甘肃省天水市秦安县第四中学2022-2023学年高二物理上学期期中试题（Word版附解析）

这是一份甘肃省天水市秦安县第四中学2022-2023学年高二物理上学期期中试题（Word版附解析），共16页。试卷主要包含了选择题，填空题，计算题等内容，欢迎下载使用。

第I卷：选择题，共56分
一、选择题（1-12为单选题，每题只有一个正确的选项，13-14为多选题，每题至少有两个选项，选全得4分，选不全得2分，选错不得分，总计56分）。
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 电荷在电场中某处不受电场力的作用，则该处的电场强度不一定为零
B. 一小段通电导线在某处不受安培力的作用，则该处磁感应强度一定为零
C. 把一个试探电荷放在电场中的某点，它受到的电场力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱
D. 把一小段通电导线放在磁场中某处，它所受到的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱
【答案】C
【解析】
【详解】AC．在定义电场强度和磁感应强度时，都是在场中放一个小物体，使场对它有力的作用。在电场中放入的是试探电荷，电场强度E用来定义，但E与F、q无关，由可得F＝qE，故E＝0时，F＝0，故A错误，C正确；
BD．在磁场中放入一小段通电导线在磁场中的受力大小与导线放置的方向有关，平行于磁场方向放置时，磁场力F＝0，垂直于磁场方向放置时，磁场力F最大。在定义式中，通电导线必须垂直磁场方向放置，故BD错误。
故选C。
2. 如图所示，甲中AB是某电场中的一条电场线。若将一负电荷从A点处由静止释放，负电荷仅在静电力作用下沿电场线从A到B运动过程中的速度图像如图乙所示。关于A、B两点的电势高低和场强大小关系，下列说法正确的是（ ）

A. φA＞φB，EA＞EBB. φA＞φB，EAC. φA＜φB，EA＞EBD. φA＜φB，EA＜EB
【答案】C
【解析】
【详解】负电荷从A由静止释放（初速度为0）后，能加速运动到B，说明负电荷受到的静电力方向从A指向B，那么电场方向就是由B指向A，由于沿电场线方向电势逐渐降低，所以A、B两点的电势关系是φA＜φB；负电荷从A运动到B的过程中，它的加速度是逐渐减小的（题图乙中曲线切线的斜率表示加速度），由牛顿第二定律知，负电荷从A运动到B时，受到的静电力是逐渐减小的，由知，EA＞EB。
故选C。
3. 如图为真空中两点电荷A，B形成的电场中的电场线，该电场线关于虚线对称，点为A，B点电荷连线的中点，、为其连线的中垂线上对称的两点，则下列说法正确的是（ ）

A. A，B可能带等量异种电荷
B. A，B可能带不等量的正电荷
C. 同一试探电荷在、两点处所受电场力大小相等，方向相反
D. a、b两点处无电场线，故其电场强度为零
【答案】C
【解析】
【详解】AB．由于电场线关于虚线对称，点为A，B点电荷连线的中点，结合等量异种与等量同种点电荷电场线的分布特征，可知A，B带等量同种正电荷，故AB错误；
C．、为其连线的中垂线上对称的两点，根据等量同种点电荷电场线的分布特征，可知、两点位置的电场强度大小相等，方向相反，则同一试探电荷在、两点处所受电场力大小相等，方向相反，故C正确；
D．电场线是为了形象描述看不见、摸不着的电场而人为假想的，其分布的疏密程度表示电场的强弱，a、b两点处虽然无电场线，但其电场强度不为零，故D错误。
故选C。
4. 中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也．”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图，则下列说法中不正确的是（ ）
A. 地理南、北极与地磁场的南、北极不重合
B. 地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近
C. 地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
D. 形成地磁场的原因可能是带负电的地球自转引起的
【答案】C
【解析】
【分析】本题考查了磁场的性质，要借助地磁场的分布分析地磁场对应的性质；根据安培定则判断地磁场的形成原因．
【详解】A：由图知，地理南、北极与地磁场的南、北极不重合，有一定的夹角．故A项正确．
B：磁场是闭合的曲线，地球磁场从南极附近发出，从北极附近进入地球，组成闭合曲线，地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近．故B项正确．
C：由图知，地球表面有些位置的地磁场方向不与地面平行．故C项错误．
D：地球自转方向自西向东，地球的南极附近是地磁场的北极，由安培定则可知地球带负电．故D项正确．
本题选不正确的，答案是C．
5. 一个电流表，刻度盘的每1小格代表1μA，内阻为Rg，如果把它改装成量程较大的电流表，刻度盘的每一小格代表nμA，则（ ）
A. 给它串联一个电阻，阻值为nRg
B. 给它串联一个电阻，阻值为（n－1）Rg
C. 给它并联一个电阻，阻值为
D. 给它并联一个电阻，阻值为
【答案】D
【解析】
【详解】因Ig＝，量程扩大n倍即为nIg，则应有（n－1）Ig被分流，故应并联一个分流电阻，阻值
R＝＝
故选D。
6. 如图1所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图2所示。在充电开始后的一段时间t内，充电宝的输出电压U、输出电流I可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为r，则时间t内（ ）
A. 充电宝输出的电功率为B. 充电宝产生的热功率为
C. 手机电池产生的焦耳热为D. 手机电池储存的化学能为
【答案】D
【解析】
【详解】A．充电宝的输出电压U、输出电流I，所以充电宝输出的电功率为
故A错误；
B．充电宝内的电流也是I，但其内阻未知，所以无法判断充电宝产生的热功率，故B错误；
C．U是充电宝的输出电压，不是手机电池的内电压，所以不能用，计算手机电池产生的焦耳热，应为
故C错误；
D．充电宝输出的电能一部分转化为手机电池储存的化学能，一部分转化为手机电池产生的焦耳热，故根据能量守恒定律可知手机电池储存的化学能为
故D正确。
故选D。
7. 如图所示，金属板带电量为＋Q，质量为m的金属小球带电量为＋q，当小球静止后，悬挂小球的绝缘细线与竖直方向间的夹角为，小球与金属板中心O恰好在同一条水平线上，且距离为L。下列说法正确的是（ ）
A. ＋Q在小球处产生的场强为E1＝
B. ＋Q在小球处产生场强为E1＝
C. ＋q在O点产生场强为E2＝
D. ＋q在O点产生的场强为E2＝
【答案】C
【解析】
【详解】AB．对金属小球受力分析，如图所示：
根据平衡条件，有
故+Q在小球处产生的场强为
选项AB错误；
CD．根据点电荷的场强公式，+q在O点产生的场强为
选项C正确，D错误。
故选C。
8. 如图所示是某种电度表的表盘．表盘上标有“”，即每耗电，电度表的转盘转720圈．将该电度表与一个电动机连接以测定电动机消耗的电能．当电动机匀速提升50kg的重物时，电度表的转盘在40s内转2圈．已知电动机将电能转化成机械能的效率为80%。重力加速度g取，则该电动机总功率和重物上升的速度分别为（ ）
A. 250W，0.4m/sB. 250W，0.5m/s
C. 2500W，0.4m/sD. 2500W，0.5m/s
【答案】A
【解析】
【详解】由可知该电动机总功率为

转化为电动机的机械能的功率为
由
得
v=0.4m/s
故选A。
9. 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同，实线为一带负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，由此可知（ ）
A. 三个等势面中，c等势面电势最高
B. 电场中Q点的电势能大于P点
C. 该带电质点通过P点时动能较大
D. 该带电质点通过Q点时加速度较大
【答案】A
【解析】
【详解】A．电荷所受电场力指向轨迹内侧，由于电荷带负电，因此电场线指向左上方，沿电场线电势降低，故c等势线的电势最高，故A正确；
BC．因为从Q到P电场力做负功，则电势能变大，动能减小，则Q点的电势能小于P点的电势能，带电质点通过Q点时动能较大，选项BC错误；
D．由于相邻等势面之间的电势差相同。等势线密的地方电场线密场强大，故P点位置电场强度比Q点较大，电场力大，根据牛顿第二定律，在P点的加速度也大，故D错误。
故选A。
10. 如图所示，一带电粒子在电场中沿曲线AB运动，从B点穿出电场，a、b、c、d为该电场中的等势面，这些等势面都是互相平行的竖直平面，不计粒子所受重力，则（ ）
A. 该粒子一定带负电B. 此电场不一定是匀强电场
C. 该电场的电场线方向一定水平向左D. 粒子在电场中运动过程动能不断减少
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据物体做曲线运动的条件，电场力方向水平向右，但电场线方向无法判断，电性不能确定，故A错误；
B．由图可知，等势线为等间距的平行线，结合等势面的特点可知，是匀强电场，故B错误；
C．由B选项分析可知电场沿水平方向，并且沿电场线方向电势降低，而a、b、c、d之间电势大小关系未知，故无法判断电场方向，故C错误；
D．带电粒子在电场中沿曲线AB运动时电场力对粒子做负功，其电势能增大，动能减小，故D正确。
故选D。
11. 一盏灯发光功率为100W，假设它发出光向四周均匀辐射，光的平均波长6.0×10－7m，在距电灯10m远处，以电灯为球心的球面上，1m2的面积每秒通过的光子（能量子）数约为（普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，光速c＝3.0×108m/s）（ ）
A. 2×1015B. 2×1016
C. 2×1017D. 2×1023
【答案】C
【解析】
【详解】在距电灯10m远处，以电灯为球心的球面上，1m2的面积每秒通过的光子的能量为
一个光子的能量为
1m2的面积每秒通过的光子（能量子）数约为
故选C。
12. 阻值相等的四个电阻、电容器C及电池内阻可忽略连接成如图所示电路。开关S断开且电流稳定时，C所带的电荷量为，闭合开关S，电流再次稳定后，C所带的电荷量为。与的比值为
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据等效电路，开关S断开时，电容器的电压
且
S闭合时
且
故
故选C。
【名师点睛】此题是对闭合电路欧姆定律及电容器问题的考查；解题关键是要搞清电路的结构，画出等效电路图，搞清电容器两端的电压是哪个电阻两端的电压，然后根据Q=CU求解电容器的带电荷量。
13. 如图所示，可自由转动的小磁针上方有一根长直导线，开始时两者在纸面内平行放置。当导线中通过如图所示的电流I时，发现小磁针的N极向里，S极向外，停留在与纸面垂直的位置上，这一现象说明（ ）
A. 小磁针感知到了电流的磁场
B. 小磁针处的磁场方向垂直纸面向外
C. 小磁针处的磁场方向垂直纸面向里
D. 把小磁针移走，该处就没有磁场了
【答案】AC
【解析】
【详解】A．当导线中通过如图所示的电流时，小磁针偏转说明通电导线产生了磁场，即小磁针感知到了电流的磁场，A正确；
BC．根据右手螺旋定则可知小磁针处的磁场方向垂直纸面向里，B错误，C正确；
D．通电导线产生的磁场客观存在，把小磁针移走，该处仍有磁场，D错误。
故选AC。
14. 如图所示，用绝缘细线拴一个带负电的小球，让它在竖直向下的匀强电场中绕O点做竖直平面内的圆周运动，、两点分别是圆周的最高点和最低点，则（ ）

A. 小球经过点时，线中的张力最小
B. 小球经过点时，电势能最小
C. 小球经过点时，电势能最小
D. 小球经过点时，机械能最小
【答案】CD
【解析】
【详解】A、当电场力大于重力,小球运动到a点时,速度最大,根据牛顿第二定律知,拉力最大.故A错误.
B、小球从a点运动到b点的过程中,电场力做负功,电势能增加.所以小球过b点时,电势能最大.故B错误.
C、从a到b, 电场力做负功，电势能增加,所以a点电势能最小.故C正确；
D、从a到b,除重力以外,电场力做负功,机械能减小,所以b点机械能最小.故D正确；
15. 额定电压均为220 V的白炽灯L1和L2的U-I特性曲线如图甲所示，现将和L2完全相同的L3与L1和L2一起按如图乙所示电路接入220 V电路中。则下列说法正确的是（ ）

A. L2的额定功率约为99 W
B. L2的实际功率约为17 W
C. L2的实际功率比L3的实际功率小17 W
D. L2的实际功率比L3的实际功率小82 W
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．由图可知，当电压为220V时，L2的电流为0.45A，故L2的额定功率
P=UI2=220V×0.45A=99W
A正确；
B．两灯泡串联时，流过两电阻的电流相等，而总电压应为220V，由U-I图像可知，串联时电流约为0.25A，此时L1的电压为150V，故此时L1的功率
P=U1I1′=150×025W≈37W
而L2的电压为70V，那么L2的功率
P=U2I2′=70×0.25W≈17W
B正确；
CD．当电压为220V时，L3电流为0.45A，故L3的时间功率
P=UI3=220V×0.45A=99W
L2的实际功率比L3的实际功率小
C错误，D正确；
故选ABD。
第Ⅱ卷：非选择题，共44分
二、填空题。
16. 某实验小组使用多用电表测量电学中的物理量。
(1)甲同学用实验室的多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图所示。若所选挡位为直流50mA挡，则示数为________mA；若所选挡位为×10Ω挡，则示数为___Ω。
(2)乙同学用该表正确测量了一个约150Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值约20Ω的电阻。在测量这个电阻之前，请选择以下必须的操作步骤，其合理的顺序是________（填字母代号）。
A．将红表笔和黑表笔短接
B．把选择开关旋转到×100Ω挡
C．把选择开关旋转到×1Ω挡
D．调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点
(3)丙同学在图乙所示实验中，闭合开关后发现小灯泡不发光。该同学检查接线均良好。保持开关闭合，用多用电表2.5V直流电压挡进行检测。下列说法正确的是_________
A．将多用电表红、黑表笔分别接触A、B，若电压表几乎没有读数，说明灯泡可能出现短路故障
B．将多用电表红、黑表笔分别接触C、D，若电压表几乎没有读数，说明开关出现断路故障
C．将多用电表红、黑表笔分别接触E、F，若电压表读数接近1.5V，说明灯泡和灯泡座可能接触不良
(4)丁同学想测定×1Ω挡欧姆表的内阻Rg。他将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点，然后将红、黑表笔连接阻值约20Ω左右的电阻，从表盘上读出该电阻的阻值为R，并记下指针所指的电流挡的格数n以及电流挡的总格数N。请分析说明丁同学是否能利用这些数据得出欧姆表的内阻Rg_________。
【答案】 ①. 24.0 ②. 160 ③. CAD ④. AC ⑤. 利用这些数据能得出欧姆表的内阻Rg
【解析】
【详解】(1)[1]根据多用电表电流挡读数方法，可知若所选挡位为直流50mA挡，则示数为24.0mA；
[2]根据欧姆表的读数方法，可知若所选挡位为×10Ω挡，则示数为：16×10Ω=160Ω；
(2)[3]乙同学用欧姆表正确测量了一个约150Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值约20Ω的电阻，需要换到×1挡，然后将红表笔和黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点，故合理的顺序是CAD；
(3)[4]A．用多用电表2.5V直流电压挡进行检测，将多用电表红、黑表笔分别接触A、B，若电压表几乎没有读数，电压表测量的是导线上的电压，说明灯泡可能出现短路故障，故A正确；
B．将多用电表红、黑表笔分别接触C、D，若电压表几乎没有读数，电压表测量的是导线上的电压，说明开关出现短路故障，故B错误；
C．将多用电表红、黑表笔分别接触E、F，若电压表读数接近1.5V，即电压表测的是电源两端的电压，说明灯泡和灯泡座可能接触不良，故C正确；
故选AC；
(4)[5]设多用电表欧姆挡内部电源电动势为E，红黑表笔短接时电流为Ig，根据闭合电路欧姆定律，有
E=IgRg
联立可得
可见，利用这些数据能得出欧姆表的内阻Rg
三、计算题
17. 如图所示，光滑绝缘水平面上固定着A、B、C三个带电小球，它们的质量均为m，间距均为r，A、B带正电，电荷量均为q．现对C施一水平力F的同时放开三个小球，欲使三小球在运动过程中保持间距r不变，求：
(1)C球的电性和电荷量；
(2)水平力F的大小．
【答案】（1）C球带负电，电荷量为2q （2）
【解析】
【详解】(1)A球受到B球库仑斥力F 1 和C球库仑力F 2 后，产生水平向右的加速度，如图，故F 2 必为引力
C球带负电荷，根据库仑定律有及，F 1 与F 2 的合力方向水平向右
故 ，即，故q C =2q
(2)对A球：
对系统整体：F=3ma
故
18. 如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离cm。电源电动势V，内电阻Ω，电阻Ω。闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度竖直向上射入板间。若小球带电量为C，质量为kg，不考虑空气阻力。（取）求：
（1）滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能达A板？
（2）在第（1）问中，电源的输出功率是多大？
【答案】（1）8Ω；（2）23W
【解析】
【详解】（1）小球进入板间后，受重力和电场力作用，且到A板时速度为零。设两板间电压为，由动能定理得
滑动变阻器两端电压
V
设通过滑动变阻器电流为I，由欧姆定律得
A
滑动变阻器接入电路的电阻
（2）电源的输出功率
W
19. 如图所示，平行板电容器的两个极板A、B分别接在电压为60 V的恒压电源上，两极板间距为3cm，电容器带电荷量为6×10-8C，A极板接地。求：
（1）平行板电容器的电容；
（2）平行板电容器两板之间的电场强度；
（3）距B板为2 cm的C点处的电势。
【答案】（1）1×10-9 F；（2）2×103 V/m，方向竖直向下；（3）-20 V。
【解析】
【分析】
【详解】（1）由电容定义式可得
（2）两板之间为匀强电场
方向竖直向下；
（3）C点距A板间距离为
A与C间电势差
又
可得