河南省南阳市2022-2023学年高二上学期期终质量评估物理试题（含答案 解析 ）

第1页/共1页2022年秋期高中二年级期终质量评估物理试题注意事项：1.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2.选择题答案使用2B铅笔填涂，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号；非选择题答案使用0.5毫米的黑色中性（签字）笔或碳素笔书写，字体工整、笔迹清楚。3.请按照题号在各题的答题区域（黑色线框）内作答，超出答题区域书写的答案无效。4.保持卡面清洁，不折叠，不破损。5.本试卷分试题卷和答题卷两部分，满分110分，考试时间90分钟。一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。其中1—8题只有一个选项正确，9—12题有多个选项正确，选对但不全的得2分，有错选或不答的得0分。）1.下列物理量中属于标量的是（）A.电流强度 B.电场强度 C.磁感应强度 D.洛伦兹力【答案】A【解析】【详解】BCD．矢量是既有大小又有方向，且运算符合平行四边形法则的物理量，洛伦兹力、电场强度和磁感应强度都是矢量，故BCD错误。A．电流虽然有大小、也有方向，但是其方向表示正电荷定向移动的方向，由于电流强度的运算不遵守矢量运算法则：平行四边形定则，所以电流强度是标量，故A正确。故选A。2.如图所示实线为电场某区域的电场线分布情况示意图，由图可知（  ）A.A点电势低于点电势B.一个负电荷在A点受到的电场力小于在点受到的电场力C.一个正电荷可以仅在电场力的作用下，沿电场线从A运动到D.一个负电荷由A点移动到点，克服电场力做功【答案】D【解析】【详解】A．沿着电场线方向电势降低，则A点电势高于点电势，故A错误；B．电场线越密集场强越大，A点场强大于点场强，一个负电荷在A点受到的电场力大于在点受到的电场力，故B错误；C．正电荷所受电场力的方向沿电场线的切线方向，一个正电荷不能仅在电场力的作用下，沿电场线从A运动到，故C错误；D．负电荷受到的电场力方向斜向左上方，一个负电荷由A点移动到点，克服电场力做功，故D正确。故选D。3.如图所示，一个单匝矩形闭合导线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，转动周期为，线圈产生的电动势的最大值为，则（  ）A.线圈转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值为B.线圈转动过程中磁通量变化率的最大值为C.线圈产生的电动势的有效值为D.经过的时间，通过线圈电流的方向改变1次【答案】B【解析】【详解】A．由公式Em=BSω可求出磁通量的最大值故A错误；B．根据法拉第电磁感应定律表达式，可确定磁通量变化率的最大值故B正确；C．线圈在匀强磁场中匀速转动，产生正弦式交流电，则电动势的有效值为，故C错误；D．经过T0的时间，通过线圈电流的方向改变2次，故D错误。故选B。4.如图1所示，A、B端接有恒流源（输出恒定电流）的均匀长方形金属线框放在水平面上，部分线框处在垂直于线框平面向下的匀强磁场中，边与磁场边界平行，边受到的安培力大小为；如图2所示，将金属棒放在金属线框上，金属棒与线框接触良好，并在磁场中处于静止状态，与平行，段与段电阻相同。此时，受到的安培力大小为，受到的安培力大小为，则下列关系正确的是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】【分析】【详解】设恒流源的电流为I，则图1中在图2中，因cd的电阻小于cabd部分的电阻，可知Icd>Iab因Icd+Iab=I可知Icd>I则则故选C。5.将一段导线绕成图甲所示的闭合电路，并固定在水平面（纸面）内，回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中。回路的圆形区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ，以向里为磁场Ⅱ的正方向，其磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示。用F表示ab边受到的安培力，以水平向右为F的正方向，能正确反映F随时间t变化的图像是（）A. B.C. D.【答案】B【解析】【分析】【详解】在内，磁感应强度均匀变化，由法拉第电磁感应定律可得则闭合电路中产生的感应电动势恒定不变，则感应电流恒定不变。ab边在磁场中所受的安培力由于匀强磁场Ⅰ中磁感应强度B恒定，则，安培力为平行t轴的直线，方向向左（为负）。同理分析可得在,安培力与时间的关系为内F-t关于时间轴对称一条的直线。故选B。【点睛】本题要求学生能正确理解B-t图的含义，故道B如何变化，才能准确的利用楞次定律进行判定。根据法拉第电磁感应定律分析感应电动势的变化，由欧姆定律判断感应电流的变化，进而可确定安培力大小的变化。6.如图所示，带电粒子（不计重力）以初速度v0从a点垂直于y轴进入匀强磁场，运动过程中经过b点，Oa＝Ob。若撤去磁场加一个与y轴平行匀强电场，带电粒子仍以速度v0从a点垂直于y轴进入电场，仍能通过b点，则电场强度E和磁感应强度B的比值为（）A.v0 B. C.2v0 D.【答案】C【解析】【详解】设，因为带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，所以圆周运动的半径正好等于，粒子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：解得：如果换成匀强电场，水平方向以做匀速直线运动，在水平方向：竖直沿轴负方向做匀加速运动，即：解得：则有：故C正确，A、B、D错误；故选C。7.1876年美国著名物理学家罗兰在实验室中完成了著名的“罗兰实验”。罗兰把大量的负电荷加在一个橡胶圆盘上，然后在圆盘附近悬挂一个小磁针，使圆盘绕中心轴高速旋转，发现小磁针发生了偏转。下列说法正确的是（）A.仅改变圆盘的转动方向，小磁针的偏转方向不变B.使小磁针发生转动的原因是地磁场发生了变化C.使小磁针发生转动的原因是圆盘上的电荷运动时产生了磁场D.如果使圆盘带上正电，圆盘的转动方向不变，小磁针的偏转方向不变【答案】C【解析】【详解】ABC．橡胶圆盘上电荷定向运动形成电流，电流周围产生磁场使小磁针发生偏转；若改变圆盘的转动方向，电荷运动产生的电流方向与之前相反，相应的磁场方向也会相反，小磁针的偏转方向会发生改变，AB错误，C正确；D．同理，如果使圆盘带上正电，圆盘的转动方向不变，电荷运动形成的电流方向改变，可知产生的磁场方向改变，小磁针的偏转方向改变，D错误。故选C。8.如图所示为质谱仪测定带电粒子质量的装置的示意图．速度选择器(也称滤速器)中场强E的方向竖直向下，磁感应强度B1的方向垂直纸面向里，分离器中磁感应强度B2的方向垂直纸面向外．在S处有甲、乙、丙、丁四个一价正离子垂直于E和B1入射到速度选择器中，若m甲＝m乙<m丙＝m丁，v甲>v乙＝v丙>v丁，在不计重力的情况下，则分别打在P1、P2、P3、P4四点的离子分别是A.甲、丁、乙、丙 B.丁、甲、乙、丙C.甲、丁、丙、乙 D.丁、甲、丙、乙【答案】B【解析】【分析】粒子通过速度选择器，只有满足qvB=qE，即速度满足v=E/B，才能沿直线通过．当粒子的速度大于E/B，洛伦兹力大于电场力，粒子向上偏转，当粒子的速度小于E/B，洛伦兹力小于电场力，粒子向下偏转．【详解】四种粒子，只有两个粒子通过速度选择器，只有速度满足v=E/B，才能通过速度选择器．所以通过速度选择器进入磁场的粒子是乙和丙．由牛顿第二定律得：qvB=m，解得：，乙的质量小于丙的质量，所以乙的半径小于丙的半径，则乙打在P3点，丙打在P4点．甲的速度大于乙的速度，即大于E/B，洛伦兹力大于电场力，粒子向上偏转，打在P2点．丁的速度小于乙的速度，即小于E/B，洛伦兹力小于电场力，粒子向下偏转，打在P1点．故选B．【点睛】解决本题的关键知道速度选择器的原理，即所受洛伦兹力和电场力等大反向的粒子才能沿直线通过速度选择器．9.空间存在着平行于轴方向的某静电场，轴上各点的电势随坐标的分布图像如图所示。一个带电量绝对值为、质量为的带电粒子在坐标轴上处，以沿轴正向的初速度射出，粒子沿轴运动到处时速度恰好为0。若粒子只受到电场力的作用，则（  ）A.粒子带正电B.粒子在处的初速度大小为C.粒子从运动到过程中做匀减速直线运动D.粒子从运动到过程中电势能先减小后增大【答案】BC【解析】【详解】A．由题意可知粒子在处电势能为零，动能大于零，而粒子在处动能为零，则根据能量守恒定律可知粒子在处电势能大于零，而处的电势为负，所以粒子带负电，故A错误；B．设粒子在处的初速度大小为v0，对粒子从到的过程，根据动能定理有解得故B正确；C．粒子从运动到，电势能一直增大，所以动能一直减小，一直在做减速运动，又由于图像斜率不变，则场强不变，粒子受到的电场力不变，加速度不变，做匀减速直线运动，故C正确；D．粒子从运动到，电势一直变小，又粒子带负电，可知电势能一直增大，故D错误。故选BC。10.如图是发电机给用户供电的示意图。已知发电机的输出电压为、输出功率为。升压变压器原、副线圈的匝数比是1：20，两变压器间输电导线的总电阻为，用户得到的电压为。已知变压器是理想变压器，则（）A.输电线上的电流为B.用户得到的功率为C.输电线上损失的电压为D.降压变压器原、副线圈的匝数比为240：11【答案】CD【解析】【详解】A．发电机的输出功率解得根据解得A错误；B．远距离输电损失的功率为用户得到的功率为B错误；C．远距离输电损失的电压C正确；D．根据解得降压变压器的输入电压根据解得D正确。故选CD。11.如图所示，直角坐标系xOy在水平面内，z轴竖直向上。坐标原点O处固定一带正电的点电荷，空间中存在竖直向下的匀强磁场B。质量为m带电量为q的小球A，绕z轴做匀速圆周运动，小球A的速度大小为v0，小球与坐标原点的距离为r，O点和小球A的连线与z轴的夹角θ=37°。重力加速度为g，m、q、r已知。（cos37°=0.8，sin37°=0.6）则下列说法正确的是（）A.小球A与点电荷之间的库仑力大小为mgB.从上往下看带电小球只能沿顺时针方向做匀速圆周运动C.v0越小所需的磁感应强度B越小D.时，所需的磁感应强度B最小【答案】AD【解析】【详解】A．小球A受重力、库伦兹和洛伦兹力，它们的合力提供向心力，重力与库仑力的合力水平，如图，库仑力大小为故A正确；B．洛伦兹力指向z轴，匀强磁场竖直向下，根据左右定则可知，从上往下看带电小球只能沿逆时针方向做匀速圆周运动，故B错误；CD．根据牛顿第二定律得当即时，B取最小值，由数学知识可知，v0和B并非单调关系，故C错误，D正确。故选AD。12.如图所示，虚线左侧有垂直于光滑水平面向下的匀强磁场，右侧有垂直于水平面向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小均为。边长为、质量为、总电阻为的均匀正方形单匝金属线框放在水平面上，处于右侧的匀强磁场中。给线框一个向左的初速度，线框刚好能完全通过虚线，线框在运动过程中边始终与平行，则线框在运动过程中（  ）A.线框中产生的焦耳热为B.通过线框横截面的电荷量为C.最大加速度为D.线框有一半进入左侧磁场时速度大小为【答案】AB【解析】【详解】A．根据能量守恒可知线框中产生的焦耳热为故A正确；B．通过线框的电荷量故B正确；C．当线框刚进入虚线时加速度最大，此时ab和cd两边同时切割磁感线，感应电动势叠加，因此回路电流此时ab和cd两边同时受安培力且大小方向相同联立解得故C错误；D．线框有一半进入左侧磁场过程中，根据动量定理可知即则又因为联立解得故D错误。故选AB。二、填空题（本题共2小题，每空2分，共16分，把答案填在答题卡上对应的横线上。）13.“额温枪”被大量应用于排查高温患者，其原理是通过传感器接收红外线得出感应温度数据。某同学为了研究额温枪中某导电材料的导电规律，用该种导电材料制作成电阻较小的元件Z做实验，测量元件Z中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律。（1）他应选用下列哪个电路进行实验_________________；A.B.C.D.（2）为了进一步验证“额温枪”测温的准确性，该同学设计了图甲所示电路，已知电源电动势，内阻忽略不计，，热敏电阻的阻值与温度的关系如图乙所示。闭合电键后发现电压表示数为0.45V，则热敏电阻此时的温度为______________℃（保留1位小数）。【答案】①A②.40.0##40.1##40.2【解析】【详解】（1）[1]元件Z中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律，故滑动变阻器采用分压式接法；又由于电阻较小，故应该采用安培表外接法。故选A。（2）[2]当电压为0.45V时，由上面的公式可得代入数据可得由R-t图像，对应温度为。14.如图甲为物理兴趣小组设计的多用电表的电路原理图。他们选用内阻Rg＝10Ω、满偏电流Ig＝10mA的电流表、标识不清电源，以及由定值电阻、导线、滑动变阻器等组装好的多用电表。当选择开关接“3”时为量程250V的电压表。该多用电表表盘如图乙所示，下排刻度均匀，上排刻度线对应数值还没有及时标出。(1)其中电阻R2=_____Ω。(2)选择开关接“1”时，两表笔接入待测电路，若指针指在图乙所示位置，其读数为________mA。(3)兴趣小组在实验室找到了一个电阻箱，利用组装好的多用电表设计了如下从“校”到“测”的实验：①将选择开关接“2”，红黑表笔短接，调节R1的阻值使电表指针满偏；②将多用电表红黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱使多用电表指针指在电表刻度盘中央C处，此时电阻箱如图丙所示，则C处刻度线的标注值应为____。③用待测电阻Rx代替电阻箱接入两表笔之间，表盘指针依旧指在图乙所示位置，则计算可知待测电阻约为Rx＝____Ω。(保留三位有效数字)④小组成员拿来一块电压表，将两表笔分别触碰电压表的两接线柱，其中______表笔(填“红”或“黑”)接电压表的正接线柱，该电压表示数为1.45V，可以推知该电压表的内阻为________Ω。【答案】①.24990②.6.9③.150Ω④.67.4⑤.黑⑥.4350【解析】【详解】(1)[1]．根据闭合电路欧姆定律得(2)[2]．由图甲所示电路图可知，选择开关接1时电表测量电流，其量程10mA，由图示表盘可知，其分度值为0.2mA，示数为6.9mA；

(3)②[3]．由图丙所示电阻箱可知，电阻箱示数为：0×1000Ω+1×100Ω+5×10Ω+0×1Ω=150Ω，此时指针指在中央，此为中值电阻等于欧姆表内阻都等于此时电阻箱阻值，即RΩ=150Ω；

③[4]．根据闭合电路欧姆定律有满偏电流时当电流表示数为联立解得E=1.5VRx=67.4Ω④[5][6]．根据电流方向“黑出红进”的规律知，黑表笔接电压表正接线柱，根据闭合电路欧姆定律得电压表的示数解得电压表内阻三、计算题（本题共4小题，共46分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）15.如图所示，两根足够长的电阻不计的光滑平行金属导轨固定在水平面内，两导轨间的距离为，之间接有阻值为的定值电阻。一根质量为的均匀金属棒放在导轨上，与两导轨垂直且保持良好接触，在导轨间的电阻为，整个装置放在磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。现对金属棒施加水平向右的恒力，使之由静止开始运动。求：（1）金属棒中电流的方向及最大速度；（2）棒的速度大小为时棒的加速度大小。【答案】（1）从b到a，；（2）【解析】【详解】（1）金属棒向右运动，根据右手定则可知此时金属棒中电流的方向为从b到a；对金属棒受力分析有，，，联立可得①分析可知随着速度的增大，安培力在增大，当时，此时加速度为零，速度到达最大，即代入数值得（2）当棒的速度大小为时，代入①式可得此时加速度大小为16.如图所示，发电机转子是一个匝数N=100，边长L=10cm的正方形线圈abcd。线圈在磁感应强度B=1T的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴OO’以f=50Hz的频率逆时针匀速转动，已知线圈的电阻r=5，外电路电阻R=20。从如图所示的位置开始计时。求：（1）线圈中感应电动势随时间变化的函数表达式以及外电路电阻R上消耗的电功率；（2）从计时开始，线圈逆时针转过的过程中，通过外电阻的电荷量q。【答案】（1），；（2）【解析】【详解】（1）由题意可知代入数据解得则由感应电动势随时间的变化函数表达式为代入数据得设I代表电流的有效值代入数据得由外电阻R的功率得（2）从计时开始，线圈逆时针转过的过程中，由感应电动势感应电流通过电阻R的电荷量所以代入数据解得17.如图所示，在水平方向的匀强电场中（电场线未画出），一根长为L，不可伸长的绝缘细线的一端连着一个质量为m的带电小球，另一端固定于O点，将小球拉起直至细线与场强平行的A点，然后无初速释放，已知小球最多摆到最低点另一侧的B点，BO连线与竖直方向的夹角为，求：（结果可用根式表示）(1)小球经过最低点时细线对小球的拉力；(2)小球由A到B过程中的