河南省洛阳市豫西名校2021-2022学年高二上学期第一次联考物理试题

豫西名校2021-2022 学年上期第一次联考 高二物理试题 （考试时间：90 分钟试卷满分：110 分） 一、选择题（本题共14 小题，每小题3 分，共42 分，在每小题给出的四个选项中，第1~9 题只有一项符合题目要求，第10~14 题有多项符合题目要求多选题全部选对的得3 分，选 对但不全的得2 分，选错或不答的得0 分） 1．关于这些概念，下面说法正确的是（ ） A．磁感应强度大的地方，穿过线圈的磁通量不一定大 B．磁感应强度大的地方，线圈面积越大，穿过线圈的磁通量也越大 C．磁通量的变化，一定是由于磁场的变化产生的 D．穿过线圈的磁通量为零时，磁感应强度一定为零 2．干电池的电动势为 ，这表示（ ） A．电路中每通过 的电荷量，电源把 的电能转化为化学能 B．干电池在 内将 的化学能转化为电能 C．干电池中把 的正电荷，从电池的负极移到正极电场力做功为 D．干电池把化学能转化为电能的本领比电动势为 的蓄电池弱 3．两根同种材料制成的导线，横截面积之比为 ，长度之比为 ，则它们的电阻之比 为（ ） A． B． C． D． 4 ．如图所示，电源电动势 ，内阻 ，电阻 ， ，电容 ．开关 由断开到闭合达到稳定时，关于电容器电荷量的变化，下列说法正确 的是（ ） A．减少 B．减少 C．增加了 D．增加了 5．用电场线能很直观，很方便地比较电场中各点的强弱．如图，左图是等量异种点电荷形 成电场的电场线，右图是场中的一些点： 是电荷连线的中点， 、 是连线中垂线上相 对 对称的两点， 、 和 、 也相对 对称，则下列认识正确的是（ ） A． 、 两点场强大小相等，方向相反 B． 、 两点场强相同，电势相等 C．带正电的试探荷在 、 两点的电势能相等 D．带正电的试探荷仅在电场力作用下从 到 动能减小 6．如图所示，匀强电场中有一个等边三角形 ．其边长为 ，三角形所在的平面 跟匀强电场平行．已知 、 、 三点的电势分别为 、 、 ．下列说法正确的 是（ ） A．匀强电场的方向平行于 边斜向下 B．等边三角形中心的电势为 C．匀强电场的电场强度大小为8V/m D．将一个电子从 点沿直线移到 点，其电势能减少了 7．如图所示，圆形线圈的匝数为10 匝、面积为 ，在该圆形线圈平面内有一个面积 为 的正方形区域，该区域内有垂直线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为 ，则穿过该圆形线圈的磁通量为（ ） A． B． C． D． 8．在如图所示的电路中， 和 为定值电阻，电表均为理想电表．保持电源电动势 和 内电阻 不变，闭合开关 ，当滑动变阻器的滑动头向下移动时（ ） A．电压表示数变小，电流表示数变小 B．电压表示数变大，电流表示数变大 C．电阻 的电功率变大 D．电源的输出功率一定增大 9．如图所示，接通电键 ，灯泡 、 都正常发光．某时刻由于电路故障两灯突然熄灭． 若故障只有一处，则下列说法正确的是（ ） A．如果将电压表并联在 两端有示数，说明 间完好 B．如果将电压表并联在 两端示数为0，说明 间断路 C．如果将电流表并联在 两端示数为0，说明 间完好 D．如果将电压表并联在 两端有示数，并联 两端示数为0，说明 间断路 10．一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的下方，并与磁针指向平行，如图所示．此时小 磁针的 极向纸外偏转，则这束带电粒子可能是（ ） A．向右飞行的正离子束 B．向左飞行的正离子束 C．向右飞行的电子束 D．向左飞行的电子束 11．如图甲所示为测量一节干电池的电动势和内电阻的实验电路图，根据测得的数据作出 了如图乙所示的 图线，以下实验结论正确的是（ ） A．电池电动势的测量值偏小 B．电池内阻的测量值为 C．外电路发生短路时的电流为 D．电压表的示数为 时，外电路的电功率为 12．某一沿 轴方向的静电场，其电势 在 轴上的分布情况如图所示， 、 是 轴上 两点．下列说法正确的是（ ） A．在 轴上， 点电势最高，电场也最强 B．同一个电荷放在 点受到的电场力小于放在 点时的电场力 C．同一个负电荷放在 点时的电势能小于放在 点时的电势能 D．正试探电荷沿 轴从 移到 的过程中，电势能先增大后减小 13．如图所示，以 点为圆心的圆周上有六个等分点 、 、 、 、 、 ，两根直导 线垂直纸面放在 、 两点．现给导线通有大小相等、方向垂直纸面向里的电流，下列说 法正确的是（ ） A． 处磁感应强度最大 B． 、 两处磁场方向相同 C． 、 两处磁场方向相反 D． 、 、 、 四点的磁感应强度大小相等 14．如图所示，两段长度和材料相同、各自粗细均匀的金属导体 、 ，单位体积内的自 由电子数相等，横截面积之比 ．已知 内有 个自由电子通过导体 的横截面，电子的电荷量 ．下列说法正确的是（ ） A．流经导体 、 的电流均为 B． 、 的电阻之比 C．自由电子在导体 和 中的定向移动速率之比 D．相同时间内导体 和 产生的焦耳热之比 二、实验填空题（本题共2 小题，共18 分．） 15．（8 分）小明利用图甲所示的原理图组装了一欧姆表，所用表头的满偏电流为 ． 现用一系列标准电阻 对欧姆表进行标定，并作出 间接不同的标准电阻 时表头的 示数 与 的关系，如图乙所示． （1）按照惯用标准，图甲中的 为______（选填“红色”或“黑色”）表笔； （2）该同学所用电源电动势 ______ ； （3）由图乙可知，随接入电路中的电阻 的增大，回路中电流减小的越来越______（选 填“快”或“慢”），若把电流表刻度值改换成对应的被测电阻的阻值，则电阻表盘左边 刻度值比右边刻度值______（选填“疏”或“密”）． 16．（10 分）有一个小灯泡上标有“ ”的字样，现在要用伏安法描绘这个灯 泡的 图线，有下列器材供选用： A．电压表（ ，内阻约 ） B．电压表（ ，内阻约 ） C．电流表（ ，内阻约 ） D．电流表（ ，内阻约 ） E．滑动变阻器（ ， ） F．滑动变阻器（ ， ） （1）实验中电压表应选用______，电流表应选用______．为使实验误差尽量减小，要求电 压表从零开始变化且多取几组数据，滑动变阻器应选用______（用序号字母表示）． （2）请在方框内画出满足实验要求的电路图 三、计算题（本题共4 小题，共50 分．解题要写出必要的文字说明、方程式和重要的演算 步骤，有数据计算的题目，还应计算出最后结果，只有最后答案的不得分．） 17．（9 分）一根长为 的通电导线放在匀强磁场中，导线中电流强度为 ，导 线与磁场方向垂直，若它受到的磁场力大小为 ，求： （1）磁感应强度的大小； （2）若将导线中的电流强度减为零，磁场的磁感应强度是否变化？说明理由． 18．（11 分）如图所示，有一个表头 ，满偏电流 ，内阻 ，把它 改装为有 和 两种量程的电流表，求 、 的阻值． 19．（14 分）如图所示，长为 的平行金属板水平放置，两极板带等量的异种电荷 板间形成竖直方向的匀强电场，一个质量为 ，电量为 的带负 电荷的粒子，以初速度 紧贴上极板垂直于电场线方向进入该电场，刚好从下极 板边缘射出，射出时速度恰与入射方向成37° ，不计粒子重力， ， ．求： （1）粒子射出下极板边缘时的动能； （2）匀强电场的场强 的大小和方向． 20．（16 分）如图所示，电源电动势 ，小灯泡 标有“ ”，开关 接 1，当变阻器调到 时，小灯泡 正常发光．现将开关 接2，小灯泡 和电动机 均正常工作，电动机的内阻 ．求： （1）电动机正常工作时输出的机械功率． （2）电动机正常工作的效率．（计算结果均保留两位小数） 豫西名校2021-2022 学年上期第一次联考 高二物理参考答案 一、选择题（本题共14 小题，每小题3 分，共42 分．在每小题给出的四个选项中，第1~9 题只有一项符合题目要求，第10~14 题有多项符合题目要求．全部选对的得3 分，选对但 不全的得2 分，有选错的得0 分．） 1．A 【解析】AB、磁感应强度越大的地方，线圈的面积越大，则穿过线圈的磁通量也不一定变 大，要注意线圈与磁场放置角度，如线圈与磁场平行时磁通量一定为零，故A 正确，B 错 误； C、磁通量的变化，不一定由于磁场的变化产生的，也可能是由于线圈在垂直于磁场方向 的投影面积的变化引起的，故C 错误； D、穿过线圈的磁通量为零时，磁感应强度不一定为零，比如线圈与磁场平行时磁通量一 定为零，而磁感应强度却可不为零，故D 错误；故选：A． 2．D 【解析】A、干电池的电动势为 ，则电源中每通过 电量，电源把 的化学能转 变为电能，故A 错误； B、电源中每通过 电量，非静电力做功为 ，电源把 的化学能转变为电能，不 是 内将 的化学能转变成电能，故B 错误； C、电源中每通过 电量，干电池中非静电力把正电荷从电源的负极移到正极做功为 ， 故C 错误； D、电动势表征电源将其他形式能转化为电势能本领的物理量，干电池把化学能转化为电 能的本领比电动势为 的蓄电池弱，故D 正确．故选：D． 3．D 【解析】已知横截面积之比 ，长度之比 ，则由电阻定律 得，它们 的电阻之比为 ，故D 正确，ABC 错误．故选：D． 4．B 【解析】开关 断开时，电容器的电压等于电源的电动势，为： ，电容器带电荷 量 闭合开关 ，电容器两端电压等于电阻 两端电压，根据闭合电路的欧姆定律可得电流强 度： ，电容器的电压为： ，电容器带电荷量 ，开关 由断开到闭合达到稳定时，电容器电荷量 的变化 ，减少了 ，故B 正确、 ACD 错误．故选：B． 5．C 【解析】A、根据对称性看出， 、 两处电场线疏密程度相同，则 、 两点场强大小 相同． 这两点场强的方向均由 ，方向相同．故A 错误． B、根据对称性看出， 、 两处电场线疏密程度相同，则 、 两点场强大小相同．这 两点场强的方向均沿两电荷连线向左，方向相同；取无穷远处电势为零， 点电势为正、 点电势为负，故B 错误． C、两等量异种点电荷连线的中垂线线上，场强方向与中垂线垂直，沿中垂线移动电荷， 电场力不做功，正电荷在 、 两点的电势能相等，故C 正确． D、图中 、 两点场强的方向均由 ，带正电的试探荷仅在电场力作用下从 到 电场力做正功，动能增加．故D 错误．故选：C． 6．C 【解析】A、根据 知在匀强电场中，沿同一方向相等距离电势差相等．设 中点 为 ， 点的电势为 ，则 ， 为一条等势线．根 据电场线与等势面垂直，且由高电势处指向低电势处，知 连线为一条电场线，匀强电 场的方向垂直于 向上，如图所示，故A 错误；B、因为 为一条等势线，等边三角 形中心在 边线上，则等边三角形中心的电势为 ，故B 错误； C、 间的电势差为 ，匀强电场的电场强度大小为 ，故C 正确； D 、将一个电子从 点沿直线移到 点，电场力做功为 ，则电子的电势能增加了 ，故D 错误．故选：C． 7．C 【解析】由题图可知，线圈内含有磁场的有效面积为： ；故穿过该圆形线圈的 磁通量为： ；故C 正确，ABD 错误．故选：C． 8．B 【解析】电路的连接情况是： 与 并联后与 串联，电流表测通过 的电流，电压表 测路端电压．当滑片 向下滑动时，滑动变阻器接入回路中的阻值增加，可知回路中总阻 值增加；由 知，总电流 减小，再由闭合电路欧姆定律可得： ，知路端 电压 变大，即电压表的示数变大；电表均为理想电表，则 两端的电压 ， 故 变大， 电流表读数 ，则 变大，电流表示数变大．故A 错误，B 正确． 电阻 的电功率 ， 减小， 的电功率减小，故C 错误．当外电阻和电源内阻 相等时，电源的输出功率最大，当滑动变阻器的滑动头向下移动时，不能确定外电阻和内 电阻的关系，电源的输出功率不一定增大故D 错误．故选：B． 9．C 【解析】电路故障分为断路和短路，故障只有一处，假设发生了短路，如果是某盏灯短路 该灯熄灭，而另一盏灯应该变亮，如果是两盏灯以外的元件短路，则两盏灯均变亮，故假 设不成立．电路故障应为断路． A．电压表并联在 两端有示数，说明 间发生了断路，故A 错误； B．电压表并联在 两端示数为0，说明 部分以外的电路发生了断路，而 间电路完 好，故B 错误； C．电流表并联在 两端示数为0，说明 部分以外的电路发生了断路，而 间电路完 好，故C 正确； D．电压表并联在 两端有示数，说明 段发生了断路，并联 两端示数为0，说明 部分以外的电路发生了断路，故综合以上两点，应是 间断路，故D 错误．故选C． 10．AD 【解析】根据题意小磁针的 极向纸外偏转和安培定则可知，下方带电粒子形成的电流方 向应该向右，可知AD 选项符合．故选：AD． 11．ACD 【解析】A、由于电压表的分流作用，所测电流小于流过电源的电流，由 得， 电源电动势测量值小于真实值，故A 正确；B、根据电源 图象可知，电源电动势： ，电源内阻： ，故B 错误； C、外电路发生短路时的电流，即为 时的电流，由 得，当 ，故C 正确； D、由 图象可知，当 ， ，由 得D 正确．故 选：ACD． 12．CD 【解析】A、由图可知， 点的电势最高， 图线切线斜率表示该点的电场强度， 点切线斜率为零，电场强度为零，故A 错误； B、 图线切线斜率表示该点的电场强度， 点的切线斜率大于 点的切线斜率，可 知 点的电场强度大于 点的电场强度，同一电荷在 点所受的电场力大于在 点的电 场力，故B 错误； C、由图可知， 点的电势大于 点的电势，根据 知，同一负电荷在 点的电势 能小于在 点的电势能，故C 正确； D、正试探电荷沿 轴从 移到 的过程中，电势先升高再降低，电场力先做负功再做正 功，电势能先增大后减小，故D 正确．故选：CD． 13．CD 【解析】解：A、根据右手安培定则知： 处电流在 点产生的磁感应强度的方向垂直 连线向下， 处电流在O 点产生的磁感应强度的方向垂直 连线向上，如图1 所示，由 于两导线电流大小相等， 到 、 的距离相等，所以 ，矢量合成， 处磁感 应强度为0，故A 错误； B、 处电流在 点产生的磁感应强度的方向垂直 连线向下， 处电流在 点产生的磁 感应强度的方向垂直 连线向上， 、 两处磁场方向相反，B 错误，C 正确； CD、如图2 所示， 处电流在 点产生的磁感应强度的方向垂直 连线向左， 处电流 在 点产生的磁感应强度的方向垂直 连线向上，由平行四边形定则求得 处的磁场强度 ，如图2 所示，同理可求得 、 、 点的磁感应强度 、 、 ，由于 ， 因此， 、 、 、 大小相等，故D 正确．故选CD． 14．答案：AD 【解析】A ．根据电流强度的定义式，流过 的电流为： ，A 正确； B．由电阻定律： ，可得 ，B 错误； C．因两段导体串联，通过的电流相等，根据电流强度的微观表达式： 可得自由电子在导体a 和b 中的定向移动速率之比为： ，C 错误； D．根据焦耳定律： 相同时间内导体 和 产生的焦耳热之比为： ，D 正确．故选 AD． 二、实验填空题（本题共2 小题，共18 分．） 15．（8 分，每空2 分）答案为：（1）红色，（2）3，（3）慢 密 【解析】 （1）用欧姆表测电阻时，需要让电流从黑表笔流出从红表笔流进，故黑表笔接电源的正极， 红表笔接电源的负极，图甲中的 为红色表笔； （2）根据欧姆表的测量原理，当 时，流过电路的电流达到满偏即 ，设欧 姆表内阻为 ，则有： ；当 ，流过电表的 电流强度为 ，联立解得： ， ； （3）当接入电路中的电阻为 时，根据闭合电路欧姆定律得 ， 和 内一 定， 与 不成线性，随 的增加，电流减小的越来越慢，若把电流表刻度值改换成对 应的被测电阻的阻值，则电阻表盘左边刻度值比右边刻度值密 16．（10 分，除标注外，每空2 分）答案为：（1）B；C；F；（2）如图（4 分） 【解答】 （1）因灯泡的额定电压为 ，为保证安全选用的电压表量程应稍大于 ，但不能 大太多，量程太大则示数不准确；故只能选用 的电压表，故选B；由 得， 灯泡的额定电流 ；故电流表应选择 的量程，故选C；而由题意要求可知， 电压从零开始变化，并要多测几组数据，故只能采用滑动变阻器分压接法，而分压接法中 应选总阻值小的滑动变阻器，故选F； （2）灯泡内阻 ； 则 ； ； 故说明电压表内阻远大于灯泡电阻，应采用电流表外接法；而由以上分析知，滑动变阻器 应选择分压接法如图所示． 三、计算题（本题共4 小题，共50 分．要有必要文字说明，解题步骤，有数值计算的要注 明单位．） 17．（9 分） 【解析】 （1）根据磁感应强度的定义式： ， 可得： （2）磁感应强度只与磁场本身有关，若导线中的电流强度减为零，则磁场的磁感应强度不 变，仍然是 ． 18．（11 分） 【解析】改装为 电流表时，并联电阻的分流电流为： 分流电阻的阻值为： 改装为 电流表时： 联立解得： ， ． 19．（14 分） 【解答】 （1）粒子离开电场时，合速度与水平夹角为37°，如图所示， 粒子射出下极板边缘时速度大小 射出电场时动能 两式联立得 （2）粒子在匀强电场中做类平抛运动， 水平方向： 竖直方向： 由牛顿第二定律得： 解得： 带入数据得 ， 有已知条件粒子所受电场力竖直向下，又因为粒子带负点，负电荷受力的方向与场强的方 向相反，故匀强电场的方向竖直向上． 20．（16 分） 【解析】 （1）根据题意可得灯泡正常工作时其两端电压为 ， 电流 设电源内阻为 ，开关 接1 时， 根据闭合电路欧姆定律有： 代入数据： ；----------1 分 开关 接2 时，根据闭合电路欧姆定律有： 代入数据解得： ； 输入电动机的功率为： 电动机的发热功率为： 电动机输出的机械功率 （2）电动机的效率为：