山西省太原市第六十六中学2022-2023学年高二上学期期末达标测试物理试题

2022-2023学年高二上物理期末模拟试卷一、单项选择题：本题共6小题，每小题4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.如图所示，空间有一水平匀强电场，在竖直平面内有一初速度v0的带电微粒，沿图中虚线由A运动至B，其能量变化情况是(重力不能忽略)（）A.动能减少，重力势能增加,电势能减少B.动能减少，重力势能增加,电势能增加C.动能不变，重力势能增加电势能减少D.动能增加，重力势能减少,电势能减少【答案】B【解析】【详解】由题，带电微粒做直线运动，所受的合力必须与AB在同一直线上，则知带电微粒所受电场力方向水平向左，所以合力方向与速度方向相反，合力做负功，由动能定理得知，动能减小。重力做负功，重力势能增加。电场力做负功，则电势能增加，B正确，ACD错误。故选B。2.如图所示，图线1表示的导体的电阻为R1，图线2表示的导体的电阻为R2，则下列说法正确的是（）A.R1：R2=3：1B.R1：R2=1：3C.将R1与R2串联后接于电源上，则电压之比U1：U2=3：1D.将R1与R2并联后接于电源上，则电流之比I1：I2=1：3【答案】B【解析】【详解】根据I-U图象知，图线的斜率表示电阻的倒数，所以R1：R2=1：3．故A错误，B正确；两电阻串联后，两电阻中的电流相等，则电压之比U1：U2=1：3，故C错误；若两电阻并联，两电阻两端的电压相等，故电流与电阻成反比；故电流之比为：I1：I2=3：1；故D错误；故选B．【点睛】解决本题的关键知道I-U图线的斜率表示电阻的倒数以及知道串并联电路的特点．3.在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图1所示，产生的交变电动势的图象如图2所示，则（）A.t＝0时线框平面与中性面重合B.t＝0.01s时线框的磁通量为0C.线框产生的交变电动势有效值为10VD.线框产生交变电动势的频率为100Hz【答案】A【解析】【分析】由图2可知任何时刻的感应电动势，根据电动势的特点，可判处金属线框所处的位置；由图象还可知电动势的峰值和周期，根据有效值和峰值的关系便可求电动势的有效值，根据周期和频率的关系可求频率.【详解】A、t=0时，感应电动势最大，线框平面与中性面重合，磁通量最大，故A正确；B、t=0.01s时，感应电动势为零，说明此时线圈正经过中性面，故B错误；C、由图2可知Em=10V．根据正弦式交变电流有效值和峰值的关系可得，该交变电流的有效值为，故C错误；D、据周期和频率的关系可得，该交变电流的频率为：，故D错误；故选A.【点睛】本题考查的是有关交变电流的产生和特征的基本知识，注意会由图象得出线圈从何处开始计时，并掌握正弦交流电的最大值与有效值的关系.4.用图示装置进行电磁感应实验，下列操作不能形成感应电流的是（）A.电键闭合和断开的瞬间B.电键闭合，移动滑动变阻器的滑动触头C.电键闭合后线圈A在B中插入或拔出D只电键保持闭合【答案】D【解析】【详解】解：由图示可知，电流表所在电路闭合，A、电键闭合和断开的瞬间，穿过线圈B的磁通量发生变化，有感应电流产生，故A错误；B、电键闭合，移动滑动变阻器的滑动触头，穿过线圈B的磁通量发生变化，有感应电流产生，故B错误；C、电键闭合后线圈A在B中插入或拔出，穿过线圈B的磁通量发生变化，有感应电流产生，故C错误；D、保持开关闭合，则线圈A所在电路中的电流电流不变，穿过线圈B的磁通量不变，没有感应电流产生，故D正确；故选D．【点评】本题考查了感应电流产生的条件，熟练掌握基础知识即可正确解题，本题是一道基础题．5.磁电式电流表的构造如图(a)所示，在蹄形磁铁的两极间有一个可以绕轴转动的线圈，转轴上装有螺旋弹簧和指针．蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，如图(b)所示．当电流通过线圈时，线圈在安培力的作用下转动，螺旋弹簧被扭动，线图停止转动时满足NBIS=kθ，式中N为线圈的匝数，S为线圈的面积，I为通过线圈的电流，B为磁感应强度，θ为线圈(指针)偏角，k是与螺旋弹簧有关的常量．不考虑电磁感应现象，由题中的信息可知（）A.该电流表的刻度是均匀的B.线圈转动过程中受到的安培力的大小变大C.若线圈中通以如图(b)所示的电流时，线圈将沿逆时针方向转动D.更换k值更大的螺旋弹簧，可以增大电流表的灵敏度(灵敏度即)【答案】A【解析】【详解】A项：磁场是均匀辐向分布，线圈转动过程中各个位置的磁感应强度的大小不变，螺旋弹簧的弹力与转动角度成正比，所以该电流表的刻度是均匀的，故A正确；B项：磁场是均匀辐向分布，线圈转动过程中各个位置的磁感应强度的大小不变，线圈转动过程中各个位置时产生的感应电流大小也不变，所以受到的安培力的大小不变，故B错误；C项：若线圈中通以如图(b)所示的电流时，根据左手定则，左侧受安培力向上，右侧受安培力向下，所以顺时针转动，故C错误；D项：更换k值更大的螺旋弹簧，同样的电流变化导致同样的安培力变大，但转动角度变化减小，所以灵敏度减小，故D错误．6.下列设备工作时，将电能转化为机械能的是A.电动机 B.发电机 C.蒸汽机 D.柴油机【答案】A【解析】【详解】电动机工作时，消耗电能获得机械能，是把电能转化为机械能，故A符合题意；发电机工作时，将其他形式的能转化为电能，故B不符合题意；蒸汽机工作时，是燃料燃烧产生的内能转化为机械能，故C不符合题意；柴油机工作时，是燃料燃烧产生的内能转化为机械能，故D不符合题意．故选A．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，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7.真空中有两点电荷q1、q2分别位于直角三角形的顶点C和顶点B上，D为斜边AB的中点，∠ABC=30°，如图所示，已知A点电场强度的方向垂直AB向下，则下列说法正确的是（）。A.q1带负电，q2带正电B.D点电势低于A点电势C.q1电荷量的绝对值等于q2电荷量的绝对值的一半D.q1电荷量的绝对值等于q2电荷量的绝对值的二倍【答案】BC【解析】【详解】A．根据题述，A点的电场强度垂直AB向下，由平行四边形法则可知，q1带正电，q2带负电，A错误；B．由几何关系结合电势概念可知，正电荷q1在AD两点产生的电势相等，负电荷q2在A点的负电势高于D点的负电势，由电势叠加可知A点的电势高于D点，B正确；CD．根据题述，A点的电场强度垂直AB向下，可得sin30°＝又r2＝2r1，联立解得q2＝2q1C正确，D错误。故选BC。8.关于电动势，下列说法正确的是(????)A.电源两极间的电压等于电源电动势B.电动势越大电源，将其他形式的能转化为电能就越多C.电源电动势的数值等于内、外电压之和D.电源电动势由电源本身决定，与外电路的组成无关【答案】CD【解析】【详解】AC.电源没有接入电路时两极间的电压等于电源电动势，在闭合电路中电源两极间的电压是路端电压，电源电动势的数值等于内、外电压之和，故A错误，C正确；B.电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能的本领越大，但不是将其他形式的能转化为电能就越多．故B错误；D.电动势是描述电源把其它形式的能量转化为电能本领的物理量，大小由电源本身决定，与外电路的组成无关，故D正确．【点睛】电动势是描述电源把其它形式的能量转化为电能本领的物理量；电源电动势等于电源没有接入电路前两极间的电压，等于电路内外电压之和．9.法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别于圆盘的边缘和铜轴接触，圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中，圆盘旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是（）A.若圆盘转动角速度恒定，则电流大小恒定B.若从上往下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动C.若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化D.若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍【答案】AB【解析】【详解】A．圆盘转动产生的电动势转动的角速度恒定，E不变，电流电流大小恒定，A正确；B．右手定则可知，回路中电流方向不变，从上往下看圆盘顺时针转动，由右手定则知，电流从边缘指向圆心，接着沿a到b的方向流动，B正确；C．若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向不变，大小变化，C错误；D．若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，回路电流变为原来2倍，根据电流在R上的热功率变为原来的4倍，D错误。故选AB。10.某一电场的电场线分布如图所示，则下列说法正确的是A.点的电势低于点的电势B.点的电场强度小于点的电场强度C.一正电荷由点释放，一定沿着电场线运动到点D.一负电荷在点的电势能大于在点的电势能【答案】AB【解析】【详解】沿着电场线方向电势逐渐降低，因此a点的电势高于b点的电势，故A正确；从电场线的分布情况可知，a点的电场线比b点的稀疏，所以a点的电场强度小于b点的电场强度，故B正确；电场线不一定是电荷的运动轨迹，由a点释放的正电荷不一定沿着电场线运动到b点，故C错误；某一负电荷从a点移到b点，电场力做负功，电势能增加，因此负电荷在a点的电势能小于在b点的电势能，故D错误．所以AB正确，CD错误．三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11.在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻”的实验中备有如下器材：A．干电池1节B．滑动变阻器（0～20Ω）C．电压表（0～3V，内阻约为20kΩ）D．电流表（0～0.6A，内阻RA=0.2Ω）E．电流表（0～3A，内阻约为0.01Ω）F．开关、导线若干（1）为减小实验误差和方便操作，选择图甲所示电路进行实验，其中电流表应选__．（填写器材前的序号）（2）某同学根据实验测得的电压表示数U和电流表示数I，画出U﹣I图象如图乙所示，由图象可得电池的电动势为__V，内电阻为__Ω．（保留到小数点后1位）【答案】①.D②.1.5③.0.8【解析】【详解】（1）[1]．由于本实验中通过电源的电流不能太大，由图可知，最大电流不超过0.6A；所以电流表应选Ｄ；（2）[2][3]．将RA等效于电源的内阻，根据U=E-I(r+RA)，可知E=1.50V12.在“用油膜法估测分子大小”的实验中，油酸酒精溶液的浓度为每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.6mL，现用滴管向量筒内滴加50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了1mL，若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成油膜．这种估测方法是将每个油酸分子视为球体模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为单分子油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的直径．已知图中油酸膜的面积大约为4.2×10-2m2；每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是__m3；根据上述数据，估测出油酸分子的直径大约是___m．（计算结果均保留两位有效数字）【答案】①；②.【解析】【分析】掌握该实验的原理是解决问题的关键，该实验中以油酸分子呈球型分布在水面上，且一个挨一个，从而可以由体积与面积相除求出油膜的厚度．【详解】每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是：；油酸分子的直径：．【点睛】在油膜法估测分子大小的实验中，让一定体积的纯油酸滴在水面上形成单分子油膜，估算出油膜面积，从而求出分子直径，关键掌握估算油膜面积的方法和求纯油酸体积的方法，注意保留有效数字．解答本题关键要建立这样的模型：油酸分子呈球型分布在水面上，且一个挨一个，再分析误差的大小．四、计算题：本题共3小题，共38分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13.如图所示，长L=1m的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角37°。已知小球所带电荷量，匀强电场的场强，取重力加速度，，。求：（1）小球所受电场力F的大小。（2）小球的质量m。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）根据电场力的公式解得（2）由平衡条件得解得14.如图所示，在xOy平面内，第三象限内的直线OM是电场与磁场的边界，OM与负x轴成45°角，x<0且OM的左侧空间中存在着沿x轴负方向的匀强电场E=0.32N/C，在y<0且OM的右侧空间存在着垂直纸面向里的匀强磁场B，磁感应强度大小为0.1T。一不计重力的带负电的粒子，从坐标原点O沿y轴负方向以的初速度进入磁场，已知粒子的带电量为C，质量为kg，求：（1）带电粒子第一次经过磁场边界的位置A坐标；（2）带电粒子在磁场区域运动的总时间(结果保留4位有效数字)；（3）带电粒子最终离开电、磁场区域进入第一象限时的位置坐标。【答案】（1）A点位置坐标(-0.004m，-0.004m)；（2）；（3）离开电磁场时的位置坐标为(0，0.192m)【解析】【详解】（1）带电粒子从O点射入磁场运动轨迹如图所示，由得根据题意及几何关系可以知道带电粒子的运动轨迹在磁场中偏转的圆心角为90°，则A点位置坐标。（2）设带点粒子在磁场中做圆周运动的周期为T，则由图可以知道粒子在磁场中运动时间（3）设粒子从C点沿y轴正方向进入电场