2022-2023学年江西省临川第一中学高二上学期期中物理试题（解析版）

临川一中2022-20232学年上学期质量监测

高二  物理 试卷

一．选择题（本题共11小题，每题4分，共44分：其中1-7为单选题，8-11为多选题）

1. 在人类认识自然的历程中，科学的物理思想与方法对物理学的发展起到了重要作用，下列关于物理思想和方法的说法中正确的是（　　）

A. 用比值法定义的物理概念在物理学中占有相当大的比例，例如场强、电容、加速度都是采用比值法定义

B. 在探究加速度、力和质量三者之间的关系时运用了控制变量法，探究影响向心力大小的因素时也用了这个方法

C. 在不需要考虑带电物体本身的大小和形状时，用点电荷来代替物体的方法叫微元法

D. 伽利略在研究自由落体运动时，通过测量物体自由落体运动的时间和位移计算出自由落体运动的加速度

【答案】B

【解析】

【详解】A．场强和电容是采用比值法定义的，加速度是加速度的决定式， 才是加速度的比值定义式，选项错误；

B．在探究加速度、力和质量三者之间的关系时运用了控制变量法，探究影响向心力大小的因素也用了控制变量法；B正确；

C．在不需要考虑带电物体本身的大小和形状时，用点电荷代替物体的方法叫理想模型法，故C错误；

D．伽利略通过斜面实验研究匀变速直线运动，再外推到自由落体运动，没有得到重力加速度的数值，故D错误。

故选B。

2. 取两个完全相同的长导线，用其中一根绕成如图（a）所示的螺线管，当该螺线管中通以电流强度为I的电流时，测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B，若将另一根长导线对折后绕成如图（b）所示的螺线管，并通以电流强度也为I的电流时，则在螺线管内中部的磁感应强度大小为（ ）

A. 0 B. 0.5B C. B D. 2 B

【答案】A

【解析】

【详解】试题分析：乙为双绕线圈，两股导线产生的磁场相互抵消，管内磁感应强度为零，故A正确．

考点：磁场的叠加

名师点睛：本题比较简单，考查了通电螺线管周围的磁场，弄清两图中电流以及导线的绕法的异同即可正确解答本题．

3. 如图所示，A、B为平行板电容器的上、下两个固定极板，分别接在恒压直流电源的两极上。当纸张从平行极板间穿过时，若负电荷从a向b流过灵敏电流计G，则电流计指针偏向a端；若负电荷从b向a流过灵敏电流计G，则指针偏向b端。某次纸张从平行极板间穿过时，发现电流计指针偏向b端，下列说法正确的是（　　）

A. 两极板间纸张厚度减小 B. 两极板间纸张厚度不变

C. 两极板间纸张厚度增加 D. 以上三种情况都有可能

【答案】A

【解析】

【详解】纸张从平行极板间穿过时，电容两个极板间增加了介质，ε增大，电容增大。纸张厚度影响的电容介电常数ε，某次纸张从平行极板间穿过时，发现电流计指针偏向b端，则负电荷从b向a流过灵敏电流计G，电容器放电，根据

，

可知，电容变小，则两极板间纸张厚度减小。

故选A。

4. 如图，真空中电荷量为和的两个点电荷分别位于点与点，形成一个以延长线上点为球心，电势为零的等势面（取无穷处电势为零），为连线上的一点，S为等势面与直线的交点，为等势面上的一点，下列说法正确的是（　　）

A. 点电势低于点电势 B. 点电场强度方向指向O点

C. 除无穷远处外，MN直线上还存在两个电场强度为零的点 D. 将正试探电荷从T点移到P点，静电力做正功

【答案】B

【解析】

【详解】A．在直线上，左边正电荷在右侧电场强度水平向右，右边负电荷在直线上电场强度水平向右，根据电场的叠加可知间的电场强度水平向右，沿着电场线电势逐渐降低，可知点电势高于等势面与交点处电势，则点电势高于点电势，故A错误；

C．由于正电荷的电荷量大于负电荷电荷量，可知在N左侧电场强度不可能为零，则右侧，设距离为，根据

可知除无穷远处外，直线MN电场强度为零的点只有一个，故C错误；

D．由A选项分析可知：点电势低于电势，则正电荷在点的电势能低于在电势的电势能，将正试探电荷从T点移到P点，电势能增大，静电力做负功，故D错误；

B．设等势圆的半径为，距离为，距离为，如图所示

根据

结合电势的叠加原理、满足

解得

由于电场强度方向垂直等势面，可知T点的场强方向必过等势面的圆心，O点电势

可知

可知T点电场方向指向O点，故B正确。

故选B。

5. 如图所示，上，下两带电小球的质量均为m，所带电荷量分别为和，两球间用等长绝缘细线连接，上球又用绝缘细线悬挂在天花板上，在两球所在空间有方向向左的匀强电场，电场强度为E，细线都被拉紧的平衡时可能位置是图中的哪一个（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】1球带正电，受到的电场力水平向左，2带负电，受到的电场力水平向右。以整体为研究对象，整体所受的电场力大小为0，则上面绳子应向竖直。以2球为研究对象，受竖直向下的重力、水平向右的电场力，根据平衡条件知绳的拉力与重力和电场力的合力平衡，所以绳的拉力指向左上方

故选B。

6. 下列说法正确的是（　　）

A. 如图甲所示，ABC构成等边三角形，若两通电导线A、B在C处产生磁场的磁感应强度大小均为，则C处磁场的总磁感应强度大小是

B. 小磁针正上方的直导线与小磁针平行，当导线中通有如图乙所示电流时，小磁针的N极将会垂直纸面向外转动

C. 如图丙所示，一矩形线框置于磁感应强度为B的匀强磁场中，线框平面与磁场方向平行，线框的面积为S，则此时通过线框的磁通量为BS

D. 如图丁所示，竖直放置的长直导线通有恒定电流，有一矩形线框与导线在同一平面内，将线框绕PQ轴转动时线圈中会产生感应电流

【答案】A

【解析】

【详解】由安培定则，将两通电导线A、B在C处产生的磁感应强度方向画出，且磁感应强度大小相同，如下图所示

则由矢量合成求出C处磁场的总磁感应强度，由几何关系可得则C处磁场的总磁感应强度大小是，A正确；

B．当导线中通有如图乙所示电流时，导线在小磁针处产生垂直于纸面向内的磁场，所以小磁针的N极将会垂直纸面向内转动，B错误；

C．因线框平面与磁场方向平行，所以此时通过线框的磁通量为0，C错误；

D．线框绕PQ轴转动时，通过线圈的磁通量未发生变化，所以线圈中不会产生感应电流，D错误。

故选A。

7. 互相正对的平行金属板、带等量的异种电荷，倾斜固定放置，一个带电小球（可看成点电荷）从一块金属板的边缘附近由静止释放沿图中水平虚线运动通过电场区域，两板间的电场可看成匀强电场，则下列判断正确的是（　　）

A. 小球一定带正电

B. 小球一定从点运动到点

C. 小球受到的电场力和重力大小相等

D. 小球的电势能一定减小

【答案】D

【解析】

【详解】A．由于小球由静止释放后，沿水平直线运动，小球一定做的是初速度为零的匀加速直线运动，由题意知小球受力如图所示

由于两板带电的电性不明确，因此小球的带电电性不能确定，故A项错误；

B．由受力情况可知，小球一定从点运动到点，故B项错误；

C．小球受到的电场力的竖直分力与重力平衡，因此小球受到的电场力一定大于重力，故C项错误；

D．由于电场力做正功，因此小球的电势能一定减小，故D项正确；

故选D。

8. 在 x 轴上关于 O 点对称的两个位置放置电荷量大小相等的点电荷。关于在两电荷连线上场强和电势的分布，下列说法正确的是（规定 x 轴正方向为电场强度的正方向、无穷远的电势为零）（  ）

A. 甲图为两个等量正点电荷的E−x图像

B. 乙图为两个等量正点电荷的φ−x图像

C. 丙图为两个等量异种点电荷的E−x图像

D. 丁图为两个等量正点电荷的φ−x图像

【答案】AB

【解析】

【详解】A．在图甲为两个等量正点电荷的 E−x 图像，两电荷连线中点的场强为零，距离电荷越近的地方场强越大，左侧电荷左侧场强向负方向为负值，右侧电荷右侧场强向正方向为正值，故A正确；

BD．等量正电荷电场中，周围的电势均为正值，离正电荷越近则电势越高，故乙图为两个等量正点电荷的φ-x图像，丁图不是，故B正确，D错误；

C．在等量异种电荷的电场中连线的中点处电势为零，但是场强不为零，丙图为两个等量异种点电荷的φ-x图像，左侧为正电荷，右侧为负电荷，故C错误。

故选AB。

9. 真空中的某装置如图所示，现有质子、氘核和粒子都从O点由静止释放，经过相同加速电场和偏转电场，射出后都打在同一个与垂直的荧光屏上（图中未画出），使荧光屏上出现亮点（已知质子、氘核和粒子质量之比为1∶2∶4，电荷量之比为1∶1∶2，重力不计）。下列说法中正确的是（　　）

A. 三种粒子在偏转电场中运动时间之比为

B. 三种粒子出偏转电场时的速度相同

C. 在荧光屏上将只出现1个亮点

D. 偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1∶2∶2

【答案】AC

【解析】

【分析】

【详解】A．根据动能定理有

所以进入偏转电场时的初速度为

根据已知条件可以求出质子、氘核和粒子的比荷之比为

所以初速度之比为，设偏转电场的板长度为L，则在偏转电场中运动时间为

所以时间之比

A正确；

B．粒子出偏转电场时的竖直方向的分速度为

则出电场时的速度为

由于粒子比荷不相同，则速度大小不同，B错误；

C．偏转位移

由于

则有

其与粒子的电量和质量均无关，所以所有粒子偏转位移相等，荧光屏上只出现一个亮点，C正确；

D．偏转电场对粒子做功为

由于E和y均相同，所以做功之比即为电量之比为，D错误。

故选AC。

10. 如图，电路中R1、R2为两只定值电阻，L为阻值恒定的灯泡，C为电容器，R为光敏电阻（光照越强，阻值越小），V为电压表，A为电流表。现闭合开关，逐渐增加光照强度，下列说法正确的是（   ）

A. 电路中灯泡L的发光亮度逐渐变强 B. 电容器两极板间的电场强度逐渐变大

C. 电路中电阻R1消耗的电功率逐渐变大 D. V的变化量与A的变化量之比不变

【答案】BD

【解析】

【详解】ABC．逐渐增加光照强度，光敏电阻R的阻值逐渐减小，整个外电路的总电阻逐渐减小，干路电流强度逐渐增加，内电压逐渐升高，路端电压逐渐降低，流过R1的电流逐渐减小，电阻R1消耗的电功率逐渐减小，流过R2的电流逐渐增加，加在R2两端的电压逐渐升高，电容器与R2并联，加在电容器两端的电压逐渐升高，电容器两极板间的电场强度逐渐变大，灯泡L两端的电压逐渐降低，灯泡L的发光亮度逐渐减弱，AC错误，B正确；

D．将电源与R1作为等效电源，内电阻为，根据

可知

因此V的变化量与A的变化量之比保持不变，D正确。

故选BD。

11. 光滑绝缘水平面上固定两个等量点电荷，它们连线的中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示。一质量m=1kg的带正电小物块由A点静止释放，并以此时为计时起点，沿光滑水平面经过B、C两点，其运动过程的v-t图象如图乙所示，其中图线在B点位置时斜率最大，根据图线可以确定（　　）

A. 中垂线上B点电场强度最大 B. 两点电荷是负电荷

C. B点是A、C连线的中点 D. UBC>UAB

【答案】AD

【解析】

【分析】

【详解】A．根据v-t图象的斜率表示加速度，知小物块在B点的加速度最大，所受的电场力最大，所以中垂线上B点电场强度最大，选项A正确；

B．小物块从B到C动能增大，电场力做正功，且小物块带正电，可知两点电荷是正电荷，选项B错误；

C．中垂线上电场线分布不均匀，不能确定B点是A、C连线的中点，选项C错误；

D．小物块从A→B的过程中，根据动能定理有

qUAB=mvB2-mvA2=×1×42J-0=8J

小物块从B→C的过程中，根据动能定理有

qUBC=mvC2-mvB2=×1×72J-×1×42J=16.5J

对比可得

UBC>UAB

选项D正确。

故选AD。

二、实验题（10分+8分，共18分）

12. 某同学根据图甲所示欧姆表原理图，利用微安表（满偏电流为、内阻为）、滑动变阻器R（最大值为）和一节干电池，将微安表改装成欧姆表。

（1）将两表笔短接，调节使微安表指针指在“________”处；

（2）当两表笔之间接入阻值为的定值电阻时，微安表指针指在如图乙所示位置，则电池的电动势为_______V，则改装后欧姆表的内阻为________；

（3）将微安表上的处标明“”，“300”位置处标明“0”，“100”位置处标明“________”，并在其他位置标明相应的电阻刻度值，这样就把微安表改装成了欧姆表；

（4）经过一段时间之后，电池的电动势降低，内阻增大，则重新欧姆调零之后，测得的电阻阻值将________（填“偏大”“不变”或“偏小”）。

【答案】    ①. 300    ②. 1.44    ③. 4.8    ④. 9600    ⑤. 偏大

【解析】

【详解】（1）[1]将两表笔短接，使指针达到满偏，即。

（2）[2][3]微安表指针指向处，根据闭合电路欧姆定律，两表笔短接时

接入电阻时

得

，

（3）[4]当时，有

得

（4）[5]由

，

得

则电动势减小，测量同一未知电阻时对应的微安表示数减小，则电阻阻值增大。

13. 某小组要测量μA1微安表的内阻，选用的器材有：

待测微安表μA1（量程0~200μA，内阻约几百欧）；

微安表μA2（量程0~300μA，内阻约几百欧）；

电压表V（量程0~3V，内阻约为3kΩ）；

滑动变阻器R1（阻值0~10Ω）；

滑动变阻器R2（阻值0~20kΩ）；

电阻箱R0（阻值0~9999Ω）；

电源（电动势3V，内阻不计）；

导线和开关若干。要求尽可能减小实验误差，甲、乙、丙三位同学分别进行实验：

（1）甲同学设计了如图（a）的电路，利用伏安法测量μA1表的内阻，该电路是______（填“合理”或“不合理”）的；

（2）乙同学设计了如图（b）的电路，滑动变阻器R应选用______（填“R1”或“R2”），主要实验步骤如下：

①断开S2、接通S1，调节R，使微安表μA1指针指在200μA处；

②保持R的滑片不动，再接通S2，调节R0，使电流表指针指在150μA处，读出R0的阻值为1350Ω，则微安表μA1的内阻测量值为______Ω，与真实值相比______（填“偏大”或“偏小”）。

【答案】    ①. 不合理    ②. R2    ③. 450    ④. 偏小

【解析】

【详解】（1）[1]通过待测微安表μA1的最大电流为200μA，而待测微安表μA1的内阻只有几百欧，可知待测微安表μA1两端最大电压只有0.1V左右，甲同学设计了如图（a）的电路中，电压表的读数太小，使得实验误差很大，故该电路是不合理的；

（2）[2]乙同学设计了如图（b）的电路，由于待测微安表μA1的量程很小，说明电路的总电阻很大，故滑动变阻器应选用阻值比较大的R2；

[3]断开S2、接通S1，调节R，使微安表μA1指针指在200μA处，此时电路总电流为

保持R的滑片不动，再接通S2，调节R0，使电流表指针指在150μA处，读出R0的阻值为1350Ω，可认为电路总电流200μA保持不变，则有

解得微安表μA1的内阻测量值为

[4]保持R的滑片不动，再接通S2，调节R0，使电流表指针指在150μA处，读出R0的阻值为1350Ω，由于并联了R0，使得电路总电阻减小，电路总电流增大，即

则有

解得微安表μA1的内阻真实值为

即测量值与真实值相比偏小。

三、计算题（8+8+10+12）

14. 如图所示，金属框架与导体棒构成回路，处在匀强磁场中且与磁场垂直。

（1）若，从O点出发，向右以的速度匀速运动4s时，回路的磁通量的变化量是多少？

（2）若开始时，从O点右侧处出发，向右以的速度匀速运动，且闭合回路中没有感应电流产生，求磁感应强度大小随时间变化的表达式。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）从点出发，向右以的速度匀速运动时，位移为

由图根据几何关系可知，此时回路面积为

回路的磁通量的变化量是

（2）根据题意可知，DE出发前穿过回路的磁通量为

从点右侧处出发，向右以的速度匀速运动，时，根据题意可知，三角形边长为

设此时，磁感应强度大小为，穿过回路的磁通量为

闭合回路中没有感应电流产生，则

整理得磁感应强度大小随时间变化的表达式

15. 电流表G改装成电流表和电压表的电路如图所示，已知G表的满偏电流，内阻，，，，A、B为两表笔。

（1）若开关S接1，求表笔A上的允许流经的最大电流；

（2）若开关S接3，两表笔A、B并联在某电路两端，电流表G的指针指在表盘刻度“2”上，求该电路两端电压的测量值。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）当电流表G上的电流达到最大值时，表笔A上的电流最大，设开关S接1时上的电流为，则

代入数值解得

（2）设开关S接3时，两表笔间可测电压的最大值为，此时通过上的电流为，则有

电流表G的指针指在表盘刻度“2”上，则有

解得

16. 如图所示，电路中电池的电动势E＝3.0V，内电阻r＝1.5Ω，固定电阻R1＝0.5Ω，R2是可变电阻，其阻值范围是0~5Ω，电容器C1＝6μF，C2＝3μF求：

(1)开关S断开时，A、B两点间的电势差为多大？

(2)开关S闭合，如R2取1.0Ω，则电容器C1的电量改变了多少？

(3)开关S闭合，R2为多大时，它自身消耗的功率最大？最大功率是多少？

【答案】(1)3.0V；(2)；(3)；

【解析】

【详解】(1)开关S断开时，A、B两点间的电势等于电源电动势，即

(2)开关S断开时,电容器C1两端电压为

电容器C1的电荷量为

开关S闭合后，R1与R2并联，电容器C1两端电压为

此时电容器C1电荷量为

则电容器C1的电荷量改变量为

(3)将R1等效为电源内阻，则

因此当时，它的消耗功率最大，此时电路中的电流为

最大功率为

17. 如图所示，竖直虚线ab右侧空间有水平向右、场强大小为的匀强电场，竖直固定的圆弧轨道DEFG半径为R＝1.8m，O为圆心，点D、G位于ab上，EF为竖直直径，。在同一竖直面内虚线ab左侧空间无电场，有一弹射装置，由竖直细管和半径为r＝0.9m的圆弧轨道BC组成，为圆心，半径水平，管内下端压缩一轻弹簧并被锁扣K锁定在A点，AB段高h＝1m。现管中有一质量为m＝1kg、电荷量为的带正电小球静止在弹簧上端，某时刻打开K，小球被弹出，恰好能通过C点飞出，并从D点沿圆弧切线方向进入轨道DEFG。已知弹簧和所有轨道均光滑绝缘，空气阻力不计，小球可视为点电荷，重力加速度取。求：

（1）小球通过C点时的速度大小；

（2）弹簧被K锁定在A点时所具有的弹性势能大小；

（3）小球进入圆弧轨道DEFG后沿轨道运动的最大速度，并通过计算判断小球能否沿轨道运动至G点。

【答案】（1）；（2）23.5J；（3）；不能

【解析】

【详解】（1）小球恰好能通过C点飞出，则有

可得

（2）小球与弹簧组成的系统机械能守恒，有

代值可得

（3）由几何关系可知，小球到D点的速度为

小球受到的电场力为

则重力与电场力的合力与电场方向的夹角正切为

夹角为30°，则小球在圆弧轨道DEFG运动的等效最低点与G点关于O对称，与D点关于EF对称，既与D点等高，则由动能定理可得

可得

G是小球运动的等效最高点，小球恰好过最高点时，有

可得过最高点的最小速度为

由动能定理可得

可得

故不能到G点。