2022-2023学年云南省玉溪师范学院附属中学高二上学期期中考试物理试题

2022-2023学年云南省玉溪市师院附中高二上学期期中考试

物理试卷

一、单项选择题。本题包括6个小题，每小题4分，共24分，每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，选对的得4分，多选和不选的都得0分。

1. 如图所示电路中，电源电动势为12V，内阻为，指示灯的阻值为，电动机M线圈电阻为。当开关S闭合时，指示灯的电功率为4W。电流表内阻不计，那么下列说法中正确的是（　　）

A. 流过电动机M的电流为4A

B. 流过电流表的电流为4.5A

C. 电动机M输出的机械功率7.5W

D. 电源的总功率为16W

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】指示灯的电功率

解得

路端电压为

设流过电流表的电流为I，根据闭合电路欧姆定律有

解得

设电动机支路电流为

电动机总功率为

电动机输出的机械功率为

解得

电源的总功率为

ABD错误，C正确。

故选C。

2. 如图所示为汽车蓄电池与车灯（电阻不变）、启动电动机组成的电路，蓄电池内阻为0.05Ω。电流表和电压表均为理想电表，只接通S1时，电流表示数为10A，电压表示数为12V；再接通S2，启动电动机工作时，电流表示数变为8A，则此时通过启动电动机的电流是（　　）

A. 2A B. 8A C. 50A D. 58A

【答案】C

【解析】

【详解】只接S1时，由闭合电路欧姆定律得

车灯电阻为

再接通S2后，流过电动机的电流为

故C正确，ABD错误。

故选C。

3. 电源电动势为、内阻为，向可变电阻供电，关于路端电压，下列说法正确的是（    ）

A. 因为电源电动势不变，所以路端电压也不变

B. 因为，所以当增大时，路端电压也增大

C. 因为，所以当增大时，路端电压减小

D. 若外电路断开，则路端电压为零

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】ABC．路端电压

因为增大时，变化，所以不能用判断路端电压的变化情况，根据

可知，当增大时，路端电压减小，AB错误，C正确；

D．当外电路断开时，路端电压为，D错误。

故选C。

4. 硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图线（电池内阻不是常数），图线b是某电阻R的U－I图线。在该光照强度下将它们组成闭合回路时，硅光电池的内阻为（　　）

A. 8 Ω B. 10 Ω C. 12 Ω D. 12.5 Ω

【答案】A

【解析】

【详解】由闭合电路欧姆定律得

U＝E－Ir

当I＝0时，U＝E，由图线a与纵轴的交点读出电动势为E＝3.6V，

根据两图线交点可知，电阻R两端的电压为2V，通过R的电流为0.2A，则硅光电池的内阻

A正确。

故选A。

5. 在如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R1和R3均为定值电阻，R2为滑动变阻器．当R2的滑动触点在a端时合上开关S，此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U．现将R2的滑动触点向b端移动，则三个电表示数的变化情况是

A.  I1增大，I2不变，U增大

B.  I1减小，I2增大，U减小

C.  I1增大，I2减小，U增大

D.  I1减小，I2不变，U减小

【答案】B

【解析】

【详解】R2的滑动触点向b端移动时，R2减小，整个电路的总电阻减小，总电流增大，内电压增大，外电压减小，即电压表示数减小，R3电压增大，R1、R2并联电压减小，通过R1的电流I1减小，即A1示数减小，而总电流I增大，则流过R2的电流I2增大，即A2示数增大．故A、C、D错误，B正确．

6. 三根平行的直导线，分别垂直地通过一个等腰直角三角形的三个顶点，如图所示，现使每条通电导线在斜边中点O所产生的磁感应强度的大小均为B，则该处的磁感应强度的大小和方向是（　　）

A. 大小为B，方向垂直斜边向下

B. 大小为B，方向垂直斜边向上

C. 大小为B，斜向右下方

D. 大小B，斜向左下方

【答案】C

【解析】

【详解】由题意可知，三平行的通电导线在O点产生的磁感应强度大小相等，方向如图

则

故选C。

二、多选题（共4小题，每题6分，共24分）

7. 如图所示,以等量同种点电荷的连线中点为原点,两点电荷连线的中垂线为x轴,E表示电场强度,φ表示电势,根据你已经学过的知识判断,在下列E-x图象和φ - x图象中,可能正确的是(　   )

A. A B. B C. C D. D

【答案】AD

【解析】

【详解】AB、在两电荷连线中点，由于两个电荷在此处产生的场强大小相等、方向相反，所以该处场强为零，在无穷远处场强也为零，所以两点电荷连线的中点到无穷远场强是先增大后减小，且场强关于电荷连线对称，故A正确，B错误；

CD、两点电荷连线的中垂线上场强方向从中点指向无穷远，且电势逐渐降低，因为O处的场强为零，则O处φ−x的斜率为0，故C错误，D正确；

故选AD．

【点睛】关键是知道电场的电场线特点和电场的叠加原理，结合其电场线的图即可作答．

8. 如图，一束电子从M点垂直于磁感应强度B并垂直于磁场边界射入匀强磁场中，射入速度为v，磁场宽度为d，在N点穿出磁场时速度方向与原来射入方向的夹角为，则（　　）

A. 电子的比荷为

B. 电子的比荷为

C. 电子穿越磁场的时间为

D. 电子穿越磁场的时间为

【答案】AD

【解析】

【详解】AB．粒子在磁场中做匀速圆周运动，由几何关系可知

又由于

可得

A正确，B错误；

CD．粒子在磁场中运动的时间

C错误，D正确。

故选AD。

9. 如图所示，在x轴相距为L的两点固定两个等量异种点电荷+Q、-Q，虚线是以+Q所在点为圆心、L/2为半径的圆，a、b、c、d是圆上的四个点，其中 a、c两点在x轴上，b、d两点关于x轴对称．下列判断正确的是（ ）

A. b、d两点处的电势相同

B. 四点中c点处的电势最低

C. b、d两点处的电场强度相同

D. 将一试探电荷+q沿圆周由a点移至c点，+q的电势能减小

【答案】ABD

【解析】

【详解】A、该电场为等量异种点电荷的电场，将等量异种点电荷的电场线与等势面的图画出如图，与该题的图比较可得：

该电场中的电势关于x轴上下对称，所以b、d两点的电势相等，故A正确；

B、c点在两个电荷连线的中点上，也是在两个电荷连线的中垂线上，所以它的电势和无穷远处的电势相等．而正电荷周围的电场的电势都比它高，即c点的电势在四个点中是最低的，故B正确；

C、该电场中的电场强度关于x轴对称，所以b d两点场强大小相等，方向是对称的，不相同的，故C错误；

D、c点的电势低于a点的电势，试探电荷+q沿圆周由a点移至c点，电场力做正功，+q的电势能减小，故D正确．

故选ABD．

点睛：

该电场中的电势、电场强度都关于x轴对称，所以b d两点的电势相等，场强大小相等，方向是对称的；c点在两个电荷连线的中点上，也是在两个电荷连线的中垂线上，所以它的电势和无穷远处的电势相等，最低．

10. 如图所示，一电场的电场线分布关于y轴（沿竖直方向）对称，O、M、N是y轴上的三个点，且OM=MN。P点在y轴右侧，MP⊥ON。则下列说法正确的是（　　）

A. M点的电势比P点的电势高

B. 将负点电荷由O点移动到P点，电场力做正功

C. M、N两点间电势差大于O、M两点间的电势差

D. M、N两点间的电势差小于O、M两点间的电势差

【答案】AD

【解析】

【详解】A．根据电场线和等势面的关系，可以判断出M点的电势比P点的电势高，故A正确；

B．将负点电荷由O点移到P点，电场力做负功，故B错误；

CD．根据，电场线疏密代表场强大小，且

U=Ed

可知

UMN<UOM

故C错误，D正确。

故选AD。

三、填空题（共2小题，共16分）

11. （1）如图甲所示，螺旋测微器的读数为________mm；

（2）如图乙所示，游标卡尺的读数为________mm；

（3）如图丙所示，电压表接0～3V量程，电压表的读数为________V；

（4）如图丁所示，电流表接0～0.6A量程，电流表的读数为________A。

【答案】    ①. 6.121##6.122##6.123    ②. 50.85    ③. 2.14##2.15##2.16##2.17    ④. 0.16

【解析】

【详解】（1）[1]如图甲所示的螺旋测微器精确度为0.01mm，需估读一位，则读数为

（2）[2]如图乙所示是20分度的游标卡尺，精确度为0.05mm，读数为

（3）[3]如图丙所示，电压表接0～3V量程，精确度为0.1V，指针指在第21个刻度与第22个刻度之间，估读一位，则电压表的读数为

（4）[4]如图丁所示，电流表接0～0.6A量程，精确度为0.02A，指针指在第8个刻度，则读数为

12. 将以铜片和一锌片分别插入一只苹果内，就构成了简单的“水果电池”，其电动势约为1.5V，可是这种电池并不能点亮额定电压为1.5V，额定电流为0.3A的手电筒上的小灯泡。原因是流过小灯泡的电流太小了，经实验测得电流约为3mA。现要较精确地测定“水果电池”的电动势和内电阻，提供的仪器如下：

A 、电流表A1（量程0~3mA，内阻约0.5Ω）

B、电流表A2（量程0~0.6A，内阻约0.1Ω）

C、电压表V（量程0~1.5V，电阻约3KΩ）

D、滑动变阻器R1（阻值0~30Ω，额定电流为1A）

E、滑动变阻器R2（阻值0~3KΩ，额定电流为0.5A）

F、以及开关、导线等实验器材

G、待测“水果电池”

①本实验中电流表应该选用_________，滑动变阻器应该选_________（均用序号字母表示）；

②请在虚线框中画出实验原理图________；

③在实验中根据电压表的示数U与电流表的示数I的值，经描点、连线得到U—I图像，如图所示，根据图中所给数据，则“水果电池”的电动势与内阻分别为E=_________V；r=______Ω。

【答案】    ①. A    ②. E    ③.     ④. 1.35    ⑤. 450

【解析】

【详解】①[1][2]．电路电流约为3mA，则电流表应选A；电源的内阻大约 ，若选用0～10Ω的滑动变阻器，移动滑片，电流基本不变，因此滑动变阻器应选E；
②[3]．由题意可知水果电池内阻较大，为减小实验误差，相对于电源来说，电流表应采用内接法，实验电路图如图所示

③[4][5]．由图示电源U-I图线可知，图象与纵轴截距为1.35，则电源电动势

E=135V

电池内阻

四、计算题（共3小题）

13. 如图所示的电路中，电源电动势E=10V，内阻r=0.5Ω，电动机的电阻R0=1.0Ω，定值电阻R1=1.5Ω。电动机正常工作时，理想电压表的示数U1=3.0V。求：

(1)电源总功率；

(2)电源的输出功率；

(3)电动机消耗的电功率以及将电能转化为机械能的功率。

【答案】(1)20W；(2)18W；(3)12W；8W

【解析】

【详解】(1)电动机正常工作时，总电流为

电源释放的总电功率为

(2) 电源的输出功率

(3)电动机两端的电压为

电动机消耗的电功率为

电动机消耗的热功率为

电动机将电能转化为机械能的功率，据能量守恒为

14. 如图所示，AMB是一条长L=10m的绝缘水平轨道，固定在离水平地面高h=1.25m处，A、B为端点，M为中点，轨道MB处在方向竖直向上，大小E=5×103N/C的匀强电场中，一质量m=0.1kg，电荷量q=+1.3×10-4C的可视为质点的滑块以初速度v0=6m/s在轨道上自A点开始向右运动，经M点进入电场，从B点离开电场，已知滑块与轨道间动摩擦因数μ=0.2，求滑块

（1）到达M点时的速度大小

（2）从M点运动到B点所用的时间

（3）落地点距B点的水平距离

【答案】（1）4m/s（2）（3）1.5m

【解析】

【详解】（1）滑块在AM阶段由摩擦力提供加速度，根据牛顿第二定律有

根据运动学公式，联立解得

（2）进入电场后，受到电场力，F=E q，

由牛顿第二定律有

根据运动学 公式

由运动学匀变速直线运动规律

联立解得

（3）从B点飞出后，粒子做平抛运动，由可知

所以水平距离

15. 如图所示，a b c d是一个边长为L的正方形，它是磁感应强度为B的匀强磁场横截面的边界线。一带电粒子从ad边的中点O与ad边成θ=角且垂直于磁场方向射入，若该带电粒子所带电荷量为q、质量为m（重力不计），则该带电粒子在磁场中飞行时间最长是多少？若要带电粒子飞行时间最长，带电粒子的速度必须符合什么条件？

【答案】；

【解析】

【详解】从题设的条件中，可知带电粒子在磁场中只受洛伦兹力作用，它做匀速圆周运动，粒子带正电，由左手定则可知它将向ab方向偏转，带电粒子可能的轨道如下图所示（磁场方向没有画出），这些轨道的圆心均在与v方向垂直的OM上．带电粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，有

q v B＝

得

①

运动的周期为

②

由于带电粒子做匀速圆周运动的周期与半径和速率均没有关系，这说明了它在磁场中运动的时间仅与轨迹所对的圆心角大小有关，由图可以发现带电粒子从入射边进入，又从入射边飞出，其轨迹所对的圆心角最大，那么，带电粒子从ad边飞出的轨迹中，与ab相切的轨迹的半径也就是它所有可能轨迹半径中的临界半径r0，r＞r0，在磁场中运动时间是变化的，r≤r0，在磁场中运动的时间是相同的，也是在磁场中运动时间最长的，由上图可知，三角形O2EF和三角形O2OE均为等腰三角形，所以有

∠OO2E=

轨迹所对的圆心角为

运动的时间

由图还可以得到

得

得

v≤

带电粒子在磁场中飞行时间最长是；带电粒子的速度应符合条件v≤