四川省雅安市石棉县中学2022-2023学年高二物理上学期期末考试试题（Word版附解析）

石棉县中学2022-2023学年上期期末考试高二年级物理试卷（考试时间90分钟，满分100分）第I卷（选择题，共45分）一、选择题。本题共15小题，每小题3分，共45分。1-10小题单选，11-15小题不定项选择，选对不全得2分。1.在物理学发展历程中，一些科学研究成果极大地推动了人类文明的进程。下列叙述中不符合史实的是（　　）A.欧姆通过实验研究了导体两端电压与电流的定量关系，并总结出欧姆定律B.法拉第发现了磁能生电的现象，并发明了人类的第一台直流发电机C.密里根通过油滴实验，第一次比较精确的测定了元电荷e的数值D.奥斯特根据环形电流的磁场和小磁针的磁场的相似性，提出了分子电流假说【答案】D【解析】【详解】A．欧姆通过实验研究了导体两端电压与电流的定量关系，并总结出欧姆定律，故A正确；B．法拉第发现了磁能生电的现象，并发明了人类的第一台直流发电机，故B正确；C．密里根通过油滴实验，第一次比较精确的测定了元电荷e的数值，故C正确；D．安培根据环形电流的磁场和小磁针的磁场的相似性，提出了分子电流假说，故D错误。本题选错误的，故选D。2.两个完全相同金属球A和B，其中A球带电荷量为+5Q、B球带电荷量为－Q（均可视为点电荷），两者相距为r，此时两球间的库仑力大小为F。现将金属球A和B接触后又放回原处，则两球之间的库仑力大小变为（　　）A.B.C.D.4F【答案】B【解析】【详解】开始时，根据库仑定律有将金属球A和B接触后又放回原处，A、B两球的电荷量均变为 两球之间的库仑力大小变为故选B。3.关于电磁感应，下列说法中正确的是A.穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大B.穿过线圈的磁通量为零，感应电动势一定为零C.穿过线圈的磁通量的变化越大，感应电动势越大D.通过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大【答案】D【解析】【详解】A．由公式可知，穿过线圈的磁通量越大，线圈的磁通量变化率不一定大，感应电动势不一定越大，故A错误；B．由公式可知，穿过线圈的磁通量为零，若线圈的磁通量变化率不为零，则感应电动势就不为零，故B错误；C．由公式可知，穿过线圈的磁通量变化越大，线圈的磁通量变化率不一定大，感应电动势不一定越大，故C错误；D．穿过线圈的磁通量变化越快，磁通量的变化率越大，由法拉第电磁感应定律得知，感应电动势越大，故D正确。4.如图，a、b是用同种规格的铜丝做成的两个同心圆环，两环半径之比为2∶3，其中仅在a环所围区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场。下列说法正确的是（　　）A.穿过a、b两环的磁通量大小之比为4∶9B.a、b两环绕圆心在纸面内转动时，两环中均有感应电流 C.磁感应强度B增大时，a、b两环中均有逆时针方向的感应电流D.磁感应强度B均匀增大时，a、b两环中产生的感应电动势之比为4∶9【答案】C【解析】【详解】A．穿过a、b两环的磁通量对应的有效面积相同，所以磁通量大小之比为1∶1，故A错误；B．a、b两环绕圆心在纸面内转动时，两环的磁通量均不变，均不产生感应电流，故B错误；C．根据楞次定律可知，磁感应强度B增大时，a、b两环中均有逆时针方向的感应电流，故C正确；D．根据法拉第电磁感应定律有可知磁感应强度B均匀增大时，a、b两环中产生的感应电动势之比为1∶1，故D错误。故选C。5.如图，实线MN是一点电荷产生的电场中的一条电场线，一个带正电的粒子仅在电场力的作用下，沿图中虚线从a运动到b。下列结论正确的是（　　）A.点电荷一定位于M点左侧，且一定为负电荷B.带电粒子在a点的电势能一定大于在b点的电势能C.带电粒子在a点的动能一定大于在b点的动能D.带电粒子在a点加速度一定大于在b点的加速度【答案】C【解析】【详解】BC．由于该粒子只受电场力作用且做曲线运动，电场力指向轨迹内侧，电场力方向大致向左，电场线由N指向M，则从a到b的过程中，电场力对带电粒子做负功，电势能增大，动能减小，即a点的电势能低于b点的电势能，a点的动能一定大于在b点的动能，故C正确，B错误； D．图中只有一条电场线，无法根据电场线疏密程度判断电场的强弱，即不能判断加速度的大小关系，故D错误；A．电场线的方向一定从N指向M，由于产生电场的点电荷的电性无法判断，则点电荷的位置无法判断，所以加速度也没法判断，故A错误。故选C。6.如图是某同学对电动牙刷的微型电动机进行研究的实验电路，其操作如下：闭合开关S，调节滑动变阻器R的阻值，当理想电压表的示数为0.3V时，电动机不转动，此时理想电流表示数为60mA；重新调节R使电动机正常运转，此时电压表和电流表的示数分别为2.4V和100mA。则这台电动机正常运转时的输出功率为（　　）A.0.24WB.0.05WC.0.018WD.0.19W【答案】D【解析】【详解】当理想电压表的示数为0.3V时，电动机不转动，电动机看做纯电阻，根据得电动机内阻为重新调节R使电动机正常运转，电动机的功率电动机的发热功率为则电动机正常运转时的输出功率为故D正确，ABC错误。 故选D。7.如下图所示，AB是电场中的一条电场线，若将一负电荷从A点由静止释放，负电荷沿电场线从A到B运动过程中速度时间图线如图Ⅱ所示，不计重力，则下列判断正确的是（）A.A＞B，EA＞EBBA＞B，EA＜EBC.A＜B，EA＞EBD.A＜B，EA＜EB【答案】D【解析】【详解】速度图象的斜率等于物体的加速度，由图可知点电荷从A向B运动的过程中加速度越来越大，故A点的场强小于B点场强；由于物体沿电场线运动过程当中做加速运动，故点电荷所受电场力方向由A指向B，又由于负电荷所受电场力的方向与场强的方向相反，所以电场线的方向由B指向A，所以而沿电场线的方向电势降低，即φA＜φB，故D正确；故选D.【点睛】速度图象的斜率等于物体的加速度，故A点的场强小于B点场强；负电荷所受电场力的方向与场强的方向相反，沿电场线的方向电势降低是解决本题的突破口．8.如图，分界线MN两侧有方向垂直纸面向里的匀强磁场，其中上方区域的磁感应强度大小为2B，下方区域磁感应强度大小为B。一质量为m电荷量为－q的带电粒子（不计重力）从O点以初速度v0也沿纸面垂直MN向上射出，经一段时间t粒子再次经过O点，则下列选项正确的是（　　） A.B.CD.【答案】A【解析】【详解】设粒子在2B磁场中运动的半径为R，根据牛顿第二定律有解得粒子在2B磁场中运动的周期为同理可得粒子在B磁场中运动的半径和周期分别为作出粒子的运动轨迹如图所示，则故选A。9.如图，在绝缘水平面上A、B两点分别固定着两个电荷量均为Q=+2.0l0-7C的点电荷，P 是A，B连线中垂线上的一点，且AP=BP=0.3m，角，已知静电力常量为k=9.0l09N.m2/C2，则P点场强的大小和方向为（　　）A.E=2104V/m，垂直OP向右B.E=2104V/m，沿OP向上C.E=104V/m，垂直OP向右D.E=104V/m，沿OP向上【答案】B【解析】【详解】P点场强是两个正点电荷在P点产生的场强的矢量和，两个点电荷在P点产生的场强大小相等，为由几何关系得P点场强代入数据联立解得沿OP向上，故B正确，ACD错误。故选B。10.如图，两根水平放置的导轨（电阻不计）左端连电源，其电动势E=3V、内阻r=1Ω。导轨AB与CD相距为，导轨上固定的金属棒MN与导轨夹角为θ=60°，其接入电路的电阻R=2Ω，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小B=0.2T，则棒MN所受安培力的大小和方向分别是（　　） A.大小为0.4N，方向水平向右B.大小为N，方向水平向右C.大小为0.4N，方向垂直于MN斜向右D.大小为N，方向垂直于MN斜向右【答案】C【解析】【详解】通过MN的电流为MN所受安培力的大小为根据左手定则可知MN所受安培力方向为垂直于MN斜向右，故选C。11.如图所示，是一个由电池、电阻R、开关S与平行板电容器组成的串联电路，开关S闭合。一带电液滴悬浮在两板间P点不动，下列说法正确的是（　　）A.带电液滴可能带正电B.增大两极板距离的过程中，电容器的电容C减小C.增大两极板距离的过程中，电阻R中有b从到a的电流D.若断开S，减小两极板距离，带电液滴仍静止不动【答案】BD 【解析】【详解】A．带电量为q的微粒静止不动，所受的电场力与重力平衡，则知电场力向上，而场强向下，所以微粒带的是负电，故A错误；BC．增大电容器两极板间距离，根据电容的决定式可知电容C减小，U不变，由分析可知Q减小，电容器放电，则R中有从a流向b的电流，故B正确，C错误；D．断开S，极板上电量不变；减小两极板距离，根据电容的决定式电容的定义式以及由公式E=分析可知E=与d无关，即E保持不变，所以液滴静止仍然不动，故D正确。故选BD。12.在如图所示的电路中，A1和A2是两个完全相同的灯泡，线圈L的自感系数足够大，电阻可以忽略不计，下列说法中正确的是（　　）A.合上开关S，A1先亮，A2后亮，最后一样亮B.断开开关S，A1和A2都要过一会儿才熄灭 C.断开开关S，A2闪亮一下再熄灭D.断开开关S，流过A2的电流方向向左【答案】ABD【解析】【详解】A．当电键K闭合时，灯A2立即发光，由于线圈L的自感作用，通过灯A1的电流只能逐渐增大，使灯A1逐渐亮起来，所以灯A2比灯A1先亮。由于线圈直流电阻忽略不计，当电流逐渐稳定时，线圈不产生感应电动势，两灯电流相等，亮度相同，故A正确；BCD．稳定后当电键S断开瞬间，由于线圈的自感现象，线圈中的电流只能逐渐减小，线圈L、灯A2与灯A1构成闭合回路，两灯都过一会儿再熄灭，由于两灯泡完全相同，线圈的电阻又不计，则灯A2不会出现闪亮一下，且流过灯A2的电流方向向左，故BD正确，C错误。故选ABD。13.如图所示电路中，电源内阻不能忽略，三个电表均为理想电表。当滑动变阻器R2的滑动触头P向a端滑动时，∆U1表示电压表V1示数变化量的大小，∆U2表示电压表V2示数变化量的大小，∆I表示电流表示数变化量的大小，下列选项正确的是（　　）A.V1的示数增大、V2的示数减小，A的示数增大B.V1的示数减小、V2的示数增大，A的示数增大C.D.【答案】AC【解析】【详解】AB．当滑动变阻器R2的滑动触头P向a端滑动时，R2接入电路的阻值减小，电路总电阻减小，总电流增大，即A的示数增大；R1两端电压U1增大，即V1的示数增大；电源内电压增大，路端电压U减小，而R2两端电压为 所以U2减小，即V2的示数减小，故A正确，B错误；C．根据部分电路欧姆定律有故C正确；D．根据闭合电路欧姆定律有所以故D错误。故选AC。14.等粒子体发电是一项新兴技术，如图为它的原理图。两平行金属板的正对面积为S、板间距离为L两板间接有电阻R。将一束等离子体（含有带正电和带负电的微粒）以一定速度v垂直于磁场方向连续射入磁感应强度为B的匀强磁场中，等离子体稳定时在两极板间均匀分布，忽略边缘效应及离子的重力，则下列说法正确的是（　　）A.A极板的电势低，C极板的电势高B.A极板的电势高，C极板的电势低C.正对面积S越大，该发电机电动势越大D.板间距离L越大，该发电机电动势越大【答案】BD【解析】【详解】AB．由左手定则知：等离子体喷射入磁场后在洛伦兹力作用下正离子向上偏，负离子向下偏则上极板是电源的正极，下极板是电源的负极所以A极板的电势比C极板的电势高，故B正确，A错误；CD．两极板间形成向下的电场正、负离子将受到电场力，稳定时有 即可知板间距离L越大，发电机电动势越大，发电机电动势与正对面积无关，故D正确，C错误。故选BD。15.如图，半径为d、右端开小口的导体圆环（电阻不计）水平固定放置，圆环内部区域有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。长为2d的导体杆（总电阻为R）在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速直线运动，杆始终与圆环良好接触。当杆从圆环中心O开始运动后，其位置由确定，则（　　）A.=0时，杆产生的感应电动势为2BdvB.=时，杆产生的感应电动势为C.=时，通过杆的电流为D.=时，通过杆的电流为【答案】AD【解析】【详解】A．当θ=0时，杆产生感应电动势为故A正确；BCD．当时，杆产生的感应电动势为 此时杆接入回路的电阻为通过杆的电流为故BC错误，D正确。故选AD。第II卷（非选择题，共55分）三、本大题共2小题。共16分16.某同学用多用电表测量一只电压表的内阻（约几十kΩ），请把下列操作补充完整：（1）将选择开关拨至欧姆挡，选择_______（选填“1k”或“100”）挡，将红、黑表笔短接，旋转欧姆调零旋钮，使指针指向_______（选填“电流零”或“欧姆零”）刻度；（2）将欧姆表的红表笔与电压表的_______（选填“正接线柱”或“负接线柱”）连接；（3）该同学的测量结果如图所示，则该电压表的内阻为_______kΩ。【答案】①.②.欧姆零③.负接线柱④.40【解析】【详解】（1）[1]根据电压表内阻的大概取值可知，为了减小测量误差，应使指针指在表盘中央附近，即应选择挡。[2]将红、黑表笔短接，旋转欧姆调零旋钮，使指针指向欧姆零刻度。（2）[3]电流从欧姆表的红接线柱流入，从电压表的负接线柱流出，因此应将欧姆表的红表笔与电压表的负接线柱连接。（3）[4]由于欧姆表表盘刻度非均匀，所以不需要估读，即该电压表的内阻为。17.要描绘一个“额定电压为2.8V、额定电流为0.5A”的小灯泡的伏安特性曲线，小灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到2.8V，并便于操作。已选用的器材有：电池组（电动势为4V，内阻可忽略不计）； 电流表（量程为0～600mA，内阻约为1Ω）；电压表（量程为0～3V，内阻约为3kΩ）；开关一个，导线若干。（1）小灯泡在额定电压下工作时，其电阻的理论值为_______Ω。（2）实验中所用的滑动变阻器应选_______（填标号）。A．滑动变阻器（最大阻值为20Ω）B．滑动变阻器（最大阻值为2000Ω）（3）为了尽可能减小实验误差，请用笔画线代替导线将图甲中的电路补充完整。_______（4）正确连线和操作后，小明测得多组（I、U）数据并在图像中描绘出图线，图乙所示的两图线是电流表内接和外接时描绘的，则符合该实验的是图线_______（填“1”或“2”）。【答案】①.5.6②.A③.④.1【解析】【详解】（1）[1]根据可得 （2）[2]描绘小灯泡的伏安特性曲线，滑动变阻器选用分压式接法，选20Ω的滑动变阻器。故选A。（3）[3]电路如图（4）[4]本实验中小灯泡的电阻较小，远小于电压的内阻，所以应采用电流表外接法，此时电流表测量的是电压表和小灯泡的总电流，此时电流表的示数偏大些，画出的图像应该为图线1。四、本大题共3小题，共39分。要求写出必要的文字说明和重要的演算步骤，有数值计算的题，结果必须有明确的数值和单位。18.在电场中把带电荷量为2.010-9c的正电荷从A点移到B点，电场力做了1.0l0-7J的正功，再把这个电荷从B点移到C点，电场力又做了4.010-7J的负功。（1）AB间、AC间的电势差、各是多大？（2）若选C为参考点，求A点和B点的电势分别为多大。【答案】（1），；（2），【解析】【详解】（1）间电势差为间电势差为间电势差为（2）选点为零电势点，则 由则由则19.如图所示，电阻为R的矩形导线框abcd，边长ab=h，ad=L，质量为m。此线框从某一高度处自由落下，穿过一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，磁场磁感应强度大小为B，磁场宽度为h。若线框恰好以恒定速度通过磁场，不计空气阻力，重力加速度为g，求：（1）线框通过磁场过程中产生的焦耳热Q；（2）线框bc边刚进入磁场时的速度v。【答案】（1）2mgh；（2）【解析】【详解】（1）线框恰好以恒定速度通过磁场，动能不变，由能量守恒可知，线框通过磁场过程中产生的焦耳热为（2）设线框bc边刚进入磁场时的速度为v，感应电动势为E，感应电流为I，受到的安培力为F，由法拉第电磁感应定律及欧姆定律可得由平衡条件得 联立解得20.如图所示，在x轴上方有垂直于纸面向外的匀强磁场，在x轴下方有电场强度大小为E，方向与xOy平面平行且与x轴成=45°角的匀强电场。一质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子以初速度v0从P点沿y轴正方向射出，已知P点坐标为（0，L）。经一段时间后，粒子恰好沿与电场相反方向进入电场。不计粒子重力，求：（1）磁感应强度B的大小；（2）粒子第三次到达x轴的位置到O点的距离；（3）粒子从P点开始到第三次通过x轴所经历的时间。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）作出粒子的运动轨迹如图所示，由题意根据几何关系可得粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为根据牛顿第二定律有解得（2）由几何关系有 粒子第三次到达轴的位置到点的距离为（3）粒子从到所需的时间为根据运动的对称性可知粒子第一次进入电场后运动的时间为粒子在从到所需的时间为故粒子从点开始到第三次通过轴所经历的时间为