青海省西宁市2023-2024学年高二上学期期末联考物理试题【含答案解析】

西宁市普通高中2023—2024学年第一学期期末联考测试卷高二年级物理学科试卷满分：100考试时长：90分钟一、选择题（本题共11小题，每小题4分，共44分。1-8题为单项选择，9-11题为多项选择。单项选择题给出的选项中只有一个符合题目要求，多项选择题中有多项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有错选的得0分）1.如图所示的下列各电场中，A、B两点电场强度相同的是（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】A．A、B两点与点电荷距离相同，场强大小相等，但方向不同，A错误；B．A、B两点的场强方向相同，大小不同，B错误；C．匀强电场中场强处处相同，C正确；D．A、B两点场强大小和方向均不相同，D错误。故选C。2.甲、乙两个点电荷在真空中的相互作用力是F，如果把它们的电荷量都减小为原来的，距离增加到原来的2倍，则相互作用力变为（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【详解】由库仑定律可得变化后故D正确，ABC错误。故选D。3.如图所示是一个匀强电场的等势面，每两个相邻等势面相距2cm，由此可以确定电场强度的方向和数值是A.竖直向下，E=100V/m B.水平向左，E=100V/mC.水平向左，E=200V/m D.水平向右，E=200V/m【答案】B【解析】【详解】根据电场强度的方向应与等势面垂直，且由较高的等势面指向较低的等势面，可知该电场强度的方向水平向左．由场强与电势差的关系得：E==100V/mA.竖直向下，E=100V/m，与计算结果不符，故A错误．B.水平向左，E=100V/m，与计算结果相符，故B正确．C.水平向左，E=200V/m与计算结果不符，故C错误．D.水平向右，E=200V/m与计算结果不符，故D错误．4.下列各图的线圈中能产生感应电流的是（）A. B.C. D.【答案】D【解析】【详解】A．该图线圈不闭合，不能产生感应电流，故A错误；B．该图中穿过线圈的磁通量不发生变化，闭合回路不会产生感应电流，故B错误；C．该图中直线电流产生的磁场在下面的圆形线圈中的磁通量为零，增大直线电流时，穿过线圈的磁通量总为零不变，则线圈中不会产生感应电流，故C错误；D．该图中两金属棒以方向不同的速度向相反方向运动，则穿过回路的磁通量会发生变化，闭合回路会产生感应电流，故D正确。故选D。5.如图为某一电场的电场线，M、N、P为电场线上的三个点，M、N是同一电场线上两点，下列判断正确的是（）A.M、N、P三点中M点的场强最大B.M、N、P三点中N点的电势最高C.负电荷在N点的电势能大于在M点的电势能D.正电荷从M点自由释放，电荷将沿电场线运动到N点【答案】C【解析】【详解】电场线的疏密反应了场的强弱，N点处电场线最密，所以N点场强最大，故A错误；顺着电场线的方向，电势降低，所以M点的电势最高，故B错误；根据EP=qφ，φM＞φP＞φN可知，负电荷在N点电势能大于在M点的电势能，故C正确；在M点静止释放，正电荷在电场力的作用下运动，但是运动轨迹并不是电场线，故D错误．故选C．【点睛】解答此题的关键是知道电场线的特点：电场线的疏密反应了场的强弱；顺着电场线的方向，电势降低．判断电势能的大小也可通过电场力做功来判断：电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增加．6.用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素（如图）．设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ，实验中，极板所带电荷量不变，若（）A.保持S不变，增大d，则θ变大B.保持S不变，增大d，则θ变小C.保持d不变，减小S，则θ变小D.保持d不变，减小S，则θ不变【答案】A【解析】【详解】AB、电容器所带电荷量Q不变，由可知不变，增大d，则变小，而由可得电容器的电压U变大，从而使得静电计的电压U变大，其指针的偏角θ变大，故A正确、B错误;CD、同理可知保持d不变，减小S，则变小，而由可得电容器的电压U变大，使得静电计的电压U变大，其指针的偏角θ变大，故选项C、D均错误．故选:A.7.如图1所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图2所示。在充电开始后的一段时间t内，充电宝的输出电压U、输出电流I可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为r，则时间t内（）A.充电宝输出的电功率为 B.充电宝产生的热功率为C.手机电池产生的焦耳热为 D.手机电池储存的化学能为【答案】D【解析】【详解】A．充电宝输出电压U、输出电流I，所以充电宝输出的电功率为UI，故A错误；B．由于充电宝的内阻未知，则充电宝产生的热功率不可知，故B错误；C．根据焦耳定律可得手机电池产生的焦耳热应为手机电池内阻而，则可得故C错误；D．充电宝输出电能一部分转化为手机电池储存的化学能，一部分转化为手机电池产生的焦耳热，故根据能量守恒定律可知手机电池储存的化学能为故D正确；故选D。8.如图所示为密立根测定电子电荷量的实验装置示意图。油滴室内有两块水平放置的平行金属板M、N，分别与电压恒为U的电源两极相连，两板间距为d．现有一质量为m的油滴在极板间匀速下降，不计空气阻力，重力加速度为g。则（）A.油滴带正电荷B.油滴带的电荷量为C.油滴下降过程中电势能不断减小D.将极板N向下移动一小段距离，油滴将加速下降【答案】D【解析】【分析】【详解】AB．带电油滴在极板间匀速下落，则受力平衡，受到向上的电场力和重力，平行板电容器极板间场强方向竖直向下，电场力向上，则微粒带负电，由受力平衡得则油滴带的电荷量为故AB错误；C．油滴下降过程中，电场力向上，电场力做负功，电势能不断增大，故C错误；D．将极板N向下移动一小段距离，d增大，电场力减小，合力竖直向下，则油滴加速下降，故D正确。故选D。9.如图所示，带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条线上有A．B两点，用EA．EB表示A．B两处的场强大小，则（）A.A．B两点的场强方向相同B.电场线从A指向B，所以EA＞EBC.A．B在同一条电场线上，且电场线是直线，所以EA=EBD.不知A．B附近的电场线分布状况，无法比较EA与EB的大小【答案】AD【解析】【详解】A．由题，A、B两点所在的电场线是直线，A、B两点电场强度方向必定相同．故A正确．BCD．电场线的疏密表示电场强度的相对大小，由于A、B附近电场线的分布情况未知，A、B在一条电场线上，无法判断电场线的疏密，也就无法判断A、B两点电场强度的大小．故BC错误，D正确。故选AD。10.在温控电路中，通过热敏电阻阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制作用。如图所示电路，R1为定值电阻，R2为半导体热敏电阻（温度越高电阻越小），C为电容器。当环境温度降低时（）A.电容器C的带电量增大B.电压表的读数增大C.电容器C两板间的电场强度减小D.R1消耗的功率增大【答案】AB【解析】【详解】当环境温度降低时R2增大，外电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律分析得知，干路电流I减小。A．电容器的电压E、r、R1均不变，I减小，UC增大，电容器C的带电量增大。故A正确；B．总电流I减小，路端电压E、r不变，则U增大，电压表的读数增大。故B正确；C．电容器C两板间的电场强度UC增大，d不变，则E增大。故C错误；D．R1消耗的功率I减小，R1不变，则P减小。故D错误；故选AB。11.某电场的等势面如图所示，图中a、b、c、d、e为电场中的5个点，则（）A.一正电荷从b点运动到e点，电场力做正功B.一电子从a点运动到d点，电场力做功为4eVC.b点电场强度垂直于该点所在等势面，方向向右D.a、b、c、d四个点中，b点的电场强度大小最大【答案】BD【解析】【分析】【详解】A．由图象可知φb=φe则正电荷从b点运动到e点，电场力不做功，A错误；B．由图象可知φa=3V，φd=7V根据电场力做功与电势能的变化关系有Wad=Epa-Epd=(φa-φd)(-e)=4eVB正确；C．沿电场线方向电势逐渐降低，则b点处的场强方向向左，C错误；D．由于电场线与等势面处处垂直，则可画出电场线分布如下图所示由上图可看出，b点电场线最密集，则b点处的场强最大，D正确。故选BD。二、实验题（共17分，在答题卡对应题号给出横线上填上正确结果。）12.在测量电源电动势和内电阻的实验中，已知干电池的电动势约为1.5V，内阻约为0.30Ω；电压表V（0-3V，内阻约3kΩ）；电流表A（内阻为0.80Ω，量程为0.6A）；滑动变阻器R（10Ω，2A）。为了更准确地测出电源电动势和内阻。请在图1方框中画出实验电路图_____。在实验中测得多组电压和电流值，得到如图2所示的U-I图线，由图可得出该电源电动势E=____V，内阻r=____Ω。（结果保留两位小数）【答案】①.②.1.50③.0.20【解析】【详解】(1)[1]因电流表的内阻是已知的，故可采用电流表外接电路，电路如图；(2)[2][3]由图可知E=1.50V13.电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量。某同学在实验室测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率。（1）用螺旋测微器测量其横截面直径如图甲所示，由图可知其直径为___________，如图乙所示，用游标卡尺测其长度为___________，如图丙所示，用多用电表挡粗测其电阻为___________。（2）为了减小实验误差，需进一步测量圆柱体的电阻，除待测圆柱体外，实验室还备有的实验器材如下，要求待测电阻两端的电压调节范围尽量大，则电压表应选___________，电流表应选___________，滑动变阻器应选___________。（均填器材前的字母代号）A．电压表（量程，内阻约为）B．电压表（量程，内阻约为）C．电流表（量程，内阻约为）D．电流表（量程，内阻约为）E．滑动变阻器（阻值范围）F．滑动变阻器（阻值范围）G．直流电源（电动势为，内阻不计）H．开关S，导线若干（3）若流经圆柱体的电流为，圆柱体两端的电压为，圆柱体横截面的直径和长度分别用表示，则用表示该圆柱体电阻率的关系式为___________。【答案】①.1.844（均可）②.4.240③.6.0##6④.A⑤.C⑥.E⑦.【解析】【详解】（1）[1]螺旋测微器的读数为固定刻度读数+可动刻度读数+估读，由题图甲知，圆柱体的直径为[2]游标卡尺读数为主尺读数+游标尺读数×精度，由题图乙知，长度为[3]多用电表的读数为电阻的粗测值，其电阻为；（2）[4]电源电动势为，所以电压表应选量程的；[5]为了测多组实验数据，滑动变阻器应用分压接法，电压表内电阻较大，待测圆柱体的电阻较小，故采用电流表外接法误差较小；电路中的电流约为所以电流表量程应选量程的；[6]待测电阻大约，若用滑动变阻器（阻值范围）调节非常不方便，且额定电流太小，所以应用滑动变阻器（阻值范围）。（3）[7]由，，解得三、计算题（其中14题9分，15题15分，16题15分，共39分，在答题卡对应题号写出正确计算过程）14.如图所示，电源电动势E＝8V，内阻r＝1Ω，闭合开关S后，标有“6V，9W”的灯泡恰能正常发光，电动机M的内阻R0＝4Ω，求：（1）电源的输出功率P出；（2）10s内电动机产生的热量Q；（3）电动机机械功率。【答案】（1）12W；（2）10J；（3）2W【解析】【详解】（1）由题意知，并联部分电压为，故内电压为总电流电源的输出功率（2）流过灯泡的电流则流过电动机电流电动机的热功率10s内电动机产生的热量（3）电动机的总功率P=I2U=3W电动机的机械功率15.虚线PQ、MN间存在如图所示的水平匀强电场，一带电粒子质量为、电荷量为，从a点由静止开始经电压为的电场加速后，垂直进入匀强电场中，从虚线MN上的某点b（图中未画出）离开匀强电场时速度与电场方向成角．已知PQ、MN间距为20cm，带电粒子的重力忽略不计求：（1）带电粒子刚进入匀强电场时的速率；（2）水平匀强电场的场强大小．【答案】（1）104m/s；（2）N/C．【解析】【详解】（1）由动能定理得：解得v1＝104m/s（2）粒子进入水平电场后做类平抛运动，设粒子在电场中运动时间为t，电场宽度为s＝0.2m，则沿初速方向s＝v1t沿电场方向Eq＝ma，v2＝at由几何关系tan30º＝联立解得E=×103N/C答：（1）带电粒子刚进入匀强电场时的速率v1＝104m/s；（2）水平匀强电场的场强E=×1