2023北京四中高二（上）期末物理（教师版）

这是一份2023北京四中高二（上）期末物理（教师版），共21页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，填空题，计算题等内容，欢迎下载使用。
2023北京四中高二（上）期末物    理一、单项选择题（本大题共8小题，每小题3分，共24分。在每题给出的四个选项中，只有一个选项正确。请将答案填涂在答题卡上）1. 右图是用显微镜观察布朗运动时记录的图像，则关于布朗运动，下列说法正确的是（　　）A. 液体分子的无规则运动是布朗运动 B. 温度越高，布朗运动越明显C. 悬浮微粒的大小对布朗运动无影响 D. 右图为悬浮微粒在这一段时间内的运动轨迹2. 关于温度和分子动能，下列说法正确的是（　　）A. 物体的温度升高，物体内每个分子热运动的速率都增大B. 物体的温度越高，其内部分子的平均动能就一定越大C. 15℃的水蒸发成15℃的水蒸气后，内能不变，分子的平均动能也不变D. 达到热平衡的两个系统，其内部分子的平均动能可以不同3. 铅蓄电池的电动势为2V，内阻不为零，以下说法中正确的是（　　）A. 铅蓄电池每秒能把2J的化学能转变为电能B. 电路中每通过1C电量，铅蓄电池对外输出的电能为2JC. 电路中每通过1C电量，铅蓄电池内部非静电力做功为2JD. 该铅蓄电池把其他形式能转化为电能的本领比电动势为1.5V的干电池弱4. 电场中有A、B两点，和分别表示A、B两点的电场强度的大小，和分别表示A、B两点的电势，满足且的是（　　）A  B. C.  D. 5. 如图用金属网把验电器罩起来，使带电金属球靠近验电器，下列有关此实验现象的描述或解释正确的是（　　）A. 验电器的金属球因静电感应而带负电荷 B. 验电器的金属箔片会因排斥而张开C. 整个金属网会因为静电感应而带负电荷 D. 箔片不张开因为金属网内场强为06. 在如图所示的电路中，S断开，电容器已经充电。现将S闭合，则以下判断正确的是（　　）A. 电容器带电量将减少 B. 电容器带电量将不变C. 电容器两极间电压将增大 D. 电容器为断路，中始终无电流通过7. 如图所示，D是置于通电螺线管正上方的一段通电直导线，电流方向垂直于纸面向里。在开关S接通后，关于导线D处磁场方向与导线所受安培力方向判断正确的是（　　）A. 磁场方向向右，安培力方向向下B. 磁场方向向左，安培力方向向上C. 磁场方向向上，安培力方向向右D. 磁场方向向下，安培力方向向左8. 如图表示某电场等势面的分布情况，一个粒子射入此电场中，从A运动到B轨迹如图，则下列说法错误的是（　　）A. 带电粒子一定带正电 B. 粒子的电势能先增大后减小C. 粒子的动能先增大后减小 D. 粒子的加速度先增大后减小二、多项选择题（本大题共6小题，每小题4分，共24分。在每题给出的四个选项中，有多个选项正确，漏选给2分，错选0分。请将答案填涂在答题卡上）9. 如图甲所示，让A分子不动，B分子从无穷远处逐渐靠近A。两个分子间的作用力F随r的变化关系如图乙所示，取无穷远处分子势能Ep=0。在这个过程中，关于分子间的作用力和分子势能说法正确的是（　　）A. 当分子间距离r>r0时，分子间的作用力表现为引力B. 当分子间距离r>r0时，分子间的作用力做正功，分子势能减小C. 当分子间距离r=r0时，分子间的作用力为0，分子势能也为0D. 当分子间距离r<r0时，分子间的作用力做负功，分子势能增大10. 某一电源的路端电压与电流的关系和电阻、的电压与电流的关系如图所示。用此电源分别与电阻、组成电路。下列说法正确的是（　　）A. 将接到电源两端时，电源输出功率大B. 将接到电源两端时，电源输出功率大C. 将接到电源两端时，电源使用效率高D. 将接到电源两端时，电源使用效率高11. 按如图所示的电路连接各元件后，闭合开关S，L1、L2两灯泡都能发光。不考虑灯丝电阻随电压的变化，在保证灯泡安全的前提下，当滑动变阻器的滑片向左移动时，下列判断正确的是（　　） A. L1变暗，L2变亮B. L1变亮，L2变暗C. 电流表的示数I增大，电压表的示数U减小D. 电压表示数的变化量∆U与电流表示数的变化量∆I的比值变小12. 如图所示的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，同一点正对圆心O射入磁场，分别从a、b两点射出，下列说法正确的是（　　）A. a点射出的粒子运动半径较小 B. a点射出的粒子速率较大C. b点射出的粒子运动时间较长 D. b点射出的粒子速度方向反向延长线过O点13. 回旋加速器的工作原理如图所示。D形盒半径为R，盒内匀强磁场的磁感应强度为B。设氘核的电荷量为q，质量为m，不考虑相对论效应，下列说法正确的是（　　）A. 氘核从磁场中获得能量B. 交变电源的周期为C. 氘核加速后的最大速度与加速电场的电压无关D. 氘核在回旋加速器内的加速次数与加速电压有关14. 如图所示，导电物质为电子的霍尔元件位于两串联线圈之间，线圈中电流为I，线圈间产生匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于霍尔元件的侧面向左，此时通过霍尔元件的电流为IH，电流方向向下，与其前后表面相连的电压表测出的霍尔电压UH满足：，式中k为霍尔系数，d为霍尔元件两侧面间的距离，则（　　）A. 霍尔元件中电流方向向下，电子定向移动的方向向上B. 霍尔元件中定向移动的电子受到的洛伦兹力方向向外C. 霍尔元件前表面的电势高于后表面电势D. 若电源的正负极对调，电压表将反偏三、填空题（本大题共3小题，共20分。请将答案填涂在答题卡上）15. 用10分度游标卡尺测量小球的直径，测量的示数如图所示，读出小球直径d的值为__________mm。16. 如图所示为电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度。它的右臂挂着矩形线圈，匝数为n，线圈的水平边长为l，处于匀强磁场内，磁感应强度B的方向与线圈平面垂直。当线圈中通过电流I时，调节砝码使两臂达到平衡。此时线圈受到的安培力大小为__________。然后使电流反向，大小不变。这时需要在左盘中增加质量为m的砝码，才能使两臂再达到新的平衡，此时线圈受到的安培力方向__________（填“向上”或“向下”）。重力加速度g。根据上述条件得磁感应强度为__________。17. 某同学欲测量一蓄电池的电动势和内阻。已知该蓄电池的（电动势E约为2.0V，内阻约为0.1Ω）、开关和导线若干，以及下列器材：A.电流表（量程0~3A，内阻约0.025Ω）B.电流表（量程0~0.6A，内阻约0.125Ω）C.电压表（量程0~3V，内阻约3kΩ）D.电压表（量程0~15V，内阻约15kΩ）E.滑动变阻器（0~20Ω，额定电流2A）F.滑动变阻器（0~100Ω，额定电流1A）（1）为提高测量精度减小误差，且便于操作，在实验中电流表应选__________，电压表应该选择__________，滑动变阻器应选__________（选填器材前的字母）。（2）用伏安法测电源电动势和内阻时，有以下两种连接方式。对于这个蓄电池为减小实验误差，应采用图__________的连接方式。（3）实验时，他调整滑动变阻器共测得5组电流和电压的数据，如左表。根据数据做出蓄电池的U-I图像，如右图所示。则该蓄电池的电动势为__________V，内阻为__________Ω（结果均保留小数点后两位）。序号电压表读数U/V电流表读数I/A11.881.7221.921.3531.930.9841.980.6351.990.34（4）若不计实验中的偶然误差，则下列说法正确的是__________。A.由于电压表分流作用，导致电流表测量值偏小，电动势的测量值偏小B.由于电压表分流作用，导致电流表测量值偏小，内阻的测量值偏小C.由于电流表分压作用，导致电压表测量值偏小，电动势的测量值偏小D.由于电流表分压作用，导致电压表测量值偏小，内阻的测量值偏大（5）小贾同学仍用上述电路测量一个水果电池的电动势和内阻，闭合开关后发现，电流表、电压表指针都几乎不发生偏转。试分析可能的原因_____________？四、计算题（本大题共4小题，每小题3分，共32分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，画出相应的示意图。只写出最后答案的不能得分。）18. 如图所示，电源电动势E=14V，内电阻r=1Ω，电灯规格为“2V，4W”，电动机线圈的电阻为R0=0.5Ω。闭合开关S，当可变电阻R=1Ω时，电灯和电动机都正常工作，求：（1）电动机消耗的电功率；（2）电动机的输出功率；（3）整个闭合电路工作1min消耗的电能。19. 质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具。如图所示，一带电粒子a从容器下方的小孔S1飘入电势差为U的加速电场，然后经S3沿着与磁场方向垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打在照相底片D上，测得该粒子在磁场中运动的轨道半径为r。（1）求带电粒子a比荷；（2）现有另一个粒子b，其比荷为带电粒子a二倍。仍从小孔S1飘入同一装置中。求粒子b在磁场中运动的轨道半径。20. 某种金属极板M受到某种紫外线照射时会不停地发射电子，假设射出的电子都垂直于极板M，每个电子发射时的动能均是Ek。另一个金属板N与M正对放置，两极板组成一个电容器，电容为C。从M射出的电子会累积在N上，在两极板间形成匀强电场。已知电子的质量为m，电荷量为-e，重力加速度为g，不计电子的重力，求：（1）随着电子在N极板上累积，两极板间的电场强度逐渐增大，求M、N极板间的最大电压和N极板上最大电荷量；（2）M、N两极板的长度和极板间距均为d，极板达到最大电荷量之后，停止照射。a.若一电子从N板上端以平行于N板向下的速度v0射入电场，为了使得电子恰好能够从M板下边缘飞出，则电子的初速度v0应该为多少？b.若将一个质量为m0的带电小球从N板上端静止释放，发现它恰好通过M板下端，则带电小球所带的电荷量是多少？21. 如图甲中M、N之间有一电子束的加速电场，虚线框内为偏转元件的匀强偏转场来控制电子的运动。经调节后电子从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进，打到水平圆形靶台上的中心点P。已知电子的质量为m，带电荷量为e，MN两端电压为U0，MN中电子束距离靶台竖直高度为H，忽略电子的重力影响，不考虑电子间的相互作用及电子进入加速电场时的初速度，不计空气阻力。（1）求电子刚进入偏转场时速度大小；（2）若偏转场S为垂直纸面的匀强磁场，且磁场区域为一个圆柱形磁场，直径为L0。从加速场出来的电子正对圆形磁场的圆心射入，要实现电子束射出偏转场S时速度方向与水平方向夹角为θ，求匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向；（3）若偏转场S为一矩形竖直向上的匀强电场，区域水平宽度为L0，竖直高度足够长，当偏转电场强度为E时电子恰好能击中靶台P点。靶台为一圆形区域，直径为d。而仪器实际工作时，电压U0会随时间小幅波动，即加速电压为。电子通过加速电场时电场可以认为是恒定的。在此情况下，为使电子均能击中靶台，求电压的波动。
参考答案一、单项选择题（本大题共8小题，每小题3分，共24分。在每题给出的四个选项中，只有一个选项正确。请将答案填涂在答题卡上）1. 【答案】B【解析】【详解】A．液体中悬浮微粒的运动是布朗运动，间接反映液体分子的无规则运动，A错误；B．温度越高，液体分子运动越激烈，布朗运动越明显，B正确；C．悬浮微粒越小，液体分子对其撞击的不平衡性越明显，布朗运动越激烈，C错误；D．题图的折线是每个一定时间悬浮微粒所在位置的连线图，不是悬浮微粒的运动轨迹，D错误。故选B。2. 【答案】B【解析】【详解】A．分子热运动的速率规律是一个统计规律，物体的温度升高，物体内分子热运动的平均速率增大，而不是物体内每个分子热运动的速率都增大，A错误；B．温度是物体内部分子平均动能大小标志，物体的温度越高，其内部分子的平均动能就一定越大，B正确；C．15℃的水蒸发成15℃的水蒸气后，温度不变，分子的平均动能不变，该物态变化是吸热过程，分子势能增大，即内能增大，C错误；D．温度是系统达到热平衡的标志，达到热平衡的两个系统温度一定相等，则其内部分子的平均动能一定相同，D错误。故选B。3. 【答案】C【解析】【详解】ABC．电动势是描述电源把其它形式的能转化成电能本领大小的物理量，由于铅蓄电池的电动势为2V，则电路中每通过1C电量时，铅蓄电池内部非静电力做功即电路中每通过1C电量时，铅蓄电池将2J的化学能转化成电能，但由于内阻不为零，所以铅蓄电池对外输出的电能小于2J，故AB错误，C正确；D．电动势反应电源将其它形式的能转化成电能的本领，因此铅蓄电池把其它形式能转化成电能的本领比一节干电池（电动势是1.5V）的本领强，故D错误。故选C。4. 【答案】C【解析】【详解】A．电场线越密集，电场强度越大，所以有又因为沿电场线方向，电势逐渐降低，所以有故A项错误；B．题图所示为等量异种电荷的电场线，A、B两点关于连线中点对称，其电场强度大小相同，方向相同，且沿电场线方向，电势逐渐降低，所以有故B项错误；C．题图所示为等量同种电荷的电场线，A、B两点关于连线中点对称，其电场强度大小相等，方向相反，电势相等，所以为故C项正确；D．题图所示为匀强电场，电场强度大小和方向处处相等，沿电场线方向，电势逐渐降低，所以有故D项错误。故选C。5. 【答案】D【解析】【详解】ABD．根据静电屏蔽原理可知，由于金属网的静电屏蔽使得金属网内场强为0，验电器的金属球不带电，验电器的金属箔片不张开，故AB错误，D正确；C．根据静电感应原理可知，金属网上靠近带正电金属球的近端带负电，远离带正电金属球的远端带正电，故C错误；故选D。6. 【答案】A【解析】【详解】ABC．根据题意可知，S断开，电容器已经充电，此时，电容器两端电压等于电源电动势，将S闭合，电容器两端电压等于两端电压，小于电源的电动势，则电容器两极间电压将减小，由可知，电容器带电量将减少，故BC错误，A正确；D．由上述分析可知，电容器带电量将减少，电容器放电，则中有电流通过，故D错误。故选A。7. 【答案】B【解析】【详解】通电螺旋管产生的磁场由安培定则可知，内部的磁感线水平向右，则右端等效为磁铁的N级，外部的磁感线由N级发出，故D处的磁场方向向左，由左手定则可知导线所受的安培力向上。故选B。8. 【答案】B【解析】【详解】A．根据电场方向与等势面垂直，且由高电势指向低电势，结合曲线运动的受力特点，粒子轨迹上其中一点的电场方向和电场力方向如图所示由于电场力与电场方向相同，可知带电粒子一定带正电，故A正确；BC．粒子从A运动到B过程，电场力先做正功后做负功，则粒子的电势能先减小后增大，粒子的动能先增大后减小，故B错误，C正确；D．根据可知等差等势面密集的地方电场强度较大，故粒子从A运动到B过程，粒子受到的电场力先增大后减小，粒子的加速度先增大后减小，故D正确。本题选择错误的，故选B。二、多项选择题（本大题共6小题，每小题4分，共24分。在每题给出的四个选项中，有多个选项正确，漏选给2分，错选0分。请将答案填涂在答题卡上）9. 【答案】ABD【解析】【详解】可以根据分子力做功判断分子势能的变化，分子力做正功，分子势能减小，分子力做负功，分子势能增加；r>r0，分子力表现为引力，r<r0，分子力表现为斥力；当r从无穷大开始减小，分子力做正功，分子势能减小，当r减小到r0继续减小，分子力做负功，分子势能增加，所以在r0处有最小势能，分子势能小于零；在r>r0时，r越大，分子势能越大，在r<r0时，r越小，分子势能越大。故选ABD。10. 【答案】AD【解析】【详解】根据题意，由闭合回路欧姆定律有结合图中数据解得，由欧姆定律有结合图中数据解得，AB．将接到电源两端时，由闭合回路欧姆定律可得，电路中电流为电源输出功率为将接到电源两端时，由闭合回路欧姆定律可得，电路中电流为电源输出功率为则有故B错误，A正确；CD．将接到电源两端时，电源的效率为将接到电源两端时，电源的效率为则有故C错误，D正确。故选AD。11. 【答案】AC【解析】【详解】C．当滑动变阻器的滑片向左移动时， 接入到电路中的阻值变小，电路总电阻变小，故电路中的总电流变大，内电阻的内电压变大，路端电压变小。故电流表的示数I增大，电压表的示数U减小，C正确；AB．干路的电流变大，L2变亮，并联部分电压变小，L1变暗，A正确，B错误；D．由闭合电路欧姆定律得则可得保持不变，故D错误。故选AC。12. 【答案】AD【解析】【详解】AB．粒子在磁场中运动轨迹如图所示b点射出的粒子运动半径较大，根据粒子的比荷不确定，不能确定速度关系，A正确，B错误；C．如上图速度越大半径越大，但圆心越小，粒子的比荷不确定，不能比较在磁场中的运动时间，C错误；D．如图带电粒子在圆形边界磁场中做匀速圆周运动，沿径向射入沿径向射出，所以b点射出的粒子速度方向反向延长线过O点，D正确。故选AD。13. 【答案】BCD【解析】【详解】A．氘核在磁场中受到的洛伦兹力方向始终与速度方向垂直，洛伦兹力不做功，氘核不从磁场中获得能量，故A错误；B．根据氘核在磁场中圆周运动的周期所以交变电源的周期为，故B正确；C．当加速到最大速度时，根据氘核加速后的最大速度与加速电场的电压无关，故C正确；D．氘核最大动能氘核在回旋加速器中加速一次，增加的动能为qU，设加速次数为n，则联立解得氘核在回旋加速器内的加速次数与加速电压有关，故D正确。故选BCD。14. 【答案】AC【解析】【详解】A．霍尔元件中电流方向向下，由于该导电物质为电子，带负电，电子定向移动的方向向上，故A正确；BC．根据左手定则，可以判断出霍尔元件中的导电物质，即电子所受安培力指向后表面，即将向后表面侧移，因此后表面的电势将低于前表面的电势，故B错误，C正确；D．若电源的正负极对调，电流方向反向，线圈所形成的磁场方向和电子的定向移动方向同时反向，电子受到的洛伦兹力方向不变，因此后表面的电势仍低于前表面的电势，电压表仍能正常偏转，故D错误。故选AC。三、填空题（本大题共3小题，共20分。请将答案填涂在答题卡上）15. 【答案】18.4mm【解析】【详解】该游标卡尺是10分度，精度为0.1mm，故小球直径d的值为16. 【答案】    ①.     ②. 向下    ③. 【解析】【详解】[1][2][3]线圈所受安培力为电流反向，大小不变，则安培力变化了，根据左手定则，此时安培力的方向向下。根据平衡关系得得17. 【答案】    ①. A    ②. C    ③. E    ④. 甲    ⑤. 2.07    ⑥. 0.10    ⑦. AB##BA    ⑧. 见解析【解析】【详解】（1）[1]根据电路最大电流读数选择电流表，由调整滑动变阻器测得的电流的最大读数为1.72A，可知电流表量程应为0~3A，故选A。[2]本实验测量一节蓄电池的电动势，故知电压表量程应为0~3V，故选C。[3]在实验中测的电流最小值时，电路电阻取得最大值，有可知因此，滑动变阻器取0~20Ω，就可以满足要求，故选E。（2）[4]用伏安法测电源电动势和内阻时，由于待测电动势内阻很小，而电流表的内阻也很小，如果把电流表接在干路上，测量的相对误差较大，因此应该选择图甲的连接方式。（3）[5][6]根据，作出电源的特性图线如下由图可知（4）[7]由于电压表的分流作用，电流表所测的电流不是流过电源的电流，因此造成了系统误差，电流表所测得电流要比实际电流要小，导致测量的电动势和内阻都偏小，故选AB。（5）[8]仍用上述电路测量一个水果电池的电动势和内阻，由于水果电池的内阻很大，导致内压降过大，路端电压过小，电路电流过小，因此电流表、电压表指针都几乎不发生偏转。四、计算题（本大题共4小题，每小题3分，共32分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，画出相应的示意图。只写出最后答案的不能得分。）18. 【答案】（1）16W；（2）14W；（3）1680J【解析】【详解】（1）由于电灯正常工作，则电路中的电流为电动机两端电压电动机消耗的电功率解得（2）电动机的输出功率解得（3）整个闭合电路工作1min消耗的电能解得19. 【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）加速电场由动能定理有在磁场中，根据牛顿第二定律得解得（2）在加速电场由动能定理有在磁场中，根据牛顿第二定律得解得粒子b比荷为带电粒子a的二倍，故有解得20. 【答案】（1），；（2）a.，b.【解析】【详解】（1）当时，两极板间的电压为，根据动能定理得M、N极板间的最大电压N极板上最大电荷量（2）a.电子在平板间做类平抛运动，其加速度为水平位移和竖直方向位移满足，联立解得b.若将一个质量为m0的带电小球从N板上端静止释放，小球在竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀加速运动，根据牛顿第二定律水平方向加速度为当它恰好通过M板下端，则满足，联立解得21. 【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）电子在加速电场中，由动能定理解得电子离开加速电场进入偏转场时的速度大小（2）若偏转场S为垂直纸面的匀强磁场，电子进入磁场后要向下偏转，由左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里，电子在磁场中的运动轨迹如图由几何知识可得再根据牛顿第二定律解得匀强磁场的磁感应强度B的大小为（3）电子在竖直向上的匀强电场中做类平抛运动，由推论，其出电场时的瞬时速度的反向延长线一定通过场区水平宽度的中点A点；若由于加速电场电压变化，电子离开偏转电场的速度不同，但其反向延长线也必然通过场区水平宽度的中点A点，如图所示当加速电场电压为U0时，电子刚好打在P点，即再由电子在匀强电场中偏转的运动规律代入得解得当加速电场电压为时，电子刚好能打在靶台右边缘，即解得当加速电场电压为时，电子刚好能打在靶台左边缘，即同样可解得