2022-2023学年甘肃省武威市凉州区高二下学期第一次学业水平检测物理试题（解析版）

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2022-2023学年度第二学期学业水平检测试卷高二年级物理考试时间：90分钟满分：100分一、选择题（共12小题，每小题4分，共48分，在每小题给出的四个选项中，第1～8小题只有一个选项符合题目要求，第9～12小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）1. 下列说法正确的是（　　）A. 元电荷实质就是电子（或质子）本身B. 不论是摩擦起电还是感应起电，都是创造出了电荷C. 摩擦起电是通过摩擦创造出了等量的异种电荷的过程D. 元电荷是表示跟电子所带电荷量数值相等的电荷量【答案】D【解析】【详解】AD．元电荷是指最小电荷量，数值上与电子所带电荷量相等，不是电荷，不是指质子或者是电子，A错误，D正确；BC．不论是摩擦起电还是感应起电，都是电荷的转移，BC错误。故选D。2. 下列说法正确的是（　　）A. 电阻值大的为绝缘体，电阻值小的为导体B. 一般金属材料的电阻率随温度升高而减小C. 当温度极低时，超导材料的电阻率会突然减小到零D. 材料的电阻率与导体的电阻、横截面积和长度有关【答案】C【解析】【详解】A．判断导体与绝缘体，不是看电阻值的大小而是看电阻率的大小，A错误；B．一般金属材料的电阻率随温度升高而增大，B错误；C．当温度极低时，超导材料的电阻率会突然减小到零，C正确；D．材料的电阻率由材料本身决定，与导体的电阻、横截面积、长度无关，D错误。故选C。3. 手机通信系统主要由手机、基站和交换网络组成，信号通过电磁波传播。关于电磁波，下列说法正确的是（　　）A. 电磁波跟机械波一样，只能在介质中传播B. 额温枪测温利用的是接收人体辐射出的红外线，红外线的辐射强度与温度有关C. 麦克斯韦预言了电磁波，并首次用实验证实了电磁波的存在D. 不同波长的电磁波，在真空中的传播速度大小不同【答案】B【解析】【详解】A．机械波传播需要介质，电磁波可以在真空中传播，也可以在介质中传播，A错误；B．额温枪测温利用的是接收人体辐射出的红外线，红外线的辐射强度与温度有关，B正确； C．麦克斯韦预言了电磁波，赫兹首次用实验证实了电磁波的存在，C错误；D．不同波长的电磁波，在真空中的传播速度相同，都等于光速，D错误。故选B。4. 下列说法正确的是A 沿磁感线方向，磁场逐渐减弱B. 放在匀强磁场中的通电导线一定受到安培力C. 磁场的方向就是通电导体所受安培力的方向D. 通电直导线所受安培力的方向一定垂直于磁感应强度和直导线所决定的平面【答案】D【解析】【详解】磁感线越密集，则磁场越强，则沿磁感线方向，磁场不一定逐渐减弱，选项A错误；如果通电导线平行磁场放置，则导线不受磁场力，选项B错误；通电直导线所受安培力的方向一定垂直于磁感应强度和直导线所决定的平面，选项C错误，D正确；故选D.5. 穿过一个单匝数线圈的磁通量，始终为每秒钟均匀地增加2 Wb，则（ ）A. 线圈中的感应电动势每秒钟增大2 VB. 线圈中的感应电动势每秒钟减小2 VC. 线圈中的感应电动势始终为2 VD. 线圈中不产生感应电动势【答案】C【解析】【详解】根据感应电动势的计算公式=2V，磁通量均匀变化产生恒定的电动势．即线圈中的感应电动势始终为2 V。故选C。6. 关于电场强度有下列说法，正确的是（　　）A. 电场中某点的电场强度在数值上等于单位正电荷在该点所受的电场力B. 电场强度的方向总是跟电场力的方向一致C. 在点电荷Q附近的任意一点，如果没有把试探电荷q放进去，则这一点的电场强度为零D. 根据公式可知，电场强度跟电场力成正比，跟放入电场中的试探电荷的电荷量成反比【答案】A【解析】【详解】A．根据电场强度的定义式可知，电场中某点的电场强度在数值上等于单位正电荷在该点所受的电场力，A正确；B．电场中某点的电场强度的方向总是跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同，与负电荷在该点所受的电场力的方向相反，B错误；C．电场中某点的场强取决于电场本身，与有无试探电荷无关，如果没有把试探电荷q放进去，这一点的电场强度不变，C错误；D．是电场强度的比值定义式，场强取决于电场本身，与试探电荷所受的电场力、电荷量均无关，因此不能认为电场强度跟电场力成正比，跟放入电场中的试探电荷的电荷量成反比，D错误。故选A。7. 1831年，法拉第发现了电磁感应现象，揭开了人类进入电气时代的序幕。如今在日常生活中我们使用着大量的电器，下列电器使用的过程中，主要工作原理是电磁感应的是（　　）A. 电磁炉 B. 洗衣机 C. 电风扇 D. 电热水器【答案】A【解析】【分析】【详解】电磁炉是利用电磁感应将电能转化为热能；洗衣机和电风扇都是利用电动机将电能转化为机械能；电热水器是利用电阻丝将电能转化为热能，故主要工作原理是电磁感应的是电磁炉，故选A。8. 如图甲所示是一火警报警器的部分电路示意图，其中R2为半导体热敏材料制成的传感器，电阻R2随温度变化的图像如图乙所示，电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器，当传感器R2所在处出现火情时，通过显示器的电流I和报警器两端的电压U的变化情况是（　　）A. I变大，U变大 B. I变大，U变小C. I变小，U变小 D. I变小，U变大【答案】C【解析】【详解】当R2处出现火情时，R2的阻值减小，电路总电阻减小，根据可知干路电流增大，则电源内电压增大，而电源电动势不变，则路端电压减小；因为干路电流增大，则R1两端电压增大，所以与R2并联的R3两端电压减小，故电流表示数I变小。故选C。9. 如图所示，金属杆ab以恒定速率v在光滑平行导轨上向右滑行，设整个电路中总电阻为R（恒定不变），整个装置置于垂直纸面向里的匀强磁场中，下列叙述不正确的是（　　）A. ab杆中的电流与速率v成正比B. 磁场作用于ab杆的安培力与速率v成正比C. 电阻R上产生热功率与速率v成正比D. 外力对ab杆做功的功率与速率v成正比【答案】CD【解析】【详解】A．由和可得A正确；B．磁场作用于ab杆的安培力为B正确；C．电阻上消耗的热功率C错误；D．外力对ab杆做功的功率为D错误。题目要求选不正确的，故选CD。10. 如图所示，K，L，M为静电场中的3个相邻的等差等势面，一带电粒子射入此静电场中后，沿abcde轨迹运动。已知K<L<M，且粒子在ab段做减速运动。下列判断正确的是（　　）A. 粒子带负电B. 粒子在a点的加速度大于在c点的加速度C. 粒子在a点与e点的速度大小相等D. 粒子在a点的电势能小于在d点的电势能【答案】CD【解析】【详解】A．因为，且带电粒子在ab段做减速运动，因此粒子带正电，A错误；B．由等势面分布情况可知，该电场与等量异种点电荷形成的电场类似，可知a点电场强度小于c点电场强度，因此粒子在a点的加速度小于在c点的加速度，B错误；C．a点和e点处在同一等势面上，因此粒子在a，e两点的动能、电势能都相等，即速度大小相等，C正确；D．b点和d点处在同一等势面上，粒子在b，d两点的电势能相等，由于带电粒子在ab段做减速运动，静电力做负功，电势能增加，则粒子在a点的电势能小于在b点和d点的电势能，D正确。故选CD。11. 如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab=Ubc，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知（   ）A. 三个等势面中，c的电势最高B. 带电质点通过P点时的电势能较Q点大C. 带电质点通过P点时的动能较Q点大D. 带电质点通过P点时的加速度较Q点大【答案】BD【解析】【分析】【详解】A．质点所受电场力与等势面垂直且指向轨迹凹侧，故电场力的方向如图所示由于质点带正电，场强方向与F相同，沿电场方向电势降低，故三个等势面中，c的电势最低，A错误；BC．若质点从P到Q，则速度方向与受力方向夹角小于90°，电场力做正功，动能增大、电势能减小，B正确，C错误；D．由可知，等差等势面间距d越小，场强E越大，质点的加速度越大，故带电质点通过P点时的加速度较Q点大，D正确。故选BD。12. 一辆电动车蓄电池的电动势为E，内阻为r，当空载的电动车以速度v在平直公路上匀速行驶时，流过电动机的电流为I，电动机线圈电阻为R，司机与电动车总重力为mg，电动车受到的阻力是总重力的k倍，忽略电动车内部的摩擦，则（　　）A. 电源输出功率EI-I2R B. 电源效率为 C. 电动机的工作电压为IR D. 电动机的输出功率为kmgv【答案】BD【解析】【分析】【详解】A．电源的输出功率为P出=EI−I2rA错误；B．电源的效率为B正确；    C．电动机的工作电压为C错误；D．电动车匀速运动，牵引力等于阻力，即F=kmg则电动机的输出功率为P出＇=kmgvD正确。故选BD。二、填空题（2小题，每空2分，共18分）13. 某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ，步骤如下：（1）用游标卡尺测量其长度如图甲所示，由图可知其长度为L=___________mm。（2）用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，由图可知其直径D=___________mm。（3）用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘示数如图丙所示，则该电阻的阻值约为___________Ω。【答案】    ①. 50.25mm    ②. 4.950mm    ③. 120【解析】【详解】（1）[1]由图示游标卡尺可知，游标卡尺是20分度的，游标卡尺的精度是0.05mm，则其示数为50mm+0.05×5m=50.25mm（2）[2]由图示螺旋测微器可知，其示数为4.5mm+45.0×0.01mm=4.950mm（3）[3]多用电表的电阻“×10”挡测电阻，由图丙所示表盘可知，电阻阻值为12×10Ω=120Ω14. 某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材：A. 被测干电池一节B. 电流表A1：量程0～0. 6A，内阻RA=0. 2ΩC. 电流表A2：量程0～3A，内阻约为0. 1ΩD. 电压表V1：量程0～3V，内阻未知E. 电压表V2：量程0～15V，内阻未知F. 滑动变阻器R1：0～10Ω，2AG. 滑动变阻器R2：0～5000Ω，1AH. 开关、导线若干伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差；在现有器材条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻．(1)在上述器材中请选择适当的器材：电流表选________，电压表选________，滑动变阻器选________．（填写器材前的序号字母）(2)实验电路图应选择下图中的________（填“甲”或“乙”）．(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U−I图像．由此可知，干电池的电动势E=________V，内电阻r=________Ω．【答案】    ①. B    ②. D    ③. F    ④. 乙    ⑤. 1.5    ⑥. 0.8【解析】【详解】(1)[1]因电源电动势为1.5V，电流较小，为了准确测量内阻，所以选择已知内阻的电流表，量程0～0.6A，内阻0.2Ω的B；[2]电压表选择量程0～3V的D；[3]由于内阻较小，滑动变阻器阻值较小有利于电表的数值变化，减小误差，故选F；(2)[4]为了准确测量内阻，电流表与电池串联，将电流表内阻等效为电源内阻，故电路图选择乙；(3)[5]由图可知，电源的电动势：[6]根据可得内电阻为：三、计算题（本题共3小题，共34分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）15. 如图所示，长为L的平行金属板水平放置，两极板带等量的异种电荷，板间形成匀强电场，一个电荷量为＋q、质量为m的带电粒子以某一初速度紧贴上板垂直于电场线的方向进入该电场，而后刚好从下板边缘射出，射出时末速度大小为v且方向恰与下板的夹角θ=30°，不计粒子重力和空气阻力，求∶（1）粒子初速度v0大小；（2）两板间的电压U；（3）两板间的距离d。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）由几何关系得，粒子初速度（2）粒子进出电场的过程中，由动能定理得解得（3）粒子运动沿电场方向粒子末速度沿电场方向分量粒子运动时间又联立解得16. 小型直流电动机（其线圈内阻为r=1Ω）与规格为“4V 4W”的小灯泡并联，再与阻值为R=5Ω的电阻串联，然后接至U=12V的电源上，如图所示，小灯泡恰好正常发光，电动机正常工作，求：(1)通过电动机的电流；(2)电动机的输出功率。【答案】(1)；(2)【解析】【详解】(1)因为小灯泡正常发光流过电阻的电流因此流过电动机的电流(2)电动机的总功率电动机热功率电动机输出功率17. 如图所示，一对平行的粗糙金属导轨固定于同一水平面上，导轨间距L＝0.2m，左端接有阻值R＝0.3Ω的电阻，右侧平滑连接一对弯曲的光滑轨道。仅在水平导轨的整个区域内存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小B＝1.0T。一根质量m＝0.2kg、电阻r＝0.1Ω的金属棒ab垂直放置于导轨上，在水平向右的恒力F作用下从静止开始运动，当金属棒通过位移x＝9m时离开磁场，在离开磁场前已达到最大速度。当金属棒离开磁场时撤去外力F，接着金属棒沿弯曲轨道上升到最大高度h＝0.8m处。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ＝0.1，导轨电阻不计，棒在运动过程中始终与导轨垂直且与导轨保持良好接触，取g＝10m/s2。求：(1)金属棒运动的最大速率v；(2)金属棒在磁场中速度为时的加速度大小；(3)金属棒在磁场区域运动过程中，电阻R上产生的焦耳热。【答案】(1)4m/s；(2)1m/s2；(3)1.5J【解析】【详解】(1)金属棒从出磁场到上升到弯曲轨道最高点，根据机械能守恒定律得解得(2)金属棒在磁场中做匀速运动时，设回路中的电流为I，根据平衡条件得，解得F＝0.6N 金属棒速度为时，设回路中的电流为I′，根据牛顿第二定律得，解得：a＝1m/s2(3)设金属棒在磁场区域运动过程中，回路中产生的焦耳热为Q，根据功能关系则电阻R上的焦耳热解得：QR＝1.5J