2022-2023学年陕西省西安市铁一中学高二上学期1月期末物理试题（解析版）

西安市铁一中学2022-2023学年上学期期末

高二物理

注意事项：

1.答题时，务必将自己的姓名、班级、准考证号填写在答题卡规定的位置上。

2.答选择题时，用2B铅笔将答题卡上对应的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。

3.答非选择题时，必须使用0.5毫米黑色黑色签字笔把答案写在答题卡规定的位置上。答案如需改正，请先划掉原来的答案，再写上新答案，不准使用涂改液、胶带纸、修正带。

4.考试结束后，只将答题卡交回。

1．如图所示，一质量为、电荷量为的小球在电场强度为、区域足够大的匀强电场中，以初速度沿在竖直面内做匀变速直线运动。与水平面的夹角为，重力加速度为，且，则（　　）

A．电场方向竖直向上

B．小球运动的加速度大小为

C．小球上升的最大高度为

D．若小球在初始位置的电势能为零，则小球电势能的最大值为

2．两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

3．如图甲所示，一台小型发电机通过理想自耦变压器给小灯泡供电，若发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图乙所示，发电机线圈内阻不计，灯泡始终没有被烧坏，则（　　）

A．电压表的示数为311 V

B．灯泡中的电流方向每秒改变50次

C．当时发电机线圈所在平面与磁场方向平行

D．自耦变压器的滑片向上滑动时小灯泡将会变暗

4．如图示装置是某同学探究感应电流产生条件的实验装置。在电路正常接通并稳定后，他发现：当电键断开时，电流表的指针向右偏转。则能使电流表指针向左偏转的操作是（　　）全科试题免费下载公众号《高中僧课堂》

A．拔出线圈A

B．在线圈A中插入铁芯

C．滑动变阻器的滑动触头向左匀速滑动

D．滑动变阻器的滑动触头向左加速滑动

5．如图甲所示是磁电式电流表的结构，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，线圈匝数为n，面积为S，线圈a、b两边导线长均为l，所在处的磁感应强度大小均为B，当线圈中通电流I时，a、b边所受安培力F方向加图乙所示。则（　　）

A．该辐向磁场是匀强磁场

B．穿过线圈的磁通量为

C．转动过程中安培力F大小总为

D．线圈a边导线电流方向垂直纸面向外

6．2020年5月8日13时49分，新一代载人飞船试验船返回舱在东风着陆场预定区域成功着陆。返回舱关闭发动机，在引力作用下从大气层外向地球运动，进入大气层后，在离地面一定高度处打开降落伞沿竖直方向做减速运动，最后平稳着陆，关于返回舱下列说法中正确的是（　　）

A．返回舱从关闭发动机到打开降落伞过程中，机械能守恒

B．打开降落伞后，返回舱受到的合力做正功

C．进入大气层前，返回舱机械能守恒

D．返回舱打开降落伞减速时，重力势能减少，动能减少，因此能量不守恒

7．如图，A、O、C、B是真空中一条直线上的四点，其中，，O是AB的中点。在A、B两点分别放置点电荷+4Q和+Q，则下列说法正确的是（　　）

A．O点电场强度为零

B．C点电场强度为零

C．带正电的检验电荷从A运动到O的过程中电势能持续减小，从O运动到B的过程中电势能持续增加

D．若取O点电势为零，带正电的检验电荷在C点的电势能小于零

8．手电筒中的干电池的电动势为1.5V，用它给某小灯泡供电时，电流为0.3A，在某次接通开关的10s时间内，下列说法正确的是（　　）

A．干电池把化学能转化为电能的本领比电动势为2V的蓄电池强

B．干电池在10s内将4.5J的化学能转化为电能

C．电路中每通过1C的电量，电源把1.5J的化学能转化为电能

D．该干电池外接电阻越大，输出功率越大

9．如图所示为某人设计的一个汽车“再生能源装置”原理简图，在车厢底部靠近车轮处固定永久磁铁，刹车时接通装在车轮上的线圈，将汽车的一部分动能转化为电能储存起来。图中五个扇形区域匀强磁场的磁感应强度均为B，五个形状与磁场边界形状完全相同的线圈对称地固定在车轮内侧，已知车轴到线圈内侧的距离为r1，到线圈外侧的距离为r2，车轮的半径为R。若刹车过程中的某时刻车速大小为v，则此时（　　）

A．车轮转动的角速度为

B．某个线圈进入或者出磁场时产生的电动势大小为

C．某个线圈进入或者出磁场时产生的电动势大小为

D．线圈受到磁场的阻尼作用，进而也起到辅助刹车的作用

10．下列公式适用于任何电场的是（　   　）

A．W＝qU B．U＝Ed C．E＝ D．E＝k

三、非选择题：66分

11．某同学用下列器材测定一块手机电池的电动势和内电阻。

电流表A（量程3A，内阻约0.5Ω）；

电压表V（量程15V，内阻约15kΩ）；

滑动变阻器R（0 ~ 50Ω，额定电流3A）；

定值电阻R0 = 3Ω；

开关S及导线若干；

（1）为减小实验误差，电路图中的导线应连接到_____（选填“a”或“b”）；

（2）连接好电路闭合S前，滑动变阻器的滑片P应置于_____（选填“c”或“d”）端；

（3）根据正确操作，依据得到的电压表和电流表读数，作出对应的U—I图像如图所示，由图线可知该电池的电动势E = _____V，内电阻r = _____Ω（保留两位有效数字）；

（4）实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数U及滑动变阻器消耗的功率P都会发生变化，图的各示意图中正确反映P—U关系的是________。

A．                       B．

C．                       D．

12．（1）某同学用油膜法估测油酸分子的大小，下列说法或操作正确的是______。

A．在量筒中只滴入一滴油酸酒精溶液，测出它的体积

B．实验时先将油酸酒精溶液滴入水中，然后再撒上痱子粉

C．计算油膜面积时只数完整的方格数，不是完整方格的不算

D．痱子粉若撒得过多，分子直径的测量值会偏大

（2）油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸1mL。用注射器抽得1mL上述溶液，共有液滴100滴。把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上其形状如图所示，坐标中正方形小方格的边长为2cm。估测出油酸分子的直径是______m。（保留1位有效数字）

13．如图竖直向上的匀强电场中，一个质量4×10-4kg，电荷量2×10-7C的带正电小球，由于受力平衡处于静止状态。（取10m/s2）问：

（1）小球所受电场力多大?

（2）匀强电场场强多大?

14．如图所示，在竖直平面内建立直角坐标系xOy，以O1（0，R）为圆心，R为半径的圆形区域内有垂直于xOy平面向里的匀强磁场（用B1表示，大小未知）；x轴下方有一直线MN，MN与x轴相距为Δy，x轴与直线MN间区域有平行于y轴的匀强电场，电场强度大小为E；在MN的下方有矩形区域的匀强磁场，磁感应强度大小为B2，磁场方向垂直于xOy平面向外。电子a、b以平行于x轴的速度v0分别正对O1点、A（0，2R）点射入圆形磁场，偏转后都经过原点O进入x轴下方的电场。已知电子质量为m，电荷量为e， ， ，不计电子重力。

（1）求磁感应强度B1的大小；

（2）若电场沿y轴负方向，欲使电子a不能到达MN，求Δy的最小值；

（3）若电场沿y轴正方向，Δy′=R，调整矩形磁场面积到最小，使电子b能到达x 轴上且距原点O距离最远点P（图中未标出），求电子b从O点到P点运动的总时间。

15．如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一象限有沿y轴负方向、场强为的匀强电场，第四象限有垂直于xOy平面向外的匀强磁场。现有一质量，电量、带正电的粒子，从y轴上的P点以的速度垂直y轴进入电场，然后通过x轴上的Q点进入磁场，已知OP的长度，不计粒子重力，，。求：

（1）粒子通过Q点时的速度；

（2）若要使粒子不能进入第Ⅲ象限，磁感应强度B的取值范围；

（3）若磁感应强度，粒子第二次通过x轴时的坐标。

参考答案：

1．C

AB．小球做匀变速直线运动，合力应与速度在同一直线上，即在直线上，因，所以电场力与重力关于对称，根据数学知识可知，电场力与水平方向的夹角应为，受力情况如图所示

合力沿方向向下，大小为，所以加速度大小为，方向沿向下，AB错误；

C．小球做匀减速直线运动，由运动学公式可得最大位移为

则小球上升的最大高度为

C正确；

D．若小球在初始位置的电势能为零，在减速运动至速度为零的过程中，小球克服电场力做功和克服重力做功是相等的，由能量的转化与守恒可知，小球的初动能一半转化为电势能，一半转化为重力势能，初动能为，小球的最大电势能为，D错误。

故选C。

2．D

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。

3．D

A．根据图乙，电动势最大值

则，有效值为

故A错误；

B．电流变化的周期为0.02s，则频率为50Hz，一个周期内电流方向改变两次，所以小灯泡中电流方向每秒钟改变100次。故B错误；

C．当时，电动势为零，即发动机线圈所在平面与磁场方向垂直。故C错误；

D．自耦变压器的滑片向上滑动时，原线圈的匝数变大，由

可知，副线圈两端的电压变小，灯泡将会变暗。故D正确。

故选D。

4．B

由题意可知：当电键断开时，穿过线圈A的磁通量减小，则线圈B的磁通量也在减小，导致电流表指针向右偏转；故可知当A中的磁通量减小时，电流表指向右偏；

A．拔出线圈A，A中磁通量减小，指针向右偏转，故A错误；

B．在线圈A中插入铁芯，A中磁通量增大，则知电流表指针向左偏转，故B正确；

CD．滑动变阻器的滑动触头向左匀速滑动或者加速滑动时，A中电流减小，磁通量减小，则知电流表指针均向右偏转，故CD错误。

故选B。

5．C

A.匀强磁场的磁感线处处平行，而辐向磁场的磁感线不平行，所以不是匀强磁场，故A错误；

B.由题图乙根据对称性可知，穿过线圈的磁通量为零，故B错误；

C.根据安培力公式可得转动过程中安培力大小为

故C正确；

D.根据左手定则可知线圈a边导线电流方向为垂直纸面向里，故D错误。

故选C。

6．C

AC．返回舱未进入大气层时只有引力做功，机械能守恒，进入大气层后除引力做功外还有大气阻力做功，则机械能不守恒，故A错误，C正确；

B．打开降落伞后返回舱沿竖直方向做减速运动，说明合力方向竖直向上，则合力做负功，故B错误；

D．返回舱打开降落伞减速时，重力势能减少，动能减少，由于克服大气阻力做功产生内能，因此能量是守恒的，故D错误。

故选C。

7．BD

A．因为且QA>QB，则O点的场强方向向右，不等于零，选项A错误；

B．在C点，由场强叠加可得

选项B正确；

C．在AC之间的场强方向向右，在CB之间的场强方向向左，则带正电的检验电荷从A运动到O的过程中电场力做正功，电势能持续减小，从O运动到B的过程中电场力先做正功，后做负功，则电势能先减小后增加，选项C错误；

D．因OC间的电场线向右，则若取O点电势为零，则C点的电势小于零，则带正电的检验电荷在C点的电势能小于零，选项D正确。

故选BD。

8．BC

试题分析：由于电动势是将其它形式的能转化为电能的本领，而干电池的电动势是1.5V，故它把化学能转化为电能的本领比电动势为2V的蓄电池弱，选项A错误；干电池在10s内化学能转化为电能的大小是W=UIt=1.5V×0.3A×10s=4.5J，选项B正确；电路中每通过1C的电量，电源的化学能转化为电能的大小是W=UQ=1.5V×1C=1．5J，故选项C正确；当该电池外接的电阻与电池的内阻大小相等时，电池的输出功率才最大，所以并不是说干电池外接电阻越大，输出功率越大，选项D错误．

考点：恒定电流．

【名师点晴】该题考查了电动势的概念，电池做功，电池的输出功率等知识，属于基本概念和基础知识的考查，其中电动势的概念容易出错，电池的输出功率容易出错，电池的外接电阻越大，基实是路端电压越大，但路端电压越大，其输出电功率并不一定大，因为还有电流的限制．

9．ACD

A．以车轴为参考系，车轮边缘的线速度为 ，因此转动的角速度

①

A正确；

BC．某个线圈进入或者出磁场时产生的电动势大小为

②

由①②联立得

B错误。C正确；

D．根据“来拒去留”安培力阻碍汽车前进，因此起到辅助刹车的作用，D正确；

故选ACD。

10．AC

A．公式W=qU，用来计算电场力做功，适用于任何电场，故A正确；

B．公式U=Ed是匀强电场中电势差与电场强度的关系公式，只适用于匀强电场，故B错误；

C．公式是电场强度的定义式，运用比值法定义，适用于任何电场，故C正确；

D．公式是点电荷场强公式，只适用点电荷的电场，故D错误。

故选AC。

11．     a     d     8.5     0.75     C

（1）[1]因电源内阻较小，与电流表内阻接近，故采用相对电源的内接法误差太大，故应采用相对电源的外接法，故应接a。

（2）[2]连接好电路闭合S前，滑动变阻器阻值置于电阻最大的位置，即滑片P应置于d端。

（3）[3][4]由图线可知该电池的电动势E = 8.5V，则内电阻为

（4）[5]滑动变阻器消耗的功率

即P—U关系为二次函数关系，故选C。

12．     D     ##

（1）[1]A．测量一滴油酸酒精溶液的体积时，应将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，当量筒内溶液体积达到一定量时，记下溶液体积Vn和滴数n，为便于计算，n可取整数滴（如100滴），由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积，故A错误；

B．实验时应先在浅盘的水中撒上痱子粉，再将油酸酒精溶液滴入水中，故B错误；

C．计算油膜面积时，超过半格的算一格，不足半格的舍去，故C错误；

D．痱子粉若撒得过多，则不利于油膜的散开，使油膜面积测量值偏小，从而使分子直径的测量值会偏大，故D正确。

故选D。

（2）[2]由题意可知1滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积为

油膜面积为

估测出油酸分子的直径是

13．（1）；（2）

（1）根据二力平衡条件得

（2）根据电场强度定义可得

14．（1）；（2）；（3）

（1）电子射入圆形区域后做圆周运动，轨道半径大小相等，设为r，当电子a射入，经过O点进入x轴下方，则

解得

（2）匀强电场沿y轴负方向，电子a从O点沿y轴负方向进入电场做减速运动，由动能定理，有

解得

（3）匀强电场沿y轴正方向，电子b从O点进入电场做类平抛运动，设电子b经电场加速后到达MN时速度大小为v，电子b在MN下方磁场做匀速圆周运动轨道半径为r1，电子b离开电场进入磁场时速度方向与水平方向成θ角，如图所示

由动能定理

在磁场中

解得

由几何关系可知，在下方磁场中运动的圆心O2在y轴上，当粒子从矩形磁场右边界射出，且射出方向与水平向右夹角为，粒子能够到达x轴，距离原点O距离最远

电子b在电场中从O运动到C1，有

在面积最小的矩形磁场中

离开磁场后从D运动到C2

返回电场中从C2运动到P

则总时间

15．（1）；（2）；（3）（0.32m,0）

（1）粒子在匀强电场中做类平抛运动，有

联立方程，代入数据，解得

（2）设粒子进入磁场时速度与x轴夹角为θ，则

联立解得

粒子在电场中的水平位移为

联立方程，解得

粒子恰好不能进入第III象限时，轨迹刚好与y轴相切，轨迹如图

由几何关系可知

由牛顿第二定律可得

联立方程，代入数据，解得

（3）若磁感应强度，轨迹如图

则有

由几何关系可得

联立方程，解得

则粒子第二次通过x轴时的坐标为（0.32m,0）。