陕西省西安市铁一中学2022-2023学年高二上学期1月期末物理试题

西安市铁一中学2022-2023 学年上学期期末 高二物理 注意事项： 1.答题时，务必将自己的姓名、班级、准考证号填写在答题卡规定的位置上。 2.答选择题时，用2B 铅笔将答题卡上对应的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮 擦干净后,再选涂其他答案标号。 3.答非选择题时，必须使用0.5 毫米黑色黑色签字笔把答案写在答题卡规定的位 置上。答案如需改正，请先划掉原来的答案，再写上新答案，不准使用涂改液、 胶带纸、修正带。 4.考试结束后，只将答题卡交回。 一、选择题：（本题共6 小题，每题3 分，共18 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．如图所示，一质量为 、电荷量为 的小球在电场强度为 、区域足够大的匀强电 场中，以初速度 沿 在竖直面内做匀变速直线运动。 与水平面的夹角为 ， 重力加速度为 ，且 ，则（ ） A．电场方向竖直向上 B．小球运动的加速度大小为 C．小球上升的最大高度为 D．若小球在初始位置的电势能为零，则小球电势能的最大值为 2．两粗细相同的同种金属电阻丝 、 的电流I 和电压U 的关系图像如图所示，可 知（ ） A．两电阻的大小之比为 B．两电阻的大小之比为 C．两电阻丝的长度之比为 D．两电阻丝的长度之比为 3．如图甲所示，一台小型发电机通过理想自耦变压器给小灯泡供电，若发电机产生的 电动势随时间变化的正弦规律图像如图乙所示，发电机线圈内阻不计，灯泡始终没有 被烧坏，则（ ） A．电压表的示数为311 V B．灯泡中的电流方向每秒改变50 次 C．当 时发电机线圈所在平面与磁场方向平行 D．自耦变压器的滑片向上滑动时小灯泡将会变暗 4．如图示装置是某同学探究感应电流产生条件的实验装置。在电路正常接通并稳定后， 他发现：当电键断开时，电流表的指针向右偏转。则能使电流表指针向左偏转的操作 是（ ） A．拔出线圈A B．在线圈A 中插入铁芯 C．滑动变阻器的滑动触头向左匀速滑动 D．滑动变阻器的滑动触头向左加速滑动 5．如图甲所示是磁电式电流表的结构，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，线圈 匝数为n，面积为S，线圈a、b 两边导线长均为l，所在处的磁感应强度大小均为B， 当线圈中通电流I 时，a、b 边所受安培力F 方向加图乙所示。则（ ） A．该辐向磁场是匀强磁场 B．穿过线圈的磁通量为 C．转动过程中安培力F 大小总为 D．线圈a 边导线电流方向垂直纸面向外 6．2020 年5 月8 日13 时49 分，新一代载人飞船试验船返回舱在东风着陆场预定区域 成功着陆。返回舱关闭发动机，在引力作用下从大气层外向地球运动，进入大气层后， 在离地面一定高度处打开降落伞沿竖直方向做减速运动，最后平稳着陆，关于返回舱 下列说法中正确的是（ ） A．返回舱从关闭发动机到打开降落伞过程中，机械能守恒 B．打开降落伞后，返回舱受到的合力做正功 C．进入大气层前，返回舱机械能守恒 D．返回舱打开降落伞减速时，重力势能减少，动能减少，因此能量不守恒 二、选择题：（本题共4 小题，每题4 分，共16 分.在每小题给出的选项 中，有多项符合题目要求.全部选对的得4 分，有选错的得0 分，部分 选对的得2 分）． 7．如图，A、O、C、B 是真空中一条直线上的四点，其中 ， ，O 是AB 的中点。在A、B 两点分别放置点电荷+4Q 和+Q，则下列说法正确的是（ ） A．O 点电场强度为零 B．C 点电场强度为零 C．带正电的检验电荷从A 运动到O 的过程中电势能持续减小，从O 运动到B 的过程 中电势能持续增加 D．若取O 点电势为零，带正电的检验电荷在C 点的电势能小于零 8．手电筒中的干电池的电动势为1.5V，用它给某小灯泡供电时，电流为0.3A，在某 次接通开关的10s 时间内，下列说法正确的是（ ） A．干电池把化学能转化为电能的本领比电动势为2V 的蓄电池强 B．干电池在10s 内将4.5J 的化学能转化为电能 C．电路中每通过1C 的电量，电源把1.5J 的化学能转化为电能 D．该干电池外接电阻越大，输出功率越大 9．如图所示为某人设计的一个汽车“再生能源装置”原理简图，在车厢底部靠近车轮 处固定永久磁铁，刹车时接通装在车轮上的线圈，将汽车的一部分动能转化为电能储 存起来。图中五个扇形区域匀强磁场的磁感应强度均为B，五个形状与磁场边界形状 完全相同的线圈对称地固定在车轮内侧，已知车轴到线圈内侧的距离为r1，到线圈外 侧的距离为r2，车轮的半径为R。若刹车过程中的某时刻车速大小为v，则此时（ ） A．车轮转动的角速度为 B．某个线圈进入或者出磁场时产生的电动势大小为 C．某个线圈进入或者出磁场时产生的电动势大小为 D．线圈受到磁场的阻尼作用，进而也起到辅助刹车的作用 10．下列公式适用于任何电场的是（ ） A．W＝qU B．U＝Ed C．E＝ D．E＝k 三、非选择题：66 分 11．某同学用下列器材测定一块手机电池的电动势和内电阻。 电流表A（量程3A，内阻约0.5Ω）； 电压表V（量程15V，内阻约15kΩ）； 滑动变阻器R（0 ~ 50Ω，额定电流3A）； 定值电阻R0 = 3Ω； 开关S 及导线若干； （1）为减小实验误差，电路图中的导线应连接到_____（选填“a”或“b”）； （2）连接好电路闭合S 前，滑动变阻器的滑片P 应置于_____（选填“c”或“d”）端； （3）根据正确操作，依据得到的电压表和电流表读数，作出对应的U—I 图像如图所 示，由图线可知该电池的电动势E = _____V，内电阻r = _____Ω（保留两位有效数 字）； （4）实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数U 及滑动变阻器消耗的功率 P 都会发生变化，图的各示意图中正确反映P—U 关系的是________。 A． B． C． D． 12．（1）某同学用油膜法估测油酸分子的大小，下列说法或操作正确的是______。 A．在量筒中只滴入一滴油酸酒精溶液，测出它的体积 B．实验时先将油酸酒精溶液滴入水中，然后再撒上痱子粉 C．计算油膜面积时只数完整的方格数，不是完整方格的不算 D．痱子粉若撒得过多，分子直径的测量值会偏大 （2）油酸酒精溶液的浓度为每1000mL 溶液中有纯油酸1mL。用注射器抽得1mL 上述 溶液，共有液滴100 滴。把1 滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板 放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上其形状如图所 示，坐标中正方形小方格的边长为2cm。估测出油酸分子的直径是______m。（保留1 位有效数字） 13．如图竖直向上的匀强电场中，一个质量4×10-4kg，电荷量2×10-7C 的带正电小球， 由于受力平衡处于静止状态。（ 取10m/s2）问： （1）小球所受电场力多大? （2）匀强电场场强多大? 14．如图所示，在竖直平面内建立直角坐标系xOy，以O1（0，R）为圆心，R 为半径 的圆形区域内有垂直于xOy 平面向里的匀强磁场（用B1表示，大小未知）；x 轴下方 有一直线MN，MN 与x 轴相距为Δy，x 轴与直线MN 间区域有平行于y 轴的匀强电场， 电场强度大小为E；在MN 的下方有矩形区域的匀强磁场，磁感应强度大小为B2，磁 场方向垂直于xOy 平面向外。电子a、b 以平行于x 轴的速度v0分别正对O1点、A （0，2R）点射入圆形磁场，偏转后都经过原点O 进入x 轴下方的电场。已知电子质量 为m，电荷量为e， ， ，不计电子重力。 （1）求磁感应强度B1的大小； （2）若电场沿y 轴负方向，欲使电子a 不能到达MN，求Δy 的最小值； （3）若电场沿y 轴正方向，Δy′= R，调整矩形磁场面积到最小，使电子b 能到达x 轴上且距原点O 距离最远点P（图中未标出），求电子b 从O 点到P 点运动的总时间。 15．如图所示，在平面直角坐标系xOy 的第一象限有沿y 轴负方向、场强为 的匀强电场，第四象限有垂直于xOy 平面向外的匀强磁场。现有一质量 ，电量 、带正电的粒子，从y 轴上的P 点以 的速度垂直y 轴进入电场，然后通过x 轴上的Q 点进入磁场，已知OP 的长度 ，不计粒子重力， ， 。求： （1）粒子通过Q 点时的速度； （2）若要使粒子不能进入第Ⅲ象限，磁感应强度B 的取值范围； （3）若磁感应强度 ，粒子第二次通过x 轴时的坐标。 参考答案： 1．C AB．小球做匀变速直线运动，合力应与速度在同一直线上，即在 直线上，因 ， 所以电场力 与重力关于 对称，根据数学知识可知，电场力 与水平方向的夹角应 为 ，受力情况如图所示 合力沿 方向向下，大小为 ，所以加速度大小为 ，方向沿 向下，AB 错误； C．小球做匀减速直线运动，由运动学公式可得最大位移为 则小球上升的最大高度为 C 正确； D．若小球在初始位置的电势能为零，在减速运动至速度为零的过程中，小球克服电场力 做功和克服重力做功是相等的，由能量的转化与守恒可知，小球的初动能一半转化为电势 能，一半转化为重力势能，初动能为 ，小球的最大电势能为 ，D 错误。 故选C。 2．D AB．由图可知，当电压为1V 时， 的电流为3A，而 的电流为1A；由欧姆定律 可知 故AB； CD．由电阻定律 ，可知电阻与导线长度成正比，与横截面积成反比；因粗细相同， 则两同种金属电阻丝长度之比 故C 错误，D 正确。 故选D。 3．D A．根据图乙，电动势最大值 则，有效值为 故A 错误； B．电流变化的周期为0.02s，则频率为50Hz，一个周期内电流方向改变两次，所以小灯泡 中电流方向每秒钟改变100 次。故B 错误； C．当 时，电动势为零，即发动机线圈所在平面与磁场方向垂直。故C 错误； D．自耦变压器的滑片向上滑动时，原线圈的匝数变大，由 可知，副线圈两端的电压变小，灯泡将会变暗。故D 正确。 故选D。 4．B 由题意可知：当电键断开时，穿过线圈A 的磁通量减小，则线圈B 的磁通量也在减小，导 致电流表指针向右偏转；故可知当A 中的磁通量减小时，电流表指向右偏； A．拔出线圈A，A 中磁通量减小，指针向右偏转，故A 错误； B．在线圈A 中插入铁芯，A 中磁通量增大，则知电流表指针向左偏转，故B 正确； CD．滑动变阻器的滑动触头向左匀速滑动或者加速滑动时，A 中电流减小，磁通量减小， 则知电流表指针均向右偏转，故CD 错误。 故选B。 5．C A.匀强磁场的磁感线处处平行，而辐向磁场的磁感线不平行，所以不是匀强磁场，故A 错 误； B.由题图乙根据对称性可知，穿过线圈的磁通量为零，故B 错误； C.根据安培力公式可得转动过程中安培力大小为 故C 正确； D.根据左手定则可知线圈a 边导线电流方向为垂直纸面向里，故D 错误。 故选C。 6．C AC．返回舱未进入大气层时只有引力做功，机械能守恒，进入大气层后除引力做功外还有 大气阻力做功，则机械能不守恒，故A 错误，C 正确； B．打开降落伞后返回舱沿竖直方向做减速运动，说明合力方向竖直向上，则合力做负功， 故B 错误； D．返回舱打开降落伞减速时，重力势能减少，动能减少，由于克服大气阻力做功产生内 能，因此能量是守恒的，故D 错误。 故选C。 7．BD A．因为 且QA>QB，则O 点的场强方向向右，不等于零，选项A 错误； B．在C 点，由场强叠加可得 选项B 正确； C．在AC 之间的场强方向向右，在CB 之间的场强方向向左，则带正电的检验电荷从A 运 动到O 的过程中电场力做正功，电势能持续减小，从O 运动到B 的过程中电场力先做正功， 后做负功，则电势能先减小后增加，选项C 错误； D．因OC 间的电场线向右，则若取O 点电势为零，则C 点的电势小于零，则带正电的检 验电荷在C 点的电势能小于零，选项D 正确。 故选BD。 8．BC 试题分析：由于电动势是将其它形式的能转化为电能的本领，而干电池的电动势是1.5V， 故它把化学能转化为电能的本领比电动势为2V 的蓄电池弱，选项A 错误；干电池在10s 内 化学能转化为电能的大小是W=UIt=1.5V×0.3A×10s=4.5J，选项B 正确；电路中每通过1C 的电量，电源的化学能转化为电能的大小是W=UQ=1.5V×1C=1．5J，故选项C 正确；当该 电池外接的电阻与电池的内阻大小相等时，电池的输出功率才最大，所以并不是说干电池 外接电阻越大，输出功率越大，选项D 错误． 考点：恒定电流． 【名师点晴】该题考查了电动势的概念，电池做功，电池的输出功率等知识，属于基本概 念和基础知识的考查，其中电动势的概念容易出错，电池的输出功率容易出错，电池的外 接电阻越大，基实是路端电压越大，但路端电压越大，其输出电功率并不一定大，因为还 有电流的限制． 9．ACD A．以车轴为参考系，车轮边缘的线速度为 ，因此转动的角速度 ① A 正确； BC．某个线圈进入或者出磁场时产生的电动势大小为 ② 由①②联立得 B 错误。C 正确； D．根据“来拒去留”安培力阻碍汽车前进，因此起到辅助刹车的作用，D 正确； 故选ACD。 10．AC A．公式W=qU，用来计算电场力做功，适用于任何电场，故A 正确； B．公式U=Ed 是匀强电场中电势差与电场强度的关系公式，只适用于匀强电场，故B 错 误； C．公式 是电场强度的定义式，运用比值法定义，适用于任何电场，故C 正确； D．公式 是点电荷场强公式，只适用点电荷的电场，故D 错误。 故选AC。 11． a d 8.5 0.75 C （1）[1]因电源内阻较小，与电流表内阻接近，故采用相对电源的内接法误差太大，故应 采用相对电源的外接法，故应接a。 （2）[2]连接好电路闭合S 前，滑动变阻器阻值置于电阻最大的位置，即滑片P 应置于d 端。 （3）[3][4]由图线可知该电池的电动势E = 8.5V，则内电阻为 （4）[5]滑动变阻器消耗的功率 即P—U 关系为二次函数关系，故选C。 12． D ## （1）[1]A．测量一滴油酸酒精溶液的体积时，应将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，当 量筒内溶液体积达到一定量时，记下溶液体积Vn 和滴数n，为便于计算，n 可取整数滴 （如100 滴），由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积，故A 错误； B．实验时应先在浅盘的水中撒上痱子粉，再将油酸酒精溶液滴入水中，故B 错误； C．计算油膜面积时，超过半格的算一格，不足半格的舍去，故C 错误； D．痱子粉若撒得过多，则不利于油膜的散开，使油膜面积测量值偏小，从而使分子直径 的测量值会偏大，故D 正确。 故选D。 （2）[2]由题意可知1 滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积为 油膜面积为 估测出油酸分子的直径是 13．（1） ；（2） （1）根据二力平衡条件得 （2）根据电场强度定义可得 14．（1） ；（2） ；（3） （1）电子射入圆形区域后做圆周运动，轨道半径大小相等，设为r，当电子a 射入，经过 O 点进入x 轴下方，则 解得 （2）匀强电场沿y 轴负方向，电子a 从O 点沿y 轴负方向进入电场做减速运动，由动能定 理，有 解得 （3）匀强电场沿y 轴正方向，电子b 从O 点进入电场做类平抛运动，设电子b 经电场加速 后到达MN 时速度大小为v，电子b 在MN 下方磁场做匀速圆周运动轨道半径为r1，电子b 离开电场进入磁场时速度方向与水平方向成θ 角，如图所示 由动能定理 在磁场中 解得 由几何关系可知，在下方磁场中运动的圆心O2在y 轴上，当粒子从矩形磁场右边界射出， 且射出方向与水平向右夹角为 ，粒子能够到达x 轴，距离原点O 距离最远 电子b 在电场中从O 运动到C1，有 在面积最小的矩形磁场中 离开磁场后从D 运动到C2 返回电场中从C2运动到P 则总时间 15．（1） ；（2） ；（3）（0.32m,0） （1）粒子在匀强电场中做类平抛运动，有 联立方程，代入数据，解得 （2）设粒子进入磁场时速度与x 轴夹角为θ，则 联立解得 粒子在电场中的水平位移为 联立方程，解得 粒子恰好不能进入第III 象限时，轨迹刚好与y 轴相切，轨迹如图 由几何关系可知 由牛顿第二定律可得 联立方程，代入数据，解得 （3）若磁感应强度 ，轨迹如图 则有 由几何关系可得 联立方程，解得 则粒子第二次通过x 轴时的坐标为（0.32m,0）。