2021-2022年重庆市育才中学高二（上）半期检测物理试题含解析

  重庆育才中学高 2023 届 2021-2022 学年（上）半期检测

物理试题

本试卷为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分，考试时间 75 分钟。

注意事项：1.答卷前，请考生务必把自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。

2.作答时，务必将答案写在答题卡上，写在本试卷及草稿纸上无效。

3.考试结束后，将答题卡交回。

第I卷（选择题）

一、单项选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分。在每个小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。）

1. 下列说法中正确的是（    ）

A. 根据可知，当r趋于0时，F趋于∞

B. 在电场中某点不放试探电荷，则该点的电场强度一定为零

C. 单位时间内通过导体橫截面的电荷量越多，导体中的电流越大

D. 一节电动势为1.5V的干电池接入不同的电路时，电动势会发生变化

【答案】C

【解析】

【详解】A．由于当距离趋向于0时，电荷不能再看作点电荷，库仑定律不再适用，不能得出F达无穷大，A错误；

B．电场强度是电场自身的性质，与有无试探电荷无关，B错误；

C．根据

可知，单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，电流就越大，C正确；

D．一节电动势为1.5V的干电池接入不同的电路时，电动势不会发生变化，D错误。

故选C。

2. 下列说法正确的是（　　）

A. 变化的电场会产生磁场

B. 微观粒子的能量变化是连续的

C. 只有温度高的物体才会有热辐射

D. 在真空中，红外线比紫外线传播速度快

【答案】A

【解析】

【详解】A．根据麦克斯韦的电磁场理论分析，变化的电场会产生磁场，变化的磁场会产生电场，A正确；

B．微观粒子的能量变化是跳跃的，不连续的，B错误；

C．自然界的任何物体都会向外辐射红外线，温度越高，辐射电磁波的本领越强，C错误；

D．在真空中，不同频率的光光速都是一样的，只有在介质中才会色散，D错误。

故选A。

3. 小马在综合实践课上制作了一个长方体均匀金属块，长宽高如图所示。为研究金属块的电阻，他将A与B接入电压为U的电路中时，电流为I；若将C与D接入电压为U的电路中，则电流为（　　）

A.  B. I

C. 2I D. 4I

【答案】A

【解析】

【详解】将A与B接入电路中时，金属块的电阻为

将C与D接入电路中时，金属块的电阻为

联立，可得

依题意，有

解得

故选A。

4. 如图所示是A、B两个点电荷电场的部分电场线，一带负电的点电荷q只在静电力的作用下由a运动到c的轨迹如图中虚线所示，则（　　）

A. A带正电，B带负电

B. A的电荷量小于B的电荷量

C. q在b点的速度大于q在c点的速度

D. q在b点的加速度大于q在c点的加速度

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据轨迹可知，电场力指向曲线的凹侧，电荷带负电，则A带负电，B带正电，A错误；

B．根据电场线分布情况可知，点电荷周围电场线较密可知点电荷带电荷量较多，则A的电荷量大于B的电荷量，B错误；

C．根据轨迹可知，电场力指向曲线的凹侧，则带负电的点电荷b运动到c电场力做正功，动能增加，q在b点的速度小于q在c点的速度，C错误；

D．电场线的疏密表示场强的大小，b点比c点处的电场线密，场强大，电场力大，加速度大，D正确。

故选D。

5. 如图所示，P处有电荷量为Q的正电荷，MN是长为l的导体细杆，P、a、b、c是位于MN所在直线上的点，则以下说法正确的是（　　）

A. b、c两处的电势大小φb＞φc

B. 若规定a处电势为0，则c处电势小于0

C. 正电荷Q在b处产生的电场强度为0

D. a、b两处的电场强度大小Ea＜Eb

【答案】B

【解析】

【详解】A．根据静电感应原理，处于静电平衡的导体是等势体，b、c两处的电势大小相等，A错误；

B．P处有电荷量为Q的正电荷，沿着电场线方向，电势逐渐降低，a处电势为0，则c处电势小于0，B正确；

C．导体细杆处于静电平衡，导体内部场强处处为0，即Eb=0，内部场强为感应电荷产生的场强与正电荷Q在b处产生的场强之和，所以正电荷Q在b处产生的电场强度不为0，C错误；

D．导体细杆处于静电平衡，导体内部场强处处为0，即Eb=0，a处的电场强度不为0，所以

D错误。

故选B。

6. 一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为2V、8V、14V。下列说法正确的是（　　）

A. 坐标原点处的电势为0V

B. 电场强度的大小为100V/m，方向由c指向a

C. 电子从b点运动到c点，静电力对电子做功6eV

D. 电子在a点的电势能比在b点的小

【答案】C

【解析】

【详解】A．根据匀强电场中相互平行且等长的线段两端点的电势差相等，可知

解得

故A错误；

B．依题意，连接原点和b点，即为一条等势线，再连接ac，二者相互垂直，可知ac为一条电场线，且方向由c指向a，由公式

故B错误；

C．电子从b点运动到c点，静电力对电子做功

故C正确；

D．依题意，有

根据

可得

故D错误

故选C。

7. 某平行于x轴的静电场在x轴正半轴上的电势φ随x变化的关系如图所示，则（　　）

A. 在x=x2处，电场强度为0

B. 在x=x1、x=x3两处，电场强度方向相反

C. 电子在x=x1处受到的静电力小于电子在x=x3处受到的静电力

D. 正电荷从x=x1移到x=x3处，受到的静电力先做负功后做正功

【答案】C

【解析】

【详解】ABC．根据公式

易知图线上各点切线的斜率表示该点的电场强度，在x=x2处，电场强度不为0；在x=x1、x=x3两处，电场强度方向相同，且

由

可知电子在x=x1处受到的静电力小于电子在x=x3处受到的静电力。故AB错误；C正确；

D．由图可知，从x=x1到x=x3处，电势一直在升高，根据公式

易知，正电荷电势能一直升高，受到静电力做负功。故D错误。

故选C。

8. 如图所示是一个光照异常报警传感器电路示意图。R1、R2为定值电阻，R3是用光敏电阻制成的传感器，其阻值会随着光照强度的增强而急剧减小，当电路中传感器R3附近处光照异常时，会引起电流表A和电压表V示数异常，小灯泡L灯光亮度也发生变化，从而发出警报。已知电源的电动势为E、内阻为r。下列说法正确的是（　　）

A. 当R3附近处光照强度增强时，小灯泡变亮

B. 当R3附近处光照强度增强时，电源总功率变小

C. 当电流显示器显示的电流变小时，R3附近处光照强度减弱

D. 当电压显示器显示的电压变小时，R3附近处光照强度减弱

【答案】A

【解析】

【详解】A．当R3附近处光照强度增强时，R3的阻值变小，则外电阻减小，干路上的电流增大，外电压减小，根据

电阻R1两端的电压增大，根据

则电压显示器显示的电压表的示数减小，根据欧姆定律，通过电阻R2的电流减小，即电流显示器显示的电流变小，根据并联电路的特点，可得流过灯泡支路的电流增大，则小灯泡变亮，A正确；

B．当R3附近处光照强度增强时，R3的阻值变小，则外电阻减小，干路上的电流增大，根据

电源的总功率增大，B错误；

CD．根据AB分析可知，当R3附近处光照强度增强时，电流显示器显示的电流变小，电压显示器显示的电压变小；反之，如果电流显示器显示的电流变小，电压显示器显示的电压变小，则应R3附近处光照强度增强，CD错误。

故选A。

二、多项选择题（本题共3个小题，每小题5分，共15分。在每个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，有错选得0分。）

9. 下列说法正确的是（　　）

A. 如图甲所示，两通电导线A、B在C处产生磁场的磁感应强度大小均为，则C处磁场的总磁感应强度大小是

B. 小磁针正上方的直导线与小磁针平行，当导线中通有如图乙所示电流时，小磁针的N极将会垂直纸面向内转动

C. 如图丙所示，一矩形线框置于磁感应强度为B的匀强磁场中，线框平面与磁场方向平行，线框的面积为S，则此时通过线框的磁通量为BS

D. 如图丁所示，竖直放置的长直导线通有恒定电流，有一矩形线框与导线在同一平面内，将线框向右平动时线圈中会产生感应电流

【答案】BD

【解析】

【详解】A．磁感应强度是个矢量，因两通电导线A、B在C处产生磁场的磁感应强度的方向不同，所以C处磁场的总磁感应强度大小不是，A错误；

B．当导线中通有如图乙所示电流时，导线在小磁针处产生垂直于纸面向内的磁场，所以小磁针的N极将会垂直纸面向内转动，B正确；

C．因线框平面与磁场方向平行，所以此时通过线框的磁通量为0，C错误；

D．线框向右平动时，通过线圈的磁通量会减小，所以线圈中会产生感应电流，D正确。

故选BD。

10. 如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图线，直线B为电源b的路端电压与电流的关系图线，直线C为电阻R两端的电压与电流的关系图线。电源a、b的电动势分别为Ea、Eb，内阻分别为ra、rb，将电阻R分别接到电源a、b上，则下列说法中正确的是（    ）

A. 两电源的电动势Ea＞Eb

B. 两电源的内阻ra＜rb

C. 分别接到电源a、b上时，电源的输出功率Pa＜Pb

D. 分别接到电源a、b上时，电源的效率ηa＜ηb

【答案】AD

【解析】

【详解】AB．电源的U-I图像与纵轴交点表示电动势，斜率表示内阻，由图可知

Ea＞Eb，ra＞rb

故A正确；B错误；

C．电源的U-I图像与电阻R的U-I图像的交点横纵坐标乘积表示电源输出功率，由图可知接到电源a上时，电源的输出功率较大。故C错误；

D．电源的效率可以表示为

电源a的内阻较大，所以接到电源a上时，电源的效率较低，故D正确。

故选AD。

11. 如图所示，一段简易的“过山车”模型轨道ABCD光滑且绝缘，竖直放置在水平面上，A和A΄分别是圆形轨道的最低点，直轨道P和Q分别与圆轨道相切于A和A΄点，整个空间处于水平向右的匀强电场中，一带正电的小球从P进入圆形轨道且不脱轨，设进入圆轨道时的初速度为v0。则（    ）

A 小球运动到C点时动能最小

B. 小球在D点时机械能最小

C. 小球分别从P和Q轨道进入，要使小球恰好能做完整的圆周运动，所需v0不同

D. 小球分别从P和Q轨道进入，要使小球恰能通过C点所需的v0不同

【答案】BD

【解析】

【详解】A．小球在竖直轨道上运动时，在等效最高点动能最小，等效最高点是重力跟电场力的合力与轨道对小球的压力共线时的位置，由题意可知，此位置应该在C、D之间某一点，古A错误；

B．由能量守恒可知，小球的总能量等于电势能与机械能的和，所以电势能最大时，机械能最小，图中D点电势最高，根据电势能的定义可知，带正电的小球在D点的电势能最大，所以此时机械能最小，故B正确；

C．设圆轨道半径为R，小球质量为m，电场强度为E，小球恰好能做完整的圆周运动，即刚好过等效最高点，有

可得

可知，在等效最高点的速度相同，小球无论从P还是Q轨道进入，到达等效最高点过程中重力和电场力做功都相同，所以动能变化相同，由

可知，初速度大小相等，故C错误；

D．如果从Q进入，需要先经过等效最高点，再到C点，若想恰好到C点，则必须以最小速度经过等效最高点，如果从P进入，不需要考虑是否能过等效最高点，只需要到C点的速度最小即可，在C点速度最小时，有

可得

则可知

所以从Q进入到达C点时的速度大于从P进入到达C点时的速度，由动能定理

可知，小球分别从P和Q轨道进入，要使小球恰能通过C点所需的v0不同，故D正确。

故选BD。

第II卷（非选择题）

三、实验题（本大题共2个小题，共16分）

12. 课堂上，吴老师带领同学们用如图所示的电路探究产生感应电流的条件，请判断以下的实验操作能否看到指针偏转：

（1）开关闭合瞬间，指针__________（偏转/不偏转）；

（2）开关闭合，电路稳定后指针__________（偏转/不偏转）；

（3）开关闭合后，迅速移动滑动变阻器的滑片的过程中， 指针__________（偏转/不偏转）。

【答案】    ①. 偏转    ②. 不偏转    ③. 偏转

【解析】

【详解】（1）[1] 探究产生感应电流的条件,开关闭合瞬间，原线圈电路中瞬间有电流，使得线圈产生磁场，副线圈的磁通量发生变化，产生感应电流，指针偏转；

（2）[2] 开关闭合，电路稳定后，原线圈电路中电流稳定，副线圈的磁通量不变，不产生感应电流，指针不偏转；

（3）[3] 开关闭合后，迅速移动滑动变阻器的滑片的过程中，原线圈的电流快速发生变化，产生周围的磁场强度发生变化，副线圈得磁通量发生变化，产生感应电流，指针偏转。

13. （1）小余同学在拆卸玩具时，发现一根很特别的金属丝，准备测量一下它的电阻率，首先他利用螺旋测微器测量金属丝的直径d，某次测量时，螺旋测微器的示数如图1所示，则该金属丝直径的测量值d=_______mm。

（2）为了测出比较准确的电阻率，他利用现有器材设计了如图2所示的电路，比较准确的测量了金属丝的电阻Rx。实验中除开关、若干导线之外还能利用器材：

A．待测合金丝Rx（接入电路部分的阻值约4 Ω）

B．电源 （电动势4 V，内阻不计）

C．电流表（0~0.6 A，内阻为1Ω）

D．灵敏电流计G（满偏电流Ig为200µA，内阻rg为500Ω）

E．滑动变阻器（0~10 Ω，允许通过的最大电流2A）

F．滑动变阻器（0~100 Ω，允许通过的最大电流1 A）

G．电阻箱R0（0~99999.9Ω）

为了调节方便，实验中滑动变阻器应选___________。（填仪器前面的字母代号）

（3）该同学按照图2的电路连接实物图，请将剩下的实物图补充完整____。

（4）若该同学想将电流计改装成0~3V的电压表，则将电阻箱接入电路的阻值调为R0=______Ω，改变滑动变阻器接入电路的电阻值，进行多次实验，根据实验数据，画出了灵敏电流计G的示数IG和电流表A的示数IA的关系图线如图3所示。由此可知，金属丝接入电路的电阻测量值Rx=_______Ω（保留两位有效数字）。

【答案】    ①. 1.170    ②. E    ③.     ④. 14500    ⑤. 3.4

【解析】

【详解】(1)[1]金属丝直径的测量值

(2)[2]为了调节方便，实验中滑动变阻器应选最大阻值较小的，即选E；

(3)[3]按照图2的电路连接实物图，如图

(4)[4]将电流计改装成0~3V的电压表，则将电阻箱接入电路的阻值调为R0，则有

解得

[5]根据欧姆定律，有

整理，可得

结合图像，有

解得

四、计算题（本大题共3个小题，共37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。）

14. 如图所示，电源电动势E=9V，内阻r=1Ω，电阻R1=6Ω，R2=3Ω，R3=3Ω，电容器的电容C=3×10-6F。求：

（1）只闭合S1，电路稳定后，通过R2的电流；

（2）保持开关S1闭合，闭合开关S2，电路稳定后，通过R1的电流；

（3）保持S1闭合，再闭合S2至电路稳定，求闭合S2前后电容器所带电荷量的变化量。

【答案】（1）0.9A；（2）0.5A；（3）1.08×10-5C

【解析】

【详解】(1)只闭合S1时

(2)闭合S1、S2时，R1、R3并联的总电阻为

通过电源的电流

并联部分的电压

通过R1的电流

(3)S2闭合前，电容器两端电压为R1、R2串联后两端电压

S2闭合后，电容器两端电压R2两端电压

闭合S2前后电容器所带电荷量的变化量

15. 宋同学在实验室找到一个小型直流电动机，并将其按如图所示的方式连接好电路，由此制作了一个简易升降机，已知小灯泡的规格为“4V 4W”，电动机内阻R0=1Ω，电源的电动势E=10V，内阻r不计，第一次闭合开关前调节电阻箱，当电阻箱R=19.2Ω时，电动机通电但无法转动，第二次将电阻箱调至R=2Ω时，电动机和灯泡均正常工作，且恰好能将质量为m=0.8kg的重物匀速提升，设小灯泡电阻不变，不考虑机械损失。取重力加速度g=10m/s2。求：

（1）第一次闭合开关后，电源的总功率；

（2）电动机正常工作时电动机的输入功率；

（3）电动机正常工作时，重物提升的速率。

【答案】（1）5W  ；  （2）8W  ；  （3）0.5m/s

【解析】

【详解】（1）小灯泡的电阻

电动机不转动时，RL、电动机并联的总电阻为

第一次闭合开关后，电源的总功率

（2）电动机正常工作时

（3）电动机正常工作时

16. 如图所示，竖直平面内有一段绝缘的圆弧轨道AB和绝缘的水平轨道BC相切于B，其中AB圆弧轨道的圆心为O，，圆心角θ =53°，圆弧轨道光滑，BC轨道粗糙且足够长，滑块与轨道间的动摩擦因数μ=0.5，轨道AB左侧d=0.6m的区域存在一竖直向下匀强电场E1，BC轨道区域存在水平向右的匀强电场E2，一质量为m=0.2kg，电量|q|=1.0×10-4C的滑块以一定的初速度从电场E1的左边界水平抛入，滑块恰好能做直线运动，假定最大静摩擦力等于滑动摩擦力， g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6。求：

（1）滑块的电性和E1的大小；

（2）若电场E1大小不变，方向反向，要使滑块恰好能从A点沿切线滑入轨道，求滑块水平抛入电场E1时的初速度，以及进入A点时的速度；

（3）在第（2）问的条件下，若电场E2的大小可在0到2×104N/C范围内调节，当E2取不同值时，求滑块最终因摩擦而产生的热量。（Q可用E2表示）

【答案】（1）负电，；（2），；（3）①当时②当时滑块最终静止在B点③当时

【解析】

【详解】(1)依题意，滑块恰好能做直线运动，有

解得

且滑块带负电。

（2）电场反向后，由牛顿第二定律可得

滑块做类平抛运动，有

解得

且

（3）滑块到达B点时

解得

滑块向右运动到速度减为0时

解得

第一个临界值：当时

第二个临界值：当滑块回到A点时速度刚好减为0

解得

①当时

②当时

滑块最终静止在B点

③当时