2022-2023学年重庆市北碚区高二上学期期末物理试题 （解析版）

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2022—2023学年（上）期末学生学业质量调研抽测高二物理试卷试卷共6页，考试时间75分钟，满分100分。注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、班级、考号填写在答题卡上；2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效；3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共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. 下列应用说法正确的是（　　）A. 小鸟停在单根高压输电线上会被电死B. 燃气灶的电子点火器的放电电极做成钉尖形比球形好C. 变化的电场一定在周围空间产生变化的磁场D. 电磁波的波长越长，传播速度越大【答案】B【解析】【详解】A．小鸟的两只脚之间的距离很小，所以小鸟的两只脚之间的电压很小，不会对小鸟造成伤害，故A错误；B．燃气灶的电子点火器运用了尖端放电的原理，放电电极做成钉尖形比球形好，故B正确；C．变化的电场不一定在周围空间产生变化的磁场，比如均匀变化的电场周期产生稳定的磁场，故C错误；D．所有电磁波在真空中的传播速度都是光速，传播速度相等，故D错误。故选B。2. 定义物理概念有多种方法，比值定义法是其中一种常用的方法，下列哪个表达式不属于比值定义式（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】C【解析】【详解】A．是电势的定义式，与试探电荷的电势Ep和试探电荷的电荷量q无关，属于比值定义法定义的物理量，A错误；B．是电容的定义式，电容器的电容C与所带的电荷量Q和电压U无关，属于比值法定义的物理量，B错误；C．是欧姆定律的表达式，通过某段导体R的电流与这段导体两端的电压U成正比，与这段导体的电阻R成反比，不属于比值定义法定义的物理量，C正确；D．是电场强度的定义式，场强E与试探电荷所受到的电场力F和试探电荷的电量q无关，属于比值法定义的物理量，D错误。故选C。3. 在如图所示的并联电路中，若保持通过干路的电流I不变，增大R1的阻值，下列说法正确的是（　　）A. R1两端的电压不变 B. I1减小，I2增大C. 并联电路上的总功率减小 D. R2消耗的功率不变【答案】B【解析】【详解】B．根据并联时，电流与电阻成反比可得若保持通过干路的电流I不变，增大R1的阻值，可知I1减小，I2增大，故B正确；A．R1两端的电压等于R2两端的电压，则有由于I2增大，则R1两端的电压增大，故A错误；D．R2消耗的功率为由于I2增大，则R2消耗的功率增大，故D错误；C．由于R1的阻值增大，并联电路的总电阻增大，并联电路上的总功率为由于通过干路的电流I不变，则并联电路上的总功率增大，故C错误。故选B。4. 如图所示，实线表示某电场的电场线（方向未标出），虚线是一带正电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹，M和N是轨迹上的两点。设M点和N点的电势分别为φM、φN，粒子在M和N时加速度大小分别为aM、aN，速度大小分别为vM、vN，电势能分别为EpM、EpN下列判断正确的是（　　）A. vM>vN，φM<φN B. vM>vN，aM>aNC. φM<φN，EpM<EPN D. aM<aN，EpM>EPN【答案】D【解析】【详解】带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧，根据带电粒子受力情况可知，若粒子从M到N运动，电场力做正功，动能增大，速度增大，电势能减小，即有vM<vN，EpM>EpN若粒子从N到M运动结论不变；带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧，电场线与等势面垂直，且由于带电粒子带正电，因此电场线指向左下方，根据沿电场线电势降低，可知φM>φN电场线密的地方场强大，故N点电场强度较大，电场力较大，根据牛顿第二定律，加速度也较大aM<aN故选D。5. 如图所示，固定的闭合导体圆环水平放置，在它的正上方距水平地面h处有一条形磁铁从静止开始下落，下落过程中始终保持竖直方向，最后落在水平地面上。若不计空气阻力，重力加速度大小为g，下列说法中正确的是（　　）A. 磁铁在整个下落过程中，机械能守恒B. 磁铁在整个下落过程中，圆环中的感应电流方向始终为顺时针方向（俯视圆环）C. 磁铁在整个下落过程中，圆环受到磁铁对它的作用力总是竖直向下的D. 磁铁落地时的速率等于【答案】C【解析】【详解】AD．磁铁在整个下落过程中，由于导体圆环产生感应电流阻碍磁铁的下落，磁铁受到向上的磁场力，故磁铁的机械能减小，设磁铁落地时的速率为，则有解得故AD错误；B．磁铁在导体圆环上方下落过程，磁铁原磁场方向向下，通过导体圆环的磁通量增加，根据楞次定律可知，圆环中的感应电流方向为逆时针方向（俯视圆环）；磁铁在导体圆环下方下落过程，磁铁原磁场方向向下，通过导体圆环的磁通量减少，根据楞次定律可知，圆环中的感应电流方向为顺时针方向（俯视圆环）；故B错误；C．磁铁在整个下落过程中，导体圆环产生感应电流阻碍磁铁的下落，磁铁总是受到竖直向上的磁场力，则圆环受到磁铁对它的作用力总是竖直向下的，故C正确。故选C。6. 如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上，垂直纸面水平放置一根长为L、质量为m的通电直导线，电流大小为I，方向垂直纸面向里，欲使导线静止于斜面上，外加磁场磁感应强度的最小值的大小和方向是（　　）A. ，方向垂直斜面向下B. ，方向竖直向下C. ，方向水平向左D ，方向水平向右【答案】A【解析】【详解】对导体棒受力分析，受重力、支持力和安培力，三力平衡，如图所示当安培力平行斜面向上时最小，故安培力的最小值为故磁感应强度的最小值为根据左手定则，磁场方向垂直斜面向下。故选A。7. 如图所示，水平放置的平行板电容器，上极板带负电，下极板带正电，断开电源后一带电小球以速度v0水平射入电场，且沿下极板边缘飞出，若下极板不动，将上极板上移一小段距离，小球仍以相同的速度v0从原处飞入，则带电小球（　　）A. 加速度变大B. 将不能飞出电场C. 不发生偏转，沿直线运动D. 若上极板不动，将下极板上移一段距离，小球可能打在下极板的中央【答案】D【解析】【详解】ABC．将电容器上板向上移动一段距离，电容器所带的电量Q不变，因为，，解得由公式可知当d增大时，场强E不变，则加速度不变，以相同的速度入射的小球仍按原来的轨迹运动，由下板边缘飞出，故A BC错误；D．若上板不动，将下板上移一段距离时，根据推论可知，板间电场强度不变，粒子所受的电场力不变，粒子轨迹不变，小球可能打在下板的中央，故D正确。故选D。二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。8. 在图甲所示的电路中，电源的图像对应图乙中的图线a，定值电阻的图像如图乙中的图线b所示，滑动变阻器的总电阻为1Ω，下列说法正确的是（　　）A. 电源的内阻为0.5ΩB. 当时，消耗的功率最大C. 当时，电源输出功率最大D. 在时，电源输出的功率最大【答案】AD【解析】【详解】A．根据闭合电路欧姆定律可得可知图像中的图线a的斜率绝对值等于电源内阻，则有故A正确；CD．根据图像中的图线b，可知定值电阻为电源的输出功率为可知当外电阻等于内阻时，电源的输出功率最大，则有解得故C错误，D正确；B．消耗的功率为当消耗的功率最大，故B错误。故选AD。9. 如图所示为磁流体发电机的示意图，平行金属板A、C组成一对平行电极，两板间距为d，面积为S。两板间有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，一束等离子体（带有正、负电荷的粒子）以一定的速度v平行金属板、垂直于磁场射入两板间，两板间连接有定值电阻R，等离子体的电阻率ρ，则下列说法正确的是（　　）A. 极板A带负电，极板C带正电B. 稳定时，电阻R两端的电压为BdvC. 电源的总功率为D. 增大两金属板的正对面积可增大发电机的电动势【答案】AC【解析】【详解】A．根据左手定则可知，带正电离子受到向下的洛伦兹力，向C板偏转，带负电离子受到向上的洛伦兹力，向A板偏转，则极板A带负电，极板C带正电，故A正确；D．稳定时，则有解得发电机的电动势为可知发电机的电动势与两金属板的正对面积无关，故D错误；BC．根据电阻定律，发电机的内阻为则电阻R两端的电压为电源的总功率为故B错误，C正确。故选AC。10. 如图所示，虚线上方空间分布着垂直纸面向里的匀强磁场，在纸面内沿不同的方向从粒子源O先后发射速率均为的A和B两个粒子，A、B均带正电且电荷量相同，B的质量是A的质量的2倍，两个粒子同时到达P点。已知，B粒子沿与PO成角的方向发射，不计粒子的重力和粒子间的相互作用力，则下列说法正确的是（　　）A. A粒子沿与PO成角的方向发射B. A、B两个粒子在磁场中运动的半径之比为C. A、B两粒子在磁场中运动的时间之比为D. A粒子和B粒子发射的时间间隔为【答案】BC【解析】【详解】AB．粒子在磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力有解得由于A、B电荷量相同，B的质量是A的质量的2倍，可知A、B两个粒子在磁场中运动的半径之比为如图所示对于B粒子而言，根据其在磁场中运动的轨迹，结合几何关系得其轨迹对应的圆心角为，则B粒子做匀速圆周运动的轨迹半径为则A粒子做圆周运动的轨迹半径为可知为A粒子做匀速圆周运动直径，A粒子沿与PO成角的方向发射，故A错误，B正确；CD．A粒子做匀速圆周运动的时间为B粒子做匀速圆周运动时间为A、B两粒子在磁场中运动的时间之比为A粒子和B粒子发射的时间间隔为故C正确，D错误。故选BC。三、实验题：本大题共2个小题，共15分11. 某中学实验小组利用如图所示电路探究“电磁感应现象”。（1）如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下，那么合上开关后进行下述操作时可能出现的情况是：①将通电线圈A迅速插入感应线圈B时，灵敏电流计指针将_____________________（选填“左偏”“不偏”“右偏”）。②将通电线圈A插入感应线圈B后，将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动时，灵敏电流计指针将_____________________（选填“左偏”“不偏”“右偏”）。（2）在上述实验中，如果感应线圈B两端不接任何元件，则感应线圈B中将__________________。A. 因电路不闭合，无电磁感应现象B. 有电磁感应现象，有感应电动势，但无感应电流C. 不能用楞次定律和安培定则判断感应电动势方向【答案】    ①. 右偏    ②. 左偏    ③. B【解析】【详解】（1）①[1]在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下，说明当通过感应线圈B的磁通量增加时，产生的感应电流将使灵敏电流计的指针向右偏转；将通电线圈A迅速插入感应线圈B时，通过感应线圈B的磁通量增加，灵敏电流计指针将右偏。②[2]将通电线圈A插入感应线圈B后，将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值将增大，电路电流减小，电流产生的磁感应强度减小，通过感应线圈B的磁通量减小，灵敏电流计指针将左偏。（2）[3]在上述实验中，如果感应线圈B两端不接任何元件，通过感应线圈B的磁通量发生变化，感应线圈中将有感应电动势，能用楞次定律和安培定则判断感应电动势方向；但因电路不是闭合的，所以无感应电流。故选B。12. 图甲是一多用电表的简化电路图。其表头满偏电流Ig＝200μA，内阻Rg＝100Ω，R1＝2.5Ω，R2=22.5Ω，R3=2980Ω。（1）转换开关S接入__________________________（“1”“2”“3”“4”“5”或“6”）端时，测量电流的量程较大。（2）当转换开关S接入“3”端时，多用电表可以用来测电阻，A为_____________表笔，某次测量时，首先将选择开关置于“×10”的倍率，正确操作后，发现指针偏角如图乙所示，此时选择开关应换用___________的倍率，重新欧姆调零后，与使用倍率“×10”相比，多用电表的内阻变化了___________Ω。【答案】    ①. 1    ②. 红    ③. ×1    ④. 【解析】【详解】（1）[1] 转换开关S接入“1”端，电流表与电阻R2串联后，再与R1并联，且并联电阻阻值较小，则分流较大，故转换开关S应接入“1”端，电流表量程较大。（2）[2] 当转换开关S接入“3”端时，根据通过多用表的电流“红入黑出”的原则，A为红表笔。[3] 指针偏角如图乙所示，说明指针偏角过大，被测电阻的阻值太小，此时选择开关应换用“×1”的倍率。[4]表盘的中值电阻值等于多用表的内阻，倍率为“×1”时，多用电表的内阻为倍率为“×10”时，多用电表的内阻为则多用电表的内阻变化了四、计算题：本大题共3个小题，共42分。解答时应写出必要的文字说明、公式、方程式和重要的演算步骤，只写出结果的不得分，有数值计算的题，答案中必须写出明确的数值和单位。13. 如图所示，导线全部为裸导线，半径为r的圆内有垂直于平面的匀强磁场，磁感应强度为B，一根长度大于2r的导线MN以速度v在圆环上无摩擦地自左向右匀速滑动，电路的固定电阻为R．其余电阻忽略不计．试求：（1）圆环的左端到右端的过程中电阻R上的电流强度的平均值？（2）通过电荷量？【答案】（1） ；（2）【解析】【分析】（1）根据法拉第电磁感应定律，从而求出从左端滑到右端导体棒产生的平均感应电动势，再由闭合电路欧姆定律可求出通过电阻的平均电流；（2）根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律、电流与电量的关系式求解通过导体棒的电荷量．【详解】（1）由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势平均感应电流（2）MN从左端到右端的整个过程中，通过R的电荷量14. 如图所示，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离d＝40cm。电源电动势E＝24V，内电阻r＝1Ω，电阻R＝15Ω。闭合开关S，待电路稳定后，在两板之间形成匀强电场。一个带电荷量为q＝＋1×10﹣2C、质量为m＝2×10﹣2kg的粒子P由A板上方高h＝10cm处的O点自由下落，从A板上的k孔进入电场并打在B板上的k'点处。（空气阻力忽略不计，取g＝10m/s2）（1）求粒子P进入电场时的速度大小；（2）若当粒子P进入电场时，另一个与P相同的粒子Q恰好从两板正中央O'点水平飞入。要使粒子Q与P恰好同时打在k'处，滑动变阻器接入电路的阻值应为多大？（粒子间的作用力忽略不计）【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）粒子P由A板上方高h＝10cm处的O点自由下落，由解得粒子P进入电场时的速度大小（2）设P、Q在电场中运动的加速度为a，运动到打在k'点的时间为t，则对P对Q解得，由牛顿第二定律可得所以，滑动变阻器两端的电压为由欧姆定律可得通过滑动变阻器的电流为所以，滑动变阻器接入电路的阻值为15. 如图所示，在xoy坐标系内，圆心角为127°的内壁光滑的圆管ab，圆心位于原点O处，Oa连线与x轴重合。坐标系内有水平向右的匀强电场，在第四象限有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。现将一质量为m、带电荷量为+q的小球从圆管的a端无初速度释放，小球从圆管的b端飞出后沿直线运动到x轴。已知圆管直径略大于小球直径，重力加速度为g。求：（1）该匀强电场的电场强度E的大小；（2）小球从b端飞出后第二次到达x轴时的横坐标。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）粒子从圆管的b端飞出后沿直线运动，由于其仅仅受到重力、电场力与洛伦兹力，则粒子做匀速直线运动，对粒子分析，如图所示则有解得（2）根据上述可知解得小球从b端飞出后第一次到达x轴时的横坐标小球在圆管运动过程有解得之后小球在第一象限做类斜抛运动，水平方向做匀加速直线运动，竖直方向做双向匀变速直线运动，到第二次到达x轴时有，解得则小球从b端飞出后第二次到达x轴时的横坐标为