2022-2023学年吉林省长春外国语学校高二上学期期末阶段测试物理试题（理科）含解析

长春外国语学校2022-2023学年高二上学期期末阶段测试

物理试卷（选考）

第Ⅰ卷

一、选择题：本题共8小题，共48分。在每小题给出的四个选项中，1-5题只有一项是符合题目要求的，6-8题有多个选项符合要求。

1. 导体的伏安特性曲线是研究导体电流和电压关系的重要工具。一灯泡的伏安特性曲线如图中的AB（曲线）所示，AC为图线在A点的切线，C点的坐标为（1，0）。下列说法正确的是（　　）

A. 当灯泡两端的电压升高时，小灯泡的电阻不变

B. 当灯泡两端的电压升高时，小灯泡的电阻减小

C. 当灯泡两端的电压为2V时，小灯泡的电阻为1Ω

D. 在灯泡两端电压由2V变化到4V的过程中，灯泡的电阻改变了1Ω

【答案】C

【解析】

【详解】
 

AB．图像中，图线上的某一点与坐标原点连线的斜率表示电阻的倒数，根据图像可知，随灯泡两端的电压升高，图线上的点与坐标原点连线的斜率逐渐变小，表明小灯泡的电阻逐渐变大，AB错误；

C．当灯泡两端的电压为2V时，根据上述可知，小灯泡的电阻为

C正确；

D．当灯泡两端的电压为4V时，根据上述可知，小灯泡的电阻为

可知，在灯泡两端的电压由2V变化到4V的过程中，灯泡的电阻改变了

D错误。

故选C

2. 如图所示，在电路中，电源电动势为12V，内阻为，指示灯RL的阻值为，电动机M线圈电阻为。当开关S闭合时，指示灯RL的电功率为4W。电流表为理想电表，下列说法中正确的是（　　）

A. 电动机两端的电压是为10 V B. 流过电流表的电流为1.5 A

C. 电动机M的电功率为12W D. 电源的输出功率为24W

【答案】C

【解析】

【详解】AB．指示灯RL的电功率为4W，根据功率公式

解得指示灯RL的电压为

根据欧姆定律可得

根据闭合电路欧姆定律，可得

解得流过电流表的电流为

电动机和指示灯并联，则电动机两端的电压是为8V，故AB错误；

C．流过电动机M的电流为

电动机M的电功率为

故C正确；

D．电源的输出功率为

故D错误。

故选C。

3. 如图所示，电感线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，、是两个相同的灯泡，电阻的阻值约等于的三倍，则（　　）

A. 闭合开关S时，、同时达到最亮，且更亮一些

B. 闭合开关S时，、“慢慢”亮起来，最终更亮一些

C. 电路接通稳定后，断开开关S时，“慢慢”熄灭，闪亮后才“慢慢”熄灭

D. 电路接通稳定后，断开开关S时，“慢慢”熄灭，“慢慢”熄灭，并没有闪亮一下

【答案】C

【解析】

【详解】AB．闭合开关S时，由于电感线圈的自感作用，导致灯泡将“慢慢”亮起来，而灯泡立即亮起来，电路稳定后，由于灯泡支路的电阻小一些，则该支路的电流大一些，即稳定后，最终更亮一些，AB错误；

CD．电路接通稳定后，断开开关S时，由于电感线圈自感作用，导致灯泡中的电流不能立即减为0，该电流将在新的回路中逐渐减为0，即“慢慢”熄灭，由于断开开关前稳定时通过灯泡的电流大于通过灯泡的电流，则闪亮后才“慢慢”熄灭，C正确，D错误。

故选C。

4. 电吉他的工作原理是在琴身上装有线圈，线圈附近被磁化的琴弦振动时，会使线圈中的磁通量发生变化，从而产生感应电流，再经信号放大器放大后传到扬声器。其简化示意图如图所示。则当图中琴弦向右靠近线圈时（　　）

A. 穿过线圈的磁通量减小 B. 线圈中不产生感应电流

C. 琴弦受向左的安培力 D. 线圈有扩张趋势

【答案】C

【解析】

【详解】ABCD．琴弦向右靠近线圈时，穿过线圈的磁通量增大，线圈中产生感应电流，由“来拒去留”可知琴弦受到向左的安培力，由“增缩减扩”可知线圈有收缩趋势，故ABD错误，C正确。

故选C。

5. 如图所示为回旋加速器的主要结构，两个半径为R的半圆形中空金属盒、置于真空中，两盒间留有一狭缝；在两盒的狭缝处加上大小为U的高频交变电压，空间中存在着磁感应强度大小为B、方向垂直向上穿过盒面的匀强磁场。从粒子源P引出质量为、电荷量为的粒子，粒子初速度视为零，在狭缝间被电场加速，在D形盒内做匀速圆周运动，最终从边缘的出口处引出。不考虑相对论效应，忽略粒子在狭缝间运动的时间，则（　　）

A. 仅提高加速电压，粒子最终获得的动能增大

B. 所需交变电压的频率与被加速粒子的比荷无关

C. 粒子第n次通过狭缝后的速度大小为

D. 粒子通过狭缝的次数为

【答案】D

【解析】

【详解】A．粒子经过电场加速，磁场回旋，最终从磁场的边缘做匀速圆周运动离开，有

解得粒子最终获得的动能为

可得粒子最终获得的动能与加速电压无关，而与D形盒的半径有关，即仅提高加速电压，粒子最终获得的动能不变，故A错误；

B．粒子每通过狭缝一次，交变电场改变一次方向，电场变换两次为一个周期，而这个周期的时间粒子做两个半圆的运动，则有电场变换的周期等于磁场中做一个匀速圆周的周期，有

则所需交变电压的频率与被加速粒子的比荷有关，故B错误；

C．粒子初速度视为零，第n次通过狭缝即被电场加速了n次，由动能定理有

解得速度大小为

故C错误；

D．对粒子运动的全过程由动能定理有

联立各式解得粒子通过狭缝的次数为

故D正确；

故选D。

6. 如图所示，一段长为L的导体水平放置，若导体单位体积内有n个自由电子，电子的电荷量为e，定向移动速度为v、导体横截面积为S。下面说法正确的是（　　）

A. 导体中电流为

B. 导体中自由电子个数为

C. 导体放置在垂直纸面向外、磁感应强度为B的磁场中，导线所受安培力

D. 导体放置在垂直纸面向外、磁感应强度为B的磁场中，导线中每个电子所受洛伦兹力

【答案】BCD

【解析】

【详解】A．根据电流强度的定义，可得导体中电流为

A错误；

B．导体中自由电子个数为

B正确；

C．导体放置在垂直纸面向外、磁感应强度为B的磁场中，导线所受安培力

C正确；

D．导体放置在垂直纸面向外、磁感应强度为B的磁场中，根据洛伦兹力的定义可知每个电子所受洛伦兹力

f=evB

D正确。

故选BCD。

7. 图示电路中，定值电阻的阻值为R1，电源内阻为r，A、V均为理想电表，滑动变阻器的总阻值R2>R1+r。闭合开关S，在滑动变阻器的滑片P从a端滑到b端的过程中（　　）

A. 电流表的示数减小

B. 电压表的示数减小

C. 该定值电阻消耗的电功率先增大后减小

D. 滑动变阻器接入电路的电阻消耗的电功率先增大后减小

【答案】BD

【解析】

【详解】A．由图可知，滑片从a向b滑动，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知电路中总电流增大，即电流表示数增大，故A错误；

B．总电流增大，由

知路端电压减小，即电压表示数减小，故B正确；

C．定值电阻中电流增大，定值电阻消耗的电功率

也增大，故C错误；

D．电路中的电流为

滑动变阻器消耗的电功率为

由于滑动变阻器的总阻值

R2>R1+r

可知当

时，滑动变阻器消耗的电功率最大，所以当滑动变阻器的滑片P从a端滑动b端的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻消耗的功率先增大后减小，故D正确。

故选BD。

8. 如图所示，在磁感应强度大小为的匀强磁场中，等腰直角三角形导线框以直角边为轴按图示方向以的角速度匀速转动，边的边长为，闭合导线框的总电阻为．若从图示位置开始计时（时刻），则（　　）

A. 时，通过边的电流方向从a到b

B. 回路中感应电动势的最大值为

C. 内，导线框产生的焦耳热为

D. 时，边受到的安培力大小为

【答案】BD

【解析】

【详解】A．根据楞次定律可判断，时，通过边的电流方向从b到a。故A错误；

B．导线框匀速转动时，产生正弦式交流电，感应电动势的最大值为

故B正确；

C．感应电动势的有效值为

内，导线框产生的焦耳热为

联立，可得

故C错误；

D．时，导线框中的电流达到最大值，即

边受到的安培力大小为

故D正确。

故选BD。

第Ⅱ卷

二、实验题：本题共2小题，每空2分，共18分。

9. 某实验小组做“测量某一均匀新材料制成的金属丝的电阻率”实验。

（1）先用螺旋测微器测量电阻丝的直径d，示数如图甲所示，其直径______mm；用图乙的毫米刻度尺测出电阻丝的长度；

（2）再用多用电表粗测的电阻，当用“”挡时发现指针偏转角度过大，应该换用______（选填“”或“”）挡，进行一列正确操作后，指针静止时位置如图丙所示，其读数为______；

（3）为了能比较精确地测量阻值，实验小组设计电路图如图丁所示，实验室提供了如下的实验器材，电流表应选用______，定值电阻应选用______；为了滑动变阻器调节方便，并让电压变化范围尽量大一些，滑动变阻器应选用______；（均填仪器前的字母代号）

A. 直流电源（电动势，内阻可忽略不计）；

B. 电流表（量程为30mA，内阻）；

C. 电流表（量程为3A，内阻）；

D. 电压表（量程为6V，内阻）；

E. 定值电阻（）；

F. 定值电阻（）；

G. 滑动变阻器（最大阻值为，允许通过的最大电流为2A）；

H. 滑动变阻器（最大阻值为，允许通过的最大电流为0.5A）；

I. 开关一个，导线若干。

【答案】    ①. 0.400    ②. “”    ③. 10.0##10    ④. B    ⑤. E    ⑥. G

【解析】

【详解】（1）[1]螺旋测微器的精确值为0.01mm，由图甲可知电阻丝的直径为

（2）[2]用“×10”挡时发现指针偏转角度过大，示数较小，说明倍率挡选择过高，他应该换用“×1”挡；

[3]挡位为“×1”，故图乙读数为

10.0×1Ω=10.0Ω

（3）[4][5]由电压表的量程值6V与待测电阻粗测值10Ω的比值可知，待测电流的最大值约为0.6A，因此两个电流表均不能直接选用，可将量程为30mA的电流表与定值电阻并联，改装成量程为0.6A的电流表，此时接入定值电阻阻值为

故电流表选B，定值电阻选E；

[6]待测电阻阻值较小，为了滑动变阻器调节方便，并让电压变化范围尽量大一些，滑动变阻器应选用阻值较小的G。

10. 现有一特殊电池，它的电动势E约为 9 V，内阻r约为40 Ω，已知该电池允许输出的最大电流为50 mA。为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图甲所示的电路进行实验，图中电流表的内阻RA已经测出，阻值为5 Ω，R为电阻箱，阻值范围为0～999.9 Ω，R0为定值电阻，对电路起保护作用。

（1）实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格，本实验选用哪一种规格的定值电阻最合适（    ）

A．10 Ω      B．50 Ω      C．150 Ω        D．500 Ω

（2）该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S调整电阻箱的阻值，读取电流表的示数，记录多组数据，作出了如图乙所示的图线，则根据该同学作出的图线可求得该电池的电动势E=___________ V，内阻r=___________ Ω。

【答案】    ①. C    ②. 10    ③. 45

【解析】

【详解】（1）[1]当电阻箱接入电路的阻值为零时，电路中的电流不能超过50mA，即电路中电阻的最小值约为

除去电源内阻约为40Ω、图中电流表的内阻RA=5Ω，R0阻值约为

故选C。

（2）[2][3]由

得

变形得

结合题图可得

【点睛】根据电路图推导出图像的函数表达式，明确各物理量在图像中的意义。

三、计算题：本题共3小题，共34分。

11. 如图甲所示，理想变压器原，副线圈匝数比，原线圈接在一电源上，副线圈接有一阻值的定值电阻。交流电压表和交流电流表均为理想电表。当电源电压随时间变化如图乙所示的正弦曲线时，求：

（1）电压表示数U；

（2）电流表示数I；

（3）原线圈的输入功率P。

【答案】（1）20V；（2）2A；（3）40W

【解析】

【详解】（1）由图乙知正弦交流电原线圈两端电压的有效值为

U1=30V

根据匝数比公式

解得电压表示数

（2）电流表示数

（3）根据匝数比公式

解得

原线圈的输入功率

12. 如图所示，光滑平行足够长的金属导轨MN、PQ间距为，与水平地面成角放置，Q端接地，阻值为的电阻接在M、P间，导轨电阻忽略不计，匀强磁场垂直导轨平面向下，磁感应强度为，质量为，电阻为的导轨棒垂直于轨道，由静止释放，下滑距离，速度为，重力加速度，，，求

（1）电阻R中的最大电流I大小和方向。

（2）导体棒速度为v时，PM点的电势差。

（3）从释放到导体棒速度为v的过程中，电阻R中产生的热量Q。

【答案】（1）2.4A；方向;（2）1.8V;（3）1.8J

【解析】

【详解】（1）对导轨棒受力分析如图所示

I最大时，沿斜面方向上

解得

右手定则判断电阻R电流方向为

（2）导体棒受到为v时，则由公式可知

由闭合电路欧姆定律可知

PM点的电势差为

（3）由能量守恒定律得

解得

而

则

13. 如图所示，一个质量为m、电荷量为q的正离子，在D处沿图示方向以一定的速度射入磁感应强度为B的匀强磁场中，此磁场方向垂直纸面向里，结果离子正好从距A点为d的小孔C沿垂直于电场方向进入匀强电场，此电场方向与AC平行且向上，最后离子打在G处，而G处距A点2d，AG垂直于AC。不计离子重力，离子运动轨迹在纸面内。求：

（1）此离子进入电场时的速度大小；

（2）离子从D处运动到G处所需时间为多少；

（3）离子到达G处时的动能为多少。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）正离子轨迹如图所示，圆周运动半径r，由几何关系得

离子在磁场中运动，洛仑磁力提供向心力

解得

（2）设离子在磁场中的运动速度为，则有

由图知离子在磁场中做圆周运动的时间为

离子在电场中做类平抛运动，从C到G的时间为

离子从D→C→G的总时间为

（3）设电场电场强度为E，根据牛顿第二定律和运动学公式，则有

离子由C到G，由动能定理得

解得