广东省广州市黄埔区2022-2023学年高二上学期期末教学质量监测物理试题

2022-2023学年第一学期期末教学质量监测

高二物理试题

本试卷分第一部分（选择题）和第二部分（非选择题），共100分．考试时间75分钟．

注意事项：

1．答卷前，考生务必在答题卡上用黑色字迹的钢笔或签字笔填写学校、姓名、试室号、座位号及准考证号，并用2B铅笔填涂准考证号．

2．全部答案必须在答题卡上完成，答在本试卷上无效．

3．选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑．如需要改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．不能答在试卷上．

4．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域的相应位置上；如需要改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案，改动的答案也不能超出指定的区域；不准使用铅笔、圆珠笔和涂改液．不按以上要求作答的答案无效．

5．考生必须保持答题卡的整洁，考试结束将试卷和答题卡一并交回．

第I卷选择题（共46分）

一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．

1．我国最早在战国末年就有磁铁的记载，司南（指南针）是中国古代的四大发明之一，指南针的发明为世界的航海业做出了巨大的贡献．关于磁现象，下列说法正确的是（　　）

A．地球赤道周围的磁场最强

B．在地面上放置一个指南针，指南针静止时S极所指的方向即为该处磁场方向

C．洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用规律，安培发现了磁场对电流的作用规律

D．伽利略首先引入电场线和磁感线来形象描绘电场和磁场，揭开电磁学研究的新篇章

2．某同学对电场和电路的思维方法进行了总结，以下总结正确的是（　　）

A．平行板电容器的电容，采用了比值定义法

B．多用电表采用控制变量法扩大测量电压、电流的量程

C．一个电子或质子所带电量的绝对值叫做元电荷，元电荷是一个理想化模型

D．库仑扭秤实验中通过观察悬丝扭转的角度可以比较力的大小，采用了放大法

3．如图所示为某静电除尘装置的电场线分布示意图．图中虚线是某一带电的烟尘微粒（不计重力）在电场力作用下向集尘板迁移的轨迹，a、b是轨迹上的两点，对该烟尘微粒，下列说法正确的是（　　）

A．烟尘微粒带负电

B．a点的电势大于b点的电势

C．烟尘微粒在a点的电势能小于在b点的电势能

D．烟尘微粒在a点的加速度大小等于在b点的加速度大小

4．如图所示，四个质量均为m、带电荷量均为+q的微粒a、b、c、d距离地面的高度相同，以相同的水平速度被抛出，除了a微粒没有经过电场外，其他三个微粒均经过电场强度大小为E的匀强电场（mg>qE），这四个微粒从被抛出到落地所用的时间分别是ta、tb、tc、td，不计空气阻力，则（　　）

A．tb=tc<ta=td B．tb<ta=td<tc C．ta=td<tb<tc D．tb=ta=tc=td

5．如图所示，一重力不计的带电粒子以一定的速率从a点对准圆心射入一圆形匀强磁场，恰好从b点射出，则（　　）

A．该粒子带正电 

B．增大粒子射入磁场的速率，该粒子从ab间射出

C．无论怎么改变粒子速度大小，都不会从ac的左半区域射出 

D．减小粒子射入磁场的速率，该粒子在磁场中运动时间保持不变

6．如图所示是当年法拉第实验装置示意图，两个线圈分别绕在一个铁环上，线圈A接直流电源，线圈B接灵敏电流计，下列情况不可能使电流计G产生感应电流的是（　　）

A．开关S接通的瞬间

B．开关S断开的瞬间

C．开关S接通后一段时间

D．开关S接通后，不断移动滑动变阻器滑片P时

7．某实验室中有一种污水流量计，其原理可以简化为如图所示模型：废液内含有大量正负离子，从直径为d的圆柱形容器右侧流入，左侧流出，流量值Q等于单位时间内通过横截面的液体的体积．空间有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，下列说法正确的是（　　）

A．改变污水的流速，MN两点电压不会发生变化

B．当污水中离子浓度升高时，MN两点电场强度将增大

C．仅改变污水的流速，圆柱形容器左侧流出的流量值Q不会发生变化

D．只需要测量磁感应强度B、直径d及MN两点电压U，就能够推算污水的流量

二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分．在每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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．

8．在抗击新冠病毒的过程中，广泛使用了红外体温计测量体温，如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．当体温超过37.3℃时人体才辐射红外线

B．红外体温计是依据体温计发射红外线来测体温的

C．红外线是一种电磁波，它的传播不需要空气作为媒介

D．红外体温计是依据人体温度越高，辐射的红外线强度越大来测体温的

9．两轮电动平衡车是现代人用来休闲娱乐的一种新型绿色环保的代步工具，某品牌平衡车其部分参数如表所示，其中标准里程是满电时在平坦路面以舒适速度行驶测试所得，则该电动平衡车（　　）

A．充电器的输出功率约为70W

B．充满电后在平坦路面以舒适速度能行驶1h

C．以舒适速度行驶时百公里消耗电能约为1.2kW•h

D．该电池电量从零到充满电所需的时间约为4h

10．如图，光滑水平桌面上固定一圆形光滑绝缘轨道，整个轨道处于水平向右的匀强电场中．一质量为m，带电量为q的带电小球，在轨道内做完整的圆周运动．若小球运动到B点时速度最大，运动到A点时速度大小为v，且轨道对小球的弹力大小为N．其N-v2图象如图2，则下列说法正确的是

A．圆形轨道半径为

B．小球受到的电场力大小为b

C．小球由A点运动到B点，电场力做功mb

D．当v2=b时，小球运动到B点时轨道对小球的弹力大小为6a

第Ⅱ卷（非选择题，共54分）

三、实验题（共2题，共16分）

11．（8分）在做“观察电容器的充、放电现象”的实验电路如图所示．某实验小组用如图甲所示的电路研究电容器充、放电情况及电容大小，他们用电流传感器和计算机测出电路中电流随时间变化的曲线．传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的it图像如图乙所示．

（1）（2分）实验时，根据图甲所示的电路原理图连接好电路，t0时刻把开关K掷向______端（填选“1”或“2”），对电容器进行充电；

（2）（2分）对电容器进行放电时，流过电阻R的电流方向为______；（选填“a到b”或“b到a”）

（3）（2分）如果不改变电路其他参数，只增大电阻R，放电时间将______；（填“变长”、“不变”或“变短”）

（4）（2分）图丙为电压恒为8V的电源给电容器充电时作出的电流随时间变化的It图像，某同学进行实验数据处理时，数出It图线包围的格数（满半格或超过半格的算一格，不满半格的舍去），总格数为32格，则可以计算出电容器充电完毕后的电荷量为______C，电容器的电容为______F．（计算结果均保留两位有效数字）

12.（8分）用欧姆表粗测得一圆柱复合材料的电阻约为3kΩ，某实验小组通过以下实验测量其电阻率ρ．

（1）（2分）该实验小组用刻度尺测量其长度L、螺旋测微器测量其直径D，某次直径测量结果如图所示：D=______mm；

（2）（2分）实验使用的滑动变阻器的阻值为0～20Ω，请将如图实际测量电路补充完整．

（3）（2分）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于______端（填“a”或“b”）；

（4）（2分）某次实验时，电压表的示数为U，电流表的示数为I，用实验测量的物理量L、D、U、I表示电阻率，则表达式为ρ=______．

四、计算题（共3题，合计38分）

13.（10分）如图，正方形区域ABCD中有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子(不计重力)以一定的速度沿AB边的中点M垂直于AB边射入磁场，恰好从A点射出．

已知：磁场边长为a，带电粒子的质量为m，电量为q，入射速度为v0．试求：

（1）该磁场的磁场强度B；

（2）若改变粒子的入射速度大小，恰好从D点射出，粒子的入射速度为多少？

14.（14分）在斜面上，固定一金属框，接入电动势为E的电源，电路如图．垂直框面放置一根金属棒ab，整个装置放在垂直框面向上的匀强磁场中，如图所示．

已知：倾角θ＝37°，金属框宽l＝0.25m，电动势E＝12V，金属棒的质量m＝0.2kg，它与框架间的动摩擦因数μ＝0.5，电源内阻，框架与金属棒的电阻均不计，磁感应强度B＝0.8T，g取10m/s2．(sin37°=0.6，cos37°=0.8)．试求：

（1）当金属棒ab所受摩擦阻力为零，此时回路电阻为多少？

（2）欲使金属棒静止在框架上，滑动变阻器R的阻值范围是什么？

15.（14分）为研究一均匀带正电球体A周围静电场的性质，某同学在干燥的环境中先将球A放在一灵敏电子秤的绝缘托盘上，如图（a）所示，此时电子秤的示数为N1；再将另小球B用绝缘细线悬挂在一绝缘支架上，使其位于球A的正上方点P，电子秤稳定时的示数减小为N2．缓慢拉动绝缘细线，使质量为m的小球B从点P沿竖直方向逐步上升到点Q，用刻度尺测出点P正上方不同位置到点P的距离x，并采取上述方法确定该位置对应的场强E，然后作出Ex图像，如图（b）所示，x轴上每小格代表的距离均为x0，已知绝缘细线上点M和点Q到点P的距离分别为5x0和10x0，小球B所带电量为-q，且q远小于球A所带的电量，球A与球B之间的距离远大于两球的半径，忽略空气阻力的影响，已知重力加速度为g．

（1）求图（b）中E0的值及点M处，由球A所激发的电场的场强大小．

（2）小球B位于点M时，电子秤的示数应为多大？

（3）实验过程中，当小球B位于点Q时，剪掉细线，小球B将由静止开始运动，估算小球

B落回到点P时动能的大小．

图（a） 图（b）

参考答案：

1．C

【解析】A．地球的磁场是在两极处最强，赤道附近是最弱的，A错误；

B．在地面上放置一个指南针，指南针静止时N极所指的方向即为该处磁场方向，B错误；

C．洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用规律，安培发现了磁场对电流的作用规律，C正确；

D．法拉第首先引入电场线和磁感线来形象描绘电场和磁场，揭开电磁学研究的新篇章，D错误。

故选C。

2．D

【解析】A．是平行板电容器的电容的决定式，只有定义式才采用了比值定义法，故A错误；

B．把表头改装成大量程的电流表或电压表时，采用了等效替代法，故B错误；

C．一个电子或质子所带电量的绝对值叫做元电荷，元电荷是自然界真实存在的最小电荷量，不是理想化模型，故C错误；

D．库仑扭秤实验中通过观察悬丝扭转的角度可以比较力的大小，采用了放大法，故D正确。

故选D。

3．A

【解析】A．烟尘微粒运动过程中受到的电场力指向轨迹凹的一侧，并与场强平行，由此判断，烟尘微粒受到的电场力与场强方向相反，因此烟尘微粒一定带负电，A正确；

B．沿着电场线方向，电势是降低的，所以a点电势较小，B错误；

C．烟尘微粒从a点运动到b点的过程中电场力做正功电势能减小，故烟尘微粒在a点的电势能大于在b点的电势能，C错误；

D．电场线的疏密表示电场的强弱，由图可知a点的场强大于b点的场强，由

可知电荷在a点所受电场力大，所以烟尘微粒在a点的加速度大小大于在b点的加速度大小，D错误；

故选A。

4．B

【解析】设四个微粒抛出时距地面的高度为h，微粒、在竖直方向均做自由落体运动，由

可得落地时间为

微粒受电场力向下，做类平抛运动，微粒受电场力向上，但由于重力较大，仍做类平抛运动，由牛顿第二定律分别可得

类比微粒a可得，落地时间分别为

对比可得

故选B。

5．C

【解析】A．粒子从a点射入从b点射出，则由左手定则可确定出粒子带负电，A错误；

B．粒子在磁场中洛伦兹力提供向心力，做匀速圆周运动。根据牛顿第二定律得

解得

由于带电粒子们的B、q、m均相同，所以r与v成正比。因此当速率增大时，粒子将从bc间射出。B错误；

C．由于粒子带负电，在洛伦兹力的作用下一定是向右偏转的，因此是不可能从ac的左半区域射出，C正确；

D．由周期公式得

由于带电粒子们的B、q、m均相同，所以T均相同。当曲率半径变大时，则运动圆弧对应的圆心角变小，则运动时间变短，D错误。

故选C。

6．C

【解析】AB．将开关S接通或断开的瞬间，磁场由无到有，磁场由有到无，通过线圈B的磁通量发生变化，线圈B中产生感应电流，故AB正确，不符合题意；

C．开关S接通一段时间之后，磁场不变，通过线圈B的磁通量不发生变化，线圈B中不能产生感应电流，故C错误，符合题意；

D．开关S接通后，改变滑动变阻器滑动头的位置时，A线圈电流发生变化，磁场变化，通过线圈B的磁通量发生变化，线圈B中产生感应电流，故D正确，不符合题意；

故选C。

7．D

【解析】AB．当电磁流量计中的流量稳定时污水中的粒子在圆柱中做匀速直线运动，粒子所受的电场力和洛伦兹力平衡，即

解得

由以上结果可知，污水中离子浓度对MN两点间电压无影响，对MN两点间的电场强度也没有影响；污水流速增大时，MN两点电压U增大。故AB错误；

CD．流量值Q等于单位时间通过横截面的液体的体积，即

需要测量磁感应强度B、直径d及MN两点电压U的值才能推算污水的流量。故C错误，D正确。

故选D。

8．CD

【解析】无论人体温度高低都会辐射红外线，且体温较低时辐射的红外线较弱，体温较高时辐射的红外线较强，红外体温计就是依据上述规律通过感知人体发射的红外线的强度来测人的体温的；红外线是一种电磁波。故AB错误， CD正确。

故选CD。

9．ACD

【解析】A．1100mA=1.1A，充电器的输出功率

故A正确；

B．满电时在平坦路面以舒适速度行驶的标准里程为22km，舒适速度为15km/h，则满电后以舒适速度能行驶

故B错误；

C．由表格内的数据可知，电池的容量是，充电的电压为63V，则充电消耗的电能

满电时在平坦路面以舒适速度行驶的标准里程为22km，所以以舒适速度行驶时百公里耗电能约

故C正确；

D．由表格内的数据可知，电池的容量是，即

充电器输出电流为

所以充电的时间为

故D正确；

故选ACD。

10．AD

【解析】AC．对A点处的小球受力分析，由牛顿第二定律可得：，则：；所以N-v2图象的斜率、图象的截距，解得：匀强电场电场强度、圆形轨道半径；因为，故F=qE=a．故A项正确，B项错误．

C．小球运动到B点速度最大，说明A到B电场力做正功，小球带正电，W=Fs=qE2R．又因为，W=qE2R=2mb，故C错误．

D．当v2=b时，小球恰过A点，则：；对小球从A到B过程，应用动能定理得：；小球在B点时，对小球受力分析，由牛顿第二定律可得：；联立解得：当v2=b时，小球运动到B点时轨道对小球的弹力．故D项正确．

11．   （1）1   （2） 由a 到b   （3）变长    （4）    

【解析】（1）要对电容充电，需要把电容跟电源连接起来，故t=0时刻把开关K掷向1；

（2）电容器充电时上极板接电源正极，故上极板带正电荷，放电时上极板正电荷通过电阻流向下极板，故流过电阻R的电流方向为由a到b。

（3）根据电流的定义式

可得

如果不改变电路其他参数，只增大电阻R，则放电电流将减小，由上式可知放电时间将变长。

（4）根据图像的面积表示电容器充电完毕后的电荷量，由图知，每小格代表的电荷量为

数出图线包围的格数，满半格或超过半格的算一格，不满半格的舍去，数得格数为32格，则电容器充电完毕后的电荷量为

根据电容的定义知，电容器的电容为

12．    （1）6.700     （2）    （3）a     （4）

【解析】（1）由图可得，其直径D为

（2）因为待测电阻约为3千欧，则电流表应该内接，且滑动变阻器应该采用分压式接法，故电路链接如图

（3）闭合开关前，应该让待测电阻两端分的电压为零，即滑动变阻器的滑片应置于a (左)端；

（4）因为0~0.6A的电流表的精确度为0.02A，所以图丁所示电流表读数为

由电阻定律得

其中

联立解得

13．（1）4mv0/(aq) （2）5v0

【解析】（1）带电粒子在磁场运动的轨道半径  （1分）

根据洛伦兹力提供向心力有：        （2分）

联立解得：         （1分）

（2）粒子在磁场中的运动轨迹如图所示：        

根据几何关系有：                    （1分）

解得：                                    （1分）

R为粒子的轨道半径

根据洛伦兹力提供向心力有：                            （2分）

联立解得：    v=5v0（2分）

14．（1）2Ω；（2）

【解析】（1）金属棒当摩擦力为零时ab 受力如图所示：

根据受力平衡有：       （1分）

且                        （1分）

                            （1分）

联立几个等式有回路电阻   （1分）

（2）当回路电阻发生变化，金属棒ab 的运动趋势将发生变化

I 当摩擦力沿斜面向上有：

根据受力平衡有：                            （1分）

且 

                                                 （2分）

联立几个等式有回路电阻

带入数据得：                                       （1分）

II 当摩擦力沿斜面向下有：

根据受力平衡有：                                  （1分）

且 

                                                       （2分）

可得：

代入数据得：                                            （1分）

欲使金属棒静止在框架上，滑动变阻器R的阻值范围是  （2分）

15．（1）；（2）；（3）

【解析】（1）小球B位于P点时，所受电场力为

故小球A在P点激发的电场场强大小为

由图像可知球A在M点所激发的电场的场强大小约为，故M点的场强大小为

（2）小球B在M在所受电场力为

故此时电子秤的示数应为

（3）由图可知，每一个小正方形的面积所代表的电势差为

在之间这一段图线与轴所围成的面积等于P、Q两点的电势差，查得上述图形中，小正方形数约29（26~32）个，故P、Q间电势差为

设小球运动到P点时的动能为，对于小球B从Q点运动到P点的过程，根据动能定理有

解得