天津市宁河区芦台第一中学2022-2023学年高二物理上学期1月期末试题（Word版附解析）

2022-2023学年第一学期期末质量检测高二物理一、单项选择题（每小题5分，共5小题，共25分）1.下列物理量属于矢量的是（　　）A.电流强度B.磁感应强度C.磁通量D.电势差【答案】B【解析】【详解】A．电流强度虽然有大小有方向，但是运算时不遵循平行四边形定则，是标量，故A错误；B．磁感应强度既有大小又有方向，运算时遵循平行四边形定则的物理量，是矢量，故B正确；C．磁通量虽有方向，但磁通量运算时不遵循平行四边形定则，所以磁通量都是标量，故C错误；D．电势差只有大小，没有方向，是标量，故D错误。故选B。2.如图甲所示，A、B是一条电场线上的两点，若在某点释放一初速度为零的电子，电子仅受电场力作用，并沿电场线从A运动到B，其速度随时间变化的规律如图乙所示。则（　　）A.电场力FA>FBB.电场强度EA=EBC.电势D.电子的电势能EPA＜EPB【答案】C【解析】【分析】【详解】由图像可知，电子由A到B加速度变大，则电场力变大FA<FB场强变大，即 EA<EB电子的动能变大，电势能减小，即EPA>EPB电子则高电势点的电势能小，则电势故选C。3.楞次在利用如图所示的装置探究判断产生感应电流方向的规律时，下列说法正确的是（）A.线圈中的感应电流产生的磁场总是与磁铁产生的磁场方向相反B.线圈中感应电流产生的磁场总是与磁铁产生的磁场方向相同C.不管哪个磁极在下，只要磁铁向下插入线圈，线圈中就会产生如图所示的感应电流D.只有N极在下插入线圈或S极在下拔出线圈时，线圈中才产生如图所示的感应电流【答案】D【解析】【详解】AB．线圈中的感应电流产生的磁场总是阻碍原磁场的变化，当原磁场减小时，感应电流的磁场与原磁场方向相同，当原磁场增强时，感应电流的磁场与原磁场方向相反，A、B错误；CD．根据楞次定律可知只有N极在下插入线圈或S极在下拔出线圈，线圈中才产生如图所示的感应电流，C错误，D正确。故选D.4.如图所示的电路中，电源电动势为12V，内阻r=1Ω，灯泡L上标有“6V，12W”字样，电动机线圈的电阻。闭合电键后，灯泡恰好正常发光，电动机也恰好正常工作，以下判断正确的是（　　） A.电动机的输入功率为8WB.电动机的输出功率为12WC.电动机的机械效率为25%D.电源的输出功率为24W【答案】A【解析】【详解】A．灯泡恰好正常发光可知电动机两端的电压电动机的输入功率故A正确；B．电动机的输出功率故B错误；C．电动机的机械效率故C错误；D．电源的输出功率故D错误。故选A。5.在如图所示的图像中，直线A为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线B为某一电 阻R的伏安特性曲线，用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路，由图像可知（　　）A.电源的电动势为3V，内阻为2ΩB.电源的输出功率为2WC.电阻R的阻值为1ΩD.电源的效率为33.3%【答案】C【解析】【详解】A．根据闭合电路欧姆定律得电源的U-I图线的纵截距表示电源的电动势，斜率的绝对值表示电源的内阻，则故A错误；B．两图线的交点表示该电源直接与电阻R相连组成闭合电路时工作状态，由图读出电压和电流分别为，所以电源的输出功率为故B错误；C．电阻的U-I图线的斜率等于电阻，则电阻为故C正确；D．电源的效率为 故D错误。故选C。二、多项选择题（每小题都有多个选项正确。每小题全部选对得6分，选对但不全得3分，不选或错选不得分。本题共3小题，每小题6分，共18分。）6.1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示。这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是（　　）A.离子在回旋加速器中做圆周运动的周期随半径的增大而增大B.离子从磁场中获得能量C.增大D形盒的半径，其余条件不变，离子离开磁场的动能将增大D.增大加速电场的电压，其余条件不变，离子在D型盒中运动的时间变短【答案】CD【解析】【详解】A．根据洛伦兹力提供向心力可得离子在回旋加速器中做圆周运动的周期联立可得可知离子在回旋加速器中做圆周运动的周期与半径无关，故A错误；B．回旋加速器是利用电场加速，离子从电场中获得能量，故B错误；C．当离子在磁场中的轨道半径等于D型盒半径时，离子具有最大速度，最大动能，则有 解得最大速度为最大动能为增大D形盒的半径，其余条件不变，离子离开磁场的动能将增大，故C正确；D．增大加速电场电压，其余条件不变，每次加速后粒子获得的动能增加，但最终的动能不变，故在磁场中加速的次数减小，带电粒子在D形盒中运动的时间变短，故D正确。故选CD。7.两个质量相同、所带电荷量相等的带电粒子a、b，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入圆形匀强磁场区域，其运动轨迹如图所示。不计粒子的重力，下列说法正确的是（　　）A.a粒子带负电，b粒子带正电B.a粒子在磁场中所受洛伦兹力较大C.b粒子动能较大D.b粒子在磁场中运动时间较长【答案】AC【解析】【详解】A．粒子向右运动，根据左手定则，b向上偏转，应当带正电；a向下偏转，应当带负电，故A正确。BC．洛伦兹力提供向心力，即得故半径较大的b粒子速度大，动能也大；由公式f=qvB，故速度大的b受洛伦兹力较大。故B 错误，C正确。D．根据可知，两粒子的周期相同，磁场中偏转角大的运动的时间也长；a粒子的偏转角大，因此运动的时间就长。故D错误。故选AC。8.两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等势面如图中虚线所示，一带电粒子以某一速度从图中点进入电场，其运动轨迹为图中实线所示。若粒子只受静电力作用，则下列关于带电粒子的判断正确的是（　　）A.带正电B.从点到点的运动过程中速度先变大后变小C.从点到点的运动过程中电势能先变大后变小D.经过点和点时的速度相同【答案】AC【解析】【详解】A．由带电粒子在电场中运动轨迹可知带电粒子受到指向低电势方向的电场力，而靠近负电荷处的电势低，所以带电粒子受到负电荷的吸引力，带电粒子带正电，故A正确；BC．由A选项可知，粒子带正电，因此粒子从a点到c点的过程中，电势能增大，电场力做负功，因此粒子动能减小，即速度减小，当粒子从c点到e点的过程中，电势能减小，电场力正功，因此粒子动能增大，即速度增大，所以粒子速度先变小后变大，故B错误，C正确；D．由于b、d两点为等势点，根据动能定理带电粒子从b点运动到d点过程中，电场力做的功为零，b、d两点处带电粒子动能相等，速度大小相同，但是两点速度方向明显不同，故D错误。故选AC。 三、填空题（本小题共2小题，每空2分，共16分）9.某同学为测量一段金属丝R的电阻率，完成了以下步骤的操作∶（1）用螺旋测微器和刻度尺测出了待测金属丝的直径和长度，如下图所示；则直径d=__________mm，长度为l=____________cm；（2）为测出金属丝的电阻，他选用多用电表该电阻阻值，当他选择倍率为×1的欧姆挡测量时，得到了结果如下图所示，读出R=___________Ω；（3）通过步骤（1）（2）的测量，可以用公式=__________（用步骤（1）、（2）中的字母表示）计算出该电阻的电阻率。（4）为了检验上述的结果是否准确，该同学选择用伏安法再测一次电阻R，实验所用器材为∶电池组（电动势3V，内阻的1Ω、电流表（内阻约5Ω）电压表（内阻约3kΩ）滑动变阻器（0~5Ω，额定电流2A）、开关、导线若干；则以下电路中最合适的是____________； A.B.C.D.（5）该同学根据步骤（4）的电路图采用多次测量求平均值的方法完成实验，分析该实验的系统误差，电阻的测量值___________真实值（填“大于”、“等于”或“小于”）。【答案】①2.150②.60.10③.15④.⑤.A⑥.小于【解析】【分析】【详解】（1）[1][2]螺旋测微器需要估读到分度值的下一位，由图可知螺旋测微器的读数为刻度尺需要估读，由图可知刻度尺的读数为（2）[3]由题可知多用电表选择倍率为×1的欧姆挡，则测量出的电阻为（3）[4]由电阻定律可得 （4）[5]由多用电表示数可得电阻阻值约为15，代入数据可得比较可得则采用电流表外接法，在测量电阻中，为了减小误差需要多次测电阻求平均值，所以需要多组数据，且范围越大误差越小，故采用滑动变阻器分压式接法，故A电路图最合适；（5）[6]由于电压表的分流作用，导致电流表测量的电流的值比流过电阻的实际值大，由欧姆定律得可知电阻的测量值小于真实值。10.学校科技小组在学习电路的串并联知识后，决定将一只内阻未知的的电流表改装为的电压表。（1）为了测量该电流表的内阻，该同学首先进行了如下操作：把选择开关扳到了的欧姆挡上，再将红表笔和黑表笔短接，进行欧姆调零；测量的时候，多用电表的示数如图所示，则电流表的内阻为________。（2）改装时，电阻与电流表________联（填“串”或“并”），该同学选用的电阻的阻值为________。【答案】①.②.串③.【解析】【详解】（1）[1]图中多用电表的示数如图所示，则电流表的内阻为 （2）[2]把小量程的电流表改装成电压表时，应将该电阻与电流表串联；[3]改装时，该同学选用的电阻的阻值应为四、计算题（本题共三小题，11题10分，12题15分，13题16分，共41分）11.如图甲所示，两光滑平行金属导轨间的距离为L，金属导轨所在的平面与水平面夹角为θ，导体棒ab与导轨垂直并接触良好，其质量为m，长度为L，通过的电流为I。（1）沿棒ab中电流方向观察，侧视图如图乙所示，为使导体棒ab保持静止，需加一匀强磁场，磁场方向垂直于导轨平面向上，求磁感应强度B1的大小；（2）若（1）中磁场方向改为竖直向上，如图丙所示，求磁感应强度B2的大小；【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）对导体棒ab受力分析如图所示解得 （2）对导体棒ab受力分析如图所示解得12.如图所示，在以O为圆心的圆形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，AO、CO为圆的两条半径，夹角为。一个质量为m、电荷量为q的粒子经加速电场由静止加速后，从图中A点沿AO进入磁场，最后以速度v从C点离开磁场。不计粒子的重力。求：（1）加速电场的电压U；（2）圆形有界磁场区域的半径R；（3）粒子在磁场中运动的时间t。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】(1)在加速电场中解得 （2）由解得轨道半径为圆形磁场半径为（3）粒子在磁场中运动周期为则13.如图，在的区域存在方向沿轴负方向的匀强电场，场强大小未知，在的区域存在方向垂直于平面向外的匀强磁场，一个质量为，电荷量为的粒子从轴上处以速度沿轴正方向射出，已知粒子进入磁场时，速度方向与轴正方向夹角为，并从坐标原点O处第一次射出磁场，不计粒子重力。求：（1）电场强度的大小；（2）电场强度与磁感应强度的比值。 【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）粒子离开电场时，根据速度关系可得解得粒子离开电场时的速度大小为粒子在电场中，根据动能定理可得解得电场强度大小为（2）粒子在电场中做类平抛运动，设粒子离开电场时，沿轴负方向的分速度为，则有，，联立解得粒子在磁场中，由洛伦兹力提供向心力可得由于粒子从坐标原点O处第一次射出磁场，则有 解得联立解得则电场强度与磁感应强度的比值为