机内电容式加速度传感器实现的。原理如图，M和N为电容器两极板，M极板固定，N板两端与两轻弹簧连接，当手机的加速度变化时，N极板只能按图中标识的前后方向运动。下列对传感器描述正确的是（　　）A．保持向前匀速运动，电阻R将以恒定功率发热B．由匀速突然向前减速时，电容器所带电荷量增加C．由静止突然加速后退时，电流由a向b流过电流表D．保持向前匀减速运动时，MN间的电场强度持续减小 11．地磁场能有效抵御宇宙射线的侵入，赤道剖面外地磁场可简化为包围地球一定厚度的匀强磁场，方向垂直该剖面，如图所示。图中给出了速度在图示平面内，从O点沿平行与垂直地面2个不同方向入射的微观带电粒子（不计重力）在地磁场中的三条运动轨迹a、b、c，且它们都恰不能到达地面。则下列相关说法中正确的是（　　）A．沿a轨迹运动的粒子带负电B．若沿a、c两轨迹运动的是比荷相同的粒子，则c粒子的速率更大C．某种粒子运动轨迹为a，若它速率不变，只是改变射入地磁场的速度方向，则只要其速度在图示平面内，粒子可能到达地面D．某种粒子运动轨迹为b，若它以相同的速率在图示平面内沿其他方向入射，则有可能到达地面12．如图为一款热销“永动机”玩具示意图，其原理是通过隐藏的电池和磁铁对小钢球施加安培力从而实现“永动”。小钢球从水平光滑平台的洞口M点静止出发，无磕碰地穿过竖直绝缘管道后从末端N点进入平行导轨PPʹ-QQʹ，电池、导轨与小钢球构成闭合回路后形成电流，其中电源正极连接导轨PQ，负极连接PʹQʹ；通电小钢球在底部磁场区域受安培力加速，并从导轨的圆弧段末端QQʹ抛出；然后小钢球恰好在最高点运动到水平光滑平台上，最终滚动至与挡板发生完全非弹性碰撞后再次从M点静止出发，如此循环。已知导轨末端QQʹ与平台右端的水平、竖直距离均为0.2m，小钢球质量为40g，在导轨上克服摩擦做功为0.04J，其余摩擦忽略不计，重力加速度g取10m/s2，则（　　）A．磁铁的N极朝上 B．取下电池后，小钢球从M点静止出发仍能回到平台上C．小钢球从导轨末端QQʹ抛出时速度为2m/sD．为了维持“永动”，每个循环需安培力对小球做功大于0.04J第二部分非选择题（共56分）三、实验题13．（6分）在测定一根粗细均匀合金丝Rx的电阻率的实验中：(1)利用螺旋测微器测定合金丝的直径，示数如图（a）所示，则可读得合金丝的直径为___________mm。(2)待测合金丝的电阻约为，实验室另外还提供的仪器有：A．电压表V（内阻约为10kΩ，量程为3V）B．电流表A1(内阻约为3Ω，量程为0.6A)C．电流表A2(内阻约为0.1Ω，量程为3A)D．滑动变阻器R(阻值为0～5Ω，额定电流为2A)E．电源E（电动势为5V，内电阻为1Ω）F．一个开关、若干导线①要求较准确地测出其阻值，电流表应选___________。（填序号）②请根据以上仪器，设计实验电路图，并在图（b）中完成电路图的实物连线，要求实验时电流表和电压表的示数变化范围尽量大．14．（9分）多用电表是实验室中常用的测量仪器，如图甲所示为多量程多用电表示意图，其中电流有1.0A、2.5A两个挡位，电压有2.5V、10V两个挡位，欧姆表有两个挡位。（1）通过一个单刀多掷开关S，B可以分别与触点1、2、3、4、5、6接通，从而实现用多用电表测量不同物理量的功能。 ①图甲中A是___________（选填“红”或“黑”）表笔；②当S接触点_______（选填“1、2、3、4、5、6”）时对应多用电表1.0A挡；③当S接触点3时，测量倍率比S接触点4时小，则E1________E2（选填“>”“<”或“=”）；（2）实验小组用该多用电表测量电源的电动势和内阻。器材还有：待测电源（电动势约为9V），定值电阻R0=9.0Ω，电阻箱一只。连接实物如图乙所示，测量时应将图甲中S接触点_______（选填“1、2、3、4、5、6”）；改变电阻箱阻值R，测得并记录多组数据后，得到对应的图像如图丙所示，则电源电动势E=________V，内阻r=_______Ω（结果保留两位有效数字）。四、计算题15．（10分）如图，M、N两金属圆筒是直线加速器的一部分，M与N的电势差为U；底面半径为L的圆柱体区域其内有竖直向上的匀强磁场。一质量为m，电量为+q的粒子，从圆筒M右侧静止释放，粒子在两筒间做匀加速直线运动，在N筒内做匀速直线运动。粒子自圆筒N出来后，正对着磁场区域的中心轴线垂直进入磁场区域，在磁场中偏转了60°后射出磁场区域，忽略粒子受到的重力。求：(1)粒子进入磁场区域时的速率；(2)磁感应强度的大小。16．（13分）如图甲所示，水平放置的两光滑平行导轨PQ间的距离L=0.5m，垂直于导轨平面有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度B=2T，ab棒垂直于导轨放置，系在ab棒中点的水平绳跨过定滑轮与物块相连，物块放置在电子秤上，质量为2kg 。已知当物体静止稳定以后，电子秤的读数FN随滑动变阻器R阻值变化的规律如图乙所示，导轨及ab棒的电阻均不计，g取10m/s2。求：(1)磁场方向；(2)电源电动势E和内阻r。17．（18分）如图，空间直角坐标系Oxyz中，有两个边长均为L的正方体Ⅰ和正方体Ⅱ，它们的公共界面为M，O点为正方体Ⅰ侧面K的中心，x、y、z轴均与正方体边长平行。正方体Ⅰ空间内在y>0的范围内存在着沿y轴负方向的匀强电场，在y<0的范围内存在着沿y轴正方向的匀强电场，两者电场强度大小相等；正方体Ⅱ空间内在y>0的范围内存在着沿x轴正方向的匀强磁场，在y<0的范围内存在着沿x轴负方向的匀强磁场，两者磁感应强度大小相等。有一质量为m、电荷量为+q的粒子，以v0的初速度，从y轴上的P点沿z轴正方向进入正方体Ⅰ，之后经过z轴后从Q点垂直穿过界面M进入正方体Ⅱ，最后垂直打在侧面N上。P点为侧面K底边长的中点（在电场区域中），不考虑粒子的重力，求：(1)匀强电场的电场强度大小；(2)粒子进入正方体Ⅰ后，经过z轴时的速度大小；(3)磁感应强度的大小。 参考答案：1．C【解析】A．电磁波在不同介质中的传播速度不同，其在真空中传播的速度为，A错误；B．麦克斯韦认为周期性变化的电场激发出周期性变化的磁场，空间将产生电磁波，B错误；C．红外线的波长比紫外线大，C正确；D．赫兹通过实验捕捉到电磁波，证实了麦克斯韦的电磁理论，D错误。故选C。2．D【解析】A．将钢锯条和金属片分别跟静电起电机的两极相连，摇动起电机，使锯条带负电，金属片带正电，它们之间的空气被电离，电子在往金属片运动的过程中，遇到烟尘，使烟尘带负电，最终烟尘被吸附到金属片上，最后在重力的作用下，聚集在金属片底端的瓶子底部，所以该实验装置演示的是静电除尘现象，A错误；B．根据尖端放电知识可知，锯齿状的铁锯条附件的电场更强一些，所以锯条附近的电场不是匀强电场，B错误；C．由甲图知，金属片带正电，锯条带负电，所以锯条附近的电势低于金属片附近的电势，C错误；D．烟尘带负电，电场力对带负电的烟尘做正功，使得烟尘聚集到金属片上，D正确。故选D。3．C【解析】A．若云层带负电，则接闪杆尖端感应出正电，故A错误；BC．通过图中电荷的运动轨迹可知电荷所受的电场力指向避雷针尖端，从M到N电场力做正功，所以电势能减小，q在M点的速度一定小于在N点的速度，故C正确，B错误；D．q越靠近接闪杆尖端，电场力越大，其加速度越大，故D错误。故选C。4．C【解析】设正三角形的边长为2L，根据公式，结合矢量的叠加原理，则a、b、c三点的磁感应强度大小分别为：； ；；综上所述，故C正确，ABD错误；故选C．5．C【解析】当汽车加油时油箱内油面上升，则浮球上升，则触点P向下滑动，电阻R阻值减小，则回路电流变大，两端电压增大，根据P=IE可知，整个电路消耗的功率变大。故选C。6．A【解析】由题意可知，粒子只受电场力时，其动能和电势能之和保持不变，而由v-t图像可知粒子从a运动到b的过程中速度逐渐增大，加速度逐渐减小，因此粒子受到的电场力方向向右，大小逐渐减小，所以电场强度向左，大小逐渐减小，又沿电场线的方向电势逐渐降低，故a点电势低于b点电势，由于粒子带负电，所以粒子在a点的电势能大于在b点的电势能，a点场强大于b点场强。故选A。7．D【解析】AB．小球A、B间的库仑力角变大，cosθ变小，库仑力F变大，AB错误；CD．以整体为研究对象可知，筒底对A球的支持力大小等于A、B两球的重力，由牛顿第三定律可知A对筒底的压力也等于A、B两球的重力，小球A对筒底的压力不变，C错误，D正确。故选D8．B【解析】A．连接AF和BE相交与O点，则O点的电势为10V，所以OB为等势线，电场线只要垂直于OB（BE）即可，故A错误；B．根据匀强电场特点可知故B正确；C．设电场线绕O点旋转，则 当转过时，电场强度为20V/m，故C错误；D．A点电势为20V，E点电势为10V，把负电荷从A点移动到E点，负电荷的电势能增加，电场力做负功，故D错误。故选B。9．BD【解析】A．电流方向向右，电子向左定向移动，根据左手定则判断可知，电子所受的洛伦兹力方向向里，则后表面积累了电子，前表面的电势比后表面的电势高，故A错误；BC．由电子受力平衡可得解得所以前、后表面间的电压U与v成正比，即前、后表面间的电压U与v有关，与c无关，故B正确，C错误；D．稳定时自由电子受力平衡，受到的洛伦兹力等于电场力，即故D正确。故选BD。10．BC【解析】A.匀速运动时，N板不动，电容器的电容不变，则电荷量不变，所以回路无电流，电阻R没有热功率，故A错误；B．由匀速突然向前减速时，N板向前运动，则板间距变小，据可知，电容器的电容增大，电容器带电量增大，故B正确；C．由静止突然加速后退时，N板向前运动，则板间距变小，据可知，电容器的电容增大，电容器带电量增大，则电容器充电，电流由a向b流过电流表，故C正确； D．保持向前的匀减速运动时，N板不动，电容器的板间距不变，而电容器的两端电压不变，则MN之间的电场强度不变，故D错误。故选BC。11．ABD【解析】A．由左手定则可知，沿a轨迹运动的粒子带负电，故A正确；B．由可得可知比荷相同时，速率越大，轨迹运动的半径越大，则c粒子的速率更大，故B正确；C．沿轨迹a运动的粒子平行于地面射入且恰好不能到达地面，轨迹a与地面相切，所以沿轨迹a运动的粒子恰好不能到达地面时在地磁场中的位移为2ra，已达到最大值，故只要该粒子速率不变，不论沿着什么方向入射都不会到达地面，故C错误；D．结合图像可知，沿轨迹b运动的粒子在磁场中的位移还未达到2rb时，就已经与地面相切，因此改变入射方向，该粒子有可能到达地面，故D正确。故选ABD。12．AD【解析】A．由电路可知钢球中电流方向垂直于纸面向里，由左手定则可知磁铁上方轨道处磁场方向向上，故磁铁N极朝上，故A正确；B．取下电池后，小球缺少安培力做功，即使从导轨末端抛出，初速度减小也将导致不能到达平台，故B错误；C．斜抛到最高点可反向看作平抛运动，则解得，所以 所以抛出时的速度为故C错误；D．为了维持“永动”，每个循环安培力做的功应该补充机械能的损失，一部分是克服摩擦力做的功，还有一部分是碰撞挡板的损失，一定大于0.04J，故D正确。故选AD。13．    0.608（均对）     B        【解析】（1）根据刻度得知主尺读数L0=0.5mm，从图像观察刻度并推理出这是50分度的游标卡尺，故精度，且刻度线n=10.8（10~11之间，小数点估读），所以由游标卡尺的读数=，代入数值可得计算得出读数为0.608mm。故，读得合金丝的直径为0.608mm（由于估读0.607~0.609均对）；（2）①由于被测电阻约为，电源电动势为，内阻为，则电流中出现的最大电流约为，如果选择量程的电流表，指针没超过仪表盘，读数误差太大，所以选量程的的电流表，故选B；②滑动变阻器如果采用限流接法，电路的电流变化范围较小，所以要采取分压法，让滑动变阻器起分压作用，被测电路中的电流变化范围就变大；电路图如下： 14．    红    2    <    6    9.1    1.0【解析】（1）①根据“红进黑出”的原则，电流从欧姆表内部电源正极流出，所以A应该是红表笔，B应该是黑表笔。②电流表是通过表头并联电阻改装而成的，并联电阻越大，量程越小，所以1.0A挡对应2。③在满偏电流相同的情况下，电源电动势越大，所测电阻就越大，当S接触点3时，测量倍率比S接触点4时小，所以（2）多用表与变阻箱并联做电压表适用，电源电压9.0V，所以应该选用10V的量程，S接6；由乙图可知变换得由图可知，解得，15．（1）   （2）【解析】（1）粒子在电场中加速，有动能定理可知： 解得：（2）根据题意以及“径向进，径向出”的规律，轨迹如图所示，分析可得在磁场中运动的轨道半径在磁场中运动时洛伦兹力提供了向心力解得：16．（1）磁场方向向上；（2）、【解析】解：（1）棒电流方向，由b到a，金属棒水平方向受力平衡可知，绳子拉力与安培力平衡。安培力水平向左。由左手定则得，磁场方向向上。（2）回路电流棒所受安培力电子秤的示数即 又,,得由图像得两组数据时时解得、17．（1）；（2）；（3）(n=1,2,3……)【解析】（1）设匀强电场的电场强度大小为E，根据题意得又qE=ma解得（2）粒子经过z轴时速度的竖直分量vy=at故速度大小为（3）该粒子在磁场中做匀速圆周运动，其运动轨迹如图所示， 设磁场的磁感应强度大小为，粒子做圆周运动的轨迹半径为r，根据几何关系有，或在磁场中，由洛伦兹力提供向心力，则有且L=2nx(n=1,2,3……)联立可得(n=1,2,3……)