2023北京丰台高二（上）期末物理（教师版）

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2023北京丰台高二（上）期末物    理2023．01考生须知：1．答题前，考生务必先将答题卡上的学校、班级、姓名、教育ID号用黑色字迹签字笔填写清楚，并认真核对条形码上的教育ID号、姓名，在答题卡的“条形码粘贴区”贴好条形码。2．本次练习所有答题均在答题卡上完成。选择题必须使用2B铅笔以正确填涂方式将各小题对应选项涂黑，如需改动，用橡皮擦除干净后再选涂其它选项。非选择题必须使用标准黑色字迹签字笔书写，要求字体工整、字迹清楚。3．请严格按照答题卡上题号在相应答题区内作答，超出答题区域书写的答案无效，在练习卷、草稿纸上答题无效。4．本练习卷满分共100分，作答时长90分钟。第Ⅰ部分（选择题共42分）一、选择题（共14小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一个正确选项，请选出符合题目要求的一项。）1. 下列物理量中，用来描述电场强弱和方向的是A. 电场力 B. 电场强度C. 电势 D. 电势能2. 电场线可以形象地描述电场。某一区域的电场线分布如图所示，A、是电场中的两点。关于A、两点电场强度的大小和电势高低的比较，下列说法正确的是（　　）A. ， B. ，C. ， D. ，3. 用绝缘柱支撑且彼此接触的导体A和B起初不带电，贴在下部的两片金属箔闭合。如图所示，把带正电荷的带电体C移近导体A，导体A、B下部的金属箔都会张开。下列说法正确的是（　　）A. 导体A所带的电荷量小于导体B所带的电荷量B. 导体A所带的电荷量大于导体B所带的电荷量C. 导体A下部的金属箔带负电，导体B下部的金属箔带正电D. 导体A下部的金属箔带正电，导体B下部的金属箔带负电4. 如图所示，把直流电源、定值电阻、电容器、电流表、电压表以及单刀双掷开关组装成实验电路，观察电容器的充放电现象。下列说法正确的是（　　）A. 电容器充电过程中，电路中的电流一直增大B. 电容器充电过程中，电容器的电容逐渐增大C. 电容器放电过程中，流过电阻的电流方向为到D. 电容器放电过程中，电压表示数减小5. 某品牌充电宝的参数如图所示。下列说法正确的是（　　）产品净重600g电芯类型锂聚合物电池电池容量50000mA·h输入电压12V输出电压12V输出快充功率66W A. 电池容量中的“”是能量的单位B. 电池容量中的“”是电容的单位C. 该充电宝能输出的电能最多为D 该充电宝以快充功率可以持续供电约900小时6. 常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表（表头）改装而成的。如图所示为实验室中使用的电压表外观的示意图。由图中数据得出该电压表表头的满偏电流和“”量程电压表的内阻分别为（　　）A. ， B. ，C. ， D. ，7. 如图所示，电源电动势为，内阻为，开关闭合后，电动机恰好正常工作。已知电动机额定电压为，线圈电阻为。下列说法正确的是（　　）A. 电动机正常工作时的电流为B. 电动机正常工作时发热的功率为C. 电动机正常工作时消耗的电功率为D. 电动机正常工作时输出的机械功率为8. 如图所示，用电动势为E，内阻为r的干电池给两个完全相同的小灯泡L1、L2供电。开始时只闭合开关S1，小灯泡L1发光。若同时闭合开关S1、S2，下列说法正确的是（　　）A. 电源外电路的电阻增大B. 电源内电路的电压增大C. 小灯泡L1的亮度不变D. 小灯泡L1的亮度增大9. 利用磁感线可以形象地描述磁场。若纸面内有一条通电直导线，下列关于直导线周围的磁场描述正确的是（　　）A.  B. C.  D. 10. 如图所示实验中，能观察到灵敏电流计指针发生偏转的是（　　）A. 甲图中将导体棒沿平行于磁感线方向移动B. 乙图中磁铁静止在线圈中C. 丙图中开关闭合，且电路稳定后D. 丙图中开关闭合，移动滑动变阻器的滑片时11. 如图所示，用绳吊起一个铝环，用磁铁的任意一极靠近铝环。下列说法正确的是（　　）A. 用磁铁极靠近铝环，铝环会被吸引B. 用磁铁极靠近铝环，铝环会被吸引C. 用磁铁极靠近铝环，铝环中的电流方向为逆时针方向（从左向右看）D. 用磁铁极靠近铝环，铝环中的电流方向为逆时针方向（从左向右看）12. 如图所示，光滑导线框放在磁感应强度的匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面。线框中接有的定值电阻，线框的电阻不计。电阻为的导体棒沿线框向右做匀速运动，长度，运动的速度。下列说法正确的是（　　）A. 流过电阻的电流方向为B. 流过棒的电流大小为C. 电阻两端的电压为D. 棒受到的安培力大小为13. 如图甲所示，、是某电场中一条电场线上的两点，一个负电荷从点由静止释放，仅在静电力的作用下从点运动到点，其运动的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　）A. 这是一条匀强电场中的电场线B. 点的电势高于点的电势C. 从点运动到点，电荷的电势能增大D. 电荷在点受到的静电力小于在点受到的静电力14. 如图甲所示，金属导体的长度为、横截面积为S、单位体积内的自由电子数为。在导体两端加上恒定电压，导体内部产生恒定电场。在恒定电场的作用下，自由电子加速运动时间后与导体内部不动的粒子发生碰撞，碰撞后的速度可认为是0。忽略碰撞时间，电子定向运动的图像可简化为图乙所示。大量的自由电子定向运动的平均速率不随时间变化，在导体内部产生恒定电流。自由电子的质量为m，电量为e。下列说法正确的是（　　）A. 电子在恒定电场作用下定向移动的加速度B. 电子在导体内定向移动的平均速率C. 时间内通过横截面S的自由电子数目可表示为D. 导体的电阻为第Ⅱ部分（非选择题共58分）二、填空题（本题共2小题，每空2分，共18分）15. 在“测量金属丝的电阻率”实验中：（1）用螺旋测微器测量金属丝直径，其中某一次测量结果如图所示，其读数应为___________。（2）某小组同学连接好电路后，实验测量时记录数据如下：次数1234567U/V00.300.701.001.501.702.3000.060.160220.340.460.52由以上实验数据可知，他们测量金属丝的阻值采用的电路图是__________（选填“甲”或者“乙”）图。（3）该小组同学根据测量的数据在坐标系中描点，如图所示。请据此作出图像__________。（4）由图像得到金属丝的阻值_________（结果保留2位有效数字）。16. 用电流表和电压表测电源电动势和内阻，实验电路如图所示。实验器材如下：A．待测干电池一节B．直流电流表（量程；量程）C．直流电压表（量程）D．滑动变阻器（阻值范围为）E．滑动变阻器（阻值范围为）F．开关G．导线若干（1）实验中电流表应当选择的量程为___________，滑动变阻器应当选择___________（选填“”或者“”）。（2）某同学根据测出的数据作出的图像如图所示，则实验中电源的电动势___________（结果保留3位有效数字），内电阻___________（结果保留2位有效数字）。（3）利用图像分析实验中由电表内阻引起的实验误差。实线是根据实验数据描点作图得到的图像；虚线是该电源的路端电压随电流变化的图像（没有电表内阻影响的理想情况），正确的是_______。A． B．C． D．三、计算论证题（本题共5小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）17. 如图所示，带有等量异种电荷的两平行板之间有匀强电场，电场强度，方向水平向右。电场中A、两点相距，连线与电场线平行。在A点由静止释放电荷量的正电荷。求：（1）电荷受到的静电力的大小；（2）A、两点之间的电势差；（3）电荷从A点运动到点过程中静电力做的功。18. 如图所示，真空区域中有垂直纸面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场，是磁场的左边界，磁场区域足够大。质量为、电荷量为的粒子（不计重力）以速度沿着垂直于的方向，从点射入磁场。在磁场中运动一段时间后又从边界上的点射出磁场。（1）画出粒子在磁场中运动的轨迹；（2）求粒子在磁场中受到洛伦兹力的大小；（3）求粒子做圆周运动的轨道半径；（4）求粒子在磁场中运动的时间。19. 如图甲所示，宽为光滑导轨与水平面成角，空间存在着垂直于导轨平面，方向斜向上的匀强磁场，磁感应强度大小为。质量为的通电金属杆静止在导轨上。已知重力加速度。（1）在图乙中画出从端看，金属杆在导轨上受力的示意图；（2）判断金属杆中的电流方向；（3）求金属杆中电流的大小。20. 通量是物理学中的重要概念，在物理学习中有着重要应用。（1）在研究磁场时我们定义了磁通量。如图甲所示，在磁感应强度为的匀强磁场中，面积为S的平面与垂直于B的平面间的夹角为。求穿过面积S的磁通量；（2）类比磁通量的概念，在电场中可以定义“电通量”。已知电场强度为的匀强电场中有一个垂直于电场方向的平面，面积为S。写出穿过这一面积的电通量的表达式。（3）利用（2）的结论及所学知识证明：如图乙所示，在电荷量为的点电荷的电场中，穿过以点电荷所在位置为球心的任意球面的电通量为定值。21. 带电粒子的电荷量和其质量的比值叫比荷。一种测定电子比荷的实验装置如图所示。真空玻璃管内阴极发出电子，经阳极A与阴极之间的高压加速后，形成一细束电子流。电子束沿平行于极板的方向进入两极板、间，两极板间距离为d、长度为。若两极板、间无电压，电子将打在荧光屏上的点，点到极板右侧的距离为。若在两极板间加偏转电压，则离开极板区域的电子将打在荧光屏上的点，点到点的距离为。若极板间再施加一个磁感应强度为、垂直纸面方向的匀强磁场，则电子在荧光屏上产生的光点又回到点。电子的重力可忽略不计。（1）判断、间磁场的方向；（2）求电子射入极板、时的速度； （3）求电子的比荷；（4）请你再设计一种能够测量带电粒子比荷的方案。要求：利用电场、磁场来控制带电粒子的运动，说明需要测量的物理量，并写出比荷的表达式（用测量量表示）。
参考答案第Ⅰ部分（选择题共42分）一、选择题（共14小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一个正确选项，请选出符合题目要求的一项。）1. 【答案】B【解析】【详解】用来描述电场强弱和方向的是电场强度；A. 电场力，与结论不相符；B. 电场强度，与结论相符；C. 电势，与结论不相符；D. 电势能，与结论不相符；2. 【答案】C【解析】【详解】电场线越密集，场强越大，则沿着电场线方向电势降低，则故选C。3. 【答案】C【解析】【详解】CD．根据静电感应原理，导体A下部的金属箔带负电，导体B下部的金属箔带正电，故C正确，D错误；AB．根据静电感应，导体A所带的负电荷与B所带正电荷量大小相同，故AB错误。故选C。4. 【答案】D【解析】【详解】A．电容器充电过程中，由于电容器两端的电压越来越高，电源与电容器间的电势差越来越小，所以电路中的电流是逐渐减小的，故A错误；B．电容器充电过程中，电容器的电容只与电容器本身的结构有关，所以电容保持不变，故B错误；C．电容器充电完毕后，由于电容器上极板带正电，下极板带负电，所以电容器放电过程中，流过电阻的电流方向为到，故C错误；D．由题图知，电压表测量的是电容器两端的电压，电容器放电过程中，电容器极板上的电荷量逐渐减少，根据可知，电压表示数减小，故D正确。故选D。5. 【答案】C【解析】【详解】AB．电池容量中的“”是电荷量单位，AB错误；C．该充电宝能输出的电能最多为C正确；D．该充电宝以快充功率持续供电时的电流为所以可得持续供电时间为D错误。故选C。6. 【答案】C【解析】【详解】“”量程时，电压表接入电路的电阻为所以“”量程电压表内阻为电压表表头的满偏时，电压表两端电压为3V，内阻为，根据欧姆定律可得满偏电流故选C。7. 【答案】D【解析】【详解】A．由题意，可得电动机正常工作时的电流为故A错误；B．电动机正常工作时发热的功率为故B错误；C．电动机正常工作时消耗的电功率为故C错误；D．电动机正常工作时输出的机械功率为故D正确。故选D。8. 【答案】B【解析】【详解】A．当只闭合开关S1，外电路电阻为小灯泡L1的电阻，当闭合开关S1、S2，外电路的总电阻为小灯泡L1和L2并联的总电阻，小于小灯泡L1的电阻，所以电源外电路的电阻减小，故A错误；B．由于外电路电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可得，回路中的总电流增大，所以内电压增大，故B正确；CD．由于电源内电压增大，所以路端电压减小，即小灯泡L1两端的电压减小，L1的亮度减小，故CD错误。故选B。9. 【答案】A【解析】【详解】电流方向向上，根据安培定则可得导线右侧磁场方向向里，左侧磁场方向向外；同时离导线越近磁场越强，磁感线越密集。故选A。10. 【答案】D【解析】【详解】A．甲图中导体棒沿沿平行于磁感线方向移动，不能切割磁感线，不会产生感应电流，灵敏电流计指针不偏转，故A错误；B．乙图中条形磁铁静止在线圈中，穿过线圈的磁通量不变化，不会产生感应电流，灵敏电流计指针不偏转，故B错误；C．丙图中开关闭合，且电路稳定后，穿过线圈B的磁通量不变化，不会产生感应电流，灵敏电流计指针不偏转，故C错误；D．丙图中开关闭合，移动滑动变阻器的滑片时，螺线管A中电流变化，螺线管B中磁通量随着变化，会产生感应电流，灵敏电流计指针发生偏转，故D正确。故选D。11. 【答案】C【解析】【详解】AB．根据楞次定律“来拒去留”原则，用磁铁或S极靠近铝环，铝环都会被排斥，故AB错误；C．用磁铁极靠近铝环，穿过铝环向右的磁通量增加，根据楞次定律，铝环产生感应磁场的方向向左，根据安培定则，铝环中的电流方向为逆时针方向（从左向右看），故C正确；D．用磁铁S极靠近铝环，穿过铝环向左的磁通量增加，根据楞次定律，铝环产生感应磁场的方向向右，根据安培定则，铝环中的电流方向为顺时针方向（从左向右看），故D错误。故选C。12. 【答案】B【解析】【详解】A．根据右手定则，流过电阻的电流方向为，故A错误；B．根据法拉第电磁感应定律，导体棒产生感应电动势根据闭合电路欧姆定律故B正确；C．电阻两端的电压故C错误；D．棒受到的安培力大小故D错误。故选B。13. 【答案】B【解析】【详解】ABD．运动的电荷为负电荷，由题可知，电荷所受静电力方向由A指向B，故电场线方向由B指向A，沿着电场线的方向电势逐渐降低，点的电势高于点的电势，由图乙可知，运动的过程中电荷的加速度减小，故静电力减小，电场强度减小，AD错误，B正确；C．从点运动到点，静电力做正功，电荷电势能减小，C错误。故选B。14. 【答案】B【解析】【详解】A．恒定电场的场强为可得电子在恒定电场作用下定向移动的加速度为A错误；B．根据题意自由电子加速运动时间后速度为根据匀变速运动规律可得电子在导体内定向移动的平均速率为B正确；C．时间内自由电子移动的距离为所以可得通过横截面S的自由电子数目为C错误；D．根据电流的微观表达式可得同时根据欧姆定律可得导体的电阻为代入解得D错误。故选B。第Ⅱ部分（非选择题共58分）二、填空题（本题共2小题，每空2分，共18分）15. 【答案】    ① 0.396    ②. 甲    ③. 见解析    ④. 4.4【解析】【详解】（1）[1]螺旋测微器读数为（2）[2]从给出的数据可知，电流表和电压表的读数从零开始逐渐增大，所以滑动变阻器采用的应是分压式接法，即实验电路图采用的是甲图。（3）[3]如图（4）[4]由图像得到金属丝的阻值16. 【答案】    ①.     ②.     ③. 1.48    ④. 0.80    ⑤. A【解析】【详解】（1）[1][2]干电池电动势为1.5V，由于电路电流较小，电流表量程应选。为方便操作，滑动变阻器应选。（2）[3][4]图像纵轴交点为电源电动势，为1.48V。图线斜率大小为电源内阻（3）[5]当电压表示数为零时，电流表示数等于短路电流，则短路电流的测量值等于真实值；由于电压表分流，电流表示数小于干路电流，即电压表实数一定时，虚线的电流值大于实线的电流值。故选A。三、计算论证题（本题共5小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）17. 【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）电荷受到的静电力（2）A、两点之间的电势差（3）电荷从A点运动到点过程中静电力做的功18. 【答案】（1）见解析；（2）；（3）；（4）【解析】详解】（1）根据左手定则，画出轨迹如图（2）粒子在磁场中受到洛伦兹力的大小（3）根据洛伦兹力提供向心力解得（4）粒子在磁场中运动半个周期，则19. 【答案】（1）；（2）由b向a；（3）【解析】【详解】（1）金属杆处于静止状态，受到向下的重力mg，垂直导轨的支持力N，沿导轨向上的安培力F，如图所示（2）据左手定则可知，金属杆中的电流方向由b流向a。（3）由平衡条件可得解得金属杆中电流大小为20. 【答案】（1）；（2）；（3）见解析【解析】【详解】（1）穿过面积S的磁通量为（2）穿过面积S的电通量的表达式为（3）设球面的半径为r，由几何知识可知球的表面积为点电荷在球面产生的电场强度为球面的电通量为所以穿过以点电荷所在位置为球心的任意球面的电通量为定值。21. 【答案】（1）垂直纸面向外；（2）；（3）；（4）见解析【解析】【详解】（1）根据题意若不加磁场，电子在极板间向下偏转，说明极板间电场强度向上，电场力向下，加磁场后，电子不偏转，说明洛伦兹力与电场力平衡，则洛伦兹力向上，根据左手定则可以判断，、间磁场的方向为垂直纸面向外；（2）加磁场后，电子不偏转，说明洛伦兹力与电场力平衡，则解得（3）未加磁场时，设射出电场时的速度偏转角为，根据几何关系结合类平抛运动规律在偏转电场中    联立解得（4）让粒子通过正交的电磁场让其做直线运动，根据二力平衡可得在其他条件不变情况下，撤去电场，使粒子在磁场中做圆周运动，根据几何关系测出轨迹半径，根据可得