宁县第二中学2022-2023学年高二上学期期末考试物理试卷(含答案)

这是一份宁县第二中学2022-2023学年高二上学期期末考试物理试卷(含答案)，共17页。试卷主要包含了单选题，多选题，计算题，实验题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1、关于元电荷和点电荷的理解正确的是( )
A.元电荷就是电子
B.元电荷是表示跟电子所带电量绝对值相等的电量
C.体积很小的带电体就是点电荷
D.点电荷是一种理想化模型，对于任何带电球体总可把它看作电荷全部集中在球心的点电荷
2、下列关于场强和电势的叙述正确的是( )
A.在匀强电场中，场强处处相同，电势也处处相等
B.在正点电荷形成的电场中，离点电荷越远，电势越高，场强越小
C.等量异种点电荷形成的电场中，两电荷连线中点的电势为零，场强不为零
D.在任何电场中，场强越大的地方，电势也越高
3、如图所示，A、B、C三个同心圆是同一个点电荷周围的三个等势面，已知这三个圆的半径之差相等。A、C两个等势面电势分别为和，则中间B等势面的电势( )
A.一定等于4VB.一定低于4VC.一定高于4VD.无法确定
4、在如图所示的电路中，S断开，电容器已经充电。现将S闭合，则以下判断正确的是( )
A.电容器带电量将减少B.电容器带电量将不变
C.电容器两极间电压将增大D.电容器为断路，中始终无电流通过
5、如图表示某电场等势面的分布情况，一个粒子射入此电场中，从A运动到B轨迹如图，则下列说法错误的是( )
A.带电粒子一定带正电B.粒子的电势能先增大后减小
C.粒子的动能先增大后减小D.粒子的加速度先增大后减小
6、有一种磁悬浮地球仪，通电时地球仪会悬浮起来（图甲）。实际原理是如图乙所示，底座是线圈，地球仪是磁铁，通电时能让地球仪悬浮起来。则下列叙述中正确的是( )
A.地球仪只受重力作用
B.电路中的电源必须是交流电源
C.电路中的b端点须连接直流电源的正极
D.增大线圈中的电流，地球仪飘浮的高度不会改变
7、如图所示，一电容为C的平行板电容器，两极板A、B间距离为d，板间电压为U，B板电势高于A板，两板间有M、N、P三点，M、N连线平行于极板，N、P连线垂直于极板，M、P两点间距离为L，。以下说法正确的是( )
A.电容器带电荷量为
B.两极板间匀强电场的电场强度大小为
C.M、P两点间的电势差为
D.若将带电荷量为的电荷从M移到P，该电荷的电势能增加了
8、如图所示的电路中，当开关闭合时，灯不亮，灯亮，电流表和电压表均无示数，不计电源内阻。则故障原因可能是( )
A.开关没有闭合好B.灯丝断裂C.短路D.电压表短路
9、某同学用欧姆表测电阻，选择开关置于“”挡时。表针停在图中的位置上。为了读数更精确些，以下说法正确的是( )
A.读出读数乘10倍即可B.换挡
C.换挡D.换挡后需欧姆调零
二、多选题
10、硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。如图所示，图线a是该电池在某光照射强度下路端电压U和电流I的关系图（电池电动势不变，内阻不是常量），图线b是某电阻的图象，倾斜虚线是过a、b交点的切线。在某光照强度下将它们组成闭合回路时，下列相关叙述正确的是( )
A.此时硅光电池的内阻为
B.此时硅光电池的总功率为0.72W
C.此时硅光电池的输出效率约为56%
D.若把内阻为的直流电动机接到该电池上，电动机的输出功率为0.4W
11、如图所示是我国500 m口径球面射电望远镜（FAST），它可以通过接收来自宇宙深处的电磁波探索宇宙。截止到去年11月，它已经发现的脉冲星超过240颗，我国也因此成为世上发现脉冲星数量最多的国家。下列关于电磁波的说法正确的是( )
A.频率越高的电磁波，波长越短
B.电磁波在任何介质中传播速度均为
C.赫兹通过实验捕捉到电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论
D.均匀变化的电场激发变化的磁场，空间将产生电磁波
12、向空中发射一炮弹，不计空气阻力，当炮弹的速度恰好沿水平方向时，炮弹炸裂为质量相等的a、b两块。若a的速度方向仍沿原来的方向，且速度小于炸裂前瞬间的速度，则( )
A.b的速度方向一定与炸裂前瞬间的速度方向相反
B.炸裂的过程中，a、b动量的变化量大小一定相等
C.a、b一定同时到达地面
D.从炸裂到落地这段时间内，a飞行的水平距离一定比b的大
13、如图，空间中存在垂直于纸面的有界匀强磁场，圆形闭合金属线圈处于位置1、2、3、4时，均与磁场边界相切。线圈在下列运动过程中，能产生感应电流的是( )
A.从位置1平移到位置2
B.从位置2平移到位置3
C.从位置3平移到位置4
D.在位置2以圆形线圈的任一直径为轴转动
14、如图所示的电路中，已知电源电动势为E，内电阻为r，滑动变阻器R的阻值可以从零连续增大到，定值电阻的阻值范围为，则下列结论正确的是( )
A.当时，消耗的功率最大B.R消耗的最大功率可能为
C.当时，消耗的功率最大D.外电路消耗的最大功率为
15、如图所示的电路中，R是光敏电阻，当光照强度增大时，它的阻值减小。当外界的光照强度减弱时，下列说法正确的是( )
A.灯泡L变亮B.电压表的示数增大
C.电源内阻的发热功率增大D.电源的总功率减小
三、计算题
16、如图所示，在范围足够大的场强大小为E的匀强电场区域中的O点固定一电荷量为的点电荷，以O点为圆心、r为半径作一圆，a、b、c、d为圆周上的点且、为相互垂直的两条直线（其中一条沿水平方向）。当把一不计重力、带电荷量为的试探电荷放在d点时，电荷恰好静止。则：
（1）匀强电场场强E的大小、方向如何？
（2）试探电荷放在c点时，受力的大小、方向如何？
（3）试探电荷放在b点时，受力的大小、方向如何？
17、如图电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间距，板长为。电源电动势为、内阻为，定值电阻。闭合开关S，调节滑动变阻器。
（1）电路稳定后，求极板间的电场强度E；
（2）现有一个带电粒子从极板中央水平飞入极板间，恰好能从下极板边缘飞出电场，已知粒子带电量、质量。求带电粒子进入极板时的初速度.（不计任何阻力和粒子重力）
18、把质量为的带负电的小球A用绝缘细绳悬挂起来，若将带电荷量为的带电小球B靠近小球A，如图所示，当两个带电小球在同一高度相距时，绳与竖直方向恰成45°角（小球A、B可看成点电荷）。g取，静电力常量，求：
（1）A球受的库仑力大小；
（2）A球所带电荷量。
19、2022年第24届冬奥会将在北京举行，其中冰壶比赛是冬奥会项目之一。在冰壶比赛中，球员手持毛刷擦刷冰面、可以改变冰壶滑行时受到的阻力。如图甲所示，蓝壶静止在圆形区域内，运动员用等质量的红壶撞击蓝壶、两壶发生正碰。若碰撞前、后两壶的图象如图乙所示，求碰撞后两壶相距的最远距离。
20、如图所示的电路中，电源电动势，内阻，电动机的电阻，电阻。电动机正常工作时，理想电压表的示数，求：
（1）流过电动机的电流和电动机两端的电压；
（2）电动机的输入功率和输出功率。
四、实验题
21、研究小组欲测一新材料制成的均匀圆柱体的电阻率，步骤如下：
（1）用螺旋测微器测量其直径D如图甲，读数为_______mm；用游标卡尺测量其长度L如图乙，读数为_______mm。
（2）该同学想用伏安法测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：
待测圆柱体电阻R（阻值约为20Ω）
直流电源E（电动势4V，内阻不计）
电流表（量程450mA，内阻约10Ω）
电流表（量程200mA，内阻约5Ω）
电压表（量程3V，内阻约10kΩ）
滑动变阻器（阻值15Ω，允许通过的最大电流为2.0A）
滑动变阻器（阻值500Ω，允许通过的最大电流为1.0A）
开关S导线若干
电流表应用_______，滑动变阻器应用_______。
（3）若流经圆柱体的电流I，圆柱体两端之间的电压为U，则用测得的D、L、I、U表示的电阻率的关系式为_______。
参考答案
1、答案：B
解析：A、元电荷的电量等于电子的电量，但不是电子，元电荷是带电量的最小单元，没有电性之说，故A错误；
B、元电荷是带电量的最小单元，可以表示跟电子所带电量绝对值相等的电量，故B正确；
C、当带电体的形状对它的相互作用力的影响可忽略时，带电体可看作点电荷，与体积大小无关，故C错误；
D、当带电体之间的距离不是很大时，由于此时带电体之间的电荷会影响电荷的分布，所以带电球体就不能看作电荷全部集中在球心的点电荷，故D错误。
故选：B。
2、答案：C
解析：A.在匀强电场中，场强处处相同，但同一等势面上电势处处相等，不是所有的电势均处处相等，故A错误；
B.在正点电荷形成的电场中，根据可知，离点电荷越远，场强越小，因沿着电场线方向，电势在减小，故B错误；
C.通常取无穷远为零电势，等量异种点电荷形成的电场中，两电荷连线中点的电势则为零，但电场强度不为零，故C正确；
D.在任何电场中，场强越大的地方，等差等势面越密，但电势不一定越高，比如靠近负点电荷，电场强度大，而电势却低，故D错误；
3、答案：B
解析：电场线与等势面互相垂直，由图看出，AB段电场线比BC段电场线密，AB段场强较大，根据公式可知，A、B间电势差，大于B、C间电势差，即，得到，故B正确，ACD错误。
故选：B。
4、答案：A
解析：C、S断开时，电容器两端电压等于电源电动势，将S闭合，电容器两端电压等于两端电压，小于电源的电动势，则电容器两极间电压将减小，故C错误；
AB、由可知，电容器带电量减少，故A正确，B错误；
D、由上述分析可知，电容器带电量将减少，电容器放电，则中有电流通过，故D错误。
故选：A。
5、答案：B
解析：A.根据电场方向与等势面垂直，且由高电势指向低电势，结合曲线运动的受力特点，粒子轨迹上其中一点的电场方向和电场力方向如图所示
由于电场力与电场方向相同，可知带电粒子一定带正电，故A正确；
BC.粒子从A运动到B过程，电场力先做正功后做负功，粒子的动能先增大后减小，粒子的电势能先减小后增大，故B错误，C正确；
D.根据可知，等差等势面密集的地方电场强度较大，则粒子的加速度先增大后减小，故D正确。
6、答案：C
解析：A、由题意可知，地球仪稳定地飘浮起来，地球仪受重力和电磁铁向上的磁场力，故A错误；
BC、地球仪下端为N极，则线圈的上端为N极，根据右手螺旋定则可得，电源通的是直流电，且a端为电源的负极，而b端为电源的正极，如果接交流电，电磁铁的磁极会发生变化，对地球仪一会吸引一会排斥，地球仪不可能悬浮在空中，故B错误，C正确；
D、当增大线圈中的电流时，线圈内部产生的磁场增强，对地球仪的作用力也就越大，地球仪漂浮的高度会增大，故D错误。
故选：C。
7、答案：C
解析：
8、答案：D
解析：根据实物图可知，两灯泡串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量两端电压。
A、开关没有闭合好，全电路断路，两个灯泡都不亮，故A错误；
B、灯丝断裂，全电路断路，两个灯泡都不亮，故B错误；
C、短路，灯泡不亮、亮，电流表和电压表均有示数，故C错误；
D、电压表短路，灯泡和电压表处直接构成回路，灯泡亮，和电流表处没有电流，所以符合题目的情况，故D正确。
故选：D。
9、答案：B
解析：
10、答案：BC
解析：A.由闭合电路欧姆定律得，由图象得，当时，，图线a与纵轴的交点为电动势，即，两图象的交点处的状态即为将电阻R接到电源两端时的工作状态，则电阻R两端的电压为2.0V，电流为0.2A，则电源内阻，故A错误；
B、此时硅光电池的总功率为，故B正确；
C、此时硅光电池的输出功率，此时硅光电池的输出效率为，故C正确；
D、若把内阻为10Ω的直流电动机接到该电池上，电动机为非纯电阻电路，故电动机的输出功率小于0.4W，故D错误；
故选：BC。
11、答案：AC
解析：根据公式可知，频率越高的电磁波，波长越短，故A正确；电磁波在真空中传播速度约为，故B错误；赫兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论，故C正确；均匀变化的电场激发稳定的磁场，稳定的磁场不能再激发出电场，空间不会产生电磁波，故D错误。
12、答案：BC
解析：
13、答案：ACD
解析：
14、答案：BCD
解析：AC、消耗的功率：，当时电流最大，消耗的功率最大，故A错误，C正确；
B、因为，算R的最大功率时，可把等效为电源的内阻，此时可能出现大于、等于或小于，当时，R的功率最大，最大功率为，故B正确；
D、当电源内外电阻相等时，电源的输出功率最大；当外电阻大于电源内阻时，外电阻越小，外电路消耗的功率越大，由，则当外电阻最小，时，外电路消耗的功率最大，外电路最大功率是，故D正确。
故选：BCD。
15、答案：BD
解析：A、当光照强度减弱时，光敏电阻R的阻值增大，电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律有，知电路中总电流I减小，通过灯泡的电流也减小，因此灯泡L变暗，故A错误；
B、根据闭合电路欧姆定律得路端电压，I减小，其他量不变，则路端电压U增大，则电压表的示数增大，故B正确；
C、根据电源内阻发热功率，I减小，r不变，可知电源内阻的发热功率减小，故C错误；
D、根据电源的总功率，I减小，E不变，可知电源的总功率减小，故D正确。
故选：BD。
16、
（1）答案：，方向沿方向.
解析：如图所示：
试探电荷放在d点时，由题意可知
因为
所以，
即
场强方向沿方向.
（2）答案：，方向与方向成45°角斜向左下.
解析：如图所示：
试探电荷放在c点时
方向与方向成45°角斜向左下.
（3）答案：，方向沿方向.
解析：如图所示：
试探电荷放在b点时
方向沿方向.
17、答案：（1）（2）
解析：闭合电路欧姆定律可得：
两板间电压等于两端电压
极板间的电场强度
联立得
（2）带电粒子在极板间做类平抛运动
联立得
18、答案：（1）（2）
解析：（1）对A进行受力分析，如图所示，有
（2）由库仑定律得
则
19、答案：1.1m
解析：设碰后蓝壶的速度为v，碰前红壶的速度为
碰后红壶的速度为
取碰前红壶的速度方向为正方向，根据动量守恒定律可得
解得
根据图象可得，红壶碰前的加速度为
所以蓝壶静止的时刻为
速度图象与坐标围成的面积表示位移，可得碰后两壶相距的最远距离为
20、答案：（1）2A，6.0V（2）12W，8W
解析：（1）由部分电路欧姆定律有，电阻的电流为
输出电压为
则电动机两端的电压为
（2）电动机的输入功率为
电动机的输出功率为
21、答案：（1）4.950；17.25（2）；（3）
解析：（1）螺旋测微器的示数是螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和；以毫米为单位，螺旋测微器读数=固定刻度（mm）+可动可读（估读一位），即螺旋测微器读数：，游标卡尺的示数是游标卡尺主尺与游标尺示数之和，以毫米为单位，游标卡尺读数=主尺整毫米数+游标尺上对齐的格数×精确度，题中游标卡尺精确度为0.05mm，故游标卡尺读数为：
（2）通过电阻的最大电流，所以选择。滑动变阻器如果选择限流式接法，应该选大电阻，但比R大得多，所以限流式不合适，只能选择分压式接法，滑动变阻器选择小电阻.
（3）根据欧姆定律得①
由电阻定律得②
其中③
①②③联立解得