2022-2023学年广东省广州市培英中学高二上学期期末物理试题含解析

这是一份2022-2023学年广东省广州市培英中学高二上学期期末物理试题含解析，共22页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。共100分，考试用时75分钟。
第Ⅰ卷（选择题，共46分）
一、单项选择题（本大题共7小题，每小题4分，共28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. 在磁感应强度为、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根通电长直导线，电流的方向垂直于纸面向里。如图所示，a，b，c，d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中（ ）
A. b点磁感应强度的值最大
B. c点磁感应强度的值最小
C. c，d两点的磁感应强度大小相等
D. a，b两点的磁感应强度大小相等
【答案】B
【解析】
【详解】a、b、c、d四点的实际磁感应强度为匀强磁场和电流磁场的叠加，如图所示
由图可知，a点磁感应强度大小为
b点和d点磁感应强度大小为
c点的磁感应强度大小为
A．a点的磁感应强度的值最大，故A错误；
B．c点的磁感应强度的值最小，故B正确；
C．c，d两点的磁感应强度大小不相等，故C错误；
D．a、b两点的磁感应强度大小不相等，故D错误。
故选B。
2. 对于电场中的A、B两点，下列说法正确的是（ ）
A. 电势差的定义式，说明A、B两点间的电势差与电场力做的功成正比，与试探电荷的电荷量成反比
B. A、B两点间的电势差等于将正电荷从点移到点电场力做的功
C. 将的正电荷从点移到点，电场力做的功，则这两点间的电势差为
D. 若在电荷由点移到点的过程中，除受电场力外，还受其他力的作用，则电荷电势能的变化量的数值不再等于电场力所做的功
【答案】C
【解析】
【详解】A．表达式
是电势差的比值定义，A、B两点间的电势差由电场自身决定，与电场力做功、试探电荷的电荷量没有决定关系，因此不能认为A、B两点间的电势差与电场力做的功成正比，与试探电荷的电荷量成反比，A错误；
B．根据
可知，A、B两点间的电势差等于将单位正电荷从点移到点电场力做的功，B错误；
C．根据
可知，将的正电荷从点移到点，电场力做的功，则这两点间的电势差为，C正确；
D．根据
，
解得
可知，若在电荷由点移到点的过程中，除受电场力外，还受其他力的作用，则电荷电势能的变化量的数值仍然等于电场力所做的功，D错误。
故选C。
3. 质量为m的通电细杆ab置于倾角为的平行导轨上，导轨宽度为d，杆ab与导轨间的摩擦因数为，有电流时ab恰好在导轨上静止，如图所示，图是沿b→a方向观察时的四个平面图，标出了四种不同的匀强磁场方向，其中杆与导轨间一定有摩擦力的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A．杆受到的重力竖直向下，安培力水平向右，还有垂直于斜面向上的支持力，根据矢量求合，可知三个力合力可能为零，所以杆不一定受到摩擦力的作用，A错误；
B．杆受到的重力竖直向下，安培力竖直向上，当着两个力等大反向时，杆处于平衡状态，此时的摩擦力为零，B错误；
C．杆受到的重力竖直向下，安培力沿斜面向上，支持力垂直于斜面向上，根据矢量求合，可知三个力的合力可能为零，所以杆不一定受摩擦力作用，C错误；
D．杆受到向下的重力，水平向左的安培力，垂直于斜面向上的支持力的作用，在这三个力的作用下，杆有沿斜面向下运动的趋势，所以杆要静止，必须受到沿斜面向上的摩擦力作用，D正确。
故选D。
4. 图中O是一个带正电的物体。把系在丝线上的带正电的小球先后挂在图中P1、P2、P3等位置，比较小球在不同位置所受带电体的作用力的大小。这个力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。下列说法正确的是（ ）
A. 距离越大时，带正电的小球受到的库仑力越大
B. 丝线偏离竖直方向的角度和库仑力F成正比
C. 在相同位置处，增大小球的电荷量，丝线偏离竖直方向的角度也越大
D. 以上实验直接得出了库仑定律
【答案】C
【解析】
【详解】A．距离越大时，丝线偏离竖直方向的角度越小，则带正电的小球受到的库仑力越小，选项A错误；
B．对象小球受力分析可知
则丝线偏离竖直方向的角度的正切和库仑力F成正比，选项B错误；
C．在相同位置处，增大小球的电荷量，小球受库仑力越大，则丝线偏离竖直方向的角度也越大，选项C正确；
D．以上实验只能定性的得到库仑力与电量大小以及距离之间的关系，不能直接得出库仑定律，选项D错误。
故选C。
5. 如图所示，两个匀强磁场的方向相同，磁感应强度分别为B1、B2，虚线MN为理想边界。现有一个质量为m、电荷量为e的电子以垂直于边界MN的速度v由P点沿垂直于磁场的方向射入磁感应强度为B1的匀强磁场中，其运动轨迹为图中虚线所示的心形图线，以下说法正确的是（ ）
A. 电子的运动轨迹为P→D→M→C→N→E→P
B. 电子运动一周回到P点所用的时间
C. B1=4B2
D. 电子在B2区域受到的磁场力始终不变
【答案】A
【解析】
【详解】A．由左手定则可知，电子在P点所受的洛伦兹力的方向向上，轨迹为P→D→M→C→N→E→P，故A正确；
BC．电子在磁场中做匀速圆周运动有
解得
，
由图知2r1=r2，则B1=2B2，2T1=T2， 电子运动一周回到P点所用的时间为
故BC错误；
D．电子在磁场中受洛伦兹力始终与速度垂直，方向时刻改变，故D错误。
故选A。
6. 如图所示是一直流电动机匀速竖直向上提升质量为m=65kg的重物时的电路图，已知电动机内电阻r=1Ω，定值电阻R=9Ω，直流电压U=180V，理想电压表示数UV=135V，g取10m/s2，则提升速度大小是（ ）
A. 1m/sB. 1.2m/sC. 1.8m/sD. 2m/s
【答案】A
【解析】
【详解】通过R的电流为
电动机的入功率为
P1=U2I=135×5W=675W
电动机内电阻的发热功率为
P2=I2r=52×1W=25W
输出机械功率为
P3=P1-P2=(675-25）W=650W
P3=Fv=mgv
解得
故选A。
7. 如图所示，一闭合导体圆环先水平固定在a处，条形磁铁由圆环上方的P处从静止开始下落并从圆环中心穿过。再将圆环水平固定在b处，仍让该磁铁在P处由静止下落从圆环中心穿过。磁铁下落过程保持竖直且N极朝下。不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 磁铁在整个下落过程中，俯视，圆环中电流始终沿逆时针方向
B. 磁铁在整个下落过程中，俯视，圆环中电流先沿顺时针后沿逆时针方向
C. 圆环在b处感应电流最大值比在a处感应电流最大值大
D. 磁铁穿过圆环的过程中，圆环在a处时磁通量的变化量小于圆环在b处时磁通量的变化量
【答案】C
【解析】
【详解】AB．根据楞次定律，在整个下落过程中，磁铁在圆环上方运动时俯视，圆环中电流沿逆时针方向；磁铁在圆环下方运动时，圆环中电流沿顺时针方向，故AB错误；
CD．圆环在a处时磁铁穿过圆环的最大速度比穿过圆环在b处时小，但是两种情况下穿过圆环的磁通变化量相等，因此，圆环在b处时磁铁穿过圆环中磁通量变化率最大值比在a处时大，圆环在b处感应电流最大值比在a处感应电流最大值大，故C正确，D错误。
故选C。
二、多项选择题（本大题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有不止一项是符合题目要求的。错选或不选得0分，漏选得3分）
8. 如图所示为一对不等量异号点电荷的电场线，从C点到D点的虚线为不计重力的带电粒子运动轨迹，下列说法正确的是（ ）
A. A电荷的电荷量大于B电荷的电荷量
B. 电场中各点的场强方向就是正电荷所受电场力方向
C. 图中没有电场线的空白区域没有电场
D. 不计重力的带电粒子带负电
【答案】AB
【解析】
【详解】A．据电场线的疏密程度可知，A电荷的电荷量大于B电荷的电荷量，故A正确；
B．电场中正电荷受到的电场力方向与该点的电场方向相同，故B正确；
C．电场线是假想的，其疏密表示电场强度的大小，图中没有电场线的空白区域也有电场，故C错误；
D．带电粒子仅在电场力作用下从C点运动到D点的轨迹，所受电场力指向弯曲一侧，且电场力方向与电场方向在同一直线上，可知带电粒子受到的电场力方向与电场方向相同，可知粒子带正电，故D错误。
故选AB。
9. 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的滑片在ab的中点时合上开关S，此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U。现将R2的滑片向a端移动，则下列说法正确的是（ ）
A. 电源的总功率减小
B. R3消耗的功率增大
C. I1增大，I2减小，U增大
D. I1减小，I2不变，U减小
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】法一：程序法
AB．将滑动变阻器的滑片向a端移动，滑动变阻器接入电路中的电阻增大，电路中的总电阻增大，电路中的总电流I减小，电源的总功率
P＝EI
减小，R3消耗的功率
P3＝I2R3
减小，选项A正确，B错误；
CD．电路中的总电流减小，由
U＝E－Ir
知电源的路端电压U增大，R1、R2并联部分的总电阻增大，电压增大，通过R1的电流I1增大，而总电流I减小，则通过R2的电流I2减小，选项C正确，D错误。
故选AC。
法二：串反并同法
AB．将滑动变阻器的滑片向a端移动，滑动变阻器接入电路中的电阻增大，与其串联的电流表A2的示数减小，与其间接串联的电源的总功率、R3消耗的功率均减小，故A正确，B错误；
CD．与其间接并联的电流表A1、电压表V的示数均增大，C正确，D错误。
故选AC。
10. 如图所示，电源电动势为E，内阻为r，R2>R1+r，下列说法正确的是（ ）
A. 当R2=R1+r时，R2上消耗的功率最大
B. 当R2=R1+r时，电源输出功率最大
C. 当R1=R2+r时，R1上消耗的功率最大
D. 滑片P由a端向b端滑动过程中，R2上消耗的功率先增大后减小
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】AD．根据电源的内电阻和外电阻相等的时候，电源的输出功率最大可知，当把R1和电源看做一个整体时，即把电源的内阻看做R1+r，当R2=R1+r时，电源的输出功率最大，即R2上获得最大功率，则滑片P由a端向b端滑动的过程中，R2上消耗的功率先增大后减小，所以AD正确；
B．根据电源的内电阻和外电阻相等的时候，电源的输出功率最大可知，当时，电源输出功率最大，故B错误；
C．根据P=I2R1可知，当R2=0时，电路的总电流最大，所以此时R1获得最大功率，所以C错误；
故选AD。
第Ⅱ卷（非选择题，共54分）
三、实验题（本大题共2小题，每空1分，共14分）
11. 用如图所示的多用电表测量定值电阻。
（1）如图为一正在测量中的多用电表表盘；
①如果是用直流250mA挡测量电流，则读数为________mA；
②如果是用直流5V挡测量电压，则读数为________V。
（2）若待测电阻的阻值约为20Ω，测量步骤如下：
①调节指针定位螺丝，使多用电表指针对准________（选填“直流电流电压”或“电阻”）的“0”刻线；
②将选择开关转到电阻挡的________（选填“1”、“10”或“100”）的位置；
③将红、黑表笔插入“”、“”插孔，并将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准电阻的________（选填“0刻线”或“刻线”）；
④将两表笔分别与待测电阻相接，读取数据。
（3）测量后需要继续测量一个阻值大约是2kΩ左右的电阻。在红黑表笔接触这个电阻两端之前，请从下列选项中挑出必要的步骤，并按________的顺序进行操作，再完成读数测量；
A．调节定位指针螺丝，使多用电表指针对准“0”刻线
B．将红黑表笔接触
C．把选择开关旋转到“1k”位置
D．把选择开关旋转到“100”位置
E．调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准电阻的“0”刻线
（4）某同学通过测量找到发光二极管的负极，第一，将多用电表选择开关旋转到电阻挡的“1”挡，经过欧姆调零之后，他把红表笔接在二极管的短管脚上，把黑表笔接在二极管的长管脚上，发现二极管发出了耀眼的白光；然后他将两表笔的位置互换以后，发现二极管不发光。这说明二极管的负极是_______（选填“长管脚”或“短管脚”）所连接的一极。
【答案】 ①. 180 ②. 3.60 ③. 直流电流电压 ④. 1 ⑤. 0刻线 ⑥. DBE ⑦. 短管脚
【解析】
【详解】（1）[1]若是直流250mA挡测量电流，则最小分度值为，则读数为。
[2]如果是用直流5V挡测量电压，则最小分度值为0.1V，则读数为3.60V。
（2）[3][4][5]若待测电阻的阻值约为20Ω，则先调节指针定位螺丝，使多用电表指针对准直流电流电压的“0”刻线。再根据欧姆表测电阻时指针尽可能接近“中值”的原则，将选择开关转到电阻挡“1”的位置。然后将红、黑表笔插入“”、“”插孔，并将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准电阻的“0刻线”。最后将两表笔分别与待测电阻相接，读取数据。
（3）[6]测量后需要继续测量一个阻值大约是2kΩ左右的电阻，则不需要重新机械调零。根据欧姆表测电阻时指针尽可能接近“中值”的原则，所以应先把选择开关旋转到“100”位置，然后将红黑表笔接触，最后调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准电阻的“0”刻线。
故选DBE。
（4）[7]将多用电表选择开关旋转到电阻挡的“1”挡，经过欧姆调零之后，他把红表笔接在二极管的短管脚上，把黑表笔接在二极管的长管脚上，发现二极管发出了耀眼的白光，则说明此时二极管通入了正向电流，即红表笔接在二极管的负极，黑表笔接在二极管的正极。故二极管的负极是短管脚所连接的一极。
12. 请读出下面仪器所显示数值，并将读数填写于对应的横线上。
①游标卡尺的读数为______mm；②螺旋测微器的读数为______mm；
【答案】 ①. 61.75 ②. 4.592##4.593##4.594
【解析】
【详解】①[1]根据游标卡尺的读数规则，可读出图中游标卡尺的示数为
②[2]根据螺旋测微器的读数规则，可读出图中螺旋测微器的示数为
13. 在测定某金属电阻率的实验中，待测金属丝是均匀材料制成、横截面为圆形的金属丝，其直径为d，长度为L；均已测定。若待测电阻丝的电阻约为30Ω，要求测量结果尽量准确，测量范围尽量宽阔，备有以下器材：
A.电池组（10V、内阻不计）
B.安培表（0－3A内阻约为0.125Ω）
C.安培表（0－0.4A内阻约为0.125Ω）
D.电压表（0－9V内阻约为9kΩ）
E.电压表（0－15V内阻约为15kΩ）
F.滑动变阻器（0－20Ω允许最大电流2A）
G.滑动变阻器（0－5Ω允许最大电流2A）
H.开关、导线
①上述器材中：安培表应选用的是______；电压表应选用的是______；滑动变阻器应选用的是_______；（只填写字母代号）
②某同学采用了如图所示的部分电路测量电阻，则测量值比真实值偏________（选填“大”或“小”）
③用实验过程中两量物理量对应的字母表示电阻率，则该圆柱材料电阻率的表达式为ρ＝________（用d、L、U、i表示）。
【答案】 ① C ②. D ③. G ④. 小 ⑤.
【解析】
【详解】①[1][2][3]根据题意可知电路中的最大电流为
所以安培表应选C；待测电阻丝的电阻约为30Ω，要求测量结果尽量准确，测量范围尽量宽阔，因电池组电动势10V，所以电压表应选D；滑动变阻器采用分压式接法可以从零起调，应选阻值小的，所以滑动变阻器选用G；
②[4]由电路图可知，电流表采用外接法，由于电压表的分流，电流的测量值大于真实值，由欧姆定律可知，金属丝电阻测量值小于真实值；
③[5]根据欧姆定律得
根据电阻定律得
其中
联立解得
四、计算题（共40分）
14. 如图所示，水平绝缘轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接，半圆形轨道的半径R＝0.40m。轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度E＝1.0×104N/C。现有一电荷量，质量m＝0.10kg的带电体（可视为质点），在水平轨道上的P点由静止释放，已知P点与圆形轨道最低点B距离s＝2.5m。带电体与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.50，重力加速度，取。求：
（1）带电体运动到圆形轨道的最高点C时，对轨道的压力大小；
（2）带电体第一次经过C点后，落在水平轨道上的位置到B点的距离。
【答案】（1）1.25N；（2）0.4m
【解析】
【详解】（1）从P点到B点根据动能定理有
代入数据解得
设带电体运动到C点的速度为，从B点到C点根据动能定理有
解得
在C点，根据牛顿第二定律，有
代入数据解得
（2）带电体离开C点后在竖直方向上做自由落体运动，设在空间运动的时间为，则有
解得
在水平方向上做匀减速运动，设在水平方向的加速度大小为，根据牛顿第二定律，有
设落在水平轨道上的位置到B点距离为，根据运动学公式
代入数据解得
15. 如图甲所示，R为滑动变阻器，当滑片P由滑动变阻器b端移动到a端的过程中，分别测出几组对应的电压值和电流值，通过计算得出滑动变阻器对应的电功率P，并得到滑动变阻器的电功率P和电流I的关系图像，如图乙所示。求：
（1）滑动变阻器的最大阻值R；
（2）电源电动势E和内阻r。
【答案】（1）；（2） ，
【解析】
【详解】（1）由乙图可知，当滑片P在b端时，电路中的电流最小，且，，由
可知，滑动变阻器的最大阻值为
（2）设电源电动势为，内阻为，当滑片P在b端时，由闭合电路欧姆定律得
得
①
当电流时，路端电压
由闭合电路欧姆定律得
得
②
由①②两式得
16. 如图xOy坐标系中，在的范围内存在沿y轴正方向的匀强电场，在的区域内分布垂直于xOy，平面向里的匀强磁场。处放置垂直于y轴的足够大挡板ab，带电粒子打到板上即被吸收，若粒子轨透与板相切则刚好不被吸收。一质量为m、电荷量为＋q的粒子以初速度由点沿x轴正方向射入电场，第一次从点经过x轴。粒子重力不计。求：
（1）电场强度E的大小；
（2）要使粒子不打到挡板上，磁感应强度B满足的条件；
（3）若粒子恰好不打在挡板上，粒子第三次经过x轴时的坐标。
【答案】（1）；（2）；（3）（2.5d，0）
【解析】
【详解】（1）粒子在电场中做类平抛运动，水平方向
1.5d＝v0t
竖直方向
d＝
解得
E＝
（2）粒子进入磁场时与x轴夹角为
粒子进入磁场时的速度为
粒子运动轨迹与挡板相切时粒子刚好不打在挡板上，由几何知识得
r+rcs53°＝2d
解得
粒子做圆周运动，由牛顿第二定律得
qvB＝m
解得
B＝
粒子不打在挡板上，磁感应强度需要满足的条件是
（3）粒子从磁场进入电场后在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做类竖直上抛运动，在水平方向的位移为
2×1.5d＝3d
粒子第三次到达x轴时
粒子第三次经过x轴时的坐标（2.5d，0）。