2023-2024学年黑龙江省佳木斯市三校高二（上）期末物理试卷（含解析）

这是一份2023-2024学年黑龙江省佳木斯市三校高二（上）期末物理试卷（含解析），共12页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1.关于电场、电场线和等势面，下列说法正确的是( )
A. 电场和电场线都是客观存在的
B. 没有画电场线的地方不存在电场
C. 电场线的方向从低电势等势面指向高电势等势面
D. 电场线越密，电场强度越大
2.下列各量中，与检验电荷无关的量是( )
A. 电场力FB. 电势能EPC. 电场强度ED. 电场力做的功W
3.a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点。电场线与矩形所在平面平行。已知a点的电势为20V，b点的电势为24V，d点的电势为4V，如图，由此可知c点的电势为( )
A. 4VB. 8VC. 12VD. 24V
4.关于电容器的电容C、电压U和所带电荷量Q之间的关系，以下说法正确的是( )
A. C由U确定B. C由Q确定
C. C一定时，Q与U成正比D. C一定时，Q与U成反比
5.图中虚线所示为某静电场的等势面，相邻等势面间的电势差都相等；实线为一试探电荷仅在电场力作用下的运动轨迹。该试探电荷在M、N两点受到的电场力大小分别为FM和FN，相应的电势能分别为EPM和EPN，则( )
A. FMEPNB. FM>FN，EPM>EPN
C. FMFN，EPM6.在如图所示的电路中，输入电压U恒为8V，灯泡L标有“3V，6W”字样，电动机线圈的电阻RM=1Ω。若灯泡恰能正常发光，下列说法正确的是( )
A. 电动机两端的电压是2V
B. 通过电动机的电流是5A
C. 电动机的效率是60%
D. 整个电路消耗的电功率是10W
7.以下场景，会产生感应电流的是( )
A. 甲图中，线圈与条形磁铁中心轴线在同一平面内且远离磁铁
B. 乙图中，线圈在匀强磁场中垂直于磁场方向运动
C. 丙图中，条形磁铁快速穿过有缺口的线圈
D. 丁图中，线圈在通电直导线下方以虚线为轴转动
8.某静电场的电场线如图中实线所示，一带负电粒子仅受电场力作用在电场中运动，虚线MN为其运动轨迹，以下说法中正确的有( )
A. M点场强大于N点场强
B. M点场强小于N点场强
C. M点电势高于N点电势
D. M点电势低于N点电势
二、多选题：本大题共2小题，共12分。
9.如图所示，S闭合后，两个灯泡均发光，过一段时间后两灯突然都熄灭，电流表的示数为零。用电压表测L2两端电压，电压表示数近似等于电源电压，该电路的故障可能是( )
A. L2的灯丝被烧断或没接好B. L1的灯丝被烧断或没接好
C. L1和L2的灯丝都被烧断D. 电流表坏了或未接好
10.在物理学中，常常用物理量之比表示研究对象的某种性质，从而定义新物理量的方法叫比值定义法。在用FIL比值定义磁感应强度B时，下列理解正确的是( )
A. 这一比值不描述电流元的性质，也不描述磁场的性质
B. 被定义的B跟定义式中的物理量描述的是同一研究对象
C. 在定义B的同时，也就确定了B与F，以及IL单位间的关系
D. 在定义B的同时，也包含了利用相同电流元“比较”受安培力大小的思维方法
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.在“测量金属丝的电阻率”的实验中，某实验小组的同学测量一段阻值约为6Ω、粗细均匀金属丝的电阻率。该同学采用图3所示的电路图，用伏安法测金属丝的电阻R，现有电源(电源两端电压保持3V不变)，开关导线若干，以及下列器材：

A.电压表V1(量程0～3V，内阻约3kΩ)
B.电压表V2(量程0～15V，内阻约15kΩ)
C.电流表A1(量程0～3A，内阻约0.025Ω)
D.电流表A2(量程0～0.6A，内阻约0.125Ω)
E.滑动变阻器R(0～5Ω,3A)
(1)如图1所示，用螺旋测微器测量金属丝的直径d。先将金属丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋动______ (填“A”、“B”或“C”)，直到听见“喀喀”的声音为止。测量读数如图2所示，则d= ______ mm；
(2)为减小测量误差，在实验中，电压表应选用______ ，电流表应选用______ 。(均选填各器材前的字母)
(3)图4是测量R的实验器材实物图，图中已连接了部分导线。请根据图3的电路图，补充完成图4中实物间的连线。
(4)测量出金属丝直径为d、长度为L，电压表示数为U，电流表示数为I，则该金属丝电阻率测量值的表达式ρ= ______ 。
12.测电阻R大小
(1)同学们首先用欧姆表×1挡位大致测出电阻阻值大小，如图1，则电阻大小读数为______ Ω。

同学们继续使用学生电源(4V)组装如图2电路进行实验，其中电表可以从如下中进行选择：(括号中为电表量程及内阻)
A.电压表V1(0～15V,15kΩ)
B.电压表V2(0～3V,3kΩ)
C.电流表A1(0～3A)
D.电流表A2(0～0.6A)
(2)应选择电压表______ ，电流表______ 。(填器材前字母)
(3)下列哪些说法是正确的？______
A.电压表分流属于系统误差。
B.实验开始前滑动变阻器滑片应该调到b端。
C.如图所示的电路，可以通过调节滑片使电压表示数为0。
D.多组实验可以减小系统误差。
四、计算题：本大题共3小题，共20分。
13.如图所示，某匀强电场的电场强度E=2.0×104N/C，A、B为同一条电场线上的两点。
(1)现将电荷量q=−2.0×10−8C的检验电荷放在电场中的A点，求该检验电荷在A点所受静电力F；
(2)若A、B两点相距d=0.10m，求B、A两点间的电势差UBA。
14.如图所示，电阻R3=4Ω，电表为理想表．开始时R1、R2、R3中都有电流通过，电压表示数为2V，电流表示数为0.75A，后来三个电阻中有一个发生断路，使电压表示数变为3.2V，电流表示数为0.8A.求：
(1)哪个电阻断路？
(2)求电阻R1、R2的阻值各为多少？
(3)电源的电动势和内阻各为多少？
15.如图所示，带有小孔的平行极板A、B间存在匀强电场，电场强度为E0，极板间距离为L.其右侧有与A、B垂直的平行极板C、D，极板长度为L，C、D板加不变的电压．现有一质量为m，带电量为e的电子(重力不计)，从A板处由静止释放．经电场加速后通过B板的小孔飞出：经C、D板间的电场偏转后从电场的右侧边界M点飞出电场区域，速度方向与边界夹角为60°，求：
(1)电子在A、B间的运动时间；
(2)C、D间匀强电场的电场强度．
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解：A.电场是客观存在的，电场线是人为假想的，不是实际存在的，故A错误；
B.没有画电场线的地方不一定不存在电场，有可能存在电场，故B错误；
C.根据电场线的特点：沿电场线的方向电势降低，可知电场线的方向从高电势等势面指向低电势等势面，故C错误；
D.电场线的疏密程度描述场强大小，电场线越密，电场强度越大，故D正确。
故选：D。
电场线是人们为了形象地描述电场而引入的线；电场线与等势面垂直；沿电场线的方向电势降低；电场线的切线方向即为场强的方向；电场线的疏密表示电场的强弱。
知道电场时客观存在的一种特殊物质，充分理解和掌握电场线的特点：电场线的方向表示电势高低、疏密表示场强的大小，这是解决此题的关键．
2.【答案】C
【解析】解：电场强度E=Fq和电势 φ=EPq分别从力和能量的角度来描述电场的，均是采用比值定义法定义的，它们的大小均与电量无关，由电场本身决定的，与检验电荷无关，而电场力做功、电势能EP和电场力F均与电荷有关，故C正确，ABD错误。
故选：C。
题考查了对电场中几个概念的理解情况，物理中有很多物理量是采用比值法定义的，要正确理解比值定义法的含义．
对于物理中各个物理量要明确其确切含义，以及其定义式和决定式的不同，这要在学习中不断的总结和积累．
3.【答案】B
【解析】由于在匀强电场中相互平行且相等的两段线段间的电势差相等，于是有：φb−φa=φc−φd，将题中数据带入解得，φc=8V。
故B正确。
在匀强电场中将某一线段等分同时就将该线段两端的电势差等分，故可将bd五等分，求出e、f的电势，连接ae和cf，则cf//ae，φc=φf=8v。
①在匀强电场中将某一线段等分同时就将该线段两端的电势差等分；②在匀强电场中电场线平行且均匀分布故等势线平行且均匀分布。以上两点是解决此类题目的金钥匙。
4.【答案】C
【解析】【分析】
电容表征电容器容纳电荷的本领大小，由电容器本身决定，与U、Q无关，电量Q=CU根据比例关系分析。
本题要抓住电容的物理意义来分析电容，根据控制变量法来理解Q与U的关系。
【解答】
解：A、B.电容C由电容器本身决定，与U、Q无关，故A、B错误；
C、D.电量Q=CU，C一定时，Q与U成正比，故C正确，D错误。
故选C。
5.【答案】C
【解析】解：根据电场线疏密程度表示电场强度大小可知，N处场强大于M处场强，则
FM电荷受到的电场力方向大致指向曲线轨迹的凹侧，故由M到N过程，电场力做负功，电势能增大，故E pM故选：C。
根据电场线疏密程度表示电场强度大，进一步判断电场力大小；根据电场力做功判断电势能的变化，从而判断电势能大小。
本题考查电势能与电场力做功的关系；等势面；带电粒子在电场中的偏转，要求学生熟练掌握这些基本知识点。
6.【答案】C
【解析】解：A.灯泡正常发光时的电压等于其额定电压，电动机电压UM=U−UL=8V−3V=5V，故A错误；
B.灯泡正常发光，则电路电流I=PU=63A=2A，故B错误；
C.电动机的热功率PQ=I2RM=(2A)2×1Ω=4W，则电动机的输入功率为P=UMI=5×2W=10W，电动机的效率是η=P−PQP=10−410=60%，故C正确；
D.整个电路消耗的功率Pz=UI=8V×2A=16W，故D错误；
故选：C。
由电路图可知，灯泡与电动机串联，由串联电路特点可以求出灯泡正常发光时电动机两端电压；由P=UI的变形公式求出灯泡正常发光时的电流，由P=I2R求出电动机的热功率，然后求出电动机的机械功率，由效率公式求出电动机的效率；由P=UI求出电路的总功率。
电动机是非纯电阻电路，电动机的输出功率等于总功率与热功率之差。
7.【答案】D
【解析】解：A、磁通量始终为0，故不产生感应电流，故A错误；
B、匀强磁场中运动，B与S均不变，所以磁通量始终不变，故不会产生感应电流，故B错误；
C、回路不闭合，故不会产生感应电流，故C错误；
D、满足闭合回路磁通量发生变化，能产生感应电流，故D正确。
故选：D。
8.【答案】BC
【解析】解：AB、由图可知，N处的电场线密，所以M点场强小于N点场强。故A错误，B正确；
CD、沿电场线的方向，由图可知，M点的电势高于N点电势。故C正确，D错误
故选：BC。
电场线的疏密表示电场的强弱，沿着电场线方向，电势降低，最后根据电场力做负功，电势能增大，即可求解。
加强基础知识的学习，掌握住电场线的特点，注意电场力做功与电势能变化关系。
9.【答案】A
【解析】解：两灯泡在正常发光的情况下熄灭，且电流表示数为零，说明电路出现断路；用电压表测L2两端电压，电压表示数近似等于电源电压，表明有电流通过电压表，因此除L2以外的电路是完好的，断路出现在灯泡L2处，可能是L2的灯丝被烧断或没接好，故A正确，BCD错误。
故选：A。
开始时灯泡正常发光，过一段时间后两灯突然都熄灭，电流表的示数为零，说明电路中出现了断路故障；用电压表测L2两端电压，电压表示数近似等于电源电压，表明有电流通过电压表，据此分析。
本题考查的是电路故障分析，抓住题上“电流表示数为零”、“电压表示数近似等于电源电压”是解题的关键。
10.【答案】CD
【解析】解：A.这一比值不描述电流元的性质，描述磁场的性质，即对垂直放入其中的电流元有力的作用，故A错误；
B.被定义的B描述磁场的强弱及方向，而定义式中的物理量描述电流元受力情况，不是同一研究对象，故B错误；
C.在定义B的同时，也就确定了B与F，以及IL单位间的关系，即1T=1NA⋅m，故C正确；
D.在定义B的同时，也包含了利用相同电流元“比较”受安培力大小，即控制变量法，故D正确。
故选：CD。
根据比值定义法和磁感应强度的物理意义分析判断。
本题考查磁感应强度的定义式，要求掌握磁感应强度的物理意义和磁感应强度的定义式。
11.【答案】C 1.496 A D πUd24IL
【解析】解：(1)根据螺旋测微器的使用规则可知，测量时，先将金属丝放在测砧与测微螺杆之间，旋动粗调旋钮B使金属丝轻轻被夹住，然后旋动微调旋钮C，直到听见“喀喀”的声音为止，再转动锁紧A装置，最后读数；
螺旋测微器的精确度为0.10mm，金属丝直径d=1mm+49.6×0.01mm=1.496mm；
(2)电源电动势为3V，故电压表选A；
流过待测金属丝的最大电流约为I=UR=36=0.5A，电流表应选择D；
(3)由图示电路图可知，滑动变阻器采用分压接法，实验的实物图连接如图所示：
(4)由欧姆定律，待测电阻Rx=UI
根据电阻定律Rx=ρLS=ρLπd24=4ρLπd2
代入数据联立解得ρ=πUd24IL。
故答案为：(1)C；1.496；(2)A；D；(3)见解析；(4)πUd24IL。
(1)根据螺旋测微器上ABC的作用分析作答；
螺旋测微器的精确度为0.10mm，测量值=固定刻度对应示数(mm)+对齐格数(估读一位)×精确度；
(2)根据电源电动势选择电压表；根据欧姆定律估算通过金属丝的电流，然后选择电流表；
(3)根据电路图完成实验实物图的连接；
(4)根据欧姆定律和电阻定律求解电阻率的表达式。
本题考查了螺旋测微器的使用和读数，要掌握“测量金属丝的电阻率”的实验的实验原理，会正确选择实验器材；掌握欧姆定律和电阻定律的灵活运用。
12.【答案】7 B D AC
【解析】解：(1)欧姆表的倍率是×1，指针指向7的位置，读数为7Ω；
(2)学生电源(4V)，所以选用3V量程的电压表，根据闭合电路欧姆定律有
I=UR=47A=0.57A
所以选用0.6A量程的电流表。
(3)A.电压表的分流作用是由于测量技术的不完善造成的，属于系统误差，故A正确；
BC.实验开始前滑动变阻器滑片应该调到a端，此时电压表示数为0，故B错误，C正确；
D.多组实验可以减小偶然误差，故D错误；
故选：AC。
故答案为：(1)7；(2)B，D；(3)AC
(1)根据多用电表的倍率读数即可；
(2)根据电源电动势及电路中的电流选择合适的电表；
(3)由于技术上的不完善及电路的设计、实验方法及测量技术等造成的误差为系统误差；根据滑动变阻器分压式接法分析BC；采用多次实验可以减小偶然误差。
本题考查伏安法测电阻，解题关键掌握误差的分析方法，注意实验器材如何选择。
13.【答案】解：(1)电荷所受电场力F的大小为：F=Eq=2.0×104×2.0×10−8N=4.0×10−4N，
负电荷的受力方向与场强方向相反，故力的方向向左。
(2)沿电场线方向电势逐渐降低，所以UBA=−Ed=−2.0×104×0.10V=−2.0×103V。
答：(1)该试探电荷在电场中所受静电力的大小F为4.0×10−4N，方向向左；
(2)B、A两点间的电势差为−2.0×103V。
【解析】(1)电荷在匀强电场中，受到的电场力根据公式：F=qE即可求得。负电荷所受的电场力方向与场强方向相反。
(2)沿电场线方向电势逐渐降低，根据U=Ed解得电势差。
本题关键掌握匀强电场中电场力计算公式F=qE、注意电势差的公式U=Ed只适用于匀强电场。
14.【答案】解：(1)假如R2断路，则电流表示数为零，不符合．假如R3断路，电压表示数为零，也不符合，所以R1断路．
(2)因为R1断路时电压表示数变为3.2V，电流表示数为0.8A．
U2=I2R2，3.2=0.8R2，解得R2=4Ω．
未断路前，有：U2=0.75×4V=3V.则R3两端的电压U3=3−2V=1V．
该支路的电流I3=U3R3=0.25A
则R1=20.25Ω=8Ω．
(3)根据E=U+Ir得，
E=3+(0.75+0.25)r
E=3.2+0.8r
联立解得E=4V，r=1Ω．
答：(1)R1断路．
(2)电阻R1、R2的阻值各为8Ω、4Ω．
(3)电源的电动势和内阻各为4V，1Ω．
【解析】(1)通过排除法判断哪个电阻断路．
(2)通过排除法得出R1断路，通过断路后电压表的示数和电流表示数求出R2的电阻，再结合闭合电路欧姆定律求出R1的阻值．
(3)通过断路前和断路后的电压和电流通过E=U+Ir求出电源的电动势和内阻．
解决本题的关键理清电路，运用闭合电路欧姆定律进行求解．
15.【答案】解：(1)电子在A、B间直线加速，由牛顿第二定律可知：
加速度a=eE0m
电子在A、B间的运动时间为t则L=12at2
所以t= 2mLeE0
(2)设电子从B板的小孔飞出时的速度为v0，
v0=at
则电子从平行极板C、D间射出时沿电场方向的速度为vy=v0tan300
又vy=eEmLv0
联立解得：CD间匀强电场的电场强度E=2 33E0
答：(1)电子在A、B间的运动时间为 2mLeE0；
(2)C、D间匀强电场的电场强度为2 33E0
【解析】(1)电子在AB间加速，由牛顿第二定律可求得加速度，再由运动学公式可求得电子在AB间的运动时间；
(2)根据末速度利用运动的合成和分解可求得沿电场线上的分速度，再由速度公式可即可求得CD间的电场强度．
本题考查带电粒子在电场中的加速和偏转问题，要注意明确在电场中加速过程一般由动能定理求解，而在电场中的偏转由运动的合成和分解规律求解．