2022-2023学年新疆乌鲁木齐市第八中学高二上学期期中物理试题含解析

这是一份2022-2023学年新疆乌鲁木齐市第八中学高二上学期期中物理试题含解析，共25页。试卷主要包含了选择题，计算题，实验题等内容，欢迎下载使用。
 乌鲁木齐市第八中学2022-2023学年第一学期高二年级期中考试物理问卷考试时间：100分钟     卷面分值：100分一、选择题（1-8题为单选题，9-12题为多选题，每题4分，共计48分）1. 关于电场强度与电势的关系，下面各种说法中正确的是（　　）A. 电场强度大的地方，电势一定高 B. 电场强度不变，电势也不变C. 电场强度为零时，电势一定为零 D. 电场强度的方向是电势降低最快的方向【答案】D【解析】【详解】A．沿着电场线的方向电势逐渐降低，电场线密的地方，电场强度大，电场线疏的地方电场强度小；电势高的地方电场强度不一定大，电场强度大的地方，电势也不一定高，故A错误；B．在匀强电场中，电场强度不变，但沿着电场线的方向，电势总是逐渐降低的，故B错误；C．电势为零的点是人为选取的，电场强度为零的地方，电势不一定为零，故C错误；D．沿着电场方向电势降低最快，所以电场强度的方向是电势降低最快的方向，故D正确。故选D。【点睛】注意电场强度和电势的定义，两者之间的大小并无必然的联系。2. 关于磁感应强度B，下列说法中正确的是（　　）A. 磁场中某点B的大小，跟放在该点的试探电流元的情况有关B. 在磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大C. 磁场中某点B的方向，跟放在该点的小磁针所受磁场力方向一致D. 磁场中某点B的方向，跟放在该点的试探电流元所受磁场力方向一致【答案】B【解析】【分析】【详解】A．磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，与试探电流元无关，故A错误；B．磁感线的疏密表示磁场的强弱，在磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大，故B正确；C．磁场中某点B的方向，跟放在该点的小磁针N极所受磁场力方向一致，故C错误；D．磁场中某点B的方向，跟放在该点的试探电流元所受磁场力方向垂直，故D错误。故选B。3. 如图所示，在水平向右、大小为E的匀强电场中，在O点固定一电荷量为Q的正电荷，A、B、C、D为以O为圆心、半径为r的同一圆周上的四点，B、D连线与电场线平行，A、C连线与电场线垂直。则（　　）A. A点的电场强度大小为B. B点的电场强度大小为E－kC. D点的电场强度大小不可能为0D. A、C两点的电场强度相同【答案】A【解析】【详解】A．正点电荷Q在A点的电场强度大小为方向竖直向上，而匀强电场在A点电场强度大小为E，因二者方向相互垂直，根据矢量的合成法则，则有A点的场强大小为，A正确；B．同理，点电荷Q在B点的电场强度的方向与匀强电场方向相同，因此B点的场强大小为 ，B错误；C．点电荷Q在D点的电场强度的方向与匀强电场方向相反，若二者大小相等时，则D点的电场强度大小为零，C错误；D．根据矢量的合成法则，A点电场的方向斜向右上方，C点电场的方向斜向右下方，可知，A、C 两点的电场强度大小相等，而方向不同， D错误。故选A。4. 如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三条电场线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，由此可知（　　）A. 带电粒子在R点时的速度大小大于在Q点时的速度大小B. 带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能大C. 带电粒子在R点时的动能与电势能之和比在Q点时的小，比在P点时的大D. 带电粒子在R点时的加速度大小小于在Q点时的加速度大小【答案】A【解析】【详解】粒子的轨迹向右弯曲，所受的电场力向右；A．电场力向右，带电粒子从R向Q运动时做减速运动，带电粒子在R点时的速度大小大于在Q点时的速度大小，A正确；B．电场力向右，带电粒子从P点向Q点运动时，电场力做负功，电势能增加，带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能小，B错误；C．带电粒子在运动过程中，只有动能和电势能之间发生转化，动能和电势能之和保持不变，C错误； D．带电粒子只受电场力作用，电场线越密，电场越强，粒子所受的电场力越大，加速度越大，所以带电粒子在R点时的加速度大小大于在Q点时的加速度大小，D错误。故选A。5. 在如图所示的电路中，E为电源，其内阻为r，L为小灯泡（其灯丝电阻可视为不变），、为定值电阻，为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小，V为理想电压表。若将照射的光的强度减弱，则（　　）A. 电压表的示数变大 B. 小灯泡消耗的功率变小C. 通过的电流变小 D. 电源内阻的电压变大【答案】B【解析】【详解】A．当光照强度减小时，电阻值增大，从而电路总电阻也增大，干路电流减小，所以两端电压减小，所以电压表示数变小，故A错误；BC．因为干路电流减小，故和电源分压均减小，所以并联部分电压增大，两端电压增大，而其电阻不变，所以中电流增大，又因为干路电流减小，所以小灯泡的电流减小，功率变小，故B正确，C错误；D．因为干路电流减小，所以由欧姆定律可知电源内阻分压减小，故D错误。故选B。6. 已知一只表头的量程为 0~100mA，内阻 Rg=100Ω。现将表头改装成电流、电压两用的电表，如图所示，已知 R1=100 Ω，R2=1kΩ，则下列正确的说法的是（　　）A. 用oa两端时是电流表，最大测量值为200mAB. 用ob两端时是电压表，最大测量值为200VC. 用oa两端时是电压表，最大测量值为110VD. 用ob两端时是电流表，最大测量值为220mA【答案】A【解析】【详解】AC．改装电流表的原理是并联分流，可知用oa两端时是电流表，其电流最大测量值为A正确，C错误；BD．改装电压表的原理是串联分压，可知用ob两端时是电压表，其电压最大测量值为BD错误。故选A。7. 如图所示，三条平行且等间距的虚线表示电场中的三个等势面，其电势分别为、、。实线是一带电的粒子（不计重力）在该区域内运动的轨迹，对于轨迹上的a、b、c三点，已知：带电粒子带电量为，在a点处的动能为，则该带电粒子（　　）A. 粒子带负电 B. 在b点处的电势能为C. 在b点处的动能为零 D. 在c点处的动能为【答案】D【解析】【详解】A．由等势面与场强垂直，沿着电场线方向电势电势逐渐降低，故可知场强方向向上，电场力指向轨迹弯曲的内侧，所以电场力向上，所以为正电荷，故A正确；B．由电势能的定义知粒子在b点处的电势能故B错误；C．由粒子在a点处的总能量由能量守恒得在b点处的动能为故C错误；D．由能量守恒得在C点处的动能为故D正确。故选D。【点睛】沿着电场线方向电势逐渐降低，电场线和等势面垂直。根据运动轨迹，确定粒子受力方向，再根据力与场强的关系确定粒子电性。8. 如图所示电路电源电动势E=9V，内阻未知，两定值电阻阻值R均为10Ω，电容器电容C=1μF，先只闭合开关S1，待电路稳定后，电容器电量为q。再闭合开关S2，当再次达到稳定时电容器电量为。以下说法错误的是（　　）A. 先后两种情况下电容器板间电场强度之比为4：3B. 电源内阻为5ΩC. 两开关均闭合时，电源的输出功率达到最大值D. 【答案】D【解析】【详解】A．根据，可得电容器的C、d不变，故E与Q成正比，可知先后两种情况下电容器板间电场强度之比为4：3，A正确，不符合题意；BD．只闭合开关S1，稳定后据闭合电路欧姆定律可得电容器的带电量为再闭合开关S2，稳定后同理可得联立解得，B正确，不符合题意，D错误，符合题意；C．电源输出功率随外电阻的变化规律如图所示可知当外电阻等于电源内阻时，电源的输出功率最大，由题意可知，两开关均闭合时，外电路两个R并联，总电阻为，与电源内阻相等，此时电源的输出功率达到最大值，C正确，不符合题意。故选D。9. 如图所示，两块较大的金属板A、B相距为d，平行放置并与一电源相连，S闭合后，两板间恰好有一质量为m、带电荷量为q的油滴处于静止状态，以下说法正确的是（　　）A. 若将S断开，则油滴将做自由落体运动，G表中无电流B. 若将A向左平移一小段位移，则油滴仍然静止，G表中有b→a的电流C. 若将A向上平移一小段位移，则油滴向下加速运动，G表中有b→a的电流D. 若将A向下平移一小段位移，则油滴向上加速运动，G表中有b→a的电流【答案】BC【解析】【详解】A．将S断开，电容器电量不变，板间场强不变，故油滴仍处于静止状态，A错误；B．若S闭合，将A板左移，由可知，E不变，油滴仍静止，根据可知，电容C变小，电容器极板电量Q＝CU变小，电容器放电，则有由b→a的电流，故B正确；C．将A板上移，则可知，E变小，油滴应向下加速运动，根据可知，电容C变小，电容器要放电，则有由b→a的电流流过G，故C正确；D．当A板下移时，板间电场强度增大，油滴受的电场力增加，油滴向上加速运动，根据可知，C增大，电容器要充电，则有由a→b的电流流过G，故D错误。故选BC。10. 空间某一静电场的电势在轴上分布如图所示，轴上两点B、C点电场强度在方向上的分量分别是、，下列说法中正确的有A. 的大小大于的大小B. 方向沿轴正方向C. 电荷在点受到的电场力在方向上的分量最大D. 负电荷沿轴从移到的过程中，电场力先做正功，后做负功【答案】AD【解析】【详解】A．本题的入手点在于如何判断和的大小，由图象可知在x轴上各点的电场强度在x方向的分量不相同，如果在x方向上取极小的一段，可以把此段看做是匀强磁场，用匀强磁场的处理方法思考，从而得到结论，此方法为微元法；需要对电场力的性质和能的性质由较为全面的理解．在B点和C点附近分别取很小的一段d，由图象，B点段对应的电势差大于C点段对应的电势差，看做匀强电场有，可见，A正确；BD．沿电场方向电势降低，在O点左侧，的方向沿x轴负方向，在O点右侧，的方向沿x轴正方向，负电荷从B移到C的过程中，电场力先做正功，后做负功，B错误D正确．C．由图可知，O点处图象的斜率为零，故说明该点水平方向的场强最小，故电场力在水平方向上的分量最小，C错误；11. 如图，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r。将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表、、示数变化量的绝对值分别为、、，理想电流表A示数变化量的绝对值，则（　　）A. A的示数增大 B. 的示数增大C. 与的比值大于r D. 大于【答案】ACD【解析】【详解】A．滑动变阻器的滑片向下滑动，导致滑动变阻器阻值变小，由于电压表断路，定值电阻和滑动变阻器为串联，滑动变阻器阻值变小，总电阻变小，电源电动势不变，总电流变大，即电流表示数变大，故A正确；B．电压表V1测量定值电阻R的电压，电阻R阻值不变，总电流变大，所以R两端电压变大即V1的示数增大；电压表V2测量定值电阻和滑动变阻器的总电压即路端电压，总电流变大，内电压变大，路端电压变小，即V2示数变小，故B错误；C．电压表V3测量滑动变阻器两端电压，电压表V3的变化量的绝对值所以故C正确；D．因理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI，则又所以故D正确。故选ACD。【点睛】明确电路连接方式及电表的测量对象，再根据局部-整体-局部的步骤依次分析解答。12. 如图所示，A 、 B 分别为电源 E 和电阻 R 的 图线，虚线 C 过图线 A 、 B 交点的曲线 B 的切线。现将电源 E 与电阻 R 及开关，导线组成闭合电路。由图像可知（　　）A. 电源的电动势为 3V，内阻为 1ΩB. 的阻值随电压升高而增大，此时的阻值为 1ΩC. 此时电源消耗的热功率为4W，效率约为 D. 若再串联一定值电阻，电源的输出功率可能不变【答案】ACD【解析】【详解】AC．电源的 图像 纵截距表示电源的电动势，由图读出电源的电动势 内阻 两图线的交点表示该电源直接与电阻 相连组成闭合电路时工作状态由图读出：路端电压 ，电流 ，则电源的总功率为此时电源内部消耗的电功率为 电源的输出功率为 电源的效率为 故AC正确；B．电阻 其大小等于 图线上的点与原点 连线的斜率，可以知道 随电压的升高而增大，此时电阻值 故B错误；D．当外电路电阻与电源内电阻相等时，电源的输出功率最大，所以串联一个定值电阻后，若外电阻与电源内阻的差值减小，电源的输出功率增大，相反减小。若串联后外电路总电阻大于电源的内阻，根据 图像知，电源的输出功率也可能不变，所以D选项是正确的。故选ACD。二、计算题：13. 为了测量一精密金属丝的电阻率，某实验小组先用多用表粗测其电阻约为，（1）然后用图（b）的螺旋测微器测其直径_____________，再用毫米刻度尺测其长度为L。然后进行较准确测量，除待测金属丝外，实验室还备有的实验器材如下A．电压表（量程，内阻约为）B．电压表（量程，内阻约为）C．电流表（量程，内阻约为）D．电流表（量程，内阻约为）E．滑动变阻器F．滑动变阻器G．输出电压为的直流稳压电源EH．电阻箱L．开关S，导线若干（2）为了测量范围尽可能大一些，则上述器材中电流表选取_____________、滑动变阻器应选择_____________（填器材前序号）（3）请在虚线框内设计最合理的电路图_____________。（4）如果金属丝直径为D，长度为L，所测电压为U，电流为I，写出计算电阻率的表达式_____________。【答案】    ①. 4.700    ②. D    ③. E    ④.     ⑤. 【解析】【详解】（1）[1]由图（b）可知螺旋测微器读数为（2）[2] [3]实验需要电源、开关与导线，故选G、L；因为电动势为3V，应选3V量程电压表，故选A；因为待测电阻约为6Ω，为了测量方便应选与待测电阻阻值相近的滑动电阻器，故选E；由闭合电路欧姆定律，电路最大电流约为应选用量程600mA的电流表，故选D。（3）[4]题目要求测量范围大，故应选用分压法，待测电阻与电压表电流变关系为故被测电阻小电阻，应选用电流表外接法，实验电路图如图所示（4）[5]由电阻的决定式由几何知识由闭合电路欧姆定律联立可得【点睛】熟悉实验原理，了解分压法和限流法的选择要求，明确外接法和内接法的选择方法。14. 某研究性学习小组在测量电池组的电动势和内电阻中，利用了如下实验器材：电压表，电阻箱（阻值范围）：开关、导线若干。（1）某同学开始做实验，先把变阻箱阻值调到最大，再接通开关，然后逐次改变电阻箱接入电路的阻值R，读取与R对应的电压表的示数U，并画出了图线，如图2所示；（2）根据图2中实验数据绘出的图线可以得出该电池组电动势的测量值_____________V。内电阻测量值_____________。（保留3位有效数字）（3）本实验所得电动势测量值_____________真实值（填写大于、小于、等于），内阻的测量值_____________真实值（填写大于、小于、等于）。【答案】    ①.     ②.     ③. 小于    ④. 小于【解析】【详解】（1）[1]根据闭合电路欧姆定律有函数图像与纵轴的交点表示E，斜率表示r，则有电源电动势为[2]电源内阻为（2）[3][4]图象中，为流过电阻箱的电流，并不是流过电源的电流，根据闭合电路欧姆定律整理可得当为零时可知电源电动势的测量值小于真实值；当时，电压表不分流，短路电流相等，根据可得电源电动势的测量值小于真实值，则电源内阻的测量值也小于真实值。三、实验题：15. 如图所示，两平行金属板 A、B 间有一匀强电场，C、D为电场中的两点，且CD＝4 cm，其连线的延长线与金属板A成 30°角。已知电子从C点移到D点的过程中电场力做功为－4.8×10－17 J，元电荷e＝1.6×10－19 C。求：(1)C、D两点间的电势差UCD；(2)匀强电场场强大小E。【答案】(1)300V；(2)1.5×104V/m【解析】【详解】(1)电子从C点移到D点，根据电势差定义式可得(2)匀强电场的场强大小为16. 如图所示的电路中，定值电阻R＝5Ω，标有“4V，8W”的直流电动机的线圈电阻。当开关S接a点时，电动机正常工作。当开关S接b点时，理想电流表的示数为1A。求：（1）电源的电动势和内阻；（2）当开关S接a点时，电动机的输出功率。【答案】（1），；（2）6W【解析】【详解】（1）当开关S接a点时，电动机正常工作，根据闭合电路欧姆定律有当开关S接b点时，理想电流表的示数为1A，有联立以上各式，代入数据求得，（2）当开关S接a点时，电动机输出功率17. 如图所示，在E＝103 V/m的竖直匀强电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道QPN与一水平绝缘轨道MN在N点平滑相接，半圆形轨道平面与电场线平行，其半径R＝40 cm，N为半圆形轨道最低点，P为QN圆弧的中点，一带负电q＝10－4 C的小滑块质量m＝10 g，与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.15，位于N点右侧1.5 m的M处，取g＝10 m/s2，求：(1)要使小滑块恰能运动到圆轨道的最高点Q，则小滑块应以多大的初速度v0向左运动？(2)这样运动的小滑块通过P点时对轨道的压力是多大？【答案】（1）7m/s    （2）0.6N【解析】【详解】（1）设滑块到达Q点时速度为v，则由牛顿第二定律得：mg+qE＝m，滑块从开始运动至到达Q点过程中，由动能定理得：﹣mg•2R﹣qE•2R﹣μ（mg+qE）xmv2mv联立方程组，解得：v0＝7m/s；（2）设滑块到达P点时速度为v′，则从开始运动至到达P点过程中，由动能定理得：﹣（mg+qE）R﹣μ（qE+mg）xmv′2mv又在P点时，由牛顿第二定律得：FN＝m，代入数据解得：FN＝0.6N，方向水平向右；【点睛】此题中滑块恰好通过最高点时轨道对滑块没有弹力，由牛顿定律求出临界速度，再根据动能定理和牛顿运定律结合求解小球对轨道的弹力．18. 如图甲所示，电子枪的金属丝K连续不断地逸出电子，电子初速度不计，经M、N两金属板之间的电场加速后，沿A、B两水平金属极板间的中心线OP射入极板间的偏转电场，。A、B两板间的距离为d，两板间的电势差uAB随时间t的变化图像如图乙所示，图中U1已知，uAB的变化的周期为3t0。两板间的电场视为匀强电场，时刻射入A、B两极板间的电子在偏转电场中经4t0后从极板右侧射出。已知电子的质量为m、电荷量为-e，重力不计，打到极板上的电子均被吸收，不计电子之间的相互作用力。（1）求A、B金属板的长度L；（2）求时刻射入偏转电场的电子，从极板右侧射出时相对中线OP在竖直方向的位移偏移量y；（3）仅上下调整A、B两水平极板的位置，保证电子仍然能沿OP方向射入偏转电场，要使从极板右侧射出的电子速度均水平，求A、B两板间的最小距离d1。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）电子在MN中做加速运动，根据动能定理得解得电子A、B中水平方向做匀速直线运动解得（2）时刻射入偏转电场的电子，竖直方向根据牛顿第二定律得解得在0～2t0时间内竖直方向的位移为末速度为在2t0～3t0时间内的末速度为在这段时间内的位移为在3t0～4t0时间内的末速度为在3t0～4t0时间内竖直方向的位移为从极板右侧射出时相对中线OP在竖直方向的位移偏移量y解得（3）仅上下调整A、B两水平极板的位置，满足电子仍然能沿OP方向射入偏转电场，使从极板右侧射出的电子速度均水平且A、B两板间的最小的条件是2 t0时刻入射的粒子恰好飞出电场，其它时刻入射的粒子全部打在极板上被吸收逆向思维A、B两板间的最小距离d1为解得