2022-2023学年吉林省吉林市永吉县第四中学高二上学期期末考试 物理试题（含答案）

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2022-2023学年吉林省吉林市永吉县第四中学高二上学期期末考试 物理试题（含答案）学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题（每题4分，共36分）1．真空中两个完全相同、带等量异种电荷的金属小球A和B（可视为点电荷），分别固定在两处，它们之间的静电力为F，用一个不带电的同样金属球C先后与A、B球接触，然后移开球C，此时A、B球间的静电力为（　　）A． B． C． D．2．如图所示，带电粒子只在电场力作用下由A点运动到B点.图中实线为电场线，虚线为粒子运动轨迹，由图可知（　　）A．粒子带负电B．从A运动到B，粒子电势能减小C．从A运动到B，粒子动能减小D．从A运动到B，粒子速度增大而加速度减小3．如图，△abc中bc=4cm，∠acb=30°。匀强电场的电场线平行于△abc所在平面，且a、b、c点的电势分别为3V、-1V、3V，则匀强电场的大小为（　　）A．80V/m B．100V/m C．150V/m D．200V/m4．研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示，下列有关说法正确的是（　　）A．实验中，只将电容器b板向左平移，静电计指针的张角变小B．实验中，只将电容器b板向上平移，静电计指针的张角变小C．实验中，只在极板间插入陶瓷板，静电计指针的张角变小D．实验中，只增加极板带电量，静电计指针的张角变大，表明电容增大5．如图所示，在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动。已知两极板间电势差为U、极板间距为d，电子质量为m、电荷量为e，则关于电子在两极板间的运动情况，下列叙述正确的是（　　）A．若将两极板间距d增大一倍，则电子到达Q板的速率保持不变B．若将两极板间距d增大一倍，则电子到达Q板的速率也增大一倍C．若将两极板间电势差U增大一倍，则电子到达Q板的时间保持不变D．若将两极板间电势差U增大一倍，则电子到达Q板的时间减为一半6．两粗细相同的同种金属电阻丝、的电流I和电压U的关系图像如图所示，可知（　　）A．两电阻的大小之比为 B．两电阻的大小之比为C．两电阻丝的长度之比为 D．两电阻丝的长度之比为7．在我们的生产生活中很多应用都与电磁波有关，则下列说法正确的是（　　）A．验钞机检验钞票真伪体现了紫外线的荧光作用B．X射线和射线都可以探测金属构件内部的缺陷，X射线还可以摧毁病变细胞，治疗某些癌症C．红外线的显著作用是热效应，温度较低的物体不能辐射红外线D．麦克斯韦预言了电磁波并在实验室证实了电磁波的存在8．如图所示，半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，质量为m、电荷量为q的正电荷（重力忽略不计）以速度v沿正对着圆心O的方向射入磁场，从磁场中射出时速度方向改变了θ角。则磁场的磁感应强度大小为（　　）A． B．C． D．9．如图所示，水平面内的平行导轨间距为d，导轨处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面的夹角为。一质量为m、长为l的金属杆ab垂直于导轨放置，ab中通过的电流为I，ab处于静止状态，则ab受到的摩擦力大小为（　　）A．BId B． C．BIl D． 二、多选题（每题4分，共20分）10．某次实验记录数据画出的U—I图像如图丙所示，下列关于这个图像的说法正确的是（　　）A．纵轴截距表示待测干电池的电动势，即E=1.45VB．横轴截距表示短路电流，即I短=0.5AC．电源的内阻为2.9ΩD．电源的内阻为0.5Ω11．如图所示电路，电源内阻不可忽略，电表均为理想电表．开关S闭合后，在滑动变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中（　　）A．电压表与电流表的示数都减小 B．电压表与电流表的示数都增大C．R2电流变大，R0电流变小 D．R1电流变大，R0电流变大12．电流的磁效应揭示了电与磁的关系。下面四幅图中描述磁场方向与电流方向之间的关系，其中磁感线分布正确的是（　　）A． B．C． D．13．金属棒ab、cd放在水平光滑导轨上， 条形磁铁向下加速运动，在接近导轨时，下列说法正确的有（　　）A．ab、cd相互靠近 B．ab、cd相互远离C．磁铁加速度大于g D．磁铁加速度小于g14．如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的直流电阻为零。A和B是两个相同的小灯泡，下列说法不正确的是（　　）A．闭合开关S后，灯泡A亮度一直保持不变B．闭合开关S后，灯泡A、B同时变亮，最后亮度相同C．闭合开关，电路稳定后，再断开S，灯泡A逐渐变暗，直到不亮D．闭合开关，电路稳定后，再断开S，灯泡B由暗变亮，再逐渐熄灭 三、实验题（每空3分，共18分）15．某同学想设计一个实验测量某金属棒的电阻率，提供的器材有：A．电流表A1（满偏电流=200μA，内阻=100Ω）B．电流表A2（量程为0.6A，内阻约为0.4Ω）C．电阻箱 R0（0～99999.9Ω）D．滑动变阻器R（0～5Ω，最大允许电流2A）    E．干电池组（电动势6V，内阻约为0.05Ω）F．一个开关k和导线若干（1）如图甲所示，用螺旋测微器测得金属棒的直径D=______mm； 如图乙所示，用20分度游标卡尺测得金属棒的长度L=______ mm．（2）该同学找来一个多用表，用欧姆挡“×10Ω”粗测金属棒的电阻，发现指针偏转角度过大，他应换用_______挡（填“×1Ω”或“×100Ω”），换挡后欧姆调零再次测量时指针静止如图丙所示，则金属棒的阻值Rx约为_____Ω．（3）为了精确地测量金属棒的电阻，从而计算出电阻率，该同学将电流表A1与阻值调为R0=____Ω的电阻箱串联改装成量程为6V的电压表，并在虚线框画出测量原理图________． 四、解答题（每题13分，共26分）16．如图所示，电源电动势，内阻，闭合开关S后，标有“6V，3W”的灯泡恰能正常发光，电动机M的内阻，求：（1）流过电源的电流；（2）电源的总功率和电源的输出功率；（3）电动机的发热功率和电动机对外做功的功率。17．如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.40m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度大小为B=0.50T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E=3.0V、内阻r=0.50Ω的直流电源。现把一个质量m=0.040kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s2。已知sin=0.60，cos=0.80，求：(1)通过导体棒的电流；(2)导体棒受到的安培力大小和方向；(3)导体棒受到的摩擦力大小和方向。                   参考答案1．A【详解】设金属小球A的带电量为q，金属小球B带电量为－q，A、B两球的距离为r，则AB两球间的静电力大小为不带电的同样的金属球C先与A接触，两球均带。此后金属球C再与B接触，B、C两球的电荷先中和再平分，此后B的带电量为，A、B两金属小球的间距为r，此时AB两球间的静电力大小为故选A。2．B【详解】A．由曲线运动所受的力指向曲线的凹侧，可知电场力的方向和电场方向相同，故粒子带正点，故A错误；B．从A运动到B，电场力和运动方向相同，电场力做正功，则电势能减小，故B正确；C．有题可知，粒子仅受电场力，电场力做正功，故动能增大，故C错误，D．有电场线的密集程度可知A点的电场强度小于B点的电场强度，故加速度是在增大，故D错误。故选B。3．D【详解】由于ac两点电势相等，故ac为一条等势线，电场方向与等势线垂直，且由高电势指向低电势可知，电场方向垂直ac，且指向斜上方，电场强度的大小为故选D。4．C【详解】A．实验中，只将电容器b板向左平移，电容器两板间距变大，由电容器电容决定式可知，电容器电容变小，根据可知，两极板带电荷量不变，电势差增大，静电计指针张角变大，A错误；B．实验中，只将电容器b板向上平移，电容器正对面积变小，由电容器电容决定式可知，电容器电容变小，根据可知，两极板带电荷量不变，电势差增大，静电计指针张角变大，B错误；C．实验中，只在极板间插入陶瓷板，电容器介电常数增加，由电容器电容决定式可知，电容器电容变大，根据可知，两极板带电荷量不变，电势差增小，静电计指针张角变小，C错误；D．验中，只增加极板带电量，电容器的电容不变，根据可知，两极板间电势差增大，静电计指针的张角变大，D错误。故选C。5．A【详解】AB．根据题意，设电子到达Q板的速率为，由动能定理有解得若将两极板间距d增大一倍，两板间电压不变，则电子到达Q板的速率保持不变，故B错误，A正确；CD．若将两极板间电势差U增大一倍，由公式可得，极板间电压增大一倍，由牛顿第二定律有可知，电子运动的加速度增大一倍，由运动学公式有解得可知，电子到达Q板的时间变为原来的倍，故CD错误。故选A。6．D【详解】AB．由图可知，当电压为1V时，的电流为3A，而的电流为1A；由欧姆定律可知故AB；CD．由电阻定律，可知电阻与导线长度成正比，与横截面积成反比；因粗细相同，则两同种金属电阻丝长度之比故C错误，D正确。故选D。7．A【详解】A．验钞机检验钞票真伪体现了紫外线的荧光作用，选项A正确；B．X射线是一种波长比紫外线还短的电磁波，它的穿透力很强。在工业上可用于检查工件内部是否有砂眼、裂纹等缺陷；医学上可用来透视人体，检查体内的病变和骨骼情况。γ射线是比X射线波长更短的电磁波，其穿透能力比X射线更强，因此工业上常用来进行探伤；医学上，则利用其强穿透能力来杀死病态细胞，治疗癌症等疾病，选项B错误； C．红外线的显著作用是热效应，任何物体都能辐射红外线，选项C错误；D．麦克斯韦预言了电磁波，赫兹在实验室证实了电磁波的存在，选项D错误。故选A。8．B【详解】画出电荷运动的轨迹如图所示设电荷运动的轨道半径为r，由几何关系可得洛伦兹力提供电荷在磁场中做匀速圆周运动的向心力，可得 联立可得故选B。9．B【详解】磁场在竖直方向的分量为，根据左手定则，安培力的水平分量向左，又金属杆处于静止状态，所以水平向右的静摩擦力与安培力的水平分量满足二力平衡，即故选B。10．AD【详解】A．U－I图像的纵截距为I＝0时的路端电压，其大小等于待测干电池的电动势，故E=1.45VA正确；B．横轴截距表示路端电压为1.2V时的电流，并非短路电流， B错误；CD．U－I图像的斜率的绝对值表示干电池的内阻，故C错误，D正确。故选AD。11．AD【详解】开关S闭合后，在滑动变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的阻值减小，电路的总阻值减小，电路的总电流增大，内电路的电压增大，外电路路端电压减小，即电压表示数减小；R1分压变大，R2两端的电压减小，故电流表的示数减小，流过R0的电流增大。故选AD。12．AB【详解】A．根据安培定则可知，因电流方向竖直向上，导线右侧磁场方向垂直纸面向里，而左侧则是垂直纸面向外，故A正确；B．根据安培定则可知，因电流方向从右旋转到左，则螺线管内部磁场方向由右向左，因此右端是S极，左端是N极，故B正确；C．根据安培定则可知，因环形电流顶端处垂直低面向里，则环形导线内部磁场方向从右向左，故C错误；D．因电流方向竖直向下，依据安培定则可知，磁场方向应该是顺时针方向（俯视），故D错误。故选AB。13．AD【详解】当条形磁铁从上向下接近闭合回路时，穿过回路的磁场方向向下，且磁通量在不断增加，根据楞次定律可知，感应电流所产生的效果总是阻碍产生感应电流的磁通量的变化，所以会阻碍条形磁铁的下落，则感应电流的磁场给条形磁铁一个向上阻碍其下落的阻力，即磁铁下落的加速度小于g，为了阻碍回路中磁通量增加，ab、cd两金属棒将互相靠拢，使回路的面积减小，从而阻碍磁通量的增加。故选AD。14．ABC【详解】AB．闭合开关S后，灯泡A、B同时变亮，之后由于线圈的通电自感，且其电阻几乎为零，则灯泡B缓慢熄灭，灯泡A逐渐变亮，故AB错误；CD．闭合开关，电路稳定后，再断开S，灯泡A立即熄灭，但由于线圈的断电自感，则灯泡B由暗变亮，再逐渐熄灭，故C错误，D正确。由于本题是选不正确的，故选ABC。15．     2.150     102.30     ×1     17_     29900或29900.0     【详解】(1)[1]由图知，螺旋测微器的固定刻度为2mm，可动刻度读数为故金属棒的直径为2.150mm；[2]游标卡尺的主尺读数为10.2cm=102mm，游标尺第6条刻度和主尺刻度最齐，故游标尺读数为6×0.05mm=0.30mm故金属棒的长度为102.30mm；(2)[3]指针偏转角度过大，说明表盘指针刻度值过小，使指针偏转至中间刻度附近应换用小倍率，即换用×1Ω；[4]由图知，刻度值约为17Ω，又倍率为×1Ω，故金属棒的阻值约为17Ω；(3)[5]根据电路特点，串联电阻分担电压为：根据欧姆定律有[6]测量原理图如图所示16．（1）；（2），；（3），【详解】（1）由于灯泡正常发光，可知路端电压为，则电源的内电压为故流过电源的电流为（2）电源的总功率为电源的输出功率（3）流过灯泡的电流为则流过电动机的电流为故电动机的发热功率为电动机消耗的电功率为电动机对外做功的功率为17．(1)1A；(2)0.2N，方向平行斜面向上；(3)0.04N，方向平行斜面向上【详解】(1)根据闭合电路欧姆定律得I==1A(2)导体棒受到的安培力F安=BIL=0.2N根据左手定则知安培力方向平行斜面向上(3)将重力正交分解，得mgsin=0.24N>F安导体棒受到的摩擦力方向平行斜面向上，根据平衡条件得mgsin=F安＋f解得f=0.04N