2022-2023学年四川省泸县第四中学高二上学期期末物理试题 （解析版）

泸县四中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. 现有电动势为1.5V、内阻为1.0Ω的电池多节，准备用几节这样的电池串联起来对一个工作电压为6.0V、工作电流为0.1A的用电器供电。电路还需要一个定值电阻来分压，请计算最少需要用这种电池的节数及这个电阻的阻值分别为（　　）

A. 8；52Ω B. 7；38Ω

C. 6；24Ω D. 5；10Ω

【答案】D

【解析】

【详解】设电路还需要一个定值电阻为R0，根据闭合电路的欧姆定律有

根据题意，至少需要n=5节这样的电池，解得

故选D。

2. 两个带等量同种电荷金属小球，它们的带电量均为Q，两小球的圆心距为R，它们之间的库仑力为F，若两小球的距离不变，让小球带上等量异种电荷，带电量大小均为Q，则两小球间的库仑力的大小下列说法正确的是（　　）

A. F B.  C. 小于F D. 大于F

【答案】D

【解析】

【详解】当两球心相距为R时，两球不能看成点电荷，若带同种电荷，导致电量间距大于R，根据库仑定律

可知它们相互作用的库仑力大小有

同理，若带异种电荷，导致电量间距小于R，根据库仑定律可知，它们相互作用的库仑力大小有

故选D。

3. 如图A、B两点电荷均带正电，且电荷B的带电量是电荷A的2倍，P点在A、B连线的中点，电荷A在P点形成的电场强度大小是E，则P点的合场强大小和方向分别是（    ）

A. 3E，向左 B. 3E，向右

C. E，向左 D. E，向右

【答案】C

【解析】

【详解】根据题意，电荷A在P点形成的电场强度大小是E，由库仑定律可知，电荷B在P点的电场强度大小是2E，方向与A电荷在该处相反，即为水平向左，根据电场的叠加原理，可知，在P点的合场强大小和方向分别是：E，水平向左，故C正确，ABD错误．

4. 如图所示，在边长为L的正方形ABCD的四个顶点上，A、B两点处分别放有电荷量都为+q点电荷，C、D两点处分别放有电荷量都为-q的点电荷，则正方形对角线的交点处的场强为

A. 0 B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】设对角线的交点为O，A、B、C、D四点电荷在O点的场强大小均为：，则A、C两点电荷在O点产生场强的合场强，方向由A指向C，同理B、D两点电荷在O点产生场强的合场强也为，方向由B指向D，根据平行四边形定则知，四个电荷在O点产生的场强，故C正确，ABD错误．

5. 如图所示，是一个测定液面高度的传感器，在导线芯的外面涂上一层绝缘物质，放在导电液体中，导线芯和导电液体构成电容器的两极，把这两极接入外电路，当外电路中的电流变化说明电容值增大时，则导电液体的深度h变化为（　　）

A h增大

B. h减小

C h不变

D. 无法确定

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】根据电容的决定式知，电容增大时，其他量不变时，两极板正对面积增大，则知深度h增大。

故选A。

6. 三条在同一平面（纸面）内的长直绝缘导线组成一等边三角形，在导线中通过的电流均为I，方向如图所示．a、b和c三点分别位于三角形的三个顶角的角平分线上，且到相应顶点的距离相等．将a、b和c处的磁感应强度大小分别记为B1、B2和B3，下列说法正确的是（　　）

A. B1＜B2＜B3

B. B1＝B2＝B3

C. a和b处磁场方向垂直于纸面向外，c处磁场方向垂直于纸面向里

D. a处磁场方向垂直于纸面向外，b和c处磁场方向垂直于纸面向里

【答案】C

【解析】

【详解】AB．由题意可知，a点的磁感应强度等于三条通电导线在此处叠加而成，有两根相互抵消，则由第三根产生磁场，即垂直纸面向外，而b点与a点有相同的情况，即为垂直纸面向外，而c点三根导线产生磁场方向相同，所以叠加而成的磁场最强，故A、B错误；

CD．由图可知，根据右手螺旋定则可得，a和b处磁场方向垂直于纸面向外，c处磁场方向垂直于纸面向里，故C正确，D错误

故选C。

7. 如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，放置一根长为L，质量为m，通电电流为I的导线，若使导线静止，应该在斜面上施加匀强磁场B的大小和方向为（　　）

A. ，方向水平向右 B. ，方向水平向左

C. ，方向竖直向下 D. ，方向垂直于斜面向下

【答案】BCD

【解析】

【详解】AB．若磁场方向为水平向左，可知安培力竖直向上，有

可得

则方向水平向右不可能，故A错误，B正确；

C．若磁场方向竖直向下，由左手定则知安培力水平向左，根据平衡条件

则

故C正确；

D．若磁场方向垂直于斜面向下，由左手定则知安培力平行于斜面向上，根据平衡条件

得

故D正确；

故选BCD。

8. 如图所示，边长为L、阻值为R的正方形单匝金属线圈abcd从图示位置（线圈平面与纸面相平行）开始绕通过b、d两点的轴EF以角速度ω匀速转动，EF的左侧有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，右侧没有磁场，下列说法正确的是（　　）

A. 在图示位置线圈的磁通量最大，磁通量的变化率也最大

B. 从图示位置转出磁场的过程中，线圈中产生a→d→c→b→a方向的感应电流

C. 线圈中产生的感应电动势的最大值为

D. 线圈中产生的感应电动势的最大值为

【答案】C

【解析】

【详解】A．图示位置线圈与磁场方向垂直，磁通量最大，但此时没有任何边切割磁感线，则感应电动势为0，由法拉第电磁感应定律可知，磁通量的变化率也为零，故A错误；

B．从图示位置转出磁场的过程中，穿过线圈的磁通量减小，由楞次定律可知，线圈中产生a→b→c→d→a方向的感应电流，故B错误；

CD．线圈中产生的感应电动势的最大值为

故C正确，D错误。

故选C。

9. 如图甲所示，一质量为m、边长为L，电阻为R的单匝正方形导线框abcd放在绝缘的光滑水平面上。空间中存在一竖直向下的单边界匀强磁场，线框有一半在磁场内。其ad边与磁场边界平行。时刻起，磁场的磁感应强度随时间均匀减小，如图乙所示。线框运动的图像如图丙所示，图中斜向虚线为过O点速度图线的切线，则（　　）

A. 线框中的感应电流沿逆时针方向

B. 磁感应强度的变化率为2

C. t3时刻，线框的热功率为

D. 时间内，通过线框的电荷量为

【答案】BC

【解析】

【详解】A．由图乙可知垂直纸面向里的磁感应强度减小，则穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律可知，线框中电流方向为顺时针方向，故A错误；

B．根据左手定则可判断线框受到向左的安培力作用向左加速进入磁场，在时刻，感应电动势大小为

由牛顿第二定律得

由图丙可知在时刻的加速度为

联立解得

故B正确；

C．由图丙可知，时刻之后，线框速度恒定，说明线框已经全部进入磁场，此后虽然电路中有感应电流，但各边安培力相互抵消，所以线框做匀速直线运动，在时刻有

线框的热功率为

联立可得

故C正确；

D．时间内，对线框由动量定理得

即

若磁场恒定，则有

即通过线框的电荷量为

但因为随时间逐渐减小，所以通过线框的电荷量不为，故D错误。

故选BC。

第II卷（非选择题  56分）

二、实验题（16分）

10. 在“测定金属丝的电阻率”的实验中：

（1）如图所示，用螺旋测微器测量的金属丝直径为__________mm．

（2）在用伏安法测量金属丝的电阻（约为10Ω）时，备有下列器材：

A.量程为0～0.6A，内阻约为0.5Ω的电流表；
B．量程为0～3V，内阻约为6kΩ的电压表；
C．量程为0～15V，内阻约为30kΩ的电压表；

E．阻值为0～1kΩ，额定电流为0.5A的滑动变阻器；

F．阻值为0～10Ω，额定电流为2A的滑动变阻器；

G．蓄电池6V；

H．开关一个，导线若干．

为了尽可能提高测量精度，且要求测量多组实验数据，电流表应选用________；电压表应选用________；滑动变阻器应选用__________．（只填字母代号）

（3）在答题卡的方框内画出符合要求的实验电路图__________．

【答案】    ①. 0.700    ②. A    ③. B    ④. F    ⑤.

【解析】

【详解】（1）螺旋测微器的固定刻度读数为0.5mm，可动刻度读数为0.01×20.0mm=0.200mm，所以最终读数为0.700mm．

（2）电源电动势为6V，选0～15V量程的电压表读数误差较大，电压表应选B；通过电阻丝的最大电流约为：，电流表应选A；为方便实验操作，滑动变阻器应选F．

（3）为了尽可能提高测量精度，且要求测量多组实验数据滑动变阻器应采用分压接法，又因，故电流表采用外接法，电路如图所示：

11. 用伏安法测金属丝的电阻。实验所用器材为：电池组（电动势，内阻约）、电流表（内阻约）、电压表（内阻约）、滑动变阻器，额定电流、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，记录数据如表所示：

（1）由实验数据可知，他们测量采用的是___________图（选填“甲”或“乙”）。

（2）图1是测量的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片置于变阻器的一端。请根据（1）所选的电路图，补充完成图中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏。___________

（3）这个小组的同学在坐标纸上建立坐标系，如图2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，描绘出图线。__________由图线得到金属丝的阻值___________（保留两位有效数字）。

【答案】    ①. 甲    ②.     ③.     ④. 4.5（4.3~4.7均可）

【解析】

【详解】（1）[1]由记录数据可知金属丝电阻比较小，采用电流表外接法，电压值从较小值调起，滑动变阻器采用分压式接法，采用甲图；

（2）[2]实物连接如图所示

（3）[3]画出的U-I图线如图所示

[4]根据U-I图线可得金属丝的电阻为

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. 在匀强电场中，将一电荷量为2×10-5C的负电荷由A点移到B点，其电势能增加了0.1J，已知A、B两点间距为2cm，两点连线与电场方向成60°角，如图所示，问：

（1）在电荷由A移到B的过程中，电场力做了多少功；

（2）A、B两点间的电势差为多少；

（3）该匀强电场的电场强度为多大。

【答案】（1）-0.1J；（2）5×103V；（3）5×105V/m

【解析】

【分析】

【详解】（1）由电场力做功和电势能的变化关系可知，电荷由A移到B的过程中，电势能增加了0.1J，所以电场力做功-0.1J；

（2）A、B两点间的电势差为

；

（3）由

可得

13. 如图所示电路中，电源电动势，内电阻，电阻，，理想电流表A的示数为0.4A，求

（1）电阻R2两端的电压和干路中的电流；

（2）电阻R3的阻值和它消耗的电功率。

【答案】（1），；（2），1.2W

【解析】

【详解】（1）根据欧姆定律可得，电阻两端的电压为

根据闭合回路欧姆定律有

解得

（2）根据题意可知，流过电流为

两端的电压为

则

P=I3U3=1.2W

14. 如图所示，在坐标系xOy的第一象限内存在沿x轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E；第二象限内存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为；第三象限内存在垂直纸面向里的匀强磁场。质量为m、电荷量为+q的带电粒子从第一象限点由静止释放，从x轴点进入第三象限，恰好沿x轴正方向进入第四象限，不计粒子重力。求：

（1）带电粒子抵达M时的速度大小；

（2）磁感应强度B的大小和粒子在第三象限运动的时间。

【答案】（1）；（2），

【解析】

【详解】（1）在第一象限内，由动能定理得

在第二象限内，由动能定理得

解得

（2）粒子挨第二象限做类平抛运动，则

解得

x=2l

即M点坐标为（-2l,0）

设粒子抵达M时的速度与x轴负方向的夹角为θ，则

解得

由洛伦兹力提供向心力得

由几何关系得

解得

粒子在第三象限运动的时间为

解得