安徽省定远中学2023-2024学年高二上学期期末检测物理试卷(含答案)

这是一份安徽省定远中学2023-2024学年高二上学期期末检测物理试卷(含答案)，共19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、如图甲所示，在某一电场中有一条直电场线，在电场线上取A、B两点，将一个电子由A点以某一初速度释放，它能沿直线运动到B点，且到达B点时速度恰为零，电子运动的图象如图乙所示。则下列判断正确的是( )
A.电场方向沿电场线由B点指向A点
B.电子在A点的加速度一定小于在B点的加速度
C.电子在B点的电势能一定大于A点的电势能
D.该电场可能是在A点左侧的正点电荷产生的
2、如图甲所示，在“用传感器观察平行板电容器的放电”实验中，单刀双掷开关先置于1位置，待一段时间后，再置于2位置，利用电容器放电过程中记录的数据作出的图象如图乙所示，已知电源电动势为8.0V，下列说法正确的是( )
A.到时间内，电容器放电量约为
B.电容器的电容约为
C.如果将平行板电容器的板间距离增大，放电图象距坐标原点会变远
D.如果匀速将一块陶瓷板放入电容器两板之间，则电容C均匀变小
3、某不规则的导体置于电场中，由于静电感应，在导体周围出现了如图所示的电场分布，图中虚线表示电场线，实线表示等势面，A、B为电场中的两个点，则A、B两点处的场强和电势大小比较正确的是( )
A.B.
C.D.
4、如图所示，额定电压均为110V的两盏电灯，额定功率分别为，把它们接到220V的电路上，欲使它们都能正常发光且耗电最少，应采用的接法是( )
A.B.
C.D.
5、和是同种材料、厚度相同、表面为正方形的导体，但的尺寸比的尺寸小。将两导体分别串联（如图1）和并联（如图2）接入电路，通过两导体的电流方向如图中箭头所示，则( )
A.图1中两端的电压大于两端的电压
B.图2中通过的电流小于通过的电流
C.图1中内自由电荷定向移动的速率小于内自由电荷定向移动的速率
D.图2中内自由电荷定向移动的速率大于内自由电荷定向移动的速率
6、如图所示，在直角三角形ABC的B、C处分别有垂直于三角形平面的通电长直导线，导线中电流的大小相等，方向均垂直于三角形平面向里，，D为AB边中点，已知C处的电流在A点产生的磁场磁感应强度大小为，则D点磁场的磁感应强度大小为( )
A.0B.C.D.
7、如图所示，金属杆ab的质量为m，长为L，通过的电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面夹角为θ斜向上，金属杆ab始终静止于水平导轨上，则以下正确的是( )
A.金属杆受到的安培力的大小为
B.金属杆所受摩擦力大小为
C.金属杆对导轨压力可以为0
D.仅使磁感应强度B反向，其它条件不变，摩擦力大小不变
二、多选题
8、如图所示，A、B、C、D是立方体的四个顶点，在A、B、D三个点各放一点电荷，使C点的电场强度为零。已知A点放的是电荷量为Q的正点电荷，下列说法正确的是( )
A.B点的点电荷带正电
B.E、F两点的电势相等
C.B点的点电荷的电荷量的大小为
D.D点的点电荷的电荷量的大小为
9、两个比荷相等的带电粒子a、b，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入圆形匀强磁场区域，两粒子射出磁场时的速度偏转角分别为120°、60°，其运动轨迹如图所示。不计粒子的重力，则下列说法正确的是( )
A.a粒子带正电，b粒子带负电
B.粒子射入磁场中的速率
C.粒子在磁场中的运动时间
D.若将磁感应强度变为原来的倍，b粒子在磁场中运动的时间将变为原来的
10、如图所示，在两等量异种点电荷的电场中，MN为两电荷连线的中垂线，a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线，且a和c关于MN对称，b点位于MN上，d点位于两电荷的连线上。以下判断正确的是( )
A.b点的电势低于c点的电势
B.b点电场强度小于d点电场强度
C.a、b两点间的电势差等于b、c两点间的电势差
D.试探电荷在a点的电势能小于在c点的电势能
三、计算题
11、如图所示，一质量为m、电荷量为q带正电的粒子从静止开始经电压为的电场加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中，该粒子射出电场时的偏转角，并接着进入一个方向垂直纸面向里、宽度为D的匀强磁场区域。已知偏转电场中金属板长为L、两板间距为d。（整个运动过程忽略带电粒子的重力）求：
（1）带电粒子进入偏转电场时的速率；
（2）偏转电场中两金属板间的电压；
（3）为使该粒子在磁场中的运动时间最长，B的取值范围。（以上3小题答案均用m、q、、D、L、d等表示）
12、如图，在竖直平面内有一圆心为O、半径为R的圆，其内有匀强电场，AB为水平直径。质量为m，电荷量为的带电粒子在纸面内自A点先后以不同的速度进入电场，速度方向与电场的方向垂直。已知刚进入电场时速度为零的粒子，自圆周上的最低点C以速率穿出电场。运动中粒子仅受电场力作用，且不计粒子之间的相互作用力。
（1）求电场强度的大小；
（2）为使粒子穿过电场后的动能增量最大，该粒子进入电场时的动能应为多大？
13、如图直角坐标系xOy中，在第二象限内有沿y轴负方向的匀强电场，在第三、第四象限内分别有方向垂直于坐标平面向里和向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为的粒子从y轴上P点以初速度垂直于y轴射入电场，再经x轴上的Q点进入磁场，第四象限内磁感应强度大小为，粒子重力不计。
（1）求第二象限内电场场强大小E。
（2）若使粒子能够进入第四象限，求第三象限内磁感应强度B的取值范围。
（3）若第三象限内磁感应强度大小为，且第三、第四象限的磁场在处存在一条与x轴平行的磁场下边界MN（图中未画出），要使粒子从第四象限垂直边界MN飞出磁场，求d的取值。
四、实验题
14、某学校兴趣小组的同学在“测定金属的电阻率”实验中，设计了如图甲所示的实验电路，为待测金属丝接入电路中的实际电阻值，实验所选用电源电动势（内阻不计）。电压表、的量程均为3V（内阻很大），定值电阻和（电阻不同，均为几千欧），单刀双掷开关S。
（1）为了使电压表指针指在中间刻度左右，实验应选用的电阻箱R的规格为___________。（填入相应的字母）
A.阻值范围0~999ΩB.阻值范围0~9999Ω
（2）用螺旋测微器测量金属丝的直径d，其中某一次测量结果如图乙所示，其读数为___________mm。
（3）按图甲所示电路图连接好电路，待测金属丝上的滑片P置于金属丝上某一位置，把S拨到1位置，记录电压表的示数；再把S拨到2位置，调节电阻箱阻值，使电压表的示数与电压表的示数相同，记录电阻箱的阻值，则此时待测金属丝接入电路中的实际电阻值_______（用、、表示）。
（4）移动待测金属丝上的滑片P，重复实验步骤（3），用刻度尺测得待测金属丝多次接入电路有效部分的长度l和电阻箱阻值R，利用多次测量的数据绘制出如图丙所示的正比例关系图像，其斜率为k，则待测金属丝的电阻率表达式为_______（用已知量的字母表示）。
15、为了测量一节干电池的电动势和内阻，某同学采用伏安法，现备有下列器材：
A.被测干电池一节
B.电流表1：（量程，内阻为0.2Ω）
C.电流表2：（量程，内阻为0.1Ω）
D.电压表1：（量程0~3V，内阻约为3000Ω）
E.电压表2：（量程0~15V，内阻约为5000Ω）
F.滑动变阻器1：0~10Ω，2A
G.滑动变阻器2：0~100Ω，1A
H.开关、导线若干
在用伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差；在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。
（1）为方便实验调节且能较准确地进行测量，在上述器材中电流表应选用_____，电压表应选用_______，滑动变阻器应选用_______。（均填器材前的字母序号）
（2）实验电路图应选择下图中的_______（填“甲”或“乙”）；
（3）根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的图象，则干电池的电动势______V，内电阻______Ω。（结果均保留两位有效数字）
参考答案
1、答案：C
解析：AC.电子从A到B的过程中，速度减小，动能减小，则可知电场力做负功，电势能增加，电子带负电，故电场力方向向左，则场强方向向右，电场线为A指向B，故A错误C正确；
BD.由图可知，电子做匀减速运动，加速度恒定，则可知受电场力不变，由可知，A点的场强等于B点场强，则电场不可能由正点电荷产生，故BD错误。
故选C。
2、答案：B
解析：A.图象与坐标轴围成的面积等于电容器的放电量，则到时间内，电容器放电量约为
选项A错误；
B.电容器总的放电量为
电容器的电容约为
选项B正确；
C.如果将平行板电容器的板间距离增大，则电容器的电容减小，根据可知，电容器的带电量减小，则放电电量减小，则放电图象距坐标原点会变近，选项C错误；
D.如果匀速将一块陶瓷板放入电容器两板之间，根据
可知，介电常数均匀增加，则电容C均匀变大，选项D错误。
故选B。
3、答案：B
解析：电场线越密，电场强度越大，B点处电场线比A点处电场线密，可得
根据沿电场线电势降低，可得
故选B。
4、答案：C
解析：ABC.根据公式：
可知灯泡A的电阻，灯泡B的电阻。
A图中灯泡A与可变电阻串联，根据串联电路电阻的分压特点可知，要使灯泡A正常工作，则上面可变电阻接入电路的阻值为121Ω，即该支路的总电阻为，同理下边支路的总电阻为，则并联的总电阻为：
代入数据得此时并联电路的总电阻为：
B图中灯泡A和灯泡B并联后又与可变电阻串联，要使两个灯泡正常工作，必须满足灯泡A与灯泡B并联后和可变电阻R的阻值相等，即可变电阻R的阻值等于A、B并联的总电阻，则有：
代入数据解得：，此时电路的总电阻为：
C图中灯泡B和可变电阻并联后又和灯泡A串联，要使灯泡正常工作，必须满足灯泡B与可变电阻并联后和灯泡A的电阻相等；串联电路，电阻越串越大；灯泡A和灯泡B正常工作时，此时电路的总电阻为
根据公式：
可知电路电阻越大，消耗的功率就越小，比较A、B、C图的总电阻可知，C图的总电阻大，消耗的功率最小，故AB不符合题意，C符合题意；
D.图看灯泡A和可变电阻并联后又和灯泡B串联，要使灯泡正常工作，必须满足灯泡A与可变电阻R并联后和灯泡B的电阻相等；但并联电路中，电阻越并越小，小于任何一个分电阻，所以此电路中灯泡A和灯泡B不能正常工作，故D不符合题意。
故选C.
5、答案：C
解析：A.设导体厚度为d，边长为L，电阻率为ρ，根据电阻定律得导体的电阻为
由此可知导体的阻值相等，图1中串联，根据串联分压的特点可知两端的电压等于两端的电压，A错误；
B.图2中并联，电压相等，导体的阻值相等，所以通过的电流等于通过的电流，B错误；
CD.根据电流的微观表达式
由于I、n、e、d相同，则L越大，v越小，则中自由电荷定向移动的速率小于中自由电荷定向移动的速率，C正确，D错误。
故选C。
6、答案：B
解析：两通电导线在D点产生的磁场如图所示
根据几何关系可知，两导线在D点产生的磁场大小相等，方向夹角为120°，所以
故选B。
7、答案：D
解析：AB.对金属杆做受力分析，如图所示
金属杆受到的安培力的大小为BIL。
水平方向，由平衡条件得
故AB错误；
C.竖直方向，由平衡条件得
由牛顿第三定律得金属杆对导轨压力大小
因水平方向必须存在摩擦力才能保持平衡，故金属杆对导轨压力不可以为0。
D.仅使磁感应强度B反向，其它条件不变，受力分析如图所示
摩擦力大小
不变。
故选D。
8、答案：BC
解析：A.依题意，A点在C点的电场强度方向沿AC方向，因为C点的电场强度为零，所以B、D两点的点电荷在C点的电场强度应该沿CB方向和CD方向，电场强度方向指向点电荷，因此B、D两点的点电荷都带负电。故A错误；
B.假设A、B、D三处的点电荷单独存在，则当A处点电荷单独存在时，将试探电荷从E移动到F，电场力做功为零，即A处点电荷单独存在时，E、F两点的电势相等；同理，当B处点电荷单独存在时，将试探电荷从E移动到F点，电场力做功为零，即B处点电荷单独存在时，E、F两点的电势相等；同理，当D处点电荷单独存在时，将试探电荷从E移动到F，电场力做功为零，即D处点电荷单独存在时，E、F两点的电势相等，因此当A、B、D三处的点电荷同时存在时，将试探电荷从E移动到F，电场力做功为零，E、F两点的电势相等。故B正确；
CD.在平面ABCD中三个矢量如下图
设立方体的边长为L，根据几何关系可得
由点电荷在某点的场强公式可知
又
联立，解得
故C正确；D错误。
故选BC。
9、答案：BC
解析：A.根据左手定则，b向上偏转，应当带正电，a向下偏转，应当带负电，故A错误；
B.a、b粒子运动轨迹的圆心分别为、，如图所示
则根据洛伦兹力提供向心力有
解得
设粒子的圆周运动半径分别为，圆形磁场区域半径为R，根据几何关系有
可得粒子射入磁场中的速率之比为
故B正确；
C.由于
，
可得
则两粒子在磁场中做圆周运动的周期相等。两粒子在磁场中的运动轨迹所对应的圆心角分别为
，
则
可得粒子在磁场中的运动时间之比为
故C正确；
D.将磁感应强度变为原来的倍，其它条件不变，设此时b粒子的运动半径为，则有
由几何知识可得，b粒子在磁场中运动轨迹对应的圆心角为
b粒子圆周运动的圆周运动周期为
则
故D错误。
故选BC。
10、答案：BC
解析：A.MN是一条等势线，则b点电势为零，而c点电势小于零，则b点电势高于c点，选项A错误；
B.因d电场场强大于O点场强，而O点场强大于b点场强，可知b点电场强度小于d点电场强度，选项B正确；
C.由对称性可知，a、b两点的电势差等于b、c两点间的电势差，故C正确；
D.因a点的电势高于c点的电势，故试探电荷在a点的电势能高于在c点的电势能，故D错误；
故选BC。
11、答案：（1）（2）（3）
解析：（1）由
得
（2）粒子在电场中运动有，如图
，，
由牛顿第二定律
解得
（3）进入磁场的速度
在磁场中做圆周运动，由
解得
由几何关系可知
解得
磁场强度大小应大于此值。
12、答案：（1）（2）
解析：（1）由题知，速度为零的粒子沿AC方向做匀加速直线运动，有
解得
（2）由题知，场强方向沿AC方向，为使粒子穿过电场后的动能增量最大，则电场力做功最多，有
解得
13、答案：（1）（2）（3），
解析：（1）粒子在电场中做类平抛运动，水平方向有
竖直方向有
，
联立解得
（2）如图分析可得当粒子在第三象限内的运动轨迹恰好与y轴负方向相切的时候此时运动半径为满足粒子能够进入第四象限时的最小半径，即此时磁感应强度有最大值为，粒子到达Q点时的竖直方向速度为
可得此时粒子进入第三象限的速度为
所以此时速度方向与x轴负方向夹角为30°；根据几何知识可得此时有
解得
根据公式有
解得
所以第三象限内磁感应强度B的取值范围为
（3）当第三象限内磁感应强度大小为时可得此时在第三象限的运动半径为
同理可得在第四象限的运动半径为
要使粒子从第四象限垂直边界MN飞出磁场，可得粒子在第三象限运动半个周期后进入第四象限，运动轨迹可能如图所示，根据几何知识有
，
即
，
14、答案：答案：（1）B；（2）0.400（0.401或0.399均正确）；（3）；（4）
解析：（1）为了使电压表的示数在中间刻度左右，电阻箱选择的数量级要与电压表所测电阻的阻值相当，所以选B。
（2）螺旋测微器的读数为。
（3）当开关S拨至1时，设此时电压表的示数为，根据串并联电路的特点可得，当开关S拨至2时，由于电压表的示数和的示数相同，即，解得此时待测金属丝接入电路中的实际电阻值。
（4）由，得，结合图像可得，故。
15、答案：（1）B；D；F（2）甲（3）1.5；0.80
解析：（1）被测干电池一节为了读数准确所以选择量程；
一节干电池的电压约为1.5V为了读数准确所以应选择；
为了方便调节，是电表示数变化明显，滑动变阻器应选择阻值较小，故选择F。
（2）由于电流表内阻已知，故应采用相对电源的电流表内接法，即实验电路图选择图甲。
（3）根据实验原理
电源电动势即为纵截距，由图象可知
图象斜率绝对值为
解得内阻为