山东省邹城市第一中学2022－2022学年高一物理上学期末测试试题含解析

山东省邹城市第一中学2022－2022学年高一物理上学期末测试试题（含解析）一、选择题1.关于静电场的电场线，下列说法正确的是（）A.电场强度较大的地方电场线一定较密B.沿电场线方向，电场强度一定越来越小C.沿电场线方向，电势不一定越来越低D.电场线就是带电粒子在电场中运动的轨迹【答案】A【解析】A、电场强度与电场线的密集程度有关。电场线越密，电场强度越大；反之则越小，故A正确，BC、沿电场线方向，电势一定越来越低但电场强度不一定越来越小，比如正电荷的电场线沿电场线电场强度越来越小，故BC错;D、电场线并不实际存在，它只是人为的辅助工具，而带电粒子的运动轨迹是实际存在的，故D错误。综上所述本题答案是：A2.宇宙射线中含有大量的高能带电粒子，这些高能带电粒子到达地球会对地球上的生命带来危害。地球周围存在的地磁场能改变这些带电粒子的运动方向，对地球上的生命起到保护作用，下列关于地磁场的说法正确的是（）A.南北两极处地磁场最弱，赤道处地磁场最强B.地理南北两极与地磁场的南北两极刚好重合C.在赤道附近对垂直射向地球表面的带电粒子的阻挡作用最弱D.在南北两极附近对垂直射向地球表面的带电粒子的阻挡作用最弱【答案】D【解析】A、根据地磁场的磁场分布规律，南北两极处地磁场最强，赤道处地磁场最弱，故A错；B、地理南北两极与地磁场的南北两极并不重合，而是存在一定的磁偏角，故B错误；C、16\n高能带电粒子到达地球受到地磁场的洛伦兹力作用，发生偏转。在地球不同位置带电粒子所受到的洛伦兹力大小不一，在赤道处带电粒子运动方向与磁场方向垂直，洛伦兹力最大，所以阻挡作用最强；南、北两极处带电粒子运动方向与磁场方向平行，洛伦兹力最小，所以阻挡作用最弱，故C错，D正确；综上所述本题答案是：D3.现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如图连接。某同学发现闭合开关瞬间，电流计指针向右偏转。由此可以判断（）A.断开开关瞬间，电流计指针向右偏转B.闭合开关，线圈A向下插入时，电流计指针向左偏转C.闭合开关，滑动变阻器的滑片P向右滑动，电流计指针向右偏转D.因为线圈A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断以上电流计指针的偏转方向【答案】C【解析】根据题意可以知道闭合开关瞬间，线圈A中的电流增大,则其磁场增强，此时线圈B中产生的电流使指针向右偏转,由此可以知道,当B中的磁通量增大时,电流计指向右偏A、断开开关瞬间，圈A中的电流减小，磁场也减小，导致B中的磁通量减小，所以指针向左偏，故A错B、闭合开关，线圈A向下插入时，穿过线圈B的磁通量增大，所以指针向右偏，故B错；C、滑动变阻器的滑片P向右滑动,穿过线圈B的磁通量增大，电流计指针向右偏转,故C正确；D错误；点睛：根据题意可以知道线圈B中产生感应电流使电流表指针向右偏转的条件,然后分析各选项可得出正确答案4.1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，可用来加速带电粒子，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（）16\nA.粒子从磁场中获得能量B.粒子在磁场中运动的周期越来越小C.加速电场的周期随粒子速度增大而增大D.粒子从D形盒射出时的动能与加速电场的电压无关【答案】D【解析】A、粒子在磁场中运动时洛仑磁力不做功，所以粒子在磁场中运动时动能没有变化，则能量也没有发生变化，故A错；B、粒子在回旋加速器中的运动周期，周期T保持不变，故B错；C、加速电场的周期和粒子在磁场中运动的周期是相等的，由于在磁场中运动的周期不变，所以加速电场的周期也不变，故C错；D、由知粒子从加速器中出来的最大速度由回旋加速器的半径决定，所以粒子的动能和加速电压的大小无关，故D正确；综上所述本题答案是：D5.如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地，静电计所带电量可被忽略。一带负电油滴被固定于电容器中的P点，开关闭合后，将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，则（）A.静电计指针张角变小B.带电油滴的电势能变小C.带电油滴所受的电场力变大D.平行板电容器的电容变大16\n【答案】B【解析】A、静电计测量的是电容器两端的电势差，因为电容器始终与电源相连，则电势差不变，所以静电计指针张角不变，故A错；B、电势差不变，d增大，由知电场强度减小，P点与上极板的电势差减小，则P点的电势增大，因为该电荷为负电荷，则电势能减小，故B正确；C、电势差不变，d增大，由知电场强度减小，所以粒子受到的电场力变小，故C错；D、根据平行板电容器电容知，d增大，则电容减小，故D错；综上所述本题答案是：B6.如图甲所示，闭合矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁场的方向与导线框所在平面垂直，磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示。规定垂直纸面向外为磁场的正方向，顺时针方向为感应电流的正方向，水平向右为安培力的正方向。关于线框中的感应电流i和ad边所受的安培力F随时间t变化的图象，下列选项正确的是（）A.B.C.D.【答案】C【解析】A、B项，从图像可知，内，B垂直纸面向外且增大，增大，由楞次定律与右手螺旋定则可知，感应电流为顺时针方向，即为正值，根据法拉第电磁感应定律可知，，其中为定值，所以感应电动势为定值，即感应电流为定值；内磁通量不变，感应电流为零；同理分析，内，B垂直纸面向外且减小，减小，由楞次定律与右手螺旋定则可知，感应电流为逆时针方向，即为负值且为定值；内，B16\n垂直纸面向里且增大，增大，由楞次定律可知，感应电流为逆时针，即为负值且为定值，。故AB错C、D项，根据右手定则可知，内，ad受到的安培力水平向右，为正值；内由于没有感应电流，所以不受安培力；内，ad受到的安培力水平向左，为负值；内，ad受到的安培力水平向右，为正值。根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势，因为磁感应强度均匀变化，所以感应电动势大小不变，所以感应电流大小不变。ad边受到的安培力为F=BIL，因为I、L不变，B均匀变化，所以安培力也是均匀变化的，故C项正确，D项错误。综上所述本题答案是：C7.酒精测试仪（主要部件是二氧化锡半导体型酒精气体传感器）用于测试机动车驾驶人员是否酒驾。酒精气体传感器的电阻与酒精气体的浓度成反比，那么电压表的示数U与酒精气体浓度C之间的对应关系正确的是（）A.U越大，表示C越小，C与U成反比B.U越大，表示C越大，C与U成正比C.U越大，表示C越小，但是C与U不成反比D.U越大，表示C越大，但是C与U不成正比【答案】D【解析】题中给出传感器电阻的倒数与酒精气体浓度是正比关系，即，电压表示数 ，可以看出电压与浓度的关系不是正反比关系，但随浓度的增大而增大．故D正确；综上所述本题答案是：D8.如图所示，abcd是矩形的四个顶点，它们正好处于某一匀强电场中，电场线与矩形所在平面平行。已知，；a点电势为15V，b点电势为24V，d点电势为6V16\n。则此匀强电场的电场强度大小为（）A.B.C.D.【答案】C【解析】解析:在匀强电场中将某一线段等分时，该线段两端的电势差也被等分，将线段bd两等分，则O点的电势为15V,做等势线的垂线，即为电场线，如图所示由边长关系得由几何关系得：，结合故C正确；综上所述本题答案是：C9.如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向的夹角均为θ，如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是（）16\nA.棒中的电流变大，θ角变大B.两悬线等长变短，θ角变大C.金属棒质量变大，θ角变小D.磁感应强度变大，θ角变小【答案】AC【解析】A项，水平的直线电流在竖直磁场中受到水平的安培力，细线与竖直方向形成夹角，此时它受力平衡，有，所以棒子中的电流增大θ角度变大，故A项正确。B项，根据，两悬线变短，不影响平衡状态，θ角度不变，故B项错误。C项，根据，金属质量变大θ角度变小，故C项正确。D项，根据，磁感应强度变大θ角度变大，故D项错误。综上所述，本题正确答案为AC。 点睛：对通电导线受力分析，求出夹角的关系表达式，然后根据表达式分析答题。10.如图所示电路中，A1、A2是两只相同的电流表（零刻度在表盘的正中央），电感线圈L（自感系数足够大）的直流电阻的阻值小于电阻R的阻值，下列说法正确的是（）（）A.开关S接通的瞬间，通过电流表A1的电流比A2的大B.开关S接通的瞬间，通过电流表A1的电流比A2的小C.开关S接通电路稳定后再断开的瞬间，通过电流表A2的电流比稳定时大D.开关S接通电路稳定后再断开的瞬间，通过电流表A2的电流方向与稳定时相同【答案】BC16\nD、当断开S瞬间,线圈电流变小,从而产生电动势相当于电压会变小电源与电阻串联,则流过A2的电流与原来电流的方向相反，故D错点睛:电路中有线圈,当通过线圈的电流发生变化时会产生感应电动势去阻碍线圈中电流变化.然后根据题意解决实际问题。11.扫地机器人是智能家用电器的一种，它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫。如图为某品牌的扫地机器人，已知其电池容量3000mAh，额定工作电压12V，额定功率18W，则下列说法正确的是（）A.扫地机器人的电阻是8ΩB.题中“mAh”是能量单位C.扫地机器人正常工作时的电流是1.5AD.扫地机器人充满电后能够连续正常工作的最长时间约为2h【答案】CD【解析】A.扫地机器人是非纯电阻用电器,欧姆定律不适用,无法计算扫地机器人的电阻,故A错误; B.mA是电流的单位,h是时间的单位,由可以知道,“mAh”是电荷量的单位,故B错误; C.由可得,扫地机器人正常工作时的电流,所以C选项是正确的; D.由可得,扫地机器人充满电后一次工作时间16\n,故D正确；综上所述本题答案：CD 点睛：(1)扫地机器人是非纯电阻用电器,欧姆定律不适用; (2)根据可以知道“mAh”是那个物理量的单位; (3)扫地机器人正常工作时的功率和额定功率相等,根据求出扫地机器人正常工作时的电流; 12.如图甲所示，一绝缘的竖直圆环上均匀分布着正电荷，一光滑细杆垂直圆环平面从圆心穿过圆环，杆上套有带正电的小球，现使小球从a点由静止释放，并开始计时，后经过b、c两点，其运动过程中的v-t图象如图乙所示。下列说法正确的是（）A.带电圆环在圆心处产生的场强大于零B.b点电势高于c点电势C.b点场强大于c点场强D.电势差大于【答案】BC【解析】:A、根据电场的叠加原理和对称性可以知道,带电圆环在圆心处产生的场强为零,故A错；B、从图像上可以看出，带正电的带电粒子在电场的作用下速度越来越大，所以电场力做正功，正电荷受到的电场力与电场线的方向相同，而且沿电场线电势降低，所以b点电势高于c点电势，故B正确；C、由乙图知,小球在b处的加速度大于c处加速度,由知,b点场强大于c点场强,故C正确；D、根据动能定理得:16\n所以，故D错误；综上所述本题答案是：BC点睛：场强可根据电场的叠加原理分析.通过乙图的图象判断出加速度大小,分析电场力大小,从而判断电场强度的大小,由电场力做功即可判断电势能,由求的电势差.二、实验题13.现有一合金制成的圆柱体，为测量该合金的电阻率ρ，现用伏安法测出圆柱体的电阻，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度。螺旋测微器和游标卡尺的示数如图所示。(1)由上图读得圆柱体的直径为______mm，长度为______cm。(2)若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端之间的电压为U，圆柱体的直径和长度分别为D、L，用D、L、I、U表示电阻率的关系式为ρ＝________。【答案】(1).(1)1.844(在1.842～1.846范围内均可)(2).4.240　(3).(2)【解析】试题分析：（1）游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺的示数；螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数；（2）根据欧姆定律和电阻定律列式求解．解：（1）由图a所示可知，螺旋测微器固定刻度示数为1.5mm，游标尺示数为34.7×0.01mm=0.347mm，螺旋测微器示数为1.5mm+0.347mm=1.847mm；由图所示可知，游标卡尺主尺示数为4.2cm，游标尺示数为8×0.05mm=0.40mm，游标卡尺示数为42mm+0.40mm=42.40mm=4.240cm；16\n（2）根据电阻定律，有：R=ρ=ρ解得：ρ=．故答案为：（1）1.847，4.240；（2）．【点评】游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺的示数；螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数；游标卡尺不需要估读，螺旋测微器需要估读，对游标卡尺读数时，要注意游标尺的精度．并掌握电阻定律与欧姆定律的应用．14.某同学准备测定一电池组的电动势和内阻，实验室备有下列器材：待测的电池组（电动势约为3.0V，内阻2.0Ω左右）电流表A1（量程0～3mA，内阻为10Ω）电流表A2（量程0～0.6A，内阻未知）滑动变阻器R（0～20Ω，5A）定值电阻R1（990Ω）定值电阻R2（2.5Ω）开关和导线若干（1）该同学利用上述器材设计了如图所示的实验电路。其中N处的电流表应选_________；a处的电阻应选_______________。（2）闭合开关前滑动变阻器的滑片应滑到最_________端（填写“左”或“右”）。（3）该同学通过设计的实验电路，多次进行实验，测得电流表和的多组数据和，并画出的关系图线如图乙所示，则该电池组的内阻r=________Ω。（取两位有效数字）【答案】(1).（1）B(2).F(3).（2）左(4).0.75）16\n（2）闭合开关前滑动变阻器的滑片应滑到最左端，保证回路中电流从最小开始。（3）电流表A1和定值电阻R1（990Ω）组成一个量程为3V的电压表，根据欧姆定律得：，结合电路知识得：由图像的斜率得：综上所述本题答案是：（1）A1；R1（2）左；（3）三、计算题15.如图所示，一带负电的粒子，从匀强电场的A点以水平速度v0射入竖直向下的匀强电场，粒子经过B点时，其速度与水平方向成45°角。已知AB间的水平距离为L，粒子质量为m、电量为-q，不计粒子重力，求：（1）A、B两点间的电势差；（2）匀强电场的场强大小。【答案】（1）（2）【解析】（1）在B点，速度与水平方向成45°角，则解得16\n对粒子从A到B过程，由动能定理得联立解得…（2）由类平抛运动的规律得水平方向竖直方向联立解得综上所述本题答案是：（1）（2）16.如图所示，静止于A处的带正电粒子，经加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析器，从P点垂直CN竖直向上进入矩形区域的有界匀强磁场（磁感应强度大小变化，方向如图所示，其CNQD为匀强磁场的边界，边界处无磁场）。静电分析器通道内有均匀辐射状分布的电场，粒子途经圆弧各处场强大小均为E，方向如图所示。已知圆弧虚线的半径为R，粒子质量为m，电荷量为q，QN=2R，PN=3R，粒子重力不计。（1）求加速电场中的电压U的大小；（2）若粒子最终能打在QN上，求磁感应强度B的取值范围。【答案】（1）（2）【解析】（1）粒子的运动轨迹图如图所示16\n粒子在静电分析器中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得解得粒子在加速电场中加速，由动能定理得解得（2）当粒子恰好过N点时，由几何关系得当粒子的轨迹刚好与QD相切时，由几何关系可得若粒子最终能打在QN上，则粒子的轨道半径取值范围粒子在磁场中做匀速圆周运动由牛顿第二定律得解得综上所述本题答案是：（1）（2）点睛：带电粒子在幅向电场中做匀速圆周运动时，是电场力提供了向心力，进入磁场后要注意边界的临界问题，确定圆心，利用几何关系找到半径求解。17.平行金属导轨在水平面内固定，导轨间距L＝0.5m，导轨右端接有电阻RL＝9Ω的小灯泡，导轨电阻不计，如图甲所示。在导轨的MNQP矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，MN、PQ间距d＝4m，此区域磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示，垂直导轨跨接一电阻r＝1Ω的金属棒GH，金属棒与导轨间的动摩擦因数μ＝0.5。在t＝016\n时刻，给金属棒施加一向右的恒力F（F未知），使金属棒从静止开始运动，t＝2s时恰好到达MN处。在0～4s内小灯泡发光亮度始终没变化(g取10m/s2)，求：(1)此段时间内流过灯泡的电流；(2)导体棒的质量；(3)0～4s内整个系统产生的热量。【答案】（1）（2）（3）【解析】（1）0～4s内小灯泡发光亮度始终没变化，则流过灯泡的电流不变。在0～2s内由电磁感应定律得由闭合电路的欧姆定律得联立解得：（2）由题知进入磁场后，磁场不再发生变化。由导体棒切割磁感线在0～2s内，导体棒未进入磁场。由运动学规律得由牛顿第二定律得进入磁场后灯泡亮度不变，则导体棒做匀速运动。由平衡条件得联立解得（3）0～4s内产生的焦耳热0～2s内位移2s～4s内位移摩擦产生的热量则系统产生的总热量16\n综上所述本题答案是;（1）（2）（3）点睛：解本题的关键是会计算感应电动势，以及利用闭合电路求电流，由于本题牵涉到能量的关系，所以要利用能量守恒来解决本题中出现的问题。16