2022-2023学年天津市第二十五中学高二上学期期末阶段测试物理试题含解析

这是一份2022-2023学年天津市第二十五中学高二上学期期末阶段测试物理试题含解析，共25页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

第I卷（选择题）
一、单选题（共11题，每题4分，共44分）
1. 关于静电场的有关描述，以下说法正确的是（ ）
A. 根据库仑定律可知，当r→0时，库仑力F→∞
B. 由可知电场中某点的电场强度E与F成正比，与试探电荷电量q成反比
C. 由可知，匀强电场中的任意两点a、b间的距离越大，则两点间的电势差也一定越大
D. 根据电势差的定义式可知，带电荷量为1C的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1J，则A、B两点间的电势差为
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据库仑定律
可知，此公式适用于点电荷之间的相互作用，当r→0时，电荷不能看成点电荷，此时库仑定律不适用，故A错误；
B．此公式为电场强度的定义式，电场中某点的电场强度只与场源电荷有关，与F和q无关，故B错误；
C．由公式
可知，d为沿电场线方向的距离，故在匀强电场中，若沿电场线方向两点a、b间的距离越大，则两点间的电势差越大；在匀强电场中，若ab连线不是沿电场线方向，则两点a、b间的距离越大，点间的电势差不一定越大，故C错误；
D．根据电势差的定义式
可知，带电荷量为1C的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1J，则
故A、B两点间的电势差为，故D正确。
故选D。
2. 图中分别标出了在匀强磁场中的通电直导线的电流I，磁场的磁感应强度B和所受磁场力F的方向，其中正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据左手定则的内容：伸开左手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向，可得：
A．电流与磁场方向平行，没有安培力，故A错误；
B．根据左手定则可知，安培力的方向是垂直导体棒向下的，故B正确；
C．根据左手定则可知，安培力的方向是垂直导体棒向下的，故C错误；
D．电流与磁场方向平行，没有安培力，故D错误。
故选B。
3. 两个可视为质点的相同金属小球，两球电荷的电性相反且电荷量绝对值之比为，它们相距r时，彼此间存在库仑力，其大小为F；若将两球充分接触后，再让它们相距，则它们之间（ ）
A. 库仑力大小为，相互吸引B. 库仑力大小为，相互排斥
C. 库仑力大小为，相互吸引D. 库仑力大小为，相互排斥
【答案】B
【解析】
【详解】依题意可知两球带异种电荷，可设为和，当它们相距时，可得库仑力大小
若将两球充分接触后，各自带电量变为，同种电荷相互排斥，再让它们相距，则它们之间的库仑力大小为
故选B。
4. 如图所示，某同学将一小段通电直导线垂直于磁场方向放入匀强磁场中，下列说法正确的是（ ）
A. 由可知，B与F成正比、与成反
B. 磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定，其大小和方向是唯一确定的，与是否放入通电导线无关
C. 导线所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向
D. 若导线放置时与磁场线平行，则该导线仍受到磁场力的作用
【答案】B
【解析】
【详解】AB．磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定，其大小和方向是唯一确定的，与是否放入通电导线无关，则B与F、无关，故A错误，B正确；
C．导线所受磁场力的方向与该处磁感应强度的方向垂直，故C错误；
D．若导线放置时与磁场线平行，导线所受磁场力为零，故D错误。
故选B。
5. 如图所示，P、Q是两个电荷量相等的异种电荷，其中电荷P带正电，在其电场中有a、b、c三点，a、b、c三点位于平行P、Q连线的直线上，b点在P、Q连线的中垂线上，。下列说法正确的是（ ）
A. a、c两点电势相等
B. 电子在a点电势能小于在c点的电势能
C. a、c两点电场强度相同
D. 电子沿abc连线从a点移动到c点过程电场力做正功
【答案】B
【解析】
【详解】P、Q是两个电荷量相等的异种电荷，画出等势面和电场线，如图所示
A．沿着电场线，电势逐渐降低，可知
故A错误；
B．由于，电子带负电，而负电荷在电势高处电势能小，在电势低处电势能大，所以电子在a点的电势能小于在c点的电势能，故B正确；
C．电场线的疏密程度反映电场强度的大小，a、c两处与b处电场线的疏密程度相同，场强大小相等，但场强方向不同，所以电场强度不同，故C错误；
D．电子沿abc连线从a点移到c点过程中，电势降低，电势能增加，电场力做负功，故D错误。
故选B。
6. 如图所示，在直角三角形所在的平面内有匀强电场，其中A点电势为0 V，B点电势为3 V，C点电势为6 V。已知∠ACB=30°，AB边长为m，D为AC的中点。则（ ）
A. 匀强电场场强大小为2 N/C
B. 匀强电场场强大小为 N/C
C. 匀强电场场强方向为垂直BC向上
D. 匀强电场场强方向为垂直AB向左
【答案】A
【解析】
【详解】CD．A点电势为0 V，B点电势为3 V，C点电势为6 V，则D点电势为3V，BD为等势线，则场强方向垂直BD斜向上，选项CD错误；
AB．场强大小为
选项A正确，B错误。
故选A。
7. 喷墨打印机的简化模型如图所示。重力可忽略的墨汁微滴，经带电室带负电后，以速度v垂直匀强电场飞入极板间，最终打在纸上。则微滴在极板间电场中（ ）
A. 向负极板偏转B. 电势能逐渐增大
C. 运动轨迹是直线D. 运动轨迹与电荷量有关
【答案】D
【解析】
【详解】A．由于墨汁微滴带负电，所以墨汁微滴向正极板偏转，故AC错误；
B．墨汁微滴向正极板偏转，电场力对其做正功，电势能减少，故B错误；
CD．根据题意可知，由于墨汁微滴带负电，则进入电场之后做类平抛运动，向正极板偏转，设极板长为,极板间电压为，极板间距离为，则水平方向上有
竖直方向上有
，，
整理可得
可知，运动轨迹与电荷量有关，故C错误，D正确。
故选D。
8. 在如图所示的电路中，电源内阻忽略不计。当滑动变阻器的滑片P向a端滑动时（ ）
A. 流过电源的总电流减小B. R1消耗的功率增大
C. 电源总功率增大D. 电源输出功率增大
【答案】A
【解析】
【详解】A．当滑动变阻器的滑片P向a端滑动时，滑动变阻器接入电路中的电阻增大，电路总电阻增大，由闭合电路欧姆定律可知，总电流减小，故A正确；
B．由于电源内阻忽略不计，则R1两端电压始终为电源电动势即不变，所以R1消耗的功率不变，故B错误；
C．由于电路中总电流减小，由P=IE可知，电源总功率减小，故C错误；
D．由于电源内阻忽略不计，电源的输出功率即为总功率，则电源总功率减小，则输出功率减小，故D错误。
故选A
9. 如图，通有恒定电流的固定直导线附近有一圆形线圈，导线与线圈置于同一光滑水平面。若增大导线中的电流强度，线圈内产生（ ）
A. 逆时针电流，且有收缩趋势
B. 逆时针电流，且有膨胀趋势
C. 顺时针电流，且有收缩趋势
D. 顺时针电流，且有膨胀趋势
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】当导线中电流强度增大，导线将产生的磁场增强，使得穿过线框的磁通量增大，从而产生感应电流阻碍磁通量的增大，依据右手螺旋定则可知，穿过线圈的磁通量向下（俯视），再由楞次定律的“增反减同”可知，线圈中产生逆时针方向感应电流，为阻碍磁通量的增大，则线圈有收缩趋势；故选A。
10. 根据法拉第电磁感应定律，下列说法正确的是（ ）
A. 穿过回路的磁通量越大，回路中的感应电动势也越大
B. 磁通量的变化量越大，回路中的感应电动势越大
C. 穿过回路的磁通量的变化率为0，回路中的感应电动势一定为0
D. 某一时刻穿过回路的磁通量为0，回路中的感应电动势一定为0
【答案】C
【解析】
【详解】根据法拉第电磁感应定律可知，回路中感应电动势正比于磁通量的变化率，与某时刻磁通量大小及其变化量大小无直接关系。
故选C。
11. 如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中，有一水平放置的U形导轨，导轨左端连接一阻值为R的电阻，导轨电阻不计。导轨间距为L，在导轨上垂直放置根金属棒MN，与导轨接触良好，电阻为r，用外力拉着金属棒向右以速度v做匀速动。则导体棒运动过程中（ ）
A. 金属棒中的电流方向为由M到N
B. 电阻R两端的电压为
C. 电路中电流大小为
D. 金属棒受到的安培力大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A．由右手定则判断得知金属棒中的电流方向为由到，故A错误；
BC．产生的感应电动势为
回路中的感应电流大小为
则电阻两端的电压为
故BC错误；
D．金属棒受到的安培力大小为
故D正确。
故选D。
二、多选题（共5题，每题4分，共20分）
12. 一个电荷量为的带正电点电荷在电场力作用下从电场中的A点移到B点时，电场力做的功，那么（ ）
A. 电荷在B处时具有的电势能一定等于
B. 从A点移到B点，电荷的电势能减少了
C. A点的电势比B点电势高200V
D. A点的电势比B点电势低200V
【答案】BC
【解析】
【详解】A．电势具有相对性，若零电势能面不确定，B点电势能就不确定，故A错误；
B．根据
得
从A点移到B点，电荷的电势能减少了，故B正确；
CD．根据
A点的电势比B点电势高200V，故C正确，D错误。
故选BC。
13. 如图所示，平行板电容器两极板A、B接在电池两极，一带负电的小球悬挂在电容器内部，闭合S，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ，下列说法正确的是（ ）
A. 保持S闭合，将A板远离B板，则θ变小
B. 保持S闭合，将A板向B板靠近，则θ不变
C. 断开S，略向下移动A板，则θ增大
D. 断开S，略向上移动A板，则θ不变
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．保持S闭合，两板间电势差不变，由
，
将A板远离B板，电场强度减小，电场力减小，则θ变小；将A板向B板靠近，电场强度增大，电场力增大，则θ增大，A正确，B错误；
C．断开S，两板电荷量不变，由
， ，
略向下或向上移动A板，两板正对面积减小，电容减小，两板电势差增大，电场强度增大，电场力增大，则θ增大。C正确，D错误。
故选AC。
14. 如图所示，甲是回旋加速器，乙是磁流体发电机，丙是速度选择器，丁是霍尔元件，下列说法正确的是（ ）
A. 甲图要增大粒子的最大动能，可增加电压
B. 乙图可判断出B极板是发电机的正极
C. 丙图可以判断出带电粒子的电性，粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是
D. 丁图中若载流子带负电，稳定时D板电势高
【答案】BD
【解析】
【详解】A．根据
可得
结合，可知粒子的最大动能为
粒子最大动能与加速电压无关，要增大粒子的最大动能，可增大磁感应强度B和金属盒半径R，故A错误；
B．根据左手定则，可知正电荷向B极板偏转，则B极板是发电机的正极，故B正确；
C．速度选择器选择的是带电粒子的速度，但丙图无法判断出带电粒子的电性，根据
可得粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是
故C错误；
D．根据左手定则可知，带负电载流子受到洛伦兹力方向向左，即向C板偏转，故稳定时D板电势高，故D正确。
故选BD。
15. 如图，空间中同时存在着水平向右的匀强电场和水平方向的匀强磁场，磁场方向与电场方向垂直。一带电微粒在该区域刚好能沿直线ab向上运动，则微粒（ ）
A. 带正电B. 做匀速直线运动
C. 在运动过程中电势能减少D. 在运动过程中机械能减少
【答案】BC
【解析】
【详解】B．因为带电微粒受到重力、电场力以及洛伦兹力的作用做直线运动，所以带电微粒一定做匀速直线运动，故B正确；
ACD．小带电微粒的受力示意图如图所示
根据受力可知，带电微粒的电场力和电场线方向相反，所以带电微粒带负电，由于带电微粒运动过程中电场力对带电微粒做正功，所以电势能减小，带电微粒运动过程中动能不变，重力势能变大，所以机械能增加，故C正确，AD错误。
故选BC。
16. 如图1所示，10匝铜导线制成的线圈两端M、N与一理想电压表相连，线圈内磁场方向垂直纸面向里，线圈中磁通量的变化规律如图2所示，下列说法正确的是（ ）
A. 电压表的正接线柱接线圈的N端
B. 线圈中磁通量的变化量为1.5Wb
C. 线圈中磁通量的变化率为0.5Wb/s
D. 电压表的示数为5V
【答案】CD
【解析】
【详解】A．由楞次定律可知，感应电流的方向为逆时针，则M端比N端的电势高，所以电压表“+”接线柱接M端，选项A错误；
B．磁通量的变化需要时间，由于未说明变化时间，选项B错误；
C．磁通量的变化率为
选项C正确；
D．根据法拉第电磁感应定律，有
所以电压表的示数为5 V，选项D正确。
故选CD。
三、实验题（每题4分，共16分）
17. 有一合金制成的圆柱体。为测量该合金的电阻率，现用伏安法测量圆柱体两端的电阻，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度，螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲和乙所示。流经圆柱体的电流为，圆柱体两端的电压为，圆柱体的直径和长度分别用D、表示，则（ ）
A. 圆柱体直径为B. 圆柱体的直径为
C. 圆柱体的长度为D. 该合金的电阻率为
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．圆柱体的直径为
故A正确，B错误；
C．圆柱体的长度为
故C正确；
D．根据欧姆定律可得圆柱体的电阻为
根据电阻定律可得
联立解得该合金的电阻率为
故D错误。
故选AC。
18. 在“测定金属的电阻率”的实验中，以下操作中错误的是（ ）
A. 用米尺测量金属丝的全长，且测量三次，算出其平均值，然后再将金属丝接入电路中
B. 用伏安法测电阻时，采用电流表内接法，多次测量后算出平均值
C. 用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值
D. 实验中应保持金属丝的温度大致保持不变
【答案】AB
【解析】
【详解】A．先将金属丝接入电路，然后用米尺测量接入电路中的金属丝的全长，且测量三次，算出其平均值，选项A错误；
B．用伏安法测电阻时，因为待测电阻较小，故采用电流表外接法，选项B错误；
C．用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值，选项C正确；
D．因为温度对金属丝电阻有影响，实验中应保持金属丝的温度大致保持不变，选项D正确。
此题选择错误的选项，故选AB。
19. 用如图甲所示的电路来测量电池电动势和内阻，根据测得的数据作出了如图乙所示的图线，由图乙可知（ ）
A. 电池电动势的测量值是1.40 V
B. 电池内阻的测量值是
C. 外电路发生短路时的电流为0.40 A
D. 电动势的测量值小于其真实值，内电阻的测量值小于其真实值
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．根据闭合电路的欧姆定律有
可得
可知图像的纵轴截距等于电动势，则有
图像的斜率绝对值等于内阻，则有
故A正确，B错误；
C．外电路发生短路时的电流为
故C错误；
D．根据电路图可知误差来源于电压表的分流，设电压表内阻为，根据欧姆定律可得
可得
可知图像的纵轴截距为
可得
图像的斜率绝对值为
可得
故D正确。
故选AD。
20. 小杜家里新装修时使用了一批照明卤钨灯泡，如图a所示。小杜利用多用电表测量该灯泡的电阻，以下操作不正确的是（ ）
A. 小杜选好“×100”，红黑表笔短接后指针位置如图b所示，则他应该调节“S”进行调零
B. 调零后，用红黑表笔分别接触灯泡的两脚，发现指针偏角太小，则需要更换“×1k”挡位
C. 每次换挡后不需重新进行欧姆调零
D. 正确选择挡位后，指针位置如图c所示，则该灯泡电阻为220Ω
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．红、黑表笔短接后指针没有满偏，说明需要欧姆调零，即调节“T”旋钮，故A错误；
B．测量时，发现指针偏角太小，说明待测电阻阻值较大，倍率选小了，需要更换“×1k”进行测量，故B正确；
C．每次更换挡位都需再次调节“T”进行欧姆调零，故C错误；
D．根据多用电表读数方法可知测量结果为
故D错误。
故选ACD。
四、解答题（每题10分，共20分）
21. 电子自静止开始经电压为U的M，N板间的电场加速后从A 点垂直于磁场边界射入宽度为d、方向垂直纸面向里的匀强磁场中做匀速圆周运动，电子离开磁场时的速度方向与水平方向的夹角30°，如图所示。（已知电子的质量为m，电量为e）。求：
（1）电子进入磁场时的速度大小；
（2）求磁感应强度大小及电子在磁场中运动的时间。
（3）若改变磁场的大小，让电子恰好不从磁场右边界飞出，求此时的磁感应强度大小。
【答案】（1）；（2）；；（3）
【解析】
【详解】（1）电子在电场中被加速，则
解得
（2）由几何关系可知，电子在磁场中运动半径
根据
解得

电子在磁场中运动的周期
电子在磁场中运动的时间

（3）电子运动轨迹与磁场右边界相切时恰好不从右边界射出磁场，其轨道半径
r′=d
由牛顿第二定律得
解得
22. 如图所示，在水平面上有两个根相距足够长的光滑平面金属导轨、。它们的电阻可忽略不计，在和之间接有阻值为的定值电阻，与俩导轨垂直放置的导体棒的质量，电阻.与导轨接触良好，整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度。现用的拉力使导体棒向右做加速直线运动。求：
（1）中的感应电流方向；
（2）当时，两端的电势差；
（3）当速度达到最大后，撤去拉力，导体棒在减速至静止过程中，电阻上产生的焦耳热。
【答案】（1）由流向；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据右手定则可知，导体棒中的感应电流方向由流向。
（2）当时，导体棒产生的电动势为
回路中的电流为
两端的电势差即为外电压，则有
（3）当速度达到最大时，导体棒受力平衡，则有
又
，，
联立解得
撤去拉力，导体棒在减速至静止过程中，根据能量守恒可得回路中产生的总焦耳热为
电阻上产生的焦耳热为