2023泸州龙马高中高二上学期期中物理试题含解析

泸州市龙马高中高2021级2022年秋期期中考试

物理试题

一、选择题（本部分9小题，其中1—6每小题6分，每小题列出的四个选项中，只有一项符合题意要求，7—9每小题6分，每个小题有多个选项符合题目要求，全部选对得6分，选对但没有选全得3分，本小题共计54分）。

1. 下列关于电场线和磁感线说法中，正确的是（　　）

A. 电场线和磁感线都是电场或磁场中实际存在的线

B. 磁场中两条磁感线一定不相交，但在复杂电场中的电场线是可以相交的

C. 电场线和磁感线都是一条不闭合曲线

D. 电场线越密的地方，电场越强，磁感线越密的地方，磁场也越强

【答案】D

【解析】

【详解】A．电场线和磁感线都不是电场或磁场中实际存在的线，A错误；

B．磁场中两条磁感线一定不相交，但在复杂电场中的电场线也不可以相交，因为如果相交，交点电场强度方向将有两个不同的方向，与实际不符。B错误；

C．电场线是从正电荷或无穷远出发终止于负电荷或无穷远，不是闭合曲线，磁感线是一条闭合曲线。C错误；

D．电场线越密地方，电场越强，磁感线越密的地方，磁场也越强，D正确。

故选D。

2. 下列所示各图中，小磁针的指向错误的是（  ）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】A．由安培定则可知，螺线管右侧为S极，左侧为N极，则处在螺线管内部小磁针的N极应向左，故A正确；

B．由地磁场从地球的南极指向北极，结合小磁针静止时N极指向为磁场的方向，因此赤道处小磁针N极指向地球的北极，故B正确；

C．根据安培定则判断直导线周围磁场，则小磁针处的磁场方向竖直向下，应该是N极向下，故C错误；

D．U形磁铁，小磁针处的磁场向N极指向S极，则小磁针N极向右，故D正确；

故选C。

3. 如图所示，当R3的触头向右移动时，电压表V1和电压表V2的示数的变化量分别为U1和U2（均取绝对值），则下列说法中正确的是（   ）

A. U1 > U2

B. 路端电压增大

C. 电压表V1的示数变大

D. 电压表V2的示数变小

【答案】A

【解析】

【详解】当R3的触头向右移动时，外电路总电阻减小，干路电流增大，则知电压表V2示数U2增大。电压表V1示数

U1 = E－I(R2＋r)

I增大，U1减小，由于路端电压随外电阻减小而减小，则知路端电压减小，即U1＋U2减小，则知

U1 > U2

故选A。

4. 如图所示的装置由绝缘框架MN、固定不动的金属板a、能在声波驱动下沿水平方向振动的金属膜b构成，a、b通过导线与电源两极及灵敏电流计G相接。当声源在空气中发出声音时，G表显示出相应的电流信息，则（　　）

A. b板振动过程中，a、b板所带的电量不变

B. b板振动过程中，a、b板间的电场强度发生变化

C. b板振动过程中，电流表指针偏转方向始终不变

D. b板向右的位移最大时，a、b板所构成的电容器的电容最小

【答案】B

【解析】

【详解】A．由

，

可知，电容器的电容随两板间距离的变化而变化，可知a、b板所带电量发生变化，A错误；

B．金属板b在声波驱动下沿水平方向振动，两极板间的距离发生变化，两极板与电源相连，电势差恒定，由可知，a、b板间的电场强度发生变化，B正确；

C．b振动过程中，电容不断充电、放电，故电流表指针偏转方向发生变化，C错误；

D．b向右的位移最大时，a、b板间距最小，所构成的电容器的电容最大，D错误。

故选B。

5. 在如图所示电路中，电源电动势为12V，内阻为2Ω，指示灯R的阻值为16Ω，电动机M线圈电阻为2Ω。当开关S闭合时，指示灯R的电功率为4W。电流表为理想电表，那么下列说法中正确的是（    ）

A. 流过电动机M的电流为4A

B. 流过电流表的电流为4.5A

C. 电动机M的电功率为12W

D. 电源的输出功率为24W

【答案】C

【解析】

【详解】AB．根据功率的计算公式

代入数据解得

，

根据闭合电路欧姆定律

解得流过电流表的电流为

所以流过电动机的电流为

故AB错误；

C．电动机的电功率为

故C正确；

D．电源的输出功率为

故D错误。

故选C。

6. 如图所示，水平放置的平行板电容器始终与电源保持连通，一带电粒子（重力不计）以速度v0水平射入电场，且恰沿下板边缘飞出若下板不动，将上板上移一小段距离，该粒子仍以相同的速度从原处飞入，则该粒子（　　）

A. 仍沿原轨迹运动恰由下板边缘飞出

B. 将打在下板上，不能飞出电容器

C. 仍可飞出电容器，但离开电容器瞬间的速度将增大

D. 若上板不动，将下板上移一段距离，则该粒子可能打在下板的中央

【答案】D

【解析】

【详解】A B．平行板电容器始终与电源保持连通两极板间的电压保持不变，将上板上移一小段距离，极板间的距离变大，根据匀强电场强度公式有

可知E减小，带电粒子受到的电场力减小，根据牛顿第二定律

可知加速度减小。

极板长度和水平速度不变，根据

带电粒子飞出极板的时间不变。

竖直方向的位移为

时间不变，加速度减小，竖直方向的位移减小。该粒子不会打在下板上，能飞出电容器故AB错误；

C．竖直方向的位移减小，电场力做功减小，根据动能定理

可知离开电容器瞬间的速度将减小，C错误；

D．若上板不动，将下板上移一段距离，根据上述分析竖直方向位移减小，粒子可能打在下板的中央，故D正确。

故选D。

7. 某中学生助手在研究心脏电性质时，当兴奋在心肌传播，在人体的体表可以测出与之对应的电势变化，可等效为两等量电荷产生的电场。如图是人体表面的瞬时电势分布图，图中实线为等差等势面，标在等势面上的数值分别表示该等势面的电势，为等势面上的点，为两电荷连线上对称的两点，为两电荷连线中垂线上对称的两点。则（　　）

A. 两点的电势差

B. 负电荷从点移到点，电势能增加

C. 两点的电场强度等大反向

D. 两点的电场强度相同，从到的直线上电场强度先变大后变小

【答案】AD

【解析】

【详解】该瞬时电势分布图可等效为等量异种电荷产生的，等量异种电荷的电场线分布如图

A．d、a两点的电势差

选项A正确；

B．从点移到点电势升高，但由于是负电荷所以电势能减小，选项B错误；

C．a、b为两电荷连线上对称的两点，所以a、b两点的电场强度大小、方向相同，C错误；

D．c、d为两电荷连线中垂线上对称的两点，c、d两点的电场强度大小方向都相同，根据等势线的密程度可判断出从到的直线上电场强度先变大后变小，选项D正确。

故选AD。

8. 如图所示，在水平向右的匀强电场中有一绝缘斜面，斜面上有一带电金属块沿斜面滑下。已知在金属块滑下的过程中动能增加了18J，金属块克服摩擦力做功8J，重力做功34J，则以下判断正确的是（　　）

A. 金属块带负电荷

B. 金属块克服电场力做功8J

C. 金属块的机械能减少16J

D. 金属块电势能减少8J

【答案】BC

【解析】

【详解】A．在金属块滑下的过程中，由动能定理可得

代入数据

由于金属块下滑，而电场力做负功，可判断电场力应该水平向右，所以金属块带正电荷，A错误；

B D．从上面的分析，可知电场力做功-8J，电势能增加，即金属块克服电场力做了8J的功，电势能增加8J，故B正确，D错误；

C．在金属块滑下的过程中，重力做功34J，则重力势能减少34J，而已知动能增加了18J，所以总的机械能减少了16J，C正确。

故选BC。

9. 如图甲所示，AB是某电场中的一条电场线，若有一电子仅在电场力作用下，以某一初速度沿AB由A点运动到B点，所经位置的电势随与A点距离的变化规律如图乙所示。以下说法正确的是（  ）

A. A、B两点电场强度

B. 电子在A、B两点的速度

C. A、B两点的电势

D. 电子在A、B两点的电势能

【答案】CD

【解析】

【详解】A．φ-x图像的斜率大小等于电场强度，由几何知识可知，图像的斜率逐渐减小，则从A到点B场强减小，则有

EA>EB

故A错误；

BD．由图看出，电势逐渐降低，可判断出电场线的方向从A到B，电子受到的电场力沿BA方向，在移动过程中，电场力做负功，电子的动能减小，速度减小，而电子的电势能增大，即

vA＞vB

EpA＜EpB

故B错误，D正确；

C．由上分析可知，电场线的方向从A到B，又因为沿电场线方向电势降低，则A、B两点的电势关系为

φA＞φB

故C正确。

故选CD。

二、实验题（本部分2小题，每空2分，共16分）。

10. 某个学习小组为测量一铜芯电线的电阻率，可供使用的器材如下：

A．电源E（电动势为3.0V，内阻不计）

B．电压表（量程为0~3.0V，内阻约为）

C．电压表（量程为0~15.0V，内阻约为）

D．电流表A（量程为0—0.6A，内阻约为）

E．滑动变阻器（最大阻值，额定电流2.0A）

F．滑动变阻器（最大阻值，额定电流1.0A）

G．开关S一个，导线若干

（1）首先用毫米刻度尺测出接入电路中金属丝的长度L，再利用螺旋测微器测金属丝直径，示数上图所示，则金属丝直径的测量值___________mm。

（2）叶老师要求电表示数从零开始尽可能地多测几组数据，比较精确地测量金属丝的电阻，为了完成实验，他们设计了上图所示的电路，则实验时电压表应选___________，选滑动变阻器应选___________。（只填仪器前序号）

（3）某次测量时，电压表示数为U，电流表示数为I，则该铜芯线材料的电阻率表达式为___________。（用字母U、I、L、d表示）

【答案】    ①. 0.360    ②. B    ③. E    ④.

【解析】

【详解】（1）［1］螺旋测微器的读数为

（2）［2］因为电源电动势为,故选量程为的电压表B；

［3］电路采用分压式电路，选阻值减小的滑动变阻器E；

（3）［4］根据测电阻率的原理有

11. 小明同学尝试测量电瓶车上蓄电池的电动势和内阻。

（1）已知电源内阻比较小，移动滑动变阻器滑片时，为了使电压表示数变化比较明显，小明在思考后将的定值电阻串入电路中，如图甲中的___________（选填“A”或“B”），解决了问题。

（2）选定设计的实验电路，多次调节滑动变阻器R阻值，读出相应的电压表和电流表示数U和I，由将测得的数据描绘出如图乙所示的U-I图像。蓄电池的电动势E=___________V，内阻r0=___________Ω。（结果均保留2位有效数字）

（3）该同学分析了实验中由电表内阻引起的实验误差。如图中，实线是根据本实验的数据描点作图得到的U—I图像：虚线是该电源在没有电表内阻影响的理想情况下所对应的图像。则可能正确的是___________。

A．B．

C．D．

【答案】    ①. A    ②. 6.0    ③. 1.0    ④. C

【解析】

【详解】（1）[1] 了使电压表变化明显，应将电路连接成A图形式，此时相当于内电阻。

（2）[2] 蓄电池的电动势等于纵轴的截距

蓄电池的内阻与R0串联后的总阻值为U—I图像的斜率的绝对值，即

因此电源内电阻

（3）[3] 该实验的主要实验误差来源于电压表的分流作用，理论上当外电路短路时，电压表没有分流作用，电流是准确的，随着路端电压的升高，电压表的分流作用逐渐增加，测量值明显小于真实值，因此测量的图像应在真实图像的下方，且短路电流时，两个图像重合。

故选C

三、计算题（本部分3小题，共40分）。

12. 质子疗法进行治疗，该疗法用一定能量的质子束照射肿瘤杀死癌细胞。现用一直线加速器来加速质子。使其从静止开始被加速到。已知加速电场的场强为。质子的质量为，电荷量为C。则：

（1）质子加速需要的时间为多少？

（2）加速器加速的直线长度为多少？

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）依题意，代入题中已知数据可得质子受到的电场力大小

根据牛顿第二定律，可得质子的加速度为

则加速时间

（2）加速器加速的直线长度为

解得

13. 如图，绝缘水平面AB和绝缘斜面BC平滑连接，斜面BC与水平面AB的夹角为。ABC所在空间内存在沿斜面向上的匀强电场E。一质量为m＝2kg、电量为的带正电滑块（可视为质点）恰能沿斜面匀速下滑，且经过连接处B时滑块的速度大小不变，滑块与斜面BC和水平面AB间的动摩擦因数均为，重力加速度大小为，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求：

（1）匀强电场场强E的大小；

（2）若滑块在水平面AB上滑行的最大距离为x＝3m，求滑块沿斜面BC匀速下滑的速度大小。

【答案】（1）；（2）6m/s

【解析】

【详解】（1）滑块恰能沿斜面匀速下滑，据平衡条件可得

解得场强大小为

（2）滑块在水平面AB上滑行的过程，据动能定理可得

代入数据解得滑块沿斜面BC匀速下滑的速度大小为

14. 如图所示，竖直虚线ab右侧空间有水平向右、场强大小为的匀强电场，竖直固定的圆弧轨道DEFG半径为R＝1.8m，O为圆心，点D、G位于ab上，EF为竖直直径，。在同一竖直面内虚线ab左侧空间无电场，有一弹射装置，由竖直细管和半径为r＝0.9m的圆弧轨道BC组成，为圆心，半径水平，管内下端压缩一轻弹簧并被锁扣K锁定在A点，AB段高h＝1m。现管中有一质量为m＝1kg、电荷量为的带正电小球静止在弹簧上端，某时刻打开K，小球被弹出，恰好能通过C点飞出，并从D点沿圆弧切线方向进入轨道DEFG。已知弹簧和所有轨道均光滑绝缘，空气阻力不计，小球可视为点电荷，重力加速度取。求：

（1）小球通过C点时的速度大小；

（2）弹簧被K锁定在A点时所具有的弹性势能大小；

（3）小球进入圆弧轨道DEFG后沿轨道运动的最大速度，并通过计算判断小球能否沿轨道运动至G点。

【答案】（1）；（2）23.5J；（3）；不能

【解析】

【详解】（1）小球恰好能通过C点飞出，则有

可得

（2）小球与弹簧组成的系统机械能守恒，有

代值可得

（3）由几何关系可知，小球到D点的速度为

小球受到的电场力为

则重力与电场力的合力与电场方向的夹角正切为

夹角为30°，则小球在圆弧轨道DEFG运动的等效最低点与G点关于O对称，与D点关于EF对称，既与D点等高，则由动能定理可得

可得

G是小球运动的等效最高点，小球恰好过最高点时，有

可得过最高点的最小速度为

由动能定理可得

可得

故不能到G点。