四川省遂宁市安居育才中学校2022-2023学年高二上学期1月期末考试物理试卷(含答案)

这是一份四川省遂宁市安居育才中学校2022-2023学年高二上学期1月期末考试物理试卷(含答案)，共21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、现有电动势都为3V，内阻分别为、、、的四个电源，将阻值为的定值电阻分别与它们串联后，定值电阻获得功率最大的是( )
A.与内阻为的电源串联
B.与内阻为的电源串联
C.与内阻为的电源串联
D.与内阻为的电源串联
2、在登录你的电子信箱的过程中，要有两个条件，一个用户名，一个是与用户名对应的密码，要完成这个事件（登录成功），它们体现的逻辑关系为( )
A.“与”关系B.“或”关系
C.“非”关系D.不存在逻辑关系
3、三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径。球1的带电荷量为2q，球2的带电荷量为nq，均为正电荷。球3不带电且离球1和球2很远，此时球1、2之间作用力的大小为F。现使球3先与球2接触，再与球1接触，然后将球3移至远处，此时1、2之间作用力的大小仍为F，方向不变。由此可知( )
A.B.
C.D.
4、如图所示，螺线管CD的导线绕法不明，当磁铁AB插入螺线管时，闭合电路中有图示方向的感应电流产生，下列关于螺线管极性的判断正确的是( )
A.C端一定是N极
B.D端一定是N极
C.C端的极性一定与磁铁B端的极性相同
D.C端的极性一定与磁铁B端的极性相反
5、电动机与小电珠串联接入电路，电动机正常工作时，小电珠的电阻为，两端电压为，流过的电流为；电动机的内电阻为，两端电压为，流过的电流为。则( )
A.B.C.D.
6、如图所示，电路中定值电阻R的阻值大于电源内阻r的阻值，开关S闭合，平行板电容器中带电质点P原处于静止状态，将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表、、；的示数变化量的绝对值分别为、、，理想电流表示数变化量的绝对值为，下列说法正确的是( )
A.质点将向下运动，理想电流表中有从b流向a的瞬间电流
B.
C.电源的输出功率减小
D.电源的效率变大
7、如图所示，竖直平面内固定一个半径为R的刚性光滑绝缘圆环，在圆环的最顶端固定一个电荷量为q的带正电的小球（未画出），另一个质量为m带负电的小圆环套在大圆环上，当小圆环平衡时，测得两电荷之间的连线与竖直线的夹角为30°，则（设静电力常量为k，重力加速度为g）( )
A.大圆环对小圆环的弹力大小为
B.小圆环带电荷量的大小为
C.大圆环对小圆环的弹力指向圆心
D.小圆环带电荷量增加，小圆环仍能在原位置保持静止
8、一电流表由小量程电流计G与电阻R并联而成，如图所示，若在使用中发现此电流表的计数总比准确值稍小一些，用下列哪几种措施可能加以改进( )
A.在R上并联一比R小得多的电阻
B.在R上并联一比R大得多的电阻
C.在R上串联一比R小得多的电阻
D.在R上串联一比R大得多的电阻
二、多选题
9、如图所示，一光滑绝缘的水平桌面内有一圆形区域，圆心为O，半径为R，圆形区域内有平行于桌面的匀强电场。一质量为m，电荷量为的带电小球从圆上的A点以相同的速度平行于桌面朝各个方向分别抛出。已知所有到达圆上的小球从B点飞出时的速度最大为，AB与AO成。则( )
A.则电场沿AB方向B.则电场沿OB方向
C.电场强度为D.电场强度为
10、如图所示，在水平面上有一固定的U形金属框架，框架上放置一金属杆ab，不计摩擦，在竖直方向上有匀强磁场，则( )
A.若磁场方向竖直向上并增大时，杆ab将向右移动
B.若磁场方向竖直向上并减小时，杆ab将向右移动
C.若磁场方向竖直向下并增大时，杆ab将向右移动
D.若磁场方向竖直向下并减小时，杆ab将向右移动
11、如图所示，把一个已充电的平行金属板电容器和一个静电计相连，探究影响平行板电容器电容的因素。现在静电计的指针已张开一个较小的角度，能使角度增大的办法是( )
A.仅使两极板的距离增大一些
B.仅在两极板间插入有机玻璃
C.仅使两极板的正对面积减小一些
D.使两极板的距离减小的同时增大两极板的正对面积
12、在半径为R的圆形区域内，存在垂直圆面的匀强磁场。圆边上的P处有一粒子源，沿垂直于磁场的各个方向，向磁场区发射速率均为的同种粒子，如图所示。现测得粒子均从由P点开始到弧长为的圆周范围内射出磁场；其中A粒子的出射点离P点最远，现只让A粒子的入射速率减为v，入射方向不变，且A粒子出射点、A粒子改变前运动圆的圆心、磁场圆的圆心三点共线。不计粒子的重力，则对A粒子而言( )
A.改变前粒子运动的轨迹半径为R
B.改变前粒子入射方向与磁场圆的半径方向成45°
C.改变后粒子运动的速率为
D.改变后粒子运动的速率为
三、计算题
13、有一小型直流电动机，把它接入的电路中时，电动机不转，测得流过电动机的电流为；若把电动机接入的电路中时，电动机正常工作，工作电流是，求：
（1）电动机正常工作时的输出功率是多少；
（2）如果电动机正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率是多大。
14、如图甲所示，水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置，间距，电阻不计，左端通过导线与阻值R=2Ω的电阻连接，右端通过导线与阻值的小灯泡L连接。在CDFE矩形区域内有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，CE长，有一阻值的金属棒PQ放置在靠近磁场边界CD处（恰好不在磁场中）。CDFE区域内磁场的磁感应强度B随时间变化的图象如图乙所示。在至内，金属棒PQ保持静止，在时使金属棒PQ以某一速度进入磁场区域并施加一外力保持匀速运动。已知从开始到金属棒运动到磁场边界EF处的整个过程中，小灯泡的亮度没有发生变化。求：、
（1）通过小灯泡的电流；
（2）金属棒PQ在磁场区域中运动的速度大小。
15、一个质量为的小滑块，带有的电荷量，放置在倾角的光滑斜面上（绝缘），斜面固定且置于的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，如图所示，小滑块由静止开始沿斜面滑下，斜面足够长，小滑块滑至某一位置时，要离开斜面（g取）求：
（1）小滑块带何种电荷？
（2）小滑块离开斜面时的瞬时速度多大？
（3）该斜面长度至少多长？
16、如图所示，竖直平面内的直角坐标系xOy中有矩形区域abcd，ab边与x轴重合，ab边的中点与坐标原点O重合，P点在a点正上方高h处，矩形区域abcd内存在水平向右的匀强电场。先将一质量为m的带正电的小球A，从P点以某一初速度水平抛出，进入矩形区域后做直线运动，速度方向与轴正方向夹角为，从c点离开；又将另一质量仍为m的带负电的小球B，从P点以相同的初速度水平抛出，离开矩形区域时速度方向竖直向下。忽略空气阻力，两小球均可视为质点，所带电荷量的绝对值相等重力加速度为g。
（1）求小球在抛出点P的初速度；
（2）求c点的坐标；
（3）保持矩形区域的ab位置和区域内匀强电场的场强不变，仅改变矩形区域的高度y，即让矩形区域下边界cd在y轴负方向不同位置，将小球B从P点以初速度水平抛出，小球B将从矩形区域边界的不同点沿不同方向离开电场。若小球B从下边界cd离开电场，求y的大小范围及小球B离开下边界cd时的动能与y的关系式。
四、实验题
17、逻辑电路在电子线路中有着重要的应用。某同学利用“非”门电路设计了一个路灯自动控制门电路，天黑了，让路灯自动接通；天亮了，让路灯自动熄灭。如图中是一个光敏电阻，当有光线照射时，光敏电阻的阻值会显著减小；R是可调电阻，起分压作用。“非”门电路能将输入的高压信号转变为低压信号，或将低压信号转变为高压信号。J为路灯总开关控制继电器，它在获得高压时才启动(图中未画路灯电路)。
（1）当天黑时，变______(选填“大”或“小”)，“非”门电路获得______电压，J得到______电压。(后两空均选填“高”或“低”)
（2）如果路灯开关自动接通时天色还比较亮，现要调节自动控制装置，使它在天色较黑时才会自动接通开关，应将R调____(选填“大”或“小”)一些。
18、某实验小组要精确测定额定电压为3V的LED灯正常工作时的电阻，已知该灯正常工作时电阻大约为500Ω，电路符号与小灯泡的相同。实验室提供的器材有：电流表（量程为0至50mA，内阻约为3Ω）；电流表（量程为0至3mA，内阻）；定值电阻；定值电阻；滑动变阻器R（0至20Ω）一只；电压表V（量程为0至12V，内阻）；蓄电池E（电动势为12V，内阻很小）；开关S一只，导线若干。
（1）如图，请选择合适的器材，电表1为_________，电表2为_________，定值电阻为________。（选填器材符号：、V、）
（2）根据甲图的实验原理图，完成乙图未完成的实物连线__________；
（3）实验中，调节滑动变阻器的阻值，当电表1的示数为时，电表2的示数记为，那么被LED灯正常工作时电阻的表达式________（用和器材中已知量的符号中某些表示）。当表达式中的______（填字母）达到________，记下另一个电表的读数，代入表达式，其结果就是LED灯正常工作时电阻。
参考答案
1、答案：A
解析：由闭合电路欧姆定律得
定值电阻功率为
联立解得
由数学知识可知，时，P有最大值。
故选A。
2、答案：A
解析：因为要登录信箱，必须两个条件同时满足，所以它们体现的逻辑关系为“与”关系，选项A正确.
3、答案：C
解析：设1、2距离为R，则球1、2之间作用力为
与2接触后，它们带的电的电量平分，均为，再3与1接触后，它们带的电的总电量平分，均为，将球3移至远处后，球1、2之间作用力为
联立以上解得
故C正确，ABD错误。
4、答案：C
解析：由“来拒去留”法可知，磁铁与螺线管之间产生相斥的作用力，即螺线管的C端一定与磁铁的B端极性相同，与螺线管导线的绕法无关，因为磁铁两端的极性不明，所以螺线管两端的极性也不能确定。
故选C。
5、答案：D
解析：A.电动机与小电珠串联接入电路
故A错误；
BCD.因
则
故BC错误，D正确。
故选D。
6、答案：B
解析：A.将电流表看作导线，将电压表看作断路，发现滑动变阻器与定值电阻与电源串联，将滑动变阻器滑片向下滑动，则滑动变阻器接入电路阻值减小，根据串联分压原理，滑动变阻器两端电压减小，则电容器两端电压减小，则电容器放电，则理想电流表中有从a流向b的瞬间电流，故A错误；
B.令滑动变阻器接入电路阻值为，根据闭合电路欧姆定律
由此可得
电路中定值电阻R的阻值大于电源内阻r的阻值，故
故B正确；
C.电源的输出功率
当
时，电源输出功率最大，因为一定大于r，故随着减小，电源的输出功率增大，故C错误；
D.电源的效率
由以上分析可知，滑动变阻器滑片向下滑动，减小，电源的效率变小，故D错误。
故选B。
7、答案：B
解析：A.对小圆环受力分析如图所示
大圆环对小圆环的弹力N方向沿半径方向斜向右下，为弹力N与重力G的合力，由几何关系可知，G与的夹角、N与的夹角都等于30°，则有
故A错误；
B.小圆环与小球之间的库仑力为
则
解得小圆环电荷量为
故B正确；
C.由受力分析图可知，大圆环对小圆环的弹力背离圆心，故C错误；
D.小圆环带电量增加，库仑力F增大，库仑力F与重力的合力方向不再沿半径方向，而大圆环对小圆环的弹力方向一定沿半径方向，故小圆环所受合力不可能为0，所以小圆环不能在原位置保持静止，故D错误。
故选B。
8、答案：C
解析：电流表示数偏小，说明通过分流电阻的电流偏大，分流电阻偏小；为校准电流表，应使通过G的电流增大而通过分流电阻R的电流减小，减小分流电阻的电流应增大分流电阻阻值，可以在R上串联一个比R小的多的电阻，故C正确，ABD错误；
故选C。
9、答案：BC
解析：AB.由题意可知，B点为沿电场线方向最远的点，如图
电场方向沿OB方向，A错误，B正确；
CD.根据动能定理
由几何关系可知
电场强度为
C正确，D错误。
故选BC。
10、答案：BD
解析：不论磁场方向竖直向上还是竖直向下，当磁感应强度增大时，回路中磁通量增加，由楞次定律得增缩减扩，因此杆ab将向左移动，反之，杆ab将向右移动，故BD正确，AC正确。
故选BD。
11、答案：AC
解析：由题意，电容器所带电量Q保持不变，静电计指针张角变大，板间电势差U变大，根据
分析可知，电容C应变小，根据
可知，应减小正对面积，增大板间距离或减小电介质；
A.仅使两极板的距离增大一些，故A正确；
B.仅在两极板间插入有机玻璃，增大了电介质，故B错误；
C.仅使两极板的正对面积减小一些，故C正确；
D.使两极板的距离减小的同时增大两极板的正对面积，故D错误；
故选AC。
12、答案：BC
解析：A.根据题意，粒子均从由P点开始到弧长为的圆周范围内射出磁场，且其中A粒子的出射点离P点最远，设A粒子带正电，其出射点为M，则PM即为A粒子在磁场中做圆周运动的直径，而只让A粒子的入射速率减为v，入射方向不变，且A粒子出射点、A粒子改变前运动圆的圆心、磁场圆的圆心三点共线，则做出A粒子未改变速度时的轨迹及改变速度之后的出射点如图所示
根据几何关系可知，A粒子改变速度前粒子运动的轨迹半径为
根据几何关系可知，A粒子改变速度前入射方向与磁场圆的半径方向成45°，故A错误，B正确；
CD.改变速度后，A粒子从磁场中的N点射出，设此种情况下A粒子做圆周运动的半径为，则根据几何关系有
解得
而粒子在磁场中做圆周运动，由洛伦兹力充当向心力有
，
可得
，
联立解得
故C正确，D错误。
故选BC。
13、答案：（1）2.5W（2）18W
解析：（1）当，时，电动机不转，此时电动机为纯电阻，故电动机的内电阻为
当，时，电动机正常工作，此时电动机为非纯电阻，则电动机的输出功率为
（2）当电动机正常工作被卡住时，电动机又为纯电阻，其热功率为
14、答案：（1）0.1A（2）1m/s
解析：（1）在至内，金属棒PQ保持静止，磁场变化导致电路中产生感应电动势。等效电路为r与R并联，再与串联，电路的总电阻
此时感应电动势
通过小灯泡的电流
（2）当棒在磁场区域中运动时，由导体棒切割磁感线产生电动势，等效电路为R与并联，再与r串联，此时电路的总电阻
由于灯泡中电流不变，所以灯泡的电流，则流过金属棒的电流为
电动势为
解得
15、答案：（1）负电荷（2）3.46m/s（3）1.2m
解析：（1）小滑块沿斜面下滑过程中，受重力mg、斜面支持力和洛伦兹力f，若要小滑块离开斜面，洛伦兹力f的方向应垂直斜面向上，根据左手定则可知，小滑块应带有负电荷；
（2）小滑块沿斜面下滑时，垂直斜面方向的加速度为零，有
当时，小滑块开始脱离斜面，此时有
得
（3）下滑过程中，只有重力做功，由动能定理得
斜面的长度至少应为
16、答案：（1）（2）（3）；
解析：（1）设小球在抛出点P的速度大小为，从P点到ab边运动时间为t，到ab边时竖直方向速度大小为，则
解得
又由
解得
（2）由于小球A带正电，从c点离开，小球B带负电，且两球所带电荷量的绝对值相等，所以小球B一定从dc边离开电场，则两球在电场中运动时间相等，设为t1，则对B球，由于竖直向下进入电场，所以
对A球，设进入电场时水平速度仍然为，竖直速度为，从c点离开电场时水平速度为，竖直速度为，则
又
，
由于A球进入矩形区域后做直线运动，所以
解得
设c点的坐标为，则
，
解得
又
解得
（3）设矩形区域内电场强度为E，小球A、B所带电荷量的绝对值为q，B球在电场中运动水平方向的加速度大为a，则
又
解得
设小球B水平方向向右减速到速度为零，在水平发方向通过的距离为，则
解得
因为
即不论矩形区域高y多大，B都到不了bc边，即可。
若小球B从下边界d点离开电场，设运动总时间为，在电场中运动时间为，矩形区域ad高为，则
由
，，
解得
所以，y的大小范围是
设小球B离开下边界cd时的动能为，在电场中运动时水平方向位移为x，规定向右为正，则
由
解得
所以
17、答案：（1）大；低；高（2）大
解析：（1）天黑时，光线减弱，光敏电阻变大，A端输入低电压，Y端输出高压信号，J得到高压，开始控制路灯工作。
（2）如果路灯开关自动接通时天色还比较亮，应将R调大，A端输入电压较高，当天色较黑时，的电阻变大，A端的电压降低，Y端的电压升高，J得到高压，开始控制路灯工作。
18、答案：（1）V；；
（2）
（3）；；3mA
解析：（1）LED灯的电流约为
量程太大，量程太小，都不合适，电压表的内阻已知，其最大电流为
所以用电压表测量LED灯的电流，电表1为V；
把和串联改装成电压表，电压表的量程为
改装后的电压表的量程恰好等于LED灯的额定电压，所以电表2为，定值电阻为；
（2）根据甲图的实验原理图，乙图的实物连线如图所示
（3）被LED灯正常工作时电阻的表达式为
解得
当表达式中的达到3mA时，LED灯两端电压达到额定电压3V，记下电压表的读数，代入表达式，其结果就是LED灯正常工作时电阻。