2022-2023学年四川省泸县第一中学高二上学期期末物理试题 （解析版）

泸县第一中学2022-2023学年秋期高二期末考试

物理试题

注意事项：

1.答卷前，考生务必将自己的姓名和座位号填写在答题卡上。

2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。

3.考试结束后，将本试卷自己保管，答题卡交回。

4.物理110分，化学100分，生物90分；同堂分卷考试，满分300分，考试时间共150分钟。

 第I卷   选择题（54分）

一、选择题：本题共9小题，每小题6分，共54分。在每小题给出的四个选项中，第1-6题只有一项符合题目要求，第7-9题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

1. 下列表达式中不属于比值定义的是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】A．电势等于电势能与电荷量的比值，电势与是否放入试探电荷无关，所以电势公式属于比值定义式，故A不符合题意；

B．电容与Q、U无关，由电容器本身决定，所以属于比值定义式，故B不符合题意；

C．电阻等于导体两端的电压与通过导体电流的比值，电阻的大小与导体两端的电压和通过导体电流无关，则属于比值定义式，故C不符合题意；

D．某点的电场强度E与场源电荷Q成正比，与距离的平方成反比，电场强度公式是决定式，不属于比值定义式，故D符合题意。

故选D。

2. 如图所示，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a和b，其质量分布均匀，将它们固定于绝缘支架上，两球心间的距离l是球体半径的3倍。若使它们带上等量同种电荷，其电荷量均为Q，下列关于a、b之间的万有引力和库仑力的表达式中正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】AB．两个金属球壳质量分布均匀，计算万有引力时可以等效为质量集中于球心的质点，所以有

故A正确，B错误；

CD．带上等量同种电荷时，同种电荷互相排斥，电荷分布在两球壳外侧，电荷中心间的距离大于两球心间的距离，则

故CD错误。

故选A。

3. 如图，等量异种电荷处在电场强度为E的匀强电场中，关于两电荷连线中点O对称的A、B两点电势分别是φA、φB。若O点处的场强是零，则（   ）

A. E方向向右，φA > φB B. E方向向右，φA < φB

C. E方向向左，φA > φB D. E方向向左，φA < φB

【答案】C

【解析】

【详解】AB．根据等量异种电荷的电场线的特点可知，两等量异种电荷在O点的场强水平向右，根据题意O点的场强为零，所以匀强电场的场强水平向左，AB错误；

CD．根据等量异种电荷的电场特点可知两等量点电荷在A、B处的电场强度比匀强电场的场强大，所以合场强向右，又因为沿电场线的方向电势降低，故φA > φB，C正确，D错误。

故选C。

4. 如图所示，四个点电荷所带电荷量的绝对值均为Q，分别固定在正方形的四个顶点上，正方形边长为a，则正方形两条对角线交点处的电场强度（　　）

A. 大小为，方向竖直向上 B. 大小为，方向竖直向下

C. 大小为，方向竖直向上 D. 大小为，方向竖直向下

【答案】D

【解析】

【详解】四个电荷的电荷量相等，两对对角线的电荷都是一对等量异种点电荷，在交点处的电场强度的方向指向负电荷，且大小相等，如图

则合场强的方向竖直向下，由点电荷场强公式可得，任意一对等量异种点电荷的合场强为

则正方形两条对角线交点处的电场强度为

方向竖直向下。

故选D。

5. 如图是测定液面高度h的电容传感器原理图。取金属芯线与导电液体为电容器的两极，电脑与传感器连接，当液面高度h增大时，电脑显示电容器的电容C也增大。则h增大导致C增大的原因是，电容器（    ）

A. 两极带电量增大 B. 两极的间距增大

C. 两极的正对面积增大 D. 两极间的介电常数增大

【答案】C

【解析】

【详解】根据

当液面升高时，两极板正对面积增大，电容增大。

故选C。

6. 如图所示，倾角为的光滑斜面固定在水平地面上，斜面上放置两根长为L、质量为m的平行直导线a、b，两直导线被斜面上的挡板挡住且处于平衡状态。现给a、b两直导线通入图示方向、大小为I的恒定电流，此时撤去直导线b的挡板，直导线b能够静止不动。若保留直导线b的挡板，撤去直导线a的挡板，为使直导线a静止不动，现施加一垂直于斜面的匀强磁场，则匀强磁场的磁感应强度B的大小为（    ）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】根据右手螺旋定则和左手定则可以得出通有同向电流的两导线互相吸引，此时撤去直导线b的挡板，直导线b能够静止不动，表明a、b两直导线之间的安培力为

若保留直导线b的档板，撤去直导线a的挡板，直导线a静止不动的条件是

解得

故选B。

7. 如图所示，长直导线a、b、c分别固定在等边三角形三个顶点上，a、c通有垂直纸面向里的电流，b通有垂直纸面向外的电流，电流大小相等。A、B、C为三角形三边中点，下列关于A、B、C三点磁场的说法正确的是（　　）

A. B点磁感应强度不可能为零

B. 若外加垂直纸面向里的匀强磁场，A点磁感应强度可能为零

C. A、B两点磁感应强度大小相等

D. C点磁感应强度最小

【答案】ACD

【解析】

【详解】A．如下图所示，根据安培定则画出磁感应强度的方向，然后进行叠加比较大小

由图中可知B点磁感应强度不为零，故A正确；

B．由图可知A点的合磁感应强度方向不是垂直于纸面向外，故外加垂直纸面向里的匀强磁场，A点磁感应强度不可能为零，故B错误；

C．图中A、B两点的磁感应强度按平行四边形法则合成，由于

所以A、B两点的磁感应强度大小相等，故C正确；

D．由图中可知C点磁感应强度最小，故D正确。

故选ACD。

8. 如图所示，边长为2L的正方形ABCD区域内，以对角线AC为分界线分布着磁感应强度大小均为B、方向不同的匀强磁场，分界线左下方的磁场方向垂直纸面向里，右上方的磁场方向垂直纸面向外。直角边长度为L的等腰直角三角形单匝金属线框abc，bc边与正方形的DC边在同一直线上，ab边与正方形的AD边平行。金属线框abc以速度v匀速通过正方形ABCD区域，从金属线框abc的ab边通过AD边开始到c点离开BC边的过程中，下列说法正确的是（    ）

A. 金属线框abc的电流方向先是逆时针方向，然后是顺时针方向，最后是逆时针方向

B. 当时，金属线框abc内的磁通量大小是，感应电动势是BLv

C. 当时，金属线框abc内磁通量大小为，磁通量的变化率为

D. 在的时间内，金属线框abc内的磁通量和感应电流都为零

【答案】CD

【解析】

【详解】AD．金属线框abc从ab边进入磁场，在上时间内垂直纸面向里的磁通量增加，由楞次定律知金属线框abc内的电流方向是逆时针方向；在时间内垂直纸面向里的磁通量减少，垂直纸面向外的磁通量增加，由楞次定律知金属线框abc内的电流方向是顺时针方向；在时间内，金属线框abc内磁通量和感应电流都为零，选项A错误，选项D正确；

B．当时，金属线框abc恰好全部进入左侧磁场，金属线框abc内的磁通量是，感应电动势是0，选项B错误；

C．当时，金属线框abc的位置如图所示，金属线框abc在磁场ABC区域内的磁通量大小

方向垂直纸面向外，金属线框abc在磁场ACD区域内的磁通量大小

方向垂直纸面向里，所以金属线框abc在磁场中的磁通量大小

此时金属线框abc在两磁场中切割磁感线的有效长度为图中虚线间的距离，由几何知识知有效长度，由法拉第电磁感应定律知

故感应电动势是

即磁通量的变化率是，选项C正确。

故选CD。

9. 在如图甲所示的虚线框内有匀强磁场，设图甲所示磁场方向为正，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示。边长为l、电阻为R的正方形均匀线框abcd有一半处在磁场中，磁场方向垂直于线框平面，此时线框ab边的发热功率为P，则（　　）

A. 线框中的感应电动势为 B. 线框中的感应电流为

C. 线框cd边的发热功率为 D. b、a两端电势差

【答案】BD

【解析】

【详解】B．由题可知线框四个边的电阻均为。由题图乙可知，在每个周期内磁感应强度随时间均匀变化，线框中产生大小恒定的感应电流，设感应电流为I，则对ab边有

P=I2·

得

选项B正确；

A．根据法拉第电磁感应定律得

由题图乙知

联立解得

故选项A错误；

C．线框的四边电阻相等，电流相等，则发热功率相等，都为P，故选项C错误；

D．由楞次定律可知，线框中感应电流方向为逆时针，则b端电势高于a端电势

故选项D正确。

故选BD。

第II卷（非选择题  56分）

二、实验题（16分）

10. （1）在“测定金属电阻率”的实验中，需要用螺旋测微器测量金属丝的直径，其结果如图所示，其读数为______mm；

（2）测量电阻时，先用多用电表粗测金属丝电阻阻值约为10Ω，再采用“伏安法”精确测量金属丝的电阻，实验过程中要求从零开始测量多组数据，实验室能够提供的实验器材有：

A.电流表，量程为0~300μA，内阻

B.电流表，量程为0~0.3A，内阻约

C.定值电阻

D.定值电阻

E.滑动变阻器，最大阻值为5Ω

F.滑动变阻器，最大阻值为100Ω

G电源E=3V，内阻r=0.5Ω

H.开关一只，导线若千

回答下列问题：

①正确选择实验器材，定值电阻应选_____，滑动变阻器应选_____；（填写元器件前的字母代号）

②画出电阻测量的实验电路图：_____

③根据上述实验电路图连接电路，记录多组实验数据，并以电流表读数为横轴。电流表读数为纵轴做图像，由图像可求出其斜率为k，则金属丝的电阻R=_____。（用题中所给物理量符号表示）

【答案】    ①. 1.605##1.604##1.603    ②. D    ③. E    ④.     ⑤.

【解析】

【详解】（1）[1]螺旋测微器的读数为

（2）①[2]本实验采用伏安法测电阻，需要改装一个量程为3V的电压表，此时电流表A1需要串联一个电阻，串联电阻的阻值为

故选D。

[3]实验过程中要求从零开始测量多组数据，故滑动变阻器接入电路时应选择分压式，滑动变阻器最大阻值应该选小的，故选E。

②[4]本实验应采用分压、外接，故电路图如下

[5]由欧姆定律，可得

整理可得

故图像斜率为

解得

11. 在“金属丝电阻率的测量”实验中，所用测量仪器均已校准。待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm。

（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___________mm（该值接近多次测量的平均值）。

（2）用伏安法测金属丝的电阻Rx。实验所用器材为电池组（电压3V）、电流表（内阻约0.1Ω）、电压表（内阻约3kΩ）、滑动变阻器R（0～20Ω，额定电流2A）、开关、导线若干。

某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：

这个小组的同学在坐标纸上建立U-I坐标系，如图所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出U-I图线___________。由图线得到金属丝的阻值Rx=___________Ω（保留两位有效数字）。

（3）根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为___________。

A．1×10-2Ω·m B．1×10-3Ω·m

C．1×10-6Ω·m D．1×10-8Ω·m

【答案】    ①. 0.398##0.395##0.396##0.397##0.399    ②. 见解析图    ③. 4.4##4.3##4.5##4.6##4.7    ④. C

【解析】

【详解】（1）螺旋测微器的读数为测量值(mm)＝固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)，所以螺旋测微器的读数为

d=0mm＋39.8×0.01mm=0.398mm

（2）图线应过原点，选尽可能多的点连成一条直线，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，明显偏离的点应舍去，如图所示

图线的斜率反映了金属丝的电阻，因此金属丝的电阻值Rx≈4.4Ω。

（3）根据得金属丝的电阻率

故选C。

四、解答题（本答题共三个小题，11题12分，12题12分，13题16分，共40分）

12. 如图所示，在场强的匀强电场中有A、B、C三点，，，其中AB沿电场方向，BC与电场方向的夹角为60°。

（1）A、C两点的电势差为多少？

（2）将电荷量的点电荷从A点移到C点的过程中，电场力做功为多少？

（3）若取A点电势为零，则电子在B点的电势能为多少电子伏？

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）根据题意，由几何关系可得，A、C两点沿电场线的距离为

由公式可得，A、C两点的电势差为

（2）根据题意，由公式可得，电场力做功为

（3）根据题意，由公式可得，A、B两点的电势差为

若取A点电势为零，则点的电势为

由公式可得，电子在B点的电势能为

13. 在如图所示的电路中，R1是由某金属氧化物制成的导体棒，实验证明通过它的电流I1和它两端的电压U1遵循的规律（式中），R2、R3是定值电阻，遵循欧姆定律，，电源电压为，闭合开关后，电流表的示数为0.25A。求R2的阻值。

【答案】

【解析】

【分析】

【详解】由欧姆定律可求R3两端电压为

U3=IR3=0.25A×20Ω=5V

则由串并联电压规律可得R1和R2两端电压均为

U1=U2=U-U3=6V-5V=1V

则可得

则由并联分流可得

I2=I-I1=0.25A-0.2A=0.05A

则R2阻值为

14. 如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一、四象限存在垂直坐标平面向里的匀强磁场，第二象限内存在水平向右的匀强电场，有一质量为、电荷量为（）的带正电粒子从y轴的M点以与y轴负方向成角、大小为的初速度垂直磁场进入第四象限，经磁场偏转从y轴上的N点进入第二象限，又经电场作用垂直于x轴从轴上的A点射出，不计粒子重力，其中，求：

（1）第一、四象限内磁场的磁感应强度的大小B；

（2）第二象限内电场强度的大小E；

（3）粒子从M点运动到A点的时间。

【答案】（1）0.75T；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）粒子运动轨迹如图所示

设粒子在第一、四象限内做匀速圆周的半径为r，由几何关系可得

由

解得

（2）进入第二象限后受水平向右的电场力作用，从N点运动至A点的运动可以看成是类平抛的逆过程，则由几何关系：沿电场力方向

沿初速度方向

解得

（3）由（2）知，粒子在电场中运动时间为

粒子在磁场中运动时间

粒子从M运动到A的时间为