2022-2023学年内蒙古赤峰市红山区高二（上）期末物理试卷（含解析）

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2022-2023学年内蒙古赤峰市红山区高二（上）期末物理试卷1.  在物理学的重大发现中，科学家们创造出了许多物理学研究方法，如控制变量法、等效法、类比法、理想模型法、微元法等，以下关于所用物理学研究方法的叙述正确的是(    )A. 在探究电阻与材料、长度和横截面积三者之间的关系时，应用了控制变量法
B. 在研究带电体时，满足一定条件可以把带电体看成点电荷，这利用了等效法
C. 在研究电场时，常用电场线来描述真实的电场，用的是理想模型法
D. 在电路中，用几个合适的小电阻串联来代替一个大电阻，这利用了类比法2.  有两个完全一样的金属小球A、B，带电量、，固定于相距为r的两点上，A、B间作用力为F。用一带绝缘柄的不带电的并且与A、B等大的金属球 C先去接触 A，再同 B接触，最后移去 C，则此时 A、B间作用力为(    )A.  B.  C.  D. 3.  如图所示，小磁针放置在螺线管水平中心轴线的P点上，开关S闭合，小磁针静止时N极所指的方向(    )
 A. 竖直向上 B. 竖直向下 C. 水平向右 D. 水平向左4.  电荷在磁场中运动时受到洛仑兹力的方向如图所示，其中正确的是(    )A.  B.  C.  D. 5.  如图所示，、为定值电阻，L为小灯泡，为光敏电阻阻值随所受照射光强度的增大而减小。当照射光强度降低时(    )
A. 小灯泡变暗 B. 电压表的示数变大
C. 电路的总电阻变小 D. 电源内阻消耗的功率变大6.  如图所示，平行板电容器的极板A与一静电计相接，极板B接地，若极板B稍向上移动一点，由观察到的静电计的指针变化，作出平行板电容器的电容变小的结论，其依据是(    )
A. 两极板间的电压不变，极板上的电量变小
B. 两极板间的电压不变，极板上的电量变大
C. 极板上的电量几乎不变，两极板间的电压变小
D. 极板上的电量几乎不变，两极板间的电压变大7.  如图所示，将一个小电动机接在电路中。正常工作和将电动机短时间卡住时，测得电动机两端的电压和流过电动机的电流如下表所示。下列说法正确的是(    ) 电压电流扇叶被卡住短时间正常工作时 
 A. 电动机线圈电阻为
B. 正常工作时，电动机消耗的电功率
C. 正常工作时，电动机发热的功率
D. 正常工作时，电动机对外做功的功率8.  1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖．若一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列说法中正确的是(    )
 A. 该束带电粒子带负电
B. 速度选择器的极板带负电
C. 在磁场中运动半径越大的粒子，质量越大
D. 在磁场中运动半径越大的粒子，比荷越小9.  电子枪常用于产生并形成高速，聚束的电子流，去轰击荧光屏使之发光。如图所示是电子枪的部分原理图，阴极发射的电子在强电场的作用下从阴极飞向阳极，虚线是其中一个电子的运动路线，实线是电场线，A、B、C是电场中的三个点，下列说法正确的是(    )
A. 电子在A点的机械能比B点的大 B. C点的电势比A点高
C. 电子从A运动到B的过程电势能增大 D. 从A到B电子受的电场力不断增大10.  把一段通电导体放在磁场中，则导体(    )A. 在某处不受磁场力作用，该处磁感应强度不一定为零
B. 受到的安培力的方向跟磁感应强度的方向垂直，但不一定跟电流方向垂直
C. 受到的安培力的方向不仅跟电流的方向垂直，而且也跟磁感应强度方向垂直
D. 放在磁感应强度越大的位置，它受到的安培力也一定越大11.  在探究电磁感应现象的实验中，用导线将螺线管与灵敏电流计相连，构成闭合电路，下图所示在下列情况中，灵敏电流计指针发生偏转的是(    )
A. 螺线管不动，将磁铁向螺线管中插入 B. 螺线管不动，将磁铁从螺线管中抽出
C. 磁铁放在螺线管里不动 D. 磁铁不动，将螺线管上下移动12.  充电后的平行板电容器中电场可视为匀强电场，两个带电粒子a，不计相互作用力和自身重力，同时从同一位置垂直电场飞入平行板电容器，并同时打在下极板或飞出极板区域，在电容器的轨迹如图所示，其中粒子b刚好从下极板右边缘飞出，由此判断(    )A. 两个粒子都带负电 B. 两个粒子的比荷相同
C. 两个粒子具有相同的初速度 D. 两个粒子的动能增量一定相等13.  实验室要测量一金属棒的电阻率：

多选先用多用电表欧姆挡粗测金属棒阻值，下列关于用多用表欧姆挡测电阻的说法中正确的是______
A.测量电阻时如果指针偏转角度过大，应将选择开关S拨至倍率较小的挡位，重新欧姆调零后测量；
B.测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，会影响测量结果；
C.测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开；
D.测量电阻时不要用手接触表笔的金属杆
用多用电表粗测金属棒电阻约为；为了精确测定金属棒阻值，除待测金属棒外，实验室还备有如下实验器材：
A.电流表内阻、满偏电流
B.电流表内阻约为、量程为
C.定值电阻
D.滑动变阻器、
E.干电池组、
F.一个开关和导线若干
G.螺旋测微器
①如图，用螺旋测微器测金属棒直径为______ mm；
②实验中需要改装电压表，应选用电流表______ 填“”或“”，改装后压表量程为______ 。
③请根据提供的器材，设计一个实验电路，将电路图画在方框内并标明器材代号，要求尽可能多测几组数据，精确测量金属棒的阻值。
④若实验测得电流表示数为，电流表示数为，则金属棒电阻的表达式为______ 用、、、表示14.  在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻”的实验中备有如下器材：
A.干电池1节电动势约为，内阻约为；
B.电压表内阻约为
C.电流表内阻约为
D.滑动变阻器
E.滑动变阻器
F.开关、导线若干
为减小实验误差和方便操作，连接图甲所示电路进行实验。实验中滑动变阻器应选用______ 填“”或“”。

在实验中测得多组电压和电流值，得到如图乙所示的图线，由图可较准确地求出该电源电动势______ V；内阻______ 。结果均保留1位小数15.  有一个带电荷量为的点电荷，从某电场中的A点移到B点，电荷克服电场力做的功，从B点移到C点，电场力对电荷做的功。
求AB、AC间的电势差；
若以C为零电势点，求A点和B点的电势。16.  如图甲所示，在倾角为的光滑斜面上水平放置一根长为的金属杆PQ，两端以很软的导线通入1A的电流。斜面及金属杆处在竖直向上的匀强磁场中，当磁感应强度时，PQ恰好处于平衡状态。
在图乙中画出金属杆受力的示意图；
求金属杆PQ受到的安培力的大小；
求金属杆PQ的质量。
17.  如图所示，平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第象限在之间的区域内存在垂直于平面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为的带电粒子以初速度从y轴上点沿x轴正方向开始运动，经过电场后从x轴上的点进入磁场，粒子恰能从磁场的下边界离开磁场。不计粒子重力。求：
粒子在Q点速度的大小v和v与x轴正方向的夹角；
匀强磁场磁感应强度大小B；
求粒子从P点开始运动到射出磁场所用的时间。
答案和解析 1.【答案】A 【解析】解：A、在探究电阻与材料、长度和横截面积三者之间的关系时应用了控制变量法，故A正确；
B、带电体满足一定条件可以把带电体当作点电荷，这利用了建立理想模型法，故B错误；
C、在研究电场时，常用电场线来描述真实的电场，用的是假设法，故C错误；
D、在电路中，用几个合适的小电阻串联来代替一个大电阻，这利用了等效法，故D错误；
故选：A。
在研究多个量之间的关系时，常常要控制某些物理量不变，即控制变量．
点电荷是实际物体在一定条件下的科学抽象，是采用了建立理想化的物理模型的方法；
在研究电场时，常用人为假设的电场线来描述真实的电场，这用的是假设法．
在电路中，用几个合适的小电阻串联来代替一个大电阻，这利用了等效法．
在高中物理学习中，我们会遇到多种不同的物理分析方法，这些方法对我们理解物理有很大的帮助；故在理解概念和规律的基础上，更要注意科学方法的积累与学习．
 2.【答案】D 【解析】解：由库仑定律得：，带绝缘柄的不带电的金属球C接触A、B之后，C与A接触后电荷平分，然后C与B球接触先中和再平分，故A、B最后所带的电荷量为，再次由库仑定律得，代入解得，故ABC错误，D正确。
故选：D。
求出不带电的金属球 C接触A、B之后A、B球所带的电荷量，然后根据库仑定律即可求解。
本题考查库仑定律与电荷守恒定律。注意完全相同的小球接触后电荷均分思想。
 3.【答案】D 【解析】解：根据安培定则可以判断通电螺线管左则为N极，右侧为S极，因此左侧小磁针静止时N极水平指向左侧，故ABC错误，D正确。
故选：D。
利用安培定则判断通电螺线管周围磁场方向，然后根据磁场方向的定义即可判断小磁针静止时N极的指向。
本题考查安培定则的应用，要注意明确小磁针静止的方向为磁感线的方向，也可以直接根据磁极间的相互作用分析小磁针的指向。
 4.【答案】C 【解析】解：A、由图示可知，电荷速度方向与磁场方向平行，电荷不受洛伦兹力作用，故A错误；
B、由左手定则可知，电荷所受洛伦兹力方向竖直向下，故B错误；
C、由左手定则可知，电荷所受洛伦兹力竖直向下，故C正确；
D、由左手定则可知，电荷所受洛伦兹力方向垂直于纸面向外，故D错误；
故选：C。
已知磁场方向与电荷速度方向，由左手定则可以判断出电荷所受洛伦兹力的方向．
熟练应用左手定则即可正确解题；应用左手定则时要注意，电荷的正负．
 5.【答案】A 【解析】解：当照射光强度降低时，阻值增大，电路总电阻增大，总电流变小，上的电压变小，即电压表读数变小，电源内阻以及上的电压之和变小，则的并联支路的电压增大，的电流增大，则灯泡L的电流变小，灯泡变暗；根据可知电源内阻消耗的功率变小，故A正确，BCD错误。
故选：A。
由光敏电阻的性质分析电路中电阻的变化，由闭合电路欧姆定律可得出电路中总电流的变化，由欧姆定律可得出电压表示数的变化；同时还可得出路端电压的变化；由串联电路的规律可得出并联部分电压的变化，再由并联电路的规律可得出通过小灯泡的电流的变化，由功率公式即可得出电源内阻消耗功率的变化。
闭合电路的动态分析问题一般按外电路、内电路再外电路的分析思路进行；分析内电路主要根据总电流及内阻分析内压，而外电路较为复杂，要注意灵活应用电路的性质。
 6.【答案】D 【解析】【分析】
根据电容的决定式得出电容的变化，结合电量不变，得出两板间的电压的变化。
解决本题的关键掌握电容的定义式\(C=\dfrac{Q}{U}\)和决定式\(C=\dfrac{ɛs}{4\pi kd}\)，并能灵活运用。
【解答】
若极板B稍向上移动一点，则正对面积减小，根据\(C=\dfrac{ɛs}{4\pi kd}\)得，电容减小，由于电量不变，根据\(U=\dfrac{Q}{C}\)知，两极板间的电压变大，故D正确，ABC错误。
故选D。  7.【答案】B 【解析】解：A、当扇叶被卡住，电动机不转、为纯电阻电路，
根据欧姆定律可知：，故A错误；
B、正常工作时，电动机消耗的电功率，故B正确；
C、正常工作时，电动机发热的功率，故C错误；
D、正常工作时，电动机对外做功的功率，故D错误；
故选：B。
根据闭合电路欧姆定律列式可求出流过电路的电流；
电动机为非纯电阻元件，再对电动机根据列式可求出电动机输出功率；
电动机突然被卡住，属于纯电阻电路。
本题考查电功、电功率的计算和闭合电路欧姆定律的应用，注意电动机为非纯电阻元件，注意电动机部分不遵循欧姆定律。
 8.【答案】D 【解析】A、带电粒子在磁场中向下偏转，磁场的方向垂直纸面向外，根据左手定则知，该粒子带正电。故A错误。
B、在平行金属板间，根据左手定则知，带电粒子所受的洛伦兹力方向竖直向上，则电场力的方向竖直向下，知电场强度的方向竖直向下，所以速度选择器的极板带正电。故B错误。
CD、进入磁场中的粒子速度是一定的，根据得，，知r越大，荷质比越小，而质量m不一定大。故C错误，D正确。
故选：D。
根据带电粒子在磁场中的偏转方向确定带电粒子的正负．根据在速度选择器中电场力和洛伦兹力平衡确定极板的带电情况．在磁场中，根据洛伦兹力提供向心力，求出粒子的轨道半径，即可知道轨迹半径与什么因素有关．
解决本题的关键会根据左手定则判断洛伦兹力的方向，以及知道在速度选择器中，电荷所受的电场力和洛伦兹力平衡．
 9.【答案】B 【解析】解：AC、虚线上电场方向向左，电子受到的电场力向右，电子从A运动到B的过程，电场力做正功，电势能减少，机械能增加，则电子在A点的机械能比B点的小，故AC错误；
B、顺电场线方向电势降低，则C点的电势比A点高，故B正确；
D、电场线越密集的地方电场强度越大，电子受到的电场力越大，则从A到B电子受的电场力不断减小，故D错误。
故选：B。
由电源极性确定场强方向，根据电场力做功正负判断机械能和电势能的变化。沿电场线方向电势逐渐降低；根据电场线的疏密分析场强的大小，判断电场力的大小。
解决这类带电粒子在电场中运动的思路是：根据场强方向判断出粒子所受电场力方向，然后进一步判断电势能、动能等物理量的变化。
 10.【答案】AC 【解析】解：A、D、当通电导线在磁场中与磁感线平行时，是不受磁场力的，只要通电导体与磁感线不平行，一定受到磁场力作用；故A正确，D错误；
B、C、由左手定则可知，磁场力的方向、电流方向以及磁感线的方向互相垂直。故B错误，C正确。
故选：AC。
由通电导体在磁场中放置的角度和位置判断通电导体是否受力，然后根据左手定则判断通电导体与磁感线方向的关系．
通电导线在磁场中是不一定受力的，不要盲目记住公式，要明白我们讲力之前所讲的条件．
 11.【答案】ABD 【解析】解：A、线圈不动，将磁铁向螺线管中插入，磁通量增大，闭合电路会产生感应电流，灵敏电流计指针发生偏转。故A正确。
B、线圈不动，将磁铁从螺线管中抽出，磁通量减小，闭合电路会产生感应电流，灵敏电流计指针发生偏转。故B正确。
C、磁铁放在螺线管里不动，磁通量不变，闭合电路不产生感应电流，灵敏电流计指针不发生偏转。故C错误。
D、磁铁不动，将螺线管上下移动，穿过螺线管的磁通量发生变化，产生感应电流，灵敏电流计指针发生偏转。故D正确。
故选：ABD。
当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路会产生感应电流，据此逐项分析即可．
解决本题的关键知道感应电流产生的条件，即穿过闭合回路磁通量发生变化，注意产生感应电流与感应电动势的区别。
 12.【答案】AB 【解析】解：A、两个粒子均受向下的电场力，而场强方向向上，故两个粒子都带负电，故A正确；
B、对于竖直分运动，有：，由于运动时间相同，y、U也相同，故两个粒子的比荷相同，故B正确；
C、对于水平分位移，有：，由于t相同，而水平分位移不同，故初速度不同，故C错误；
D、对粒子，根据动能定理，动能增加量等于合力只受电场力做功，而两个粒子的比荷相同，但电荷量不一定相同，电场力做功，故电场力做功不一定相同，故两个粒子的动能增量不一定相等，故D错误；
故选：AB。
两个粒子均做类平抛运动，水平分运动是匀速直线运动，竖直分运动是匀加速直线运动，运动时间相同，对竖直分运动根据分位移公式列式求解比荷，根据动能定理列式比较两个粒子的动能增量．
平抛运动即可分为两相互垂直的分运动来求解，一为匀速直线运动，以为初速度为零的匀加速直线运动．
 13.【答案】   【解析】解：、测量电阻时如果指针偏转过大，说明所选挡位太大，应将选择开关S拨至倍率较小的挡位，重新调零后重新测量，故A正确；
B、测量电阻时不需要区别正负极，所以如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则不会影响测量结果，故B错误；
C、为保护电表，测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开，故C正确；
D、测量时注意手不要碰表笔的金属部分，否则将人体的电阻并联进去，影响测量结果，故D错误；
故选：AC。
①由图示螺旋测微器可知，其示数为：；
②可用已知内阻的电流表与定值电阻串联组成电压表测电压，用电流表测电流，由于改装后电压表内阻为，故改装后电压表的量程
③电流表内阻约为，待测电阻阻值约为，滑动变阻器最大阻值为，为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，电压表内阻远大于电阻阻值，电流表应采用外接法，实验电路图如图所示：

④由电路连接及欧姆定律可求出金属棒的电阻为：。
故答案为：；①；②；3V；③电路图见解析；④
用欧姆表测电阻时要选择合适的挡位，使欧姆表指针指在刻度盘中央刻度线附近；测电阻时应把待测电阻与其它电路断开；欧姆表换挡后要重新进行欧姆调零．
①螺旋测微器固度刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器示数；
②电流表与电阻串联，改装成电压表；
③根据伏安法测电阻的实验原理与所给实验器材作出电路图；
④根据电路图应用欧姆定律求出电阻阻值。
本题考查了螺旋测微器与游标卡尺读数、欧姆表的使用方法、设计电路图、求电阻阻值。螺旋测微器固度刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器示数；螺旋测微器需要估读，游标卡尺不需要估读；要理解欧姆表的工作原理：闭合电路欧姆定律，知道其中值电阻等于欧姆表的内阻。做实验题目知道实验目的、实验原理、实验器材及实验要求，是正确设计实验电路图的前提与关键。
 14.【答案】   【解析】解：干电池内阻约为，滑动变阻器串联在电路里，用来调节两端电压和电路中电流，为了方便操作，滑动变阻器的最大值应与电源内阻相差不多，故选择最大阻值为的滑动变阻器。
依据图甲电路连接方式，由闭合电路欧姆定律得：
由图像可知：E为图像纵轴的截距，则有：；r为图像斜率的绝对值，则有：。
故答案为：；，
滑动变阻器串联在电路里，用来调节两端电压和电路中电流，为了方便操作，滑动变阻器的最大值应与电源内阻相差不多；
由闭合电路欧姆定律求解图像的表达式，根据图像的截距和斜率求解。
本题考查了测量电源电动势与内阻的实验，基础题。涉及了利用图像处理数据，通过图像的斜率与截距求解所测量物理量是实验常用的方法。
 15.【答案】解：电荷由A移向B克服电场力做功，即电场力做负功，为 J，则
AB间的电势差为：
BC间的电势差为
AC间的电势差为
若，由得

由得
答：、AC间电势差各为200V、；
如以C点电势为零，则A点和B点的电势分别为、。 【解析】根据电势差的定义式求出电势差；
根据电势差等于电势之差，求A点和B点的电势。
解决本题的关键掌握电势差的定义式，注意在运用计算时，W的正负、q的正负、电势差的正负都要代入计算．
 16.【答案】解：根据左手定则可知，金属杆受到的安培力F方向指向水平向右的方向
对金属杆进行受力分析，如下图所示：

根据安培力的公式可知，QP金属杆受到的安培力大小为：

根据平衡条件可得：

代入数据解得：
答：金属杆受力的示意图如上图所示；
金属杆PQ受到的安培力的大小为；
金属杆PQ的质量为。 【解析】根据左手定则分析出安培力的方向，由此对金属杆进行受力分析；
根据安培力的公式，代入数据计算出安培力的大小；
根据几何关系结合金属杆的平衡状态分析出金属杆的质量。
本题主要考查了安培力的分析和计算，根据左手定则分析出安培力的方向，结合公式计算出安培力的大小，结合几何关系分析出金属杆的质量。
 17.【答案】解：设粒子从P到Q的过程中，加速度大小为a，运动时间为t，在Q点进入磁场时速度大小为v，方向与x轴正方向间的夹角为，v沿y轴方向的大小为，则根据类平抛运动学规律有：
水平方向：
竖直方向有：

根据速度的合成与分解有：

联立解得：，
设粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径为R，则根据洛伦兹力提供向心力有：
根据几何关系有：
联立解得：

根据几何关系，粒子在磁场中转过的圆心角为
在磁场中运动的周期：
在磁场中运动的时间：
粒子运动总的时间：
联立解得：
答：粒子在Q点速度的大小为，v与x轴正方向的夹角为；
匀强磁场磁感应强度大小为；
粒子从P点开始运动到射出磁场所用的时间为。 【解析】粒子电场中做类平抛运动，根据类平抛运动规律可解得在Q点速度的大小v和v与x轴正方向的夹角；
粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力可解得匀强磁场磁感应强度大小；
分别计算粒子在电场和磁场的运动时间，再求和。
本题考查带电粒子在电场和磁场中的运动，解题关键掌握粒子在电场中做类平抛运动，在磁场中做匀速圆周运动，根据对应的运动学公式结合几何关系可解得。