2022-2023学年安徽省亳州市高二上学期期末物理试题 （解析版）

亳州市普通高中2021—2022学年第一学期高二年级期末质量检测

物理

考生注意：

1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。

2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。

3.考试结束后，将本试卷和答案卡一并交回。

一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7小题只有一项符合题目要求；第8~10小题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

1. 下列说法正确的是（　　）

A. 变化的电场产生变化的磁场

B. 红外线能使荧光物质发光

C. 红光的能量子比绿光的能量子大

D. 黑体不反射电磁波，但可以辐射电磁波

【答案】D

【解析】

【详解】A．均匀变化的电场产生恒定的磁场，A错误；

B．紫外线能使荧光物质发光，B错误；

C．红光的波长比紫光大，红光的能量子比绿光的能量子小，C错误；

D．黑体不反射电磁波，但可以辐射电磁波，D正确。

故选D。

2. 如图所示，曲线为点电荷电场中的一条等势线，A、B为电场中的两点，将一个带负电的检验电荷从A点移到B点，电场力做正功。已知A、B两点的电场强度大小分别为EA、EB，电势分别为、，则下列说法正确的是（　　）

A. ， B. ，

C. ， D. ，

【答案】A

【解析】

【详解】将一个带负电的检验电荷从A点移到B点，电场力做正功，即，，根据电场力做功关系有

可得

而曲线为点电荷电场中的一条等势线，等势线应为点电荷为圆心的圆，A点离场源更近电势较低，则场源为负的点电荷，而由场强公式

可知

综上可知故选A。

3. 某金属电阻的伏安特性曲线如图所示，将该电阻直接接在直流电源两端，该电阻消耗的功率为0.75W.电源的发热功率为该电阻消耗功率的，则直流电源的电动势和内阻分别为（　　）

A. 4V，3Ω B. 4 V，4Ω C. 5V，3Ω D. 5V，4Ω

【答案】B

【解析】

【详解】设电源电动势和内阻分别为E、r，当该电阻直接接在直流电源两端时，电阻的工作电流和电压分别为I、U，根据题意和闭合电路欧姆定律有

由图像可以读出当U=3.0V时，I=0.25A，此时功率P=0.75W

可解得

E=4 V，r=4Ω

故ACD错误，B正确。

故选B。

4. 在如图所示电路中，电流表A1、A2，电压表V均为理想电表，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，闭合电键S，当滑动变阻器的滑片P向右移动时（　　）

A. 电流表A1示数变大 B. 电流表A2示数变大

C. 电压表V示数变大 D. 电源的输出功率变大

【答案】C

【解析】

【详解】A．由图可知，R1与R2并联，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，R2接入电路阻值增大，则外电路中的总电阻R增大，根据闭合电路的欧姆定律

知，电路中电流I变小，即电流表A1示数变小，故A错误；

C．路端电压为

可知，路端电压U变大，即电压表示数变大，故C正确；

B．通过R1的电流

由于U变大，则I1变大，通过R2的电流为

由于I变小，I1变大，则I2变小，即电流表A2示数变小，故B错误；

D．由于不知道外阻与内阻的大小关系，当外阻变大时无法确定电源的输出功率如何变化，故D错误。

故选C。

5. 用如图所示的实验装置探究影响平行板电容器电容的因素，其中电容器左侧极板A和静电计外壳均接地，电容器右侧极板B固定并与静电计金属球相连。使电容器带电后与电源断开，将A极板先向右平移到虚线位置，然后再向上平移到P位置，则静电计的张角（　　）

A. 一直变大 B. 一直变小 C. 先变小后变大 D. 先变大后变小

【答案】C

【解析】

【详解】根据

解得

将A极板先向右平移，d减小，U减小，指针的偏角减小；然后再向上平移，S减小，U增大，指针偏角增大，所以指针偏角先变小后变大。

故选C。

6. 如图所示，长直导线中通有竖直向上的恒定电流，矩形金属线框在A处，两者均在同一竖直平面内，将金属线框在平面内平移到B处，A、B两位置关于长直导线对称，则下列判断正确的是（　　）

A. 线框在A处时，线框表面的磁场垂直于线框平面向里

B. 线框从A处平移到B处，磁通量先增大后减小

C. 线框从A处平移到B处，磁通量变化量为0

D. 若将线框绕长直导线从A处以导线为轴转动到B处，磁通量变化量为0

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据安培定则，线框在A处时，线框表面的磁场垂直于线框平面向外，A错误；

B．如下图所示，线框在位置3时的磁通量等于零，所以线框从A处平移到B处，磁通量增大、减小、零、增大、减小，B错误；

C．线框在A处时，线框表面的磁场垂直于线框平面向外，线框在B处时，线框表面的磁场垂直于线框平面向里，所以线框从A处平移到B处，磁通量变化量不等于0，C错误；

D．若将线框绕长直导线从A处以导线轴转动到B处，磁感线始终从一个方向穿过线框，所以磁通量变化量为0，D正确。

故选D。

7. 如图所示，折成“”形的金属杆ACD固定在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，杆所在平面与磁场平行，A、D连线与磁感线平行，CD与磁感线垂直，AC长为a，CD长为b，现给该段金属杆A、D两端通入大小为I的恒定电流，则该金属杆受到的安培力大小为（　　）

A. BIa B. BIb C. BI(a+b) D. 0

【答案】D

【解析】

【详解】折成“”形的金属杆ACD固定在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，杆所在平面与磁场平行，折成“”形的金属杆ACD的有效长度AD与磁感线平行，所以金属杆受到的安培力大小为零，故D正确，ABC错误。

故选D。

8. 利用回旋加速器可以获得高能粒子，如图所示为回旋加速器的原理图。其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒，D形盒的半径为R，两盒间的狭缝间施加周期性变化的电场，交变电场的周期为T，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中。匀强磁场的磁感应强度为B。关于回旋加速器加速粒子，下列说法正确的是（　　）

A. 粒子在电场和磁场中都可以获得能量

B. 粒子被加速的最大速度为

C. 被加速粒子的比荷为

D. 要使比荷为的粒子也能被加速，需将磁场的磁感应强度减小为

【答案】BC

【解析】

【详解】A．粒子在电场可以获得能量，在磁场中不能获得能量，A错误；

B．粒子被加速的最大速度为

B正确；

C．粒子在磁场中的运动周期与变化电场的周期相同，根据粒子在磁场的周期公式

整理可得

C正确；

D．比荷为的粒子不能被加速，需将变化电场的周其减小为时才能被加速，D错误。

故选BC。

9. A、B、C为三个相同的金属小球，A带电量为，三个金属小球分别固定于正三角形的三个顶点，小球的半径远小于小球间的距离。若B、C两球不带电，三角形中心处电场强度大小为E，若B、C两球均带电，结果三角形中心处的电场强度大小为2E，则B、C两球的带电量可能是（　　）

A. 均为+Q B. 均为Q C. 均为Q D. 分别为+Q、Q

【答案】ACD

【解析】

【详解】A．若B、C两球的带电量均为+Q，根据点电荷产生的电场强度公式

可知B、C两球在中心O点产生的电场强度大小也为E，方向如图所示

根据电场强度的叠加原理，可知中心O点合电场强度为2E，故A符合题意；

B．若B、C两球的带电量均为Q，根据点电荷产生的电场强度公式

可知B、C两球在中心O点产生的电场强度大小为2E，方向如图所示

根据电场强度的叠加原理，可知中心O点合电场强度E，故B不符合题意；

C．若B、C两球的带电量均为Q，根据点电荷产生的电场强度公式

可知B、C两球在中心O点产生的电场强度大小为3E，方向如图所示

根据电场强度的叠加原理，可知中心O点合电场强度2E，故C符合题意；

D．若B、C两球的带电量分别为+Q、Q，根据点电荷产生的电场强度公式

可知B、C两球在中心O点产生的电场强度大小为E，方向如图所示

根据电场强度叠加原理，可知中心O点合电场强度2E，故D符合题意。

故选ACD

10. 如图所示，空间存在正交的匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上，磁场沿水平方向垂直纸面向里，电场强度大小为E，磁感应强度大小为B。一个带电粒子以大小为v0的速度从M点沿垂直电场、磁场的方向向右射入场内，粒子恰好能做匀速圆周运动，重力加速度为g，则（　　）

A. 带电粒子带负电

B. 带电粒子的比荷为

C. 粒子做圆周运动的半径为

D. 若使电场强度减小v0B，粒子从M点向右以v0射出做直线运动

【答案】BD

【解析】

【详解】A. 带电粒子带正电，电场力与重力是平衡力，A错误；

B. 根据平衡条件

解得

B正确；

C. 根据牛顿第二定律

解得

C错误；

D. 若使电场强度减小v0B，粒子受到的合力为

解得

粒子受力平衡，从M点向右以v0射出做直线运动，D正确。

故选BD。

二、转选择题：本题共6小题，共60分。

11. 某同学练习使用多用电表

（1）用多用电表测电阻时，下列说法正确的是_________。

A．测量前必须欧姆调零，而且每测一次电阻都要重新调零

B．用选择开关指向欧姆挡“”位置的多用电表测某电阻阻值，如果指针偏转角度太小，应这将选择开关调至“”挡

C．待测电阻若是连接在电路中，应当先把它与其他元件断开后再测量

D．使用完毕应当拨出表笔，并把选择开关旋到OFF挡或直流电压最高挡

（2）用多用电表测电流时，若多用电表未接入电路时。指针如图1所示，接着的操作是__________。将多用电表接入电路时，应该让电流从___________（填“红”或“黑”）表笔流入，若选择开关拨至“50mA”挡，指针所指的位置如图2所示，则电路中的电流为_________mA。

【答案】    ①. C    ②. 进行机械调零    ③. 红    ④. 29.2~29.5

【解析】

【详解】（1）[1] A．测量电阻前要进行欧姆调零，但当两个待测电阻选用同一倍率档位时就不需要二次欧姆调零了，故A错误；

B．用选择开关指向欧姆挡“”位置的多用电表测某电阻阻值，如果指针偏转角度太小，说明倍率过小，应这将选择开关调至“”挡，故B错误；

C．待测电阻若是连接在电路中，应当先把它与其他元件断开后再测量，通过待测电阻的电流必须是欧姆表内部电源提供，这样才满足欧姆表的工作原理，故C正确；

D．使用完毕应当拨出表笔，并把选择开关旋到OFF挡或交流电压最高挡，不能是直流，故D错误。

故选C。

（2）[2] 若多用电表未接入电路时,指针没有指向电流表盘0刻度线，则需要进行机械调零；

[3] 多用电表接入电路时，应该让电流从红表笔流入，流向电源负极，红表笔相当于直流电表的+接线柱；

[4] 图2所示的电流读数为29.3mA。

12. 某同学用如图1所示的电路研究电源的输出功率P随电路中电流I变化的关系。

（1）请根据电路图将图2实物图连接完整___。

（2）闭合电键前应将图2中的滑动变阻器滑片移到最__________（填“左”或“右”）端，闭合电键后，调节滑动变阻器，测得多组电压表示数U和电流表示数I的值，根据P=UI求出对应的电源输出功率，作出P-I图像如图3所示。由图3可知，当电源的输出功率为0.2W时，电压表的示数为_________V，根据图像还可以求得电源的电动势E=________V，电源的内阻r=________Ω。（结果均保留2位有效数字）

【答案】    ①.     ②. 左    ③. 2.2或0.65    ④. 3.0    ⑤. 7.5

【解析】

【详解】（1）[1]实物连接如图

（2）[2]闭合电键前，为保护电路应将滑动变阻器滑片移到最大阻值处，即应将图2中的滑动变阻器滑片移到最左端；

[3]由图3可知，当电源的输出功率为0.2W时，对应的电流为0.09A或0.31A，则根据可得，电压表的示数约为2.2V或0.65V；

[4][5]由图3可知，当电流0.2A时，电源有最大输出功率为0.3W，此时外阻有

R=r

则有

解得

又有

联立解得

13. 如图所示的电路中，电源内阻r=2Ω，电动机的线圈电阻R1=1Ω，电动机正常工作，理想电压表的示数U0=6V，电动机消耗的功率为20W，电源输出功率为26W，求：

（1）定值电阻的阻值R0；

（2）电源的电动势及电动机对外输出的机械功率。

【答案】（1）；（2）28V，

【解析】

【详解】（1）根据题意可知，电阻R0消耗的功率

又因

解得

（2）电路中的电流

根据能量守恒有

解得

E=28V

对电动机，根据能量守恒，有

解得

14. 如图所示，直角梯形金属线框ACDF倾斜固定放置，AF边水平，边长为1.7m，DF边与AF边垂直，线框平面与水平面夹角θ=37°，在AF边接有电动势E=4V、内阻r=1Ω的直流电源，CD边长为0.3m，接有阻值为R1=2Ω的定值电阻，AC、DF边的中点分别为G、H，金属线框处在竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B=2T。质量为m=0.2kg的导体棒放在线框上的G、H之间，导体棒接入电路的电阻R2=2Ω，导体棒恰好刚要滑动。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，金属线框的电阻不计，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：

（1）导体棒受到的安培力大小；

（2）导体棒与导轨间的动摩擦因数。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）外电路的电阻

根据闭合电路欧姆定律可知，电路中的总电流

导体棒接入电路的长度

导体棒受到的安培力大小为

（2）由于，因此导体棒有向上滑动的趋势，设导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ，根据力的平衡有

根据滑动摩擦力的表达式有

解得

15. 如图所示，A、B、C是匀强电场中的三点，也是直角三角形的三个顶点，匀强电场与三角形ABC平面平行。从C点向某一方向以大小为v0的速度射出一个质量为m电荷量为q的带正电粒子，粒子仅在电场力作用下恰好能先后通过A、B两点，粒子通过A、B两点时的速度大小分别为，，已知∠A=90°，∠C=60°，AB边长为L，粒子重力不计。求：

（1）C、B两点及C、A两点的电势差；

（2）匀强电场的电场强度。

【答案】（1）；（2），沿AF方向

【解析】

【详解】（1）粒子从C到B，根据动能定理

解得

粒子从C到A，根据动能定理

解得

（2）根据（1）结果得

D、E两点将AB边三等分，根据匀强电场的电势分布特点可知，CD为等势线。

由A点作AF垂直CD，则

匀强电场的电场强度大小

由于A点电势比C点电势高，因此电场方向沿AF方向。

16. 如图所示，在平面直角坐标系xOy的第二、三象限内，有沿x轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E，在y轴与x=a之间（含边界）有垂直于坐标平面向里的匀强磁场，在x轴上坐标为（，0）的P点由静止释放一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子，粒子经电场加速后进入磁场，恰好不从x=a的边界射出磁场，不计粒子的重力，求：

（1）匀强磁场的磁感应强度大小；

（2）粒子从静止释放到第四次经过y轴所用的时间；

（3）若使该粒子从P点以一定的初速度沿y轴负方向射出，粒子经电场、磁场偏转后，刚好垂直于x=a的边界射出磁场，则粒子从P点射出的初速度多大。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）设粒子进磁场时的速度大小为v1，根据动能定理有

解得

由题意知粒子在磁场中做圆周运动的半径

根据牛顿第二定律

解得

（2）设粒子第一次在电场中运动时间为t1，则

解得

设粒子每次在磁场中运动的时间为t1，则

根据周期性与对称性可知，粒子从释放到第四次经过y轴所用时间

（3）设粒子从P点射出的初速度大小为v0，粒子进磁场时速度与y轴负方向夹角为θ，则

设粒子在磁场中做圆周运动的半径为r2，根据题意知

粒子进磁场时的速度

根据牛顿第二定律

解得