2023维吾尔自治区乌鲁木齐第101中学高二上学期期中物理试题含解析

这是一份2023维吾尔自治区乌鲁木齐第101中学高二上学期期中物理试题含解析，文件包含新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市第101中学2022-2023学年高二上学期期中物理试题含解析docx、新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市第101中学2022-2023学年高二上学期期中物理试题无答案docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共29页， 欢迎下载使用。
高二物理
（范围：必修第三册）
总分100分：考试时间100分钟
一、选择题（20题每题两分共40分）
1. 某家庭使用的智能电饭煲，其铭牌如图所示。假如用此电饭煲煮饭时，均在额定功率下工作30min，则该电饭煲煮饭时消耗的电能数量级为（ ）
A. 102B. 104C. 106D. 108
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意，由公式可得，该电饭煲煮饭时消耗电能为
故选C。
2. 某一电源的路端电压与电流的关系和电阻、的电压与电流的关系如图所示。用此电源和电阻、组成电路。、可以同时接入电路，也可以单独接入电路。为使电源输出功率最大，可采用的接法是（ ）
A. 将单独接到电源两端
B. 将单独接到电源两端
C. 将、串联后接到电源两端
D. 将、并联后接到电源两端
【答案】D
【解析】
【详解】根据闭合电路欧姆定律可得
根据图中电源的路端电压与电流的关系图线可知，电源电动势和内阻分别为
，
设外电阻为时，电源的输出功率为
由于基本不等式可知，当外电阻时，电源的输出功率最大；由电阻的伏安特性曲线可得
，
、串联后的阻值为
、并联后的阻值为
可知将、并联后接到电源两端时，电源输出功率最大。
故选D。
3. 管道高频焊机可以对由钢板卷成的圆管的接缝实施焊接。焊机的原理如图所示，圆管通过一个接有高频交流电源的线圈，线圈所产生的交变磁场使圆管中产生交变电流，电流产生的热量使接缝处的材料熔化，将其焊接。焊接过程中所利用的电磁学规律的发现者为（ ）
A. 牛顿B. 库仑C. 洛伦兹D. 法拉第
【答案】D
【解析】
【详解】由题意可知圆管为金属导体，导体内部自成闭合回路，且有电阻，当周围的线圈中产生出交变磁场时，就会在导体内部感应出电流，电流通过电阻要发热。该过程利用的原理是电磁感应现象，其发现者为法拉第，故D正确，ABC错误。
故选D。
4. 如图所示，下列矩形线框在无限大的匀强磁场中运动，则能够产生感应电流的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】矩形线框的磁通量发生变化，才能产生感应电流。
故选D。
5. 空间有一匀强电场，在电场中建立如图所示的直角坐标系O­xyz，M、N、P为电场中的三个点，M点的坐标为（0，a，0），N点的坐标为（a，0，0），P点的坐标为。已知电场方向平行于直线MN，M点电势为0，N点电势为1V，则P点的电势为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】将立体图中的P点投影在xOy平面，作出M、N、P三点在xOy平面的相对位置如图所示，M点电势为0，N点电势为1V，P点投影记为。由于电场线水平，因此P点和点电势一样，根据沿着电场线方向电势降低，该匀强电场的电场线方向如图所示，O1为MN连线的中点，O2为O1N的中点，由几何知识知AP′垂直于电场线，故P′、O2、A三点的电势相等，又因为
故选D。
6. 互相正对的平行金属板、带等量的异种电荷，倾斜固定放置，一个带电小球（可看成点电荷）从一块金属板的边缘附近由静止释放沿图中水平虚线运动通过电场区域，两板间的电场可看成匀强电场，则下列判断正确的是（ ）
A. 小球一定带正电
B. 小球一定从点运动到点
C. 小球受到的电场力和重力大小相等
D. 小球的电势能一定减小
【答案】D
【解析】
【详解】A．由于小球由静止释放后，沿水平直线运动，小球一定做的是初速度为零的匀加速直线运动，由题意知小球受力如图所示
由于两板带电的电性不明确，因此小球的带电电性不能确定，故A项错误；
B．由受力情况可知，小球一定从点运动到点，故B项错误；
C．小球受到的电场力的竖直分力与重力平衡，因此小球受到的电场力一定大于重力，故C项错误；
D．由于电场力做正功，因此小球的电势能一定减小，故D项正确；
故选D。
7. 如图所示，若滑动变阻器的滑片P向C端移动时，小灯泡变亮，那么应将N接（ ）
A. B接线柱B. C接线柱C. D接线柱D. 以上都可以
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意可知，小灯泡变亮表明电路中的电流增大，滑动变阻器接入电路中的电阻值减小，长度变短，而滑动变阻器连入电路的电阻由下面的接线柱决定，只有N接C才能满足题意。
故选B。
8. 空间存在着平行纸面的匀强电场，但电场的具体方向未知，现在纸面内建立直角坐标系xOy，用仪器沿Ox、Oy两个方向探测该静电场中各点电势，得到各点电势φ与横、纵坐标的函数关系如图所示。关于该电场的电场强度E，下列说法正确的是（ ）
A. E＝3V/m，方向沿x轴正方向
B. E＝5V/m，方向指向第一象限
C. E＝400V/m，方向沿y轴负方向
D. E＝500V/m，方向指向第三象限
【答案】D
【解析】
【详解】从题中的图像可以得到，坐标为和的A、B两点为等势点，如图所示，则电场强度的方向垂直于AB且指向第三象限，由几何关系可知
故选D。
9. 如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图像，下面结论正确的是（ ）
A. 电源的电动势为6.0 V
B. 电源的内阻为12 Ω
C. 电源的短路电流为0.5 A
D. 电流为0.3 A时外电阻是1.8 Ω
【答案】A
【解析】
【详解】AB．根据闭合电路欧姆定律可得
可知图像的纵轴截距等于电动势，则有
图像的斜率绝对值等于内阻，则有
故A正确，B错误；
C．电源的短路电流为
故C错误；
D．电流为0.3 A时外电阻
故D错误。
故选A。
10. 如图所示，O处有一通电直导线，其中的电流方向垂直于纸面向里，图形abcd为以O点为同心圆的两段圆弧a和c与两个半径b和d构成的扇形，则以下说法中正确的是（ ）
A. 该通电直导线所产生的磁场方向如图中的b或d所示，且离O点越远，磁场越强
B. 该通电直导线所产生的磁场方向如图中的b或d所示，且离O点越远，磁场越弱
C. 该通电直导线所产生的磁场方向如图中的a或c所示，且离O点越远，磁场越强
D. 该通电直导线所产生的磁场方向如图中的a或c所示，且离O点越远，磁场越弱
【答案】D
【解析】
【详解】由安培定则可知，通电直导线周围磁场的磁感线是以通电导线为圆心的一系列同心圆，方向是图中a或c箭头所示，且离通电直导线越远，磁场越弱。
故选D。
11. 在如图所示的电路中，已知电源的电动势E＝6 V，内电阻r＝0.5 Ω，外电阻R＝2.5 Ω。闭合开关S后，外电阻R两端的电压为（ ）
A. 5 VB. 3 V
C. 2 VD. 1 V
【答案】A
【解析】
【详解】根据闭合电路欧姆定律，闭合S后，电流
2 A
R两端电压
U＝IR＝5 V
故选A。
12. 随着我国人民生活水平的不断提高，家庭中使用的电器越来越多。下列电器中主要利用电流的热效应工作的是（ ）
A. 电风扇B. 电饭煲C. 电视机D. 洗衣机
【答案】B
【解析】
【详解】电饭煲工作时，将消耗的电能全部转化为内能，即利用电流的热效应工作，电风扇、洗衣机、电视机除了将电能转化为热能外，还转化成了其他形式的能。
故选B。
13. 物理是一门以实验为基础的学科，要用到很多测量仪器，下列哪种仪器测量的不是国际单位制中的基本量（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】天平是测量质量的仪器，质量是国际单位制中的基本量；
秒表是测量时间的仪器，时间是国际单位制中的基本量；
螺旋测微器是测量长度的仪器，长度是国际单位制中的基本量。
弹簧测力计测量的是力，而力不是国际单位制中的基本量，即弹簧测力计测量的不是国际单位制中的基本量。
故选A。
14. 如图所示，两条完全相同的圆弧形材料AOB和COD，圆弧对应的圆心角都为120°，圆弧AOB在竖直平面内，圆弧COD在水平面内，以O点为坐标原点、水平向右为x轴正方向，两弧形材料均匀分布正电荷，P点为两段圆弧的圆心，已知P点处的电场强度为、电势为，设圆弧AO在圆心P处产生的电场强度大小为E，产生的电势为φ，选无穷远的电势为零，以下说法正确的是（ ）
A. ，
B. ，
C. 将质子（比荷）从P点无初速释放，则质子的最大速度为
D. 若两段弧形材料带上的是等量异种电荷，x轴上各点电场强度为零，电势为零
【答案】D
【解析】
【详解】AB．圆弧AO在圆心P点产生的场强大小与圆弧OB在P点产生的场强大小相等，两个场强方向夹角为60°，电势相等，同理圆弧OC在圆心P点产生的场强大小与圆弧OD在P点产生的场强大小相等，且夹角也为60°，电势相等，根据电场强度矢量叠加法则有
计算解得
根据电势标量的叠加法则有
得
故AB错误；
C．从P点无初速释放质子，到达无穷远处时速度最大，根据动能定理有
得
故C错误；
D．若两段弧形材料带上的是等量异种电荷，正电荷和负电荷在x轴上各点产生电场强度大小相等，方向相反，其合场强为零，正、负电荷产生电势数值相等，电势叠加结果为零，故D正确。
故选D。
15. 水平光滑的绝缘木板上O点的正上方固定一正点电荷，其电荷量为Q，a、b、c为木板上以O为圆心的三个等间距同心圆。现将一带正电的小球P从木板上O点附近静止释放，在小球依次经过a、b、c位置的过程中，下列说法错误的是（ ）
A. 点电荷电场电势逐渐降低
B. 点电荷电场的电场强度逐渐减小
C. 小球运动的加速度逐渐增大
D. 小球的电势能逐渐减小
【答案】C
【解析】
【详解】A．由正点电荷的电场线及等势面分布特点可知
A正确，不符合题意；
B．由点电荷的场强大小公式，由于a、b、c三点到正点电荷的距离
可知
B正确，不符合题意；
C．易知P在O处所受电场力水平分力为零，在距离O无穷远处所受电场力的水平分力也为零，所以从O到无穷远处，P所受电场力的水平分力先增大后减小，根据题给条件条件无法比较P在a、b、c位置所受电场力的水平分力大小，进而无法比较三点处加速度的大小，C错误，符合题意；
D．由可知，正电荷在电势高的地方电势能大，小球P在三处的电势能
D正确，不符合题意。
故选C。
16. M和N是两个不带电的物体，它们互相摩擦后，M带1.6×10－10 C的正电，下列判断正确的有（ ）
A. 在摩擦前M和N的内部没有任何电荷
B. 摩擦的过程中正电荷从M转移到N
C. N在摩擦后一定带负电1.6×10－10 C
D. M在摩擦过程中失去1.6×10－10个电子
【答案】C
【解析】
【详解】A．摩擦起电的本质是电子的转移，说明在摩擦前M、N内部都有电荷，A错误；
B．互相摩擦后M带1.6×10-10C正电荷，故应该是M上1.6×10-10C电子转移到N上，B错误；
C．N原来是电中性，摩擦后M上1.6×10-10C的电子转移到N上，故N在摩擦后一定带1.6×10-10C的负电荷，C正确；
D．M在摩擦过程中失去的电子数为
n＝＝109个
D错误。
故选C。
17. 如图所示的电路中，电阻R=2Ω。断开S后，电压表的读数为3V（电压表为理想电压表）；闭合S后，电压表的读数为2V，则电源的内阻r为（ ）
A. 1ΩB. 2ΩC. 3ΩD. 4Ω
【答案】A
【解析】
【详解】开关s断开时有：，开s闭合时有：，其中，解得：，
故A正确．
18. 下列关于电容器的叙述正确的是（ ）
A. 电容器是储存电荷和电能的容器，只有带电的容器才称为电容器
B. 任何两个彼此绝缘而又互相靠近的带电导体，才能组成了电容器，跟这两个导体是否带电有关
C. 电容器所带的电荷量是指两个极板所带电荷量的绝对值
D. 电容器充电过程，是将电能转变成电容器的电场能并储存起来；电容器放电的过程，是将电容器储存的电场能转化为其他形式的能
【答案】D
【解析】
【详解】AB．两个彼此绝缘而又互相靠近的带电导体组成了电容器，电容器是储存电荷的容器，不论是否带电都称为电容器，AB错误；
C．电容器所带电荷量是指一个极板所带电荷量的绝对值，C错误；
D．电容器的充电过程是将由电源获得的电能转化为电场能的过程，放电过程是将电场能转化为其他形式的能的过程，D正确。
故选D。
19. 如图所示，在测电源电动势和内阻的实验中，闭合开关S，改变滑动变阻器的阻值，读出电压表示数U和电流表示数I，下列说法正确的是（ ）
A. 电压表读数U增大时电流表读数I也必定增大
B. 电压表与电流表读数变化量的比值的绝对值是滑动变阻器的电阻
C. 电压表与电流表读数的比值是电源内阻
D. 电压表与电流表读数变化量比值的绝对值是电源内阻
【答案】D
【解析】
详解】A．电压表读数U增大时，电源内部电压减小，而电源内阻不变，由知回路中电流减小，电流表示数减小，故A错误；
BD．由闭合电路的欧姆定律可知
两式相减可得
故D正确B错误；
C．由电路图可知，电压表与电流表读数的比值是滑动变阻器的阻值，故C错误。
故选D。
20. 如图所示，矩形线框平面与匀强磁场方向垂直，此时线框的磁通量为Φ；若磁场方向改为与线框平面平行。则线框的磁通量（ ）
A. 仍为Φ
B. 变为0
C. 变为原来的2倍
D. 变为原来的一半
【答案】B
【解析】
【详解】当磁场方向平行于线框平面时，线框的磁通量为0。
故选B。
二、实验题（共12分）
21. （1）用多用电表的欧姆挡测量阻值时，选择倍率为“×100”欧姆挡，按正确的实验操作步骤测量，表盘指针位置如图所示，该电阻的阻值约为________Ω；
（2）下列关于用多用电表欧姆挡测电阻的说法中正确的是________；
A．测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则不会影响测量结果
B．测量阻值不同的电阻时，都必须重新进行欧姆调零
C．测量电路中的电阻时，应该把该电阻与电路断开
（3）用多用电表探测二极管的极性，用欧姆挡测量，黑表笔接a端，红表笔接b端时，指针偏转角较大，然后黑、红表笔反接指针偏转角较小，说明________（填“a”或“b”）端是二极管正极；
（4）若这块多用电表经过长期使用导致内部电池电动势变小，内阻变大，则用这块电表的欧姆挡测电阻时测量值________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
【答案】 ①. ②. AC ③. a ④. 偏大
【解析】
【详解】[1]欧姆表的读数为；
[2]A．电流的流向不影响电阻的使用，所以红黑表笔反接不影响测量结果，故A正确；
B．只有换挡后需要进行欧姆调零，换电阻不换挡位，不需要进行欧姆调零，故B错误；
C．为防止有电源时烧坏表头，或者其他电阻影响测量结果，所以测量电阻时，应将电阻与电路断开，故C正确。
故选AC；
[3]黑表笔电势高于红表笔，当黑表笔接a端，红表笔接b端时，指针偏转角较大，说明电阻较小，即此时二极管导通，所以a端为二极管正极；
[4]电动势减小，内阻增大，会使测量时的电流偏小，即指针偏角小，即电阻测量值偏大。
三、解答题（共48分）
22. 如图所示，在水平向右的匀强电场中，有一电荷量为的负点电荷从A点运动到B点，电场力做功为，AB间距离，与水平方向夹角为60°；求：
（1）B、A间电势差是多少？
（2）电场强度E是多大？
（3）如果A点的电势为，求B点的电势为多大？电荷量的负电荷在A点具有的电势能是多少？
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）AB间电势差
则
（2）匀强电场的电场强度
（3）因
V
而
则
V
电荷量的正电荷在A点具有的电势能为
23. 如图所示，平行板电容器的两个极板A、B分别接在电压为的恒定电源上，两板间距为，电容器带电荷量为，A极板接地。求：
（1）平行板电容器的电容；
（2）距B板的C点的电势；
（3）若稳定后与电源断开，把B板上移，将一个电荷量的正点电荷从B板移到A板电场力所做的功？
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据电容定义式
可知平行板电容器的电容为
（2）电容器板间电场强度方向向下，大小为
则板与点间的电势差为
由于板接地，可知板电势为零，则C点的电势为
（3）若稳定后与电源断开，则电容器所带电荷量不变，根据
把B板上移，可知板间场强保持不变，将一个电荷量的正点电荷从B板移到A板电场力所做的功为
24. 如图所示，一负粒子从静止开始经加速电场加速后，获得水平速度。沿水平放置的一对平行金属板间中心线射入偏转电场（可看成匀强电场）中。已知负粒子的电荷量为，质量为，偏转金属极板长为，所加电压为，P是下板中心的小孔。（不计粒子的重力）
（1）求加速电场两端的电压；
（2）若粒子恰能从P孔飞出偏转电场，求粒子在偏转电场中运动的时间和两偏转极板间距；
（3）若偏转电场两极板间距离为，要使负粒子能飞出偏转电场，水平板板间所加偏转电压应满足的条件。
【答案】（1）；（2），；（3）或
【解析】
【详解】（1）粒子加速电场中，由动能定理有
解得
（2）粒子在偏转电场中做类平抛运动，沿平行板方向有
解得离子在偏转电场中运动的时间为
设离子在偏转电场中的加速度为，由牛顿第二定律可得
沿电场方向有
联立解得两偏转板间距为
（3）若粒子恰好从P孔飞出偏转电场，则有
，，
联立解得
若粒子从偏转电场右侧飞出偏转电场，则沿平行板方向有
沿电场方向有
为了粒子能飞出偏转电场，则应满足
联立解得
25. 如图，光滑斜面倾角为37°，一质量m＝10g、电荷量q＝＋1×10－6C的小物块置于斜面上，当加上水平向右的匀强电场时，该物体恰能静止在斜面上，g取10m/s2，求：
（1）该电场的电场强度；
（2）若电场强度变为原来的，小物块运动的加速度大小；
（3）在（2）前提下，当小物块沿斜面下滑L＝m时，机械能的改变量。
【答案】（1）7.5×104N/C，方向水平向右；（2）3m/s2；（3）－0.02J
【解析】
【详解】（1）如图所示，小物块受重力、斜面支持力和电场力三个力作用，受力平衡，则有
在x轴方向
Fcs37°－mgsin37°＝0
在y轴方向
FN－mgcs37°－Fsin37°＝0
得
qE＝mgtan37°
故有
E＝＝7.5×104N/C
方向水平向右。
（2）场强变化后物块所受合力为
F＝mgsin37°－qEcs37°
根据牛顿第二定律得
F＝ma
故代入解得
a＝0.3g＝3m/s2
方向沿斜面向下。
（3）机械能的改变量等于电场力做的功，故
ΔE＝－qELcs37°豪华微电脑电饭煲
货号：FC307B
型号：MB-FC307B
额定容量：3.0L
稳定电压：220V~/50Hz
额定功率：640W