2022-2023学年河南省上蔡第一高级中学高二上期期末达标卷物理试题

2022-2023学年高二上期期末物理达标卷

一、选择题（共计12小题，每题3分，多选题漏选得1分，错选不得分，共计36分）

1．如图所示，光滑绝缘半球形的碗固定在水平地面上，可视为点电荷的带电小球1、2的电荷量分别为，质量分别为。如果使小球1固定在碗底A点，小球2可以自由运动，平衡时小球2位于碗内的B位置处；如果使小球2固定在碗底A点，小球1可以自由运动，平衡时小球1位于碗内的C位置处。已知弦长是弦长的两倍，则一定有(   )
 

A． B． C． D．

2．如图所示，在光滑绝缘的水平面上有一个正三角形，顶点处分别固定一个电荷量相等的正点电荷，D点为正三角形外接圆的圆心，点分别为的中点，F点为E点关于c点的对称点，则下列说法正确的是(   )

A．两点的电场强度均为零

B．两点的电场强度相同

C．三点的电场强度均相同

D．不计空气阻力，c处点电荷释放后将一直做加速运动

3．（多选）如图，一带正电的点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆心，两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹，为轨迹和虚线圆的交点，不计重力。下列说法正确的是(   )
 

A．M带负电荷，N带正电荷

B．M在b点的动能小于它在a点的动能

C．N在d点的电势能等于它在e点的电势能

D．N在从c点运动到d点的过程中克服静电力做功

4．带有等量异号电荷、相距10 cm的平行板A和B之间存在匀强电场，电场强度，方向竖直向下，如图所示。电场中C点距B板3 cm，D点距A板2 cm。有一个质量为的带电微粒沿图中所示的虚线从C点运动至D点。若重力加速度g取，则下列说法正确的是(   )
 

A．该微粒在D点时的电势能最大 B．该微粒可能做匀变速直线运动

C．在此过程中电场力对微粒做的功为 D．该微粒带正电，所带电荷量为

5．一根细橡胶管中灌满盐水，两端用短粗铜丝塞住管口。管中盐水柱长为40cm时测得电阻为R。若溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体相同。现将管中盐水柱均匀拉长至50cm(盐水体积不变，仍充满橡胶管）。则盐水柱电阻变为(   )

A． B． C． D．

6．温度传感器广泛应用于家用电器中,它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性来工作的．图甲所示为某装置中的传感器工作原理图,已知电源的电动势,内电阻不计,G为灵敏电流表,其内阻保持不变;R为热敏电阻,其阻值随温度的变化关系如图乙所示．闭合开关S,当R的温度等于20 ℃时,电流表示数;当电流表的示数时,热敏电阻的温度是(   )

A．60 ℃ B．80 ℃ C．100 ℃ D．120 ℃

7．（多选）将一直流电源的总功率、输出功率和电源内部的发热功率随电流变化的图线画在同一坐标系中，如图所示，则下列说法正确的是（   ）

A．图线表示电源内部的发热功率随电流的变化关系

B．点对应的功率为最大输出功率

C．在图线上三点的纵坐标一定满足关系

D．两个交点与的横坐标之比一定为1：2，纵坐标之比不一定为1：4

8．如图1所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图2所示。在充电开始后的一段时间t内，充电宝的输出电压、输出电流可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为，则时间t内(   )

A．充电宝输出的电功率为 B．充电宝产生的热功率为

C．手机电池产生的焦耳热为 D．手机电池储存的化学能为

9．如图所示，面积为S的矩形线圈，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与线圈平面成θ角，当线圈以为轴顺时针转过时，穿过面的磁通量的变化量的绝对值为(   )

A． B． C． D．

10．如图所示，矩形线框平面与匀强磁场方向垂直，穿过的磁通量为Φ．若线框面积变为原来的，则磁通量变为(   )

A． B． C． D．

11．“水刀”应用高压水流切割技术，相比于激光切割有切割材料范围广，效率高，安全环保等优势。某型号“水刀”工作过程中，将水从面积的细喷嘴高速喷出，直接打在被切割材料表面，从而产生极大压强，实现切割。已知该“水刀”每分钟用水，水的密度为。假设高速水流垂直打在材料表面上后，立刻沿材料表面散开没有反弹，试估算水对材料垂直于表面方向的压强为（   ）

A． B． C． D．

12．运动员在水上做飞行运动表演，如图所示，他操控喷射式悬浮飞行器将竖直送上来的水反转180°后向下喷出，令自己悬停在空中．已知运动员与装备的总质量为90 kg，两个喷嘴的直径均为10 cm，重力加速度大小，水的密度，则喷嘴处喷水的速度大约为(   )

A．2．7 m/s B．5．4 m/s C．7．6 m/s D．10．8 m/s

二、实验题（共计2大题，共计19分）

13．（9分）某同学制作了如图甲所示的简易欧姆表，电流表的满偏电流为，内阻为，电源的电动势为，内阻为，滑动变阻器R。阻值范围为。他先将两表笔短接，调节。使电流表满偏，之后在两表笔间接入电阻箱，改变电阻箱的阻值，在电流表的表盘上标记对应电阻值，标记后待用。

（1）该同学先用此欧姆表测量一二极管的正向电阻，应将二极管的正极与图甲中_____（选填“”或“”）侧的表笔相连。

（2）正确连接电路后，欧姆表指针位置如图乙所示。

（3）由于指针偏角较大，测量误差比较大，该同学将一阻值为的定值电阻并联在电流表两端。

（4）并联电阻后，测量该二极管正向电阻的简要步骤，下列说法正确的是（ ）

A．直接将左右两表笔分别与二极管的负极和正极接触，读出欧姆表示数

B．将两表笔短接，调节滑动变阻器的阻值使电流表满偏，然后将两表笔分别与二极管的两极正确接触，读出欧姆表示数

C．读出欧姆表示数即为所测电阻阻值

D．读出欧姆表示数，计算所测电阻阻值

（5）正确测量后，欧姆表的指针位置如图丙所示，则二极管的正向电阻为_____（选填“”“”或“”）。

14．（10分）某同学测定电池组的电动势和内阻，实验过程如下：

（1）先使用多用电表直流电压“”挡粗测电池组的电动势，指针的位置如图甲所示，测量结果为____。

（2）为了更准确地测定该电池组的电动势，该同学按图乙所示的电路进行实验，请将图丙中的实物电路补充完整。

（3）实验时，该同学调节电阻箱的阻值，测得多组电压值，并根据测得的和的数据作出如图丁所示图象。该同学所作的图象最有可能是下列哪种？_____。

A． B． C． D．

（4）根据（3）问所作的图象（单位均为国际单位），可得该电池组的电动势____，内阻_____。（结果均保留三位有效数字）

三、填空题（共计3大题，共计45分）

15．（12分）带电荷量为的粒子只在静电力作用下先后经过电场中的两点，克服静电力做功，已知B点电势为50 V，则

（1）两点间的电势差是多少？

（2）A点的电势是多少？

（3）电势能变化了多少？动能变化了多少？

（4）把电荷量为的电荷放在A点的电势能是多少？

16．（16分）如图所示，一个质量为、电荷量的带电微粒（重力忽略不计），从静止开始经电压为的加速电场加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中。金属板长，两板间距。

（1）微粒进入偏转电场时的速度是多大？
（2）若微粒射出电场时的偏转角度θ为30°，则两金属板间的电压是多大？

17．（17分）如图所示，两块相同平板P1、P2置于光滑水平面上，质量均为m．P2的右端固定一轻质弹簧，左端A与弹簧的自由端B相距l．物体P置于P1的最右端，质量为2m且可看作质点．P1与P以共同速度v0向右运动，与静止的P2发生碰撞,碰撞时间极短，碰撞后P1与P2粘在一起．P压缩弹簧后被弹回并停在A点(弹簧始终在弹性限度内)．P与P2之间的动摩擦因数为μ,自由落体加速度大小为g．求:

(1)P1、P2刚碰完时的共同速度v1和P的最终速度v2;

(2)此过程中弹簧的最大压缩量x和相应的弹性势能E p．

参考答案

1．答案：D

解析：小球1固定在A处时小球2在碗壁B处受到三个力作用，重力、静电力、弹力，三个力的方向恰好和两小球与圆心组成的三角形三边对应，即三个力平移后组成的三角形和相似，则；同理小球2固定在A处，小球1在C处时有，解得，故D正确。
 

2．答案：D

解析：由电场叠加原理可知，处三个正点电荷在D点产生的电场的场强大小相等，方向互成120°角，D点合场强为零，处两个正点电荷在F点的合场强向右，c处点电荷在F点产生的电场强度向右，故F点的合场强向右不为零，选项A错误；处两个正点电荷在E点产生的电场的场强大小相等，方向相反，合场强为零，在F点产生的合场强不为零，因c处点电荷在两点产生的电场的场强大小相等，方向相反，故两点的电场强度不相同，选项B错误；由对称性可知，三点的电场强度大小相等，方向不同，选项C错误；c处点电荷释放后将在处点电荷产生的向右的合电场中一直向右做加速运动，选项D正确。

3．答案：ABC

解析：如题图所示，M粒子的轨迹向正点电荷所在方向弯曲，可知M受到引力作用，故M带负电，而N粒子的轨迹向远离电荷方向弯曲，说明N受到了斥力作用，故N带正电，A正确；M带负电，从a到b静电力对其做负功，动能减少，B正确；d和e在同一等势线上，N粒子在两点的电势能相等，C正确；N带正电，从c到d，静电力做正功，选项D错误。

4．答案：C

解析：由于微粒只受电场力和重力作用，这两个力均在竖直方向上，微粒做直线运动，故电场力的大小等于重力大小，微粒所受的合外力为零，做匀速直线运动，电场力方向竖直向上，大小为，微粒从C点运动到D点的过程中，电场力做正功，电势能减小，A、B错误；微粒从C点运动到D点的过程中，电场力对微粒做的功为，C正确；该微粒带负电，电荷量，D错误。

5．答案：D

解析：由于盐水总体积不变,设盐水柱长为40cm时的横截面积为S，则长度变为50cm后，横截面积，根据电阻定律,,联立两式解得,选项D正确。

6．答案：D

解析：由题图乙可知,当R的温度等于20 ℃时,热敏电阻的阻值,由可得,当电流时,由可得,结合题图乙知此时热敏电阻的温度为120 ℃,故选D．

7．答案：AB

解析：A．电源的总功率

则图线表示电源的总功率随电流变化的关系，

电源的输出功率

则图线表示输出功率随电流变化的关系，

电源内部的发热功率

则图线表示电源内部的发热功率随电流变化的关系，故A正确；

B．图线表示输出功率随电流变化的关系，点对应的功率为最大输出功率，故B正确；

C．根据能量转化横坐标相同纵坐标一定满足

，

则在图线上三点的纵坐标一定满足关系

故C错误；

D．图线的交点，输出功率和电源内部的发热功率相等，即

满足

线的交点N输出功率为0，所以

可见与的横坐标之比一定为1:2，据，纵坐标之比为一定为1:4，故D错误。

故选AB。

8．答案：D

解析：A．充电宝的输出电压、输出电流，所以充电宝输出的电功率为，故A错误；

B．充电宝内的电流也是,但其内阻未知,所以产生的热功率不一定为，故B错误；

C．是充电宝的输出电压,不是内电压,所以不能用计算电池产生的焦耳热,电池产生的焦耳热应为，故C错误；

D．由题的已知可得电池的化学能转化为电能为，故D正确。

故选：D。

9．答案：B

解析：磁通量是标量，但有正负，若规定磁感线从一侧穿过时磁通量为正值，则从另一侧穿过时就为负值。当线圈处于初位置时，磁感线的竖直分量由下向上穿过线圈平面，设为正，此时磁通量为，当线圈转至竖直位置时，磁通量，那么磁通量的变化量的绝对值为，故选项B正确。

10．答案：B

解析：根据磁通量的概念可知，；若线框面积变为原来的，则磁通量变为，故选B．

11．答案：C

解析：一分钟喷出的水的质量为：
水的流速：
选取时间内打在材料表面质量为△m水为研究对象，以从细喷嘴高速喷出时的速度方向为正方向，
由动量定理得：
其中：
解得：
根据牛顿第三定律，材料表面受到的压力：
水对材料垂直于表面方向的压强：
代入数据解得：，故C正确，ABD错误。

12．答案：B

解析：两个喷嘴的横截面积均为，根据平衡条件可知每个喷嘴对水的作用力为，取质量为的水为研究对象，根据动量定理得，解得，选项B正确．

13．答案：（1）B（4）BD（5）40Ω

解析：（1）二极管的正极应该接电源的正极，故二极管的正极应与欧姆表的B表笔相连。

（4）并联电阻后，倍率变化，应重新进行欧姆调零，B正确；读出示数后，应进行计算，D正确。

（5）电流表G与阻值为0．5Ω的电阻并联后，将两表笔短接，调节滑动变阻器R。的阻值，使电流表G满偏时，干路中的电流为50mA，欧姆表的内阻，表盘中央刻度值即为欧姆表的内阻，此表盘中央读数为300Ω，即表示电阻为30Ω，故图丙中电表的读数为400时，电阻为40Ω。

14．答案：（1）2．8

（2）如图所示

（3）C

（4）2．86（2．78~2．94均可）；1．86（1．781．94均可）

解析：（1）由于多用电表选择直流电压“10V”挡，所以读数为2．8V。

（2）电路图中电压表并联在电阻箱两端，实物图连接如答图所示。

（3）根据闭合电路欧姆定律可得，分离变量整理得，结合题图丁可知该同学所作的图象最有可能是图象，选项C正确。

（4）根据题图丁，纵坐标的截距为，可得E≈2．86V；斜率为解得r≈1．86Ω。

15．答案：（1）

（2）

（3）

（4）

解析：（1）两点间的电势差为
（2）由

可得A点的电势
（3）粒子克服静电力做功，根据静电力做功与电势能的变化关系知，电势能变化量为

粒子只受静电力，即合力做功为，根据动能定理知，粒子动能变化量为

（4）把电荷量为的电荷放在A点时，A点的电势仍为
电势能为
16．答案：（1）

（2）100 V

解析：（1）设带电微粒经加速电场加速后速度为，根据动能定理：

解得
（2）带电微粒在偏转电场中只受静电力作用，做类平抛运动。
水平方向有，得
设微粒在偏转电场中运动的加速度为a，射出电场时竖直方向的速度为，
则加速度


联立并代入数据，解得

17．解析:(1)P1和P2构成的系统碰撞前后动量守恒．

mv0=2mv1,

解得v1=．

P停在A点后,它们的共同速度为v2,P、P1和P2组成的系统动量守恒,2mv0+2mv1=4mv2,

解得v2=v0．

(2)从P1、P2碰撞结束到P压缩弹簧后被弹回并停在A点的过程,对系统由功能关系知

-2mgμ×2(l+x)=(2m+2m)-×2m+×2m,

解得x=-l．

设弹簧压缩量最大时,P、P1和P2的共同速度为v3．

由动量守恒定律知2mv0+2mv1=4mv3,

解得 v3=v0, 

弹簧压缩量最大时,系统的动能与P最后停在P2上后的系统动能相同．

由功能关系知2mgμ(l+x)=E p,

解得E p=m．

答案:(1) 　(2)-l m