广东省五校（华附，省实，深中，广雅，六中）2022-2023学年高二上学期期末联考物理试题

（北京）股份有限公司 2022 学年上学期高二期末限时训练试卷 物理 命题学校：广东广雅中学 本试卷分选择题和非选择题两部分，共6 页，满分100 分，考试用时75 分钟。 注意事项: 1．开考前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的校名、姓名、班级、考号等相关信息填写在答题 卡指定区域内。 2．选择题每小题选出答案后，用2B 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；不能答在试卷上。 3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内的相应位置上；如需改动， 先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。 4．考生必须保持答题卡的整洁。 第一部分选择题（共44 分） 一、单项选择题：本题共8 小题，每小题3 分，共24 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目 要求的。 1．“中国天眼”位于贵州的大山深处，是500m 口径球面射电望远镜（FAST）。它通过接收来自宇宙深处的电 磁波，探索宇宙。下列关于电磁波的说法正确的是（ ） A．电磁波在任何介质中传播速度均为 B．麦克斯韦认为均匀变化的电场能激发出变化的磁场，空间将产生电磁波 C．紫外线的波长比红外线小 D．普朗克通过实验捕捉到电磁波，证实了麦克斯韦的电磁理论 2．如图甲是某同学设计的一实验装置，两端开口的空塑料瓶中固定着一根钢锯条和一块金属片，图乙为塑料瓶 俯视图。将钢锯条和金属片分别跟静电起电机的两极相连。将点燃的蚊香放入塑料瓶内，很快就看见塑料瓶内 烟雾缭绕。摇动起电机，顿时塑料瓶清澈透明，停止摇动，又是烟雾缭绕。当起电机摇动时，下列说法正确的 是（ ） A．该实验装置演示的是静电除尘现象，烟尘带了正电荷 （北京）股份有限公司 B．锯条附近的电场强度小于在金属片附近的电场强度 （北京）股份有限公司 C．锯条附近的电势高于金属片附近的电势 D．电场力对烟尘做正功 3．高大的建筑物上安装接闪杆（避雷针），阴雨天气时云层中的大量电荷可以通过接闪杆直接引入大地，从而 达到保护建筑物的目的。如图，虚线是某次接闪杆放电时，带电云层和接闪杆之间三条等势线的分布示意图； 实线是空气分子被电离后某个电荷q 的运动轨迹，M 点和N 点为运动轨迹上的两点，不计该电荷的重力，则（ ） A．若云层带负电，则接闪杆尖端也带负电 B．q 在N 点电势能大于在M 点的电势能 C．q 在N 点的速度一定大于在M 点的速度 D．q 越靠近接闪杆尖端，其加速度越小 4．正三角形ABC 的三个顶点处分别有垂直于三角形平面的无限长直导线，导线中通有恒定电流，A、B 导线电 流方向垂直纸面向内，C 导线电流方向垂直纸面向外，a、b、c 三点分别是正三角形三边的中点，若A、B、C 三处导线中的电流分别为3I、2I、I，已知无限长直导线在其周围某一点产生的磁场磁感应强度B 的大小与电流 成正比，与电流到这一点的距离成反比，即B=k ，则a、b、c 三点的磁感应强度大小关系为 A．a 点最大 B．b 点最大 C．c 点最大 D．b，c 两点一样大 5．一种能自动测定油箱内油面高度的装置如图所示，装置中金属杠杆的一端接浮球，另一端触点P 接滑动变阻 器R，油量表由电流表改装而成，有一定的内阻。当汽车加油时油箱内油面上升，下列分析正确的有（ ） A．触点P 向上滑动 B．电路中的电流变小 C． 两端电压增大 D．整个电路消耗的功率减小 6．如图甲，直线MN 表示某电场中一条电场线，a、b 是线上的两点。将一带负电荷的粒子从a 点处由静止释放， 从a 运动到b 过程中的v-t 图线如图乙所示。设a、b 两点的电势分别为φa、φb，场强大小分别为Ea、Eb （北京）股份有限公司 ，粒子在a、b 两点的电势能分别为Epa、Epb，不计重力，则有 A．Epa>Epb B．Ea=Eb C．Ea<Eb D．φa>φb 7．如图，固定在水平地面上的光滑绝缘圆筒内有两个带正电小球A、B，A 位于筒底靠在左侧壁处，B 在右侧 筒壁上受到A 的斥力作用处于静止。若筒壁竖直，A 的电量保持不变，B 由于漏电而下降少许后重新平衡，下 列说法中正确的是（ ） A．小球A、B 间的库仑力变小 B．小球A、B 间的库仑力不变 C．小球A 对筒壁的压力变小 D．小球A 对筒底的压力不变 8．如图，边长为1m 的正方体ABCD—EFGH 所处空间中存在匀强电场（图中未画出）。已知A、B、F 三点的 电势分别为20V、10V、0，则下列判断正确的是（ ） A．电场方向从F 指向A B．A、E 两点电势差和H、D 两点电势差相等 C．场强大小一定为 V/m D．把负电荷从A 移到E 电场力做正功 二、多项选择题：本题共4 小题，每小题5 分，共20 分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。 全部选对的得5 分，选对但不全的得3 分，有错选的得0 分。 9．笔记本电脑机身和显示屏分别安装有磁体和霍尔元件。当显示屏闭合时霍尔元件靠近磁体，屏幕熄灭电脑休 眠．如图为显示屏内的霍尔元件：宽为a、长为c，元件内的导电粒子是电荷量为e 的自由电子，通入方向向右 的电流时，电子的定向移动速度为v．当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面方向向下的匀强磁场中，此时元 件的前后表面间出现电压U，以此控制屏幕的熄灭．下列关于该元件的说法正确的是A．前表面的电势比后表 面的低（ ） （北京）股份有限公司 A．前表面的电势比后表面的低 B．前后表面间的电压U 与v 有关 C．前后表面间的电压U 与c 成正比 D．电压稳定后，自由电子受到的洛伦兹力大小为 10．微信运动步数的测量是通过手机内电容式加速度传感器实现的。原理如图，M 和N 为电容器两极板，M 极 板固定，N 板两端与两轻弹簧连接，当手机的加速度变化时，N 极板只能按图中标识的前后方向运动。下列对 传感器描述正确的是（ ） A．保持向前匀速运动，电阻R 将以恒定功率发热 B．由匀速突然向前减速时，电容器所带电荷量增加 C．由静止突然加速后退时，电流由a 向b 流过电流表 D．保持向前匀减速运动时，MN 间的电场强度持续减小 11．地磁场能有效抵御宇宙射线的侵入，赤道剖面外地磁场可简化为包围地球一定厚度的匀强磁场，方向垂直 该剖面，如图所示。图中给出了速度在图示平面内，从O 点沿平行与垂直地面2 个不同方向入射的微观带电粒 子（不计重力）在地磁场中的三条运动轨迹a、b、c，且它们都恰不能到达地面。则下列相关说法中正确的是 （ ） A．沿a 轨迹运动的粒子带负电 （北京）股份有限公司 B．若沿a、c 两轨迹运动的是比荷相同的粒子，则c 粒子的速率更大 （北京）股份有限公司 C．某种粒子运动轨迹为a，若它速率不变，只是改变射入地磁场的速度方向，则只要其速度在图示平面内，粒 子可能到达地面 D．某种粒子运动轨迹为b，若它以相同的速率在图示平面内沿其他方向入射，则有可能到达地面 12．如图为一款热销“永动机”玩具示意图，其原理是通过隐藏的电池和磁铁对小钢球施加安培力从而实现 “永动”。小钢球从水平光滑平台的洞口M 点静止出发，无磕碰地穿过竖直绝缘管道后从末端N 点进入平行导 轨PPʹ-QQʹ，电池、导轨与小钢球构成闭合回路后形成电流，其中电源正极连接导轨PQ，负极连接PʹQʹ；通电 小钢球在底部磁场区域受安培力加速，并从导轨的圆弧段末端QQʹ 抛出；然后小钢球恰好在最高点运动到水平 光滑平台上，最终滚动至与挡板发生完全非弹性碰撞后再次从M 点静止出发，如此循环。已知导轨末端QQʹ 与 平台右端的水平、竖直距离均为0.2m，小钢球质量为40g，在导轨上克服摩擦做功为0.04J，其余摩擦忽略不计， 重力加速度g 取10m/s2，则（ ） A．磁铁的N 极朝上 B．取下电池后，小钢球从M 点静止出发仍能回到平台上 C．小钢球从导轨末端QQʹ 抛出时速度为2m/s D．为了维持“永动”，每个循环需安培力对小球做功大于0.04J 第二部分非选择题（共56 分） 三、实验题 13．（6 分）在测定一根粗细均匀合金丝Rx的电阻率的实验中： (1)利用螺旋测微器测定合金丝的直径，示数如图（a）所示，则可读得合金丝的直径为___________ mm。 （北京）股份有限公司 (2)待测合金丝 的电阻约为 ，实验室另外还提供的仪器有： （北京）股份有限公司 A．电压表V（内阻约为10kΩ，量程为3V） B．电流表A1(内阻约为3Ω，量程为0.6A) C．电流表A2(内阻约为0.1Ω，量程为3A) D．滑动变阻器R(阻值为0～5Ω，额定电流为2A) E．电源E（电动势为5V，内电阻为1Ω） F．一个开关、若干导线 ①要求较准确地测出其阻值，电流表应选___________。（填序号） ②请根据以上仪器，设计实验电路图，并在图（b）中完成电路图的实物连线，要求实验时电流表和电压表的 示数变化范围尽量大． 14．（9 分）多用电表是实验室中常用的测量仪器，如图甲所示为多量程多用电表示意图，其中电流有1.0A、 2.5A 两个挡位，电压有2.5V、10V 两个挡位，欧姆表有两个挡位。 （1）通过一个单刀多掷开关S， B 可以分别与触点1、2、3、4、5、6 接通，从而实现用多用电表测量不同物 理量的功能。 ①图甲中A 是___________（选填 “红”或“黑”）表笔； ②当S 接触点_______（选填“1、2、3、4、5、6”）时对应多用电表1.0A 挡； ③当S 接触点3 时，测量倍率比S 接触点4 时小，则E1________E2（选填“>”“<”或“=”）； （2）实验小组用该多用电表测量电源的电动势和内阻。器材还有：待测电源（电动势约为9V），定值电阻 R0=9.0Ω，电阻箱一只。连接实物如图乙所示，测量时应将图甲中S 接触点_______（选填 “1、 2、3、4、5、 6”）；改变电阻箱阻值R，测得并记录多组数据后，得到对应的 图像如图丙所示，则电源电动势 E=________V，内阻r=_______Ω （结果保留两位有效数字）。 四、计算题 15．（10 分）如图，M、N 两金属圆筒是直线加速器的一部分，M 与N 的电势差为U；底面半径为L 的圆柱体 区域其内有竖直向上的匀强磁场。一质量为m，电量为+q 的粒子，从圆筒M 右侧静止释放，粒子在两筒间做匀 加速直线运动，在N 筒内做匀速直线运动。粒子自圆筒N 出来后，正对着磁场区域的中心轴线垂直进入磁场区 域，在磁场中偏转了60°后射出磁场区域，忽略粒子受到的重力。求： （北京）股份有限公司 (1)粒子进入磁场区域时的速率； （北京）股份有限公司 (2)磁感应强度的大小。 16．（13 分）如图甲所示，水平放置的两光滑平行导轨PQ 间的距离L=0.5m，垂直于导轨平面有竖直方向的匀 强磁场，磁感应强度B=2T，ab 棒垂直于导轨放置，系在ab 棒中点的水平绳跨过定滑轮与物块相连，物块放置 在电子秤上，质量为2kg。已知当物体静止稳定以后，电子秤的读数FN随滑动变阻器R 阻值变化的规律如图乙 所示，导轨及ab 棒的电阻均不计，g 取10m/s2。求： (1)磁场方向； (2)电源电动势E 和内阻r。 17．（18 分）如图，空间直角坐标系Oxyz 中，有两个边长均为L 的正方体Ⅰ和正方体Ⅱ，它们的公共界面为 M，O 点为正方体Ⅰ侧面K 的中心，x、y、z 轴均与正方体边长平行。正方体Ⅰ空间内在y>0 的范围内存在着沿 y 轴负方向的匀强电场，在y<0 的范围内存在着沿y 轴正方向的匀强电场，两者电场强度大小相等；正方体Ⅱ空 间内在y>0 的范围内存在着沿x 轴正方向的匀强磁场，在y<0 的范围内存在着沿x 轴负方向的匀强磁场，两者磁 感应强度大小相等。有一质量为m、电荷量为+q 的粒子，以v0的初速度，从y 轴上的P 点沿z 轴正方向进入正 方体Ⅰ，之后经过z 轴后从Q 点垂直穿过界面M 进入正方体Ⅱ，最后垂直打在侧面N 上。P 点为侧面K 底边长 的中点（在电场区域中），不考虑粒子的重力，求： (1)匀强电场的电场强度大小； (2)粒子进入正方体Ⅰ后，经过z 轴时的速度大小； (3)磁感应强度的大小。 （北京）股份有限公司 （北京）股份有限公司 参考答案： 1．C 【解析】A．电磁波在不同介质中的传播速度不同，其在真空中传播的速度为 ，A 错误； B．麦克斯韦认为周期性变化的电场激发出周期性变化的磁场，空间将产生电磁波，B 错误； C．红外线的波长比紫外线大，C 正确； D．赫兹通过实验捕捉到电磁波，证实了麦克斯韦的电磁理论，D 错误。 故选C。 2．D 【解析】A．将钢锯条和金属片分别跟静电起电机的两极相连，摇动起电机，使锯条带负电，金属片带正电， 它们之间的空气被电离，电子在往金属片运动的过程中，遇到烟尘，使烟尘带负电，最终烟尘被吸附到金属片 上，最后在重力的作用下，聚集在金属片底端的瓶子底部，所以该实验装置演示的是静电除尘现象，A 错误； B．根据尖端放电知识可知，锯齿状的铁锯条附件的电场更强一些，所以锯条附近的电场不是匀强电场，B 错误； C．由甲图知，金属片带正电，锯条带负电，所以锯条附近的电势低于金属片附近的电势，C 错误； D．烟尘带负电，电场力对带负电的烟尘做正功，使得烟尘聚集到金属片上，D 正确。 故选D。 3．C 【解析】A．若云层带负电，则接闪杆尖端感应出正电，故A 错误； BC．通过图中电荷的运动轨迹可知电荷所受的电场力指向避雷针尖端，从M 到N 电场力做正功，所以电势能 减小，q 在M 点的速度一定小于在N 点的速度，故C 正确，B 错误； D．q 越靠近接闪杆尖端，电场力越大，其加速度越大，故D 错误。 故选C。 4．C 【解析】设正三角形的边长为2L，根据公式 ，结合矢量的叠加原理，则a、b、c 三点的磁感应强度大小 分别为： ； ； ；综上所述，故C 正确，ABD 错误；故选C． 5．C 【解析】当汽车加油时油箱内油面上升，则浮球上升，则触点P 向下滑动，电阻R 阻值减小，则回路电流变大， （北京）股份有限公司 两端电压增大，根据P=IE 可知，整个电路消耗的功率变大。 （北京）股份有限公司 故选C。 6．A 【解析】由题意可知，粒子只受电场力时，其动能和电势能之和保持不变，而由v-t 图像可知粒子从a 运动到b 的过程中速度逐渐增大，加速度逐渐减小，因此粒子受到的电场力方向向右，大小逐渐减小，所以电场强度向 左，大小逐渐减小，又沿电场线的方向电势逐渐降低，故a 点电势低于b 点电势，由于粒子带负电，所以粒子 在a 点的电势能大于在b 点的电势能，a 点场强大于b 点场强。 故选A。 7．D 【解析】AB．小球A、B 间的库仑力 角变大，cosθ 变小，库仑力F 变大，AB 错误； CD．以整体为研究对象可知，筒底对A 球的支持力大小等于A、B 两球的重力，由牛顿第三定律可知A 对筒底 的压力也等于A、B 两球的重力，小球A 对筒底的压力不变，C 错误，D 正确。 故选D 8．B 【解析】A．连接AF 和BE 相交与O 点，则O 点的电势为10V，所以OB 为等势线，电场线只要垂直于OB （BE）即可，故A 错误； B．根据匀强电场特点可知 故B 正确； C．设电场线绕O 点旋转 ，则 当转过 时，电场强度为20V/m，故C 错误； D．A 点电势为20V，E 点电势为10V，把负电荷从A 点移动到E 点，负电荷的电势能增加，电场力做负功，故 D 错误。 故选B。 9．BD 【解析】A．电流方向向右，电子向左定向移动，根据左手定则判断可知，电子所受的洛伦兹力方向向里，则 后表面积累了电子，前表面的电势比后表面的电势高，故A 错误； BC．由电子受力平衡可得 （北京）股份有限公司 解得 所以前、后表面间的电压U 与v 成正比，即前、后表面间的电压U 与v 有关，与c 无关，故B 正确，C 错误； D．稳定时自由电子受力平衡，受到的洛伦兹力等于电场力，即 故D 正确。 故选BD。 10．BC 【解析】A. 匀速运动时，N 板不动，电容器的电容不变，则电荷量不变，所以回路无电流，电阻R 没有热功率， 故A 错误； B．由匀速突然向前减速时，N 板向前运动，则板间距变小，据 可知，电容器的电容增大，电容器带电量增大，故B 正确； C．由静止突然加速后退时，N 板向前运动，则板间距变小，据 可知，电容器的电容增大，电容器带电量增大，则电容器充电，电流由a 向b 流过电流表，故C 正确； D．保持向前的匀减速运动时，N 板不动，电容器的板间距不变，而电容器的两端电压不变，则MN 之间的电场 强度不变，故D 错误。 故选BC。 11．ABD 【解析】A．由左手定则可知，沿a 轨迹运动的粒子带负电，故A 正确； B．由 可得 可知比荷相同时，速率越大，轨迹运动的半径越大，则c 粒子的速率更大，故B 正确； C．沿轨迹a 运动的粒子平行于地面射入且恰好不能到达地面，轨迹a 与地面相切，所以沿轨迹a 运动的粒子恰 好不能到达地面时在地磁场中的位移为2ra，已达到最大值，故只要该粒子速率不变，不论沿着什么方向入射都 （北京）股份有限公司 不会到达地面，故C 错误； （北京）股份有限公司 D．结合图像可知，沿轨迹b 运动的粒子在磁场中的位移还未达到2rb 时，就已经与地面相切，因此改变入射方 向，该粒子有可能到达地面，故D 正确。 故选ABD。 12．AD 【解析】A．由电路可知钢球中电流方向垂直于纸面向里，由左手定则可知磁铁上方轨道处磁场方向向上，故 磁铁N 极朝上，故A 正确； B．取下电池后，小球缺少安培力做功，即使从导轨末端抛出，初速度减小也将导致不能到达平台，故B 错误； C．斜抛到最高点可反向看作平抛运动，则 解得 ， 所以 所以抛出时的速度为 故C 错误； D．为了维持“永动”，每个循环安培力做的功应该补充机械能的损失，一部分是克服摩擦力做的功，还有一 部分是碰撞挡板的损失，一定大于0.04J，故D 正确。 故选AD。 13． 0.608（ 均对） B 【解析】（1）根据刻度得知主尺读数L0=0.5mm，从图像观察刻度并推理出这是50 分度的游标卡尺，故精度 ，且刻度线n=10.8（10~11 之间，小数点估读），所以由游标卡尺的读数= ，代 入数值可得 （北京）股份有限公司 计算得出读数为0.608mm。 故，读得合金丝的直径为0.608mm（由于估读0.607~0.609 均对）； （2）①由于被测电阻约为 ，电源电动势为 ，内阻为 ，则电流中出现的最大电流约为 ，如果选择 量程的电流表，指针没超过仪表盘 ，读数误差太大，所以选 量程的的电流表，故选B； ②滑动变阻器如果采用限流接法，电路的电流变化范围较小，所以要采取分压法，让滑动变阻器起分压作用， 被测电路中的电流变化范围就变大；电路图如下： 14． 红 2 < 6 9.1 1.0