天津市静海区第一中学2022-2023学年高二上学期期末物理试题(含答案)

这是一份天津市静海区第一中学2022-2023学年高二上学期期末物理试题(含答案)，共4页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1、两个分别带有电荷量和的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F。两小球相互接触后将其固定距离变为，则两球间库仑力的大小为( )
A.B.C.D.12F
2、质量和电量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图两种虚线所示，下列表述正确的是( )
A.M带负电，N带正电
B.M的速率小于N的速率
C.洛伦兹力对M、N做正功
D.M的运行时间大于N的运行时间
3、如图所示，螺线管与灵敏电流计相连，磁铁从螺线管的正上方由静止释放，向下穿过螺线管。下列说法正确的是( )
A.电流计中的电流先由a到b，后由b到a
B.a点的电势始终低于b点的电势
C.磁铁减少的重力势能等于回路中产生的热量
D.磁铁刚离开螺线管时的加速度小于重力加速度
4、如图所示，L是电感足够大的线圈，其直流电阻可忽略不计，A和B是两个参数相同的灯泡，若将开关S闭合，等灯泡亮度稳定后，再断开开关S，则( )
A.开关S闭合时，灯泡A比B先亮
B.开关S闭合时，灯泡A、B同时亮，最后一样亮
C.开关S闭合后，灯泡A逐渐熄灭，灯泡B逐渐变亮，最后保持不变
D.开关S断开瞬间，A、B都闪亮一下逐渐熄灭
5、如图所示，平行板电容器C通过电阻箱R与恒压电源E连接，开关S闭合时一带电粒子刚好静止在水平放置的两板中央，若使粒子向下运动，以下说法正确的是( )
A.断开开关B.将板间距增大
C.将电容器的上极板水平向右平移少许D.增大电阻箱R的阻值
6、下列四个图都与涡流有关，其中说法正确的是( )

A.真空冷炼炉是利用涡流来熔化金属的装置
B.自制金属探测器是利用地磁场来进行探测的
C.电磁炉工作时在它的面板上产生涡流加热食物
D.变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠合而成是为了增大涡流
二、多选题
7、在如图所示的图象中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图线，直线Ⅱ为某一电阻R的图线。用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路，由图象可知( )
A.电源的电动势为3V，内阻为0.5Ω
B.电阻R的阻值为1Ω
C.电源的输出功率为6W
D.电源的效率为50%
8、如图所示，虚线a、b、c是电场中的三个等势面，实线为一个带负电的质点仅在电场力作用下的运动轨迹，P、Q是轨迹上的两点。下列说法正确的是( )
A.质点在Q点时的电势能比P点时小
B.质点在Q点时的加速度方向与等势面a垂直
C.三个等势面中等势面a的电势最低
D.质点在Q点时的加速度比P点时大
9、如图所示，电流表示数为I，电压表示数为U，定值电阻消耗的功率为P，电容器C所带的电荷量为Q，电源内阻不能忽略。当变阻器滑动触头向右缓慢滑动时，下列说法正确的是( )
A.U增大、I减小B.U减小、I增大
C.P增大、Q减小D.P、Q均减小
10、如图所示，空间存在一水平向右的匀强电场，长为L且不可伸长的绝缘细绳一端固定于O点，另一端系有一带正电小球，小球静止于B点，此时绳与竖直方向的夹角为45°。现将小球拉至与O点同高度的A点，由静止释放，小球沿圆弧经B点运动到O点正下方的C点。不计空气阻力，下列关于小球的叙述正确的是( )
A.每下降相同高度，电势能的增加量都相等
B.每下降相同高度，重力势能的减少量都相等
C.A到B的过程中，重力势能的减少量大于动能的增加量
D.A到C的过程中，克服电场力做的功小于重力势能的减少量
11、在如图甲所示的电路中，螺线管匝数匝，横截面积，螺线管导线电阻，，，在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化.则下列说法中正确的是( )
A.螺线管中产生的感应电动势为1V
B.闭合S，电路中的电流稳定后，电阻的电功率为
C.电路中的电流稳定后电容器下极板带正电
D.S断开后，流经的电荷量为
三、实验题
12、我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流方向的决定因素和遵循的物理规律。以下是实验探究过程的一部分。
（1）如图甲所示，当磁铁的N极向下运动时，发现电流表指针偏转，若要探究线圈中产生感应电流的方向，必须知道________。
（2）如图乙所示，实验中发现闭合开关时，电流表指针向右偏转。电路稳定后，若向左移动滑片，此过程中电流表指针向_______偏转，若将线圈A抽出，此过程中电流表指针向_______偏转。（均选填“左”或“右”）
（3）某同学按图丙完成探究实验，在完成实验后未断开开关，也未把A、B两线圈和铁芯分开放置，在拆除电路时突然被电击了一下，则被电击是在拆除_____（选填“A”或“B”）线圈所在电路时发生的，分析可知，要避免电击发生,在拆除电路前应_________（选填“断开开关”或“把A、B线圈分开放置”）。
13、某同学先后用多用电表和伏安法测量一个未知电阻的阻值。
（1）该同学选用倍率为“”的电阻挡时，指针位置如图6甲所示；他应选用倍率为___________（填“”或“”）的电阻挡再次测量，当其选择合适的倍率后，指针位置如图乙所示，则所测电阻的阻值为___________Ω；
（2）为更精确测量其阻值，该同学采用了伏安法。实验室备有下列实验器材：
A.电压表（量程3V，内阻约为15kΩ）；
B.电压表（量程15V，内阻约为75kΩ）；
C.电流表（量程250mA，内阻约为0.2Ω）；
D.电流表（量程50mA，内阻约为1Ω）；
E.滑动变阻器（最大阻值150Ω）；
F.滑动变阻器（最大阻值5Ω）；
G.电池组E（电动势为3V，内阻不计）；
H.开关S，导线若干。
为减小实验误差，电压表应选用_________，电流表应选用_________，滑动变阻器应选用_________（填器材前面的序号），实验电路应选_______（填“图丙”或“图丁”）。若该同学选择器材、连接电路等操作均正确，则电阻的测量值________（填“大于”“小于”或“等于”）其真实值，原因是_________。
四、计算题
14、如图所示，一对平行的粗糙金属导轨固定于同一水平面上，导轨间距，导轨左端接有阻值的电阻，右侧平滑连接一对弯曲的光滑轨道，仅在水平导轨的整个区域内存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小。一根质量，电阻的金属棒ab垂直放置于导轨上，金属棒ab在水平向右的恒力作时下从静止开始运动，当金属棒通过位移时离开磁场，在离开磁场前金属棒ab的速度已达到最大值。当金属棒离开磁场时撤去外力F，接着金属棒沿弯曲轨道向上运动。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数，导轨电阻不计，金属棒在运动过程中始终与导轨垂直且与导轨保持良好接触，取。求∶
（1）金属棒运动的最大速率v及金属棒沿弯曲轨道上升的最大高度h；
（2）金属棒在磁场中速度为时的加速度大小；
（3）金属棒在磁场区域运动过程中，电阻R上产生的焦耳热。
15、如图所示，在平面xOy的第一象限内有竖直向上的匀强电场E，圆心在x轴上，半径为R且过坐标原点O，圆内有垂直纸面向外的匀强磁场B（未画出）。一质量为m，带电量为q的正粒子从圆上P点正对圆心以速度射入磁场，从坐标原点O离开磁场，接着又恰好经过第一象限的Q（a，b）点，已知与x轴负方向成θ，不计粒子重力，求：
（1）匀强电场E及匀强磁场B的大小；
（2）粒子从P的运动到Q的时间。
参考答案
1、答案：C
解析：接触前两个点电荷之间的库仑力大小为，两球分开后各自带电量为，距离又变为原来的，库仑力为，所以两球间库仑力的大小为。
故选C。
2、答案：A
解析：A.由左手定则可知，M带负电，N带正电，选项A正确；
B.由可知，M的速率大于N的速率，选项B错误；
C.洛伦兹力对M、N都不做功，选项C错误；
D.由可知，M的运行时间等于N的运行时间，选项D错误。
3、答案：D
解析：当磁铁的N极向下运动，导致穿过线圈的磁通量发生变化，导致线圈中产生感应电动势。由楞次定律可得感应电流的方向，从而判断电流计中电流方向，感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因，根据来拒去留的判断口诀分析在各点的受力情况，从而知道加速度的大小。
A、当磁铁N极向下运动，导致穿过线圈的磁通量变大，且方向向下，则由楞次定律可得线圈中产生感应电流方向盘旋而下，螺线管下端相当于电源的正极.所以通过G的电流方向为从b到a，当S极离开螺线管时，穿过线圈的磁通量变小，且方向向下，则螺线管上端相当于电源的正极.所以通过G的电流方向为从a到b，则a点的电势先低于b点的电势，后高于b点电势，故AB错误；
C、磁铁减少的重力势能等于回路中产生的热量和磁铁的动能，故C错误；
D、磁铁刚离开螺线管时，正在远离螺线管，磁铁受到的磁场力阻碍磁铁远离螺线管（去留），则加速度，故D正确.
故选D。
4、答案：C
解析：ABC.当S闭合时，由于L的阻碍，电流从两灯中流过，故两灯同时亮，并且流过的电流相等，故两灯的亮度相同；但电路稳定后，灯泡A被短路而熄灭，B灯更亮，最后保持不变，故C正确，AB错误；
D.S断开时，B中电流消失，故立即熄灭；而A中由于电感中产生感应电动势，使A闪亮一下后逐渐熄灭，故D错误。
故选C。
5、答案：B
解析：A.断开开关，电容器电荷量不变，不改变极板间场强，粒子仍保持静止，故A错误；
B.极板间距增大，由，可知场强减小，电场力减小，则粒子向下运动，故B正确；
C.将电容器的上极板水平向右平移少许，极板正对面积减小，但极板间距不变，则场强和电场力均不改变，故C错误；
D.因电容器与电源串联，则电容器两端电压与电源电动势相等，改变电阻箱阻值，并不会改变电容器电压，所以粒子仍静止，故D错误。
故选B。
6、答案：A
解析：A.真空冷炼炉是线圈中的电流做周期性变化，在金属中产生涡流，从而产生大量的热量，熔化金属的，故A正确；
B.金属探测器中变化电流遇到金属物体，在被测金属中上产生涡流来进行探测，故B错误；
C.家用电磁炉工作时，在锅体中产生涡流，加热食物，故C错误；
D.当变压器中的电流变化时，在其铁芯将产生涡流，使用相互绝缘的硅钢片叠合做成的铁芯可以尽可能减小涡流，故D错误。
故选A。
7、答案：AB
解析：A.根据，结合图象，可知，，A正确；
B.根据图象可知，电阻R的阻值为，B正确；
C.图象的交点为实际电压和实际电流，电源的输出功率为，C错误；
D.电源的效率为，D错误。
故选AB。
8、答案：AB
解析：A.质点带负电，曲线运动所受合外力指向轨迹的凹侧，结合电场线与等势面处处垂直，大致画出电场线如图实线沿电场线方向电势降低，所以，根据电势能，可知，A正确；
B.质点在Q点受力方向与电场线在该点的切线反向相反，电场线和等势面处处垂直，根据牛顿第二定律可知质点在Q点时的加速度方向与等势面a垂直，B正确；
C.沿电场线方向，电势降低，所以等势面a的电势最大，C错误；
D.电场线的疏密程度表示电场强度的弱强，则，D错误。
故选AB。
9、答案：BC
解析：当变阻器滑动触头向右缓慢滑动时，接入电路中的电阻减小，由“串反并同”可知，由于电压表与变阻器并联，所以电压表示数减小，电流表与变阻器串联，所以电流表示数增大，两端电压增大，功率P增大，电容器与变阻器并联，所以电容器两端电压减小，由公式可知，电量减小，故BC正确。
故选BC。
10、答案：BC
解析：A.设小球开始下降高度h时细绳与水平方向夹角为θ，则水平方向的距离为则可知，每下降相同高度，水平方向发生距离不相等，则电场力对小球做功不等，所以电势能的增加量不相等，故A错误；
B.每下降相同高度，重力对小球做正功相同，则重力势能的减少量都相等，故B正确；
C.由题意可知，小球在B点的速度最大，从A到B的过程中，由能量守恒可知，重力势能的减小量等电势能的增加与动能增加之和，则重力势能的减少量大于动能的增加量，故C正确；
D.由对称性可知，小球达到C点时的速度为0，从A到C的过程中，由能量守恒可知，重力势能的减小量等于电势能的增加量，故D错误。
故选BC。
11、答案：CD
解析：A.根据法拉第电磁感应定律，选项A错误；
B.根据全电路欧姆定律，根据，得消耗的功率，选项B错；
C.根据楞次定律，螺线管感应电动势逆时针方向，即等效电源为上负下正，所以电路中电流稳定后电容器下极板带正电，C正确；
D.S断开后，流经的电荷量即为S闭合时C板上所带电荷量Q，电容器两端的电压等于两端电压，故，流经的电荷量，选项D正确。
故选CD。
12、答案：（1）电流表指针偏转方向与电流方向间的关系（2）右；左（3）A；断开开关
解析：（1）如图甲所示，当磁铁的N极向下运动时，发现电流表指针偏转，若要探究线圈中产生感应电流的方向，必须知道电流表指针偏转方向与电流方向间的关系；
（2）如图乙所示，实验中发现闭合开关时，穿过线圈B的磁通量增加，电流表指针向右偏；电路稳定后，若向左移动滑动触头，通过线圈A的电流增大，磁感应强度增大，穿过线圈B的磁通量增大，电流表指针向右偏转；若将线圈A抽出，穿过线圈B的磁通量减少，电流表指针向左偏转；
（3）在完成实验后未断开开关，也未把A、B两线圈和铁芯分开放置，在拆除电路时，线圈A中的电流突然减少，从而出现断电自感现象，线圈中会产生自感电动势，进而突然会被电击了一下，为了避免此现象，则在拆除电路前应断开开关。
13、答案：（1）；70（2）A；D；E；图丁；小于；电压表的分流作用
解析：（1）选用倍率为“”的电阻挡测量，指针的位置如图甲所示，指针偏角太大，说明所选挡位太大，要较准确的测量该电阻的阻值，应选择倍率较小的挡位，由甲图可知未知电阻阻值大于50Ω，因此为了让指针尽量指向表盘中央，可选用倍率“”电阻挡，重新进行欧姆调零，然后再测电阻。按正常顺序操作后，指针的位置如图中乙，则该电阻的阻值为
（2）电源电动势是3V，所以电压表应选A；通过待测电阻的最大电流约为
所以电流表应选D。对于滑动变阻器，由于未知电阻阻值约为70Ω，故E选项中最大阻值为5Ω的滑动变阻器相对于未知电阻来说太小，可调节能力太差，故滑动变阻器选用E。
由于
故未知电阻属于小电阻，电流表应采用外接法，即实验电路应选图丁。电流表外接法中，电压表测量的是电阻两端的真实电压，由于电压表的分流作用使电流表的示数大于流过待测电阻的电流，据此可知，电阻的测量值小于其真实值，主要原因为电压表的分流作用。
14、答案：（1）3m/s；0.45m（2）（3）1.2J
解析：（1）金属棒在磁场中做匀速运动时，设回路中的电流为I，根据平衡条件得
解得金属棒运动的最大速率为
金属棒出磁场后在弯曲轨道上上升的过程中，由机械能守恒定律得
金属棒沿弯曲轨道上升的最大高度为
（2）金属棒速度为时，设回路中的电流为，根据牛顿第二定律得
代入数据解得
（3）设金属棒在磁场区域运动过程中，回路中产生的焦耳热为Q，根据功能关系
则电阻R上的焦耳热为
代入数据解得
15、答案：（1）；（2）
解析：（1）由几何关系得
又
故
粒子从0到Q做类平抛运动，设运动时间为
故
（2）粒子在磁场中运动的时间
粒子从P运动的Q的时间为