2022-2023学年湖南省衡阳县第四中学高二上学期期中考试（A卷）物理试题 解析版

衡阳县四中2022年下学期期中考试

高二物理试卷（A卷）

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1、如图所示，真空中的正四面体ABCD边长为L，在C、D两点分别放置电荷量为q的正点电荷，已知静电力常量为k，则A点电场强度的大小为（　　）

A． B． 

C． D．

2、如图所示，质量都为m的A、B两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止。现用大小等于mg的恒力F竖直向上拉B，B向上运动h时与A分离，则下列说法正确的是（　　）

A．B和A刚分离时，弹簧为原长

B．B和A刚分离时，它们的加速度为g

C．在B与A分离之前，它们做匀加速运动

D．弹簧的劲度系数等于

3、如图所示，平行板电容器两极板带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地。在两极板间有一固定在A点的点电荷，以E表示两极板间的电场强度，表示点电荷在A点的电势能，θ表示静电计指针的偏角。若保持下极板不动，将上极板向上移动一小段距离至图中虚线位置，则（　　）

A．θ增大，E增大 B．θ增大，不变

C．θ减小，增大 D．θ减小，E不变

4、如图所示，甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流表G和一个变阻器组成的，已知灵敏电流表的满偏电流，内电阻，则下列说法正确的是（　　）

A．甲表是安培表，R增大时量程增大

B．乙表是安培表，R增大时量程增大

C．在甲图中，若改装成的安培表的量程为，则

D．在乙图中，若改装成的电压表的量程为，则

5、如图所示，直角三角形MPQ的∠P=90°，直角边MP=2a、QP=3a。在M点固定一条长直导线，电流方向垂直纸面向里。在Q点固定一条长直导线，电流方向垂直纸面向外。两导线中的电流大小均为I，已知无限长的通电直导线产生的磁场中某点的磁感应强度大小可用公式（k是常数、I是导线中的电流强度、r是该点到直导线的垂直距离）表示，则P点磁感应强度的大小为（　　）

A． B． 

C． D．

6、已知通电长直导线在周围空间中某点产生的磁场的磁感应强度的大小与导线中的电流成正比，与该点到直导线的距离成反比。若在同一平面内等间距放置六根通电长直导线，通以相等的电流，方向如图所示，则在a、b、c、d四个面积相等的正方形区域中，磁通量最大且合磁场的方向指向纸外的区域是（　　）

A．a区 B．b区

C．c区 D．d区

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7、竖直平面内有一匀强电场，如图所示，其电场线（方向未知）与水平方向成30°角，图中与电场线垂直，、在同一水平线上，且。现从电场中的点沿水平方向抛出一质量为、电荷量为的可视为质点的物体，经时间物体恰好经过点。已知物体在、两点的速率相等，重力加速度为。则下列说法正确的是（　　）

A．电场线的方向垂直斜向下

B．该匀强电场的场强

C．物体由运动到的过程中电场力做功的值为

D．、两点在竖直方向的高度差为

8、如图所示，a、b分别表示一个电池组和一只电阻的伏安特性曲线，将该电阻接在该电池组两端，以下说法正确的是（　　）

A．电池组的总功率为12W

B．电阻的阻值约为0.33Ω

C．改变外电阻的阻值时，该电池组的最大输出功率为6W

D．将该电阻接在该电池组两端，电池组的输出功率是3W

9、如图所示的电路中，为电源电动势，为电源内阻，和均为定值电阻，为滑动变阻器。当的滑动触点在的中点时合上开关，此时三个电表、和的示数分别为、和。现将的滑动触点向端移动，则（　　）

A．电源的总功率减小             

B．消耗的功率增大

C．增大，减小，增大       

D．减小，不变，减小

10、如图甲所示，一绝缘的竖直圆环上均匀分布着正电荷，一光滑细杆从圆心垂直圆环平面穿过圆环，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，其运动过程中的图像如图乙所示。则下列说法正确的是（　　）

A．a、b点的场强

B．带电圆环在圆心处产生的场强为零

C．带电圆环在圆心处产生的电势小于b点的电势

D．小球在b点时的电势能大于在c点时的电势能

三、实验题：（6分+9分，共15分）

11、用图1所示实验装置验证、组成的系统机械能守恒，从高处由静止开始下落，拖着纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。图2给出的是实验中获取的一条纸带，0是打下的第一个点，每相邻两个计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图2所示。已知克、克，则：（取，结果保留两位有效数字）

（1）在纸带上打下计数点5时的速度___________m/s；

（2）在打点过程中系统动能的增加量___________J，系统势能的减少量___________J。

12、某小组用下图所示电路，测量定值电阻R0的阻值、理想直流电源（内阻为零）的电动势E和电流表A的内阻。实验器材有：待测直流电源E（内阻为零），待测定值电阻R0，待测电流表A（量程为0~0.6A），电阻箱R（阻值范围0~99.9Ω），开关S1和S2，导线若干。

（1）先测定值电阻R0的阻值。先闭合S1和S2，调节电阻箱，读出其示数R1和对应的电流表示数I，然后断开S2，调节电阻箱，使电流表的示数仍为I，读出此时电阻箱的示数R2，则R0阻值为___________。

（2）通过上述操作，测得定值电阻R0=6.5Ω，继续测电源的电动势E和电流表内阻RA。闭合S1，断开S2，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电流表示数I，根据记录的数据，作出-R图像如题图2所示。由图像可得该电源的电动势E=___________V，电流表内阻RA=___________Ω。（保留两位有效数字）

（3）忽略实验中的偶然误差，用以上实验方法测出的电源电动势E与其真实值相比___________（填“偏大”“偏小”或“相等”），电流表内阻RA的测量值与其真实值相比___________（填“偏大”“偏小”或“相等”）。

四、计算题（12分+14分+15分=41分）

13、如图所示，一条长为L的绝缘细线，上端固定，下端系一质量为m的带电小球，将它置于电场强度为E、方向水平向右的匀强电场中，当小球平衡时，细线与竖直方向的夹角α=45°。

（1）小球带何种电荷？电荷量为多少？

（2）若将小球向左拉至细线呈水平的位置，然后由静止释放小球，则放手后小球做什么运动？经多长时间到达最低点？

14、如图所示，一个质量为m、电荷量为q、不计重力的带电粒子从x轴上的P点以速度v沿与x轴成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限。已知OP=a。

（1）判断粒子带电的正负并作图求出粒子运动轨迹半径；

（2）求出磁场磁感应强度的大小；

（3）带电粒子穿过第一象限所用的时间。  

15、如图所示，绝缘粗糙的水平轨道AB（动摩擦因数μ=0.5）与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接，BC为竖直直径，半圆形轨道的半径R=0.4m，在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场线与轨道所在的平面平行，电场强度E=1N/C。现有一电荷量q=+1C、质量m=0.1kg的带电体（可视为质点）在水平轨道上的P点由静止释放，带电体恰好能通过半圆形轨道的最高点C，然后落至水平轨道上的D点（图中未画出）。g取10m/s2，求：

（1）带电体运动到半圆形轨道C点时速度大小；

（2）P点到B点的距离xPB；

（3）带电体在从B点运动到落至C点的过程中何处动能最大？并求出最大动能。（第3小题保留两位有效数字）

衡阳县四中2022年下学期期中考试

高二物理试卷（A卷）答案

1、解析：两个正点电荷在A点产生的场强大小均为  

夹角为，根据场强的叠加可得A点的电场强度的大小为    故选A。

2、解析：AB．物体B和A刚分离时，A与B之间的弹力为零，B受到重力mg和恒力F，因为

所以B的加速度为零，A的加速度也为零，弹簧对A有向上的弹力，与重力平衡，弹簧处于压缩状态，故AB错误；

C．在B与A分离之前，对A、B整体，重力2mg不变，弹簧弹力减小，合力减小，整体做变加速运动，故C错误；

D．物体B和A刚分离时，弹簧的弹力大小为mg，原来静止时弹力大小为2mg，则由静止开始到物体B与A刚分离时，弹力减小量

两物体向上运动的距离为h，则弹簧压缩量减小

由胡克定律得故D正确。故选D。

3、解析：电容器与电源断开，故电量不变，上极板向上移动时，两板间的距离增大，根据  

可知电容减小，则根据 

可知电压增大，故静电计指针偏角增大；两板间的电场强度：

因此电场强度与板间距无关，电场强度不变；据电势差与电场强度关系知，A点与下极板间电势差不变，即A点电势不变，因此电荷在点的电势能保持不变。 故选B

4． 解析：A．灵敏电流计并联一个电阻改装成安培表，根据 

可知，R增大时扩大倍数减小量程减小，故A错误；

B．灵敏电流计串联一个电阻改装成电压表，故B错误；

C．根据      故C错误；

D．改装电压表，并联定值电阻

故D正确。    故选D。

5、解析：根据安培定则可知，固定在M点和Q点的通电直导线在P点的磁场如图所示，两通电直导线在P点的磁感应强度大小、        

则P点的磁感应强度大小      故选D。

6、解析：每个正方形区域都是由其中的四根导线围成，另外两根距该区域相对较远，由题意并根据对称性可知，围成正方向的四根导线分别产生的磁场在该正方形区域的磁通量大小相等，设为，另外远离该区域的两根导线分别产生的磁场在该正方形区域的磁通量大小也相等，设为，则。规定垂直纸面向里的磁通量为正，根据安培定则可知a、b、c、d四个区域的磁通量分别为

所以，磁通量最大且合磁场的方向指向纸外的区域是c区。  故选C。

7、解析：A．物体在、两点的速率相等，则物体在、两点的动能相等，由于重力做正功，则电场力做负功，又物体带正电，所以电场线的方向垂直斜向下，A正确；

B．对物体由运动到的过程，由动能定理可得 

由于        解得    B正确；

D．将电场力分解为沿水平方向和竖直方向的分力，则竖直方向上的分力大小为

则物体在竖直方向上受的合力大小为  

由牛顿第二定律可知，竖直方向上的分加速度大小为  

则物体由运动到的过程中下落的高度为      D正确；

C．由几何关系可知，物体由运动到的过程中沿电场线方向的位移大小为 

电场力做功的值为    C错误。   故选ABD。

8、解析：A．由图可知，电池组的电动势为4V，电路中的电流为3A，则电池组的总功率为

    故A正确；

B．电阻的阻值等于b图线的斜率大小，即为    故B正确；

C．当外电阻与电源内阻相等时，电源输出功率最大，所以

故C错误；

D．两图线的交点表示将该电阻接在该电池组两端的工作状态，所以电池组的输出功率为

故D正确。  故选ABD。

9、解析：CD．的滑动触点向a端移动时，增大，整个电路的总电阻增大，由闭合电路欧姆定律可得，电路中总电流减小，内电压减小，外电压增大，即电压表示数U增大，电压减小，、并联电压增大，通过的电流增大，即示数增大，而总电流减小，则通过的电流减小，即示数减小，故C正确，D错误；

A．电源的总功率，总电流减小，电源的总功率减小，故A正确；

B．消耗的功率，总电流减小，消耗的功率减小，故B错误。故选AC。

10、解析：A．对圆环进行受力分析有      解得   

图像的斜率表示加速度，根据图像可知，图像切线的斜率先增大后减小，则有

A错误；

B．由于竖直圆环上均匀分布着正电荷，根据微元法与对称性，结合电场叠加，可知带电圆环在圆心处产生的场强为零，B正确；

C．由于场源电荷为正电荷，则电场线起源于正电荷，终止于无穷远，则带电圆环右侧电场线整体上由圆心指向b，而沿电场线，电势降低，即带电圆环在圆心处产生的电势大于b点的电势，C错误；

D．小球从b到c过程速度增大，动能增大，则电势能减小，即在b点时的电势能大于在c点时的电势能，D正确。    故选BD。

11、解析：（1）[1]每相邻两个计数点间还有4个点，可知相邻计数点的时间间隔为 

根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则在纸带上打下计数点5时的速度为

（2）[2]在打点过程中系统动能的增加量为

[3]系统势能的减少量为

12、解析：（1）[1]由题知   R0+R2=R1       R0=R1-R2

（2）[2][3]由        得      解得   E=4.0V    

（3）[4][5]由（2）知，本实验没有系统误差，用以上实验方法测出的电源电动势E与其真实值相比相等，电流表内阻RA的测量值与其真实值相比相等。

四、计算题（12分+14分+15分=41分）

13、（1）由于小球处于平衡状态，对小球进行受力分析，如图所示

由此可知小球带正电，设其电荷量为q，则

联立可得       

（2）静止释放后，小球由静止开始沿与竖直方向成α=45°斜向右下方做匀加速直线运动，当到达最低点时，它经过的位移为L，此时细线刚好拉直，由匀变速直线运动的规律可得   

由牛顿第二定律得   

所以    

14、（1）由左手定则可知粒子带负电，轨迹如图所示

由几何关系有     rsin60°=a解得r=a

（2）由洛伦兹力提供向心力有   qvB=m   解得     B=

（3）粒子的周期为T=，带电粒子穿过第一象限所用的时间为

t=T=T=

15、（1）设带电体运动到半圆形轨道C点时速度大小为vC，由题意，根据牛顿第二定律得

解得    

（2）设带电体运动到B点时的速度大小为vB，对带电体从B运动到C的过程，根据动能定理得

解得      

对带电体从P运动到B的过程，根据动能定理得   

解得     

（3）带电体在重力场和电场的复合中运动，当带电体在半圆形轨道上运动至速度方向与电场力和重力的合力方向垂直时（即运动到等效最低点Q时）的动能最大，由题意可知带电体所受重力和电场力大小相等，根据力的合成与分解可知OQ连线与竖直方向的夹角为45°。设带电体的最大动能为Ekm，对带电体从B运动到Q的过程，根据动能定理得

解得