高中试卷答案网新阳中学2022-2023学年高二上学期期末考试
物理试卷
考试时间：90分钟
一、单选题（每小题3分，共24分）
1．关于元电荷，下列说法错误的是（ ）．
A．所有带电体的电荷量大小一定等于元电荷的整数倍
B．元电荷的值通常取作
C．元电荷实际上是指电子和质子本身
D．电荷量e的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的
2．用轻质柔软绝缘细线，拴一质量为、电荷量为的小球，细线的上端固定于O点．现加一水平向右的匀强电场，如图平衡时细线与铅垂线成（g取，，），则（ ）．
A．小球带负电 B．匀强电场的场强为
C．平衡时细线的拉力为 D．平衡时细线的拉力为
3．如图所示，其中电流表A的量程为，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示；的阻值等于电流表内阻阻值的一半；的阻值等于电流表内阻的2倍．若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值，则下列分析正确的是（ ）．
A．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示
B．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示
C．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示
D．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示
4．如图，E为内阻不能忽略的电池，、、为定值电阻，、S为开关，V与A分别为电压表与电流表．初始时与S均闭合，现将S断开，则（ ）．
A．V的读数变大，A的读数变小 B．V的读数变大，A的读数变大
C．V的读数变小，A的读数变小 D．V的读数变小，A的读数变大
5．如图所示，直线A为某电源的图线，曲线B为某小灯泡的图线的一部分，用该电源和小灯泡组成闭合电路时，灯泡恰好能正常发光，则下列说法中正确的是（ ）．
A．此电源的内阻约为
B．灯泡的额定电压为，额定功率为
C．把灯泡换成“ ”的灯泡，电源的输出功率小
D．把和“ ”的灯泡并联后接在电源上，两灯泡仍能正常发光
6．如图所示，在磁感应强度大小为的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l．在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零．如果让P中的电流反向、其他条件不变，则a点处磁感应强度的大小为（ ）．
A．0 B． C． D．
7．如图所示，质量为m、电量为的粒子A与质量为、电量为的粒子B组成的混合体，由静止开始同时经同一加速电场加速后垂直偏转电场的电场线方向射入同一偏转电场中，偏转后，均打在同一荧光屏上，粒子在加速电场中运动的时间可忽略不计，粒子间的相互作用和重力均不计．则A、B两粒子（ ）．
A．同时到达屏上同一点 B．同时到达屏上不同点
C．先后到达屏上同一点 D．先后到达屏上不同点
8．如图所示，电源内阻较大，当开关闭合、滑动变阻器滑片位于某位置时，水平放置的平行板电容器间一带电液滴恰好处于静止状态，灯泡L也能正常发光，现将滑动变阻器滑片由该位置向a端滑动，则（ ）．
A．灯泡将变暗，电源效率将减小 B．液滴带正电，将向下做加速运动
C．电源的路端电压增大，输出功率也增大 D．滑片滑动瞬间，带电液滴电势能将减小
二、多选题（每小题4分，共16分）
9．下列说法正确的是（ ）．
A．如图甲所示，两通电导线A、B在C处产生磁场的磁感应强度大小均为，则C处磁场的总磁感应强度大小是
B．小磁针正上方的直导线与小磁针平行，当导线中通有如图乙所示电流时，小磁针的N极将会垂直纸面向内转动
C．如图丙所示，一矩形线框置于磁感应强度为B的匀强磁场中，线框平面与磁场方向平行，线框的面积为S，则此时通过线框的磁通量为
D．如图丁所示，竖直放置的长直导线通有恒定电流，有一矩形线框与导线在同一平面内，将线框向右平动时线圈中会产生感应电流
10．如图所示，等边三角形的三个顶点处分别固定带电荷量为、、的三个点电荷，已知三角形的边长为，静电力常量为k，则该三角形中心O点处的电场强度（ ）．
A．大小为 B．方向由O指向A
C．方向由A指向O D．大小为
11．在纯电阻电路中，当用一个固定的电源（设E、r是定值）向变化的外电阻供电时，关于电源的输出功率P随外电阻R变化的规律如图所示．下列判断中正确的是（ ）．
A．当时，电源有最大的输出功率
B．电源内阻消耗的功率随外电阻R的增大而增大
C．电源的功率随外电阻R的增大而增大
D．电源的效率随外电阻R的增大而增大
12．如图所示，在竖直平面内有水平向左的匀强电场，在匀强电场中有一根长为L的绝缘细线，细线一端固定在O点，另一端系一质量为m的带电小球．小球静止时细线与竖直方向成角，此时让小球获得初速度且恰能绕O点在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动，重力加速度为g．下列说法正确的是（ ）．
A．匀强电场的电场强度
B．小球动能的最小值为
C．小球运动至圆周轨迹的最高点时机械能最小
D．小球从初始位置开始，在竖直平面内运动一周的过程中，其电势能先减小后增大
三、填空题（每空2分,共8分）
13．（1）如图所示，分别在A、B两点放置点电荷和．在的垂直平分线上有一点C，且．如果有一电子静止放在C点处，静电力常量，则它所受的静电力的大小为______N，方向______．
（2）如图所示，电源电动势，内阻，电阻，，电容．闭合电键K，且稳定后通过的电流大小______A，然后将开关K断开，求这以后流过总电量______C．
四、实验题（每空2分，共16分）
14．在做《测定金属的电阻率》的实验中，若待测电阻丝的电阻约为，要求测量结果尽量准确：
（1）某同学采用了如图所示的部分电路测量电阻，则测量值比真实值偏______（选填“大”或“小”）．
根据测量数据得到的伏安特性曲线如图所示，图中段向上弯曲的主要原因是下面的______（填A或B）．
A．随着电阻丝中的电流增大，温度升高，电阻率增大，电阻增大
B．随着电阻丝中的电流增大，温度升高，电阻率减小，电阻减小
（2）在本实验中，某同学用游标卡尺和螺旋测微器测该电阻丝的长度和直径如图所示，则其长度为______cm，直径为______mm．
15．多用电表在科研和生活中有着广泛的用途．例如探测黑箱内的电学元件．如图甲所示，A、B、C是黑箱上的三个接线柱，每两个接线柱之间最多只能接一个元件；黑箱内所接的元件不超过两个．某实验小组进行了以下操作步骤：
（1）多用电表调至欧姆挡，在正式测量前需要进行的实验操作是：________；
（2）该小组选择了“”挡正确操作后，实验操作测得的示数如图乙所示，则阻值为________．
（3）该实验小组选择了多用电表的电流挡配合电阻箱来测量电源电动势和内阻，作出图像如图丙所示，则该电源的电动势______V，内阻______．（结果均保留2位有效数字）
五、计算题（10分＋12分＋14分，共36分）
16．如图所示是利用电动机提升重物的示意图，其中D是直流电动机，p是一个质量为m的重物，它用细绳拴在电动机的轴上．闭合开关S，重物p以速度v匀速上升，这时电流表和电压表的示数分别是和，重物p上升的速度．已知该装置机械部分的机械效率为70％，重物的质量（g取）．求：
（1）电动机消耗的电功率；
（2）绳对重物做功的机械功率；
（3）电动机线圈的电阻R．
17．如图所示，甲图中变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙中的、两直线所示．不考虑电表对电路的影响．
（1）电压表、的示数随电流表示数的变化图象应分别为图象中的哪一条直线？
（2）定值电阻、变阻器的总电阻R分别为多少？
（3）求出电源的电动势和内阻．
18．如图所示，水平绝缘粗糙的轨道与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道平滑连接，半圆形轨道的半径，在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场线与轨道所在的平面平行，电场强度．现有一电荷，质量的带电体（可视为质点），在水平轨道上的P点由静止释放，带电体恰好能通过半圆形轨道的最高点C，然后落至水平轨道上的D点（图中未画出）．取．试求：
（1）带电体运动到圆形轨道B点时对圆形轨道的压力大小．
（2）D点到B点的距离．
（3）带电体在从P开始运动到落至D点的过程中的最大动能（结果保留3位有效数字）．
参考答案
1．C
【详解】A．所有带电体的电荷量大小一定等于元电荷的整数倍，选项A正确；
B．元电荷的值通常取作，选项B正确；
C．元电荷是基本的电量单位，不是指电子和质子本身，选项C错误；
D．电荷量e的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的，选项D正确．
此题选择不正确的选项，故选C．
2．C
【详解】A．根据题意及图可知，小球带正电，故A错误；
B．对小球进行受力分析，由几何关系可知
，，故B错误；
CD．对小球进行受力分析，由几何关系可知，故C正确，D错误．
故选C．
3．C
【详解】当接线柱1、2接入电路时，与电流表并联，由于，可知流过的电流为流过电流表电流的2倍，所以1、2接线柱间的电流为通过电流表电流的3倍，所以每一小格是原来的3倍，即为，所以A、B错误；
当接线柱1、3接入电路时，电流表与并联，然后再与串联，串联电阻对电流无影响，与1、2接入电路的效果一样，所以每一小格表示，C正确，D错误．
4．B
【详解】S断开，相当于电阻变大，则由闭合电路欧姆定律可得电路中总电流减小，故路端电压增大，V的读数变大；把归为内阻，内电压减小，故中的电压增大，由欧姆定律可知中的电流也增大，电流表示数增大．
A．分析得V的读数变大，Ａ的读数变大，故A错误；
B．分析得V的读数变大，Ａ的读数变大，故B正确；
C．分析得V的读数变大，Ａ的读数变大，故C错误；
D．分析得V的读数变大，Ａ的读数变大，故D错误；
5．B
【详解】A．由图读出电源的电动势为，图线A的斜率大小表示电源的内阻，
则，故A错误；
B．灯泡与电源连接时，A、B两图线的交点表示灯泡的工作状态，
则知其电压，，
则灯泡的额定电压为，功率为，故B正确；
C．把灯泡换成“，”的灯泡，，
灯泡的电阻为，
把灯泡换成“，”的灯泡时，输出电压小于，灯泡的电阻小于，更接近电源的内阻，根据输出功率与外电阻关系可知，电源的输出功率将变大，故C错误；
D．若把和“，”的灯泡并联后接在电源上，那么外电路相当于两个灯泡并联，则电路总电阻减小，电流增大，内阻的电压增大，则外电路电压减小，因此灯泡不能正常发光．
6．C
【详解】在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离为l的a点处的磁感应强度为零，如下图所示：
由此可知，外加的磁场方向与平行，且由Q指向P，即；
依据几何关系，及三角知识，则有：，
解得P或Q通电导线在a处的磁场大小为；
当P中的电流反向，其他条件不变，再依据几何关系，及三角知识，则有：；
因外加的磁场方向与平行，且由Q指向P，磁场大小为；最后由矢量的合成法则，那么a点处磁感应强度的大小为，故C正确，ABD错误．
7．C
【详解】设加速电场的电压为，偏转电场电压为，偏转电场的极板长度为L，极板间距为d．
在加速电场中，由动能定理得，
两种离子在偏转电场中，水平方向做速度为的匀速直线运动，由于两种离子的比荷不同，则不同，
所以两种离子在偏转电场中运动时间不同．
两种离子在加速电场中的加速度不同，位移相同，则运动的时间也不同，所以两离子是先后离开偏转电场．
离子在偏转电场中偏转的位移为，
联立上式解得，
同理可得离子在偏转电场中偏转角度的正切值为，
由以上计算可知，y和的值与离子的电量和质量无关，所以离子出射点的位置相同，出射速度方向也相同，所以两种离子先后到达屏上同一点，AB错误，C正确，D错误．
故选C．
8．D
【详解】A．将滑片由该位置向a端滑动时，变阻器接入电路的电阻增大，电路中总电阻增大，电路中电流减小，灯泡消耗的功率减小，则灯泡将变暗．
电源的效率％％，
外电路总电阻增大，路端电压增大，则电源效率增大．故A项错误．
B．液滴受力平衡，因电容器上极板带负电，板间场强向上，则知液滴带正电．滑片由该位置向a端滑动时，变阻器接入电路的电阻增大，电路中总电阻增大，电路中电流减小，电容器板间电压增大，板间场强增大，液滴所受的电场力增大，因此液滴将向上做加速运动．故B项错误．
C．由于电源的内电阻与外电阻关系未知，所以不能判断输出功率如何变化，故C项错误．
D．因电容器两端的电压增大，板间场强增大，下极板与电荷所在位置间的电势差增大，因下极板接地，电势始终为0，则电荷所在位置的电势减小；粒子带正电，则粒子电势能减小．故D项正确．
【点睛】本题是电容器动态变化分析与电路动态变化分析的综合，抓住电容器的电压与电阻电压的关系进行分析；下极板接地且与电源正极相连，板间各点电势均为负值．
9．BD
【详解】A．磁感应强度是个矢量，因两通电导线A、B在C处产生磁场的磁感应强度的方向不同，所以C处磁场的总磁感应强度大小不是，A错误；
B．当导线中通有如图乙所示电流时，导线在小磁针处产生垂直于纸面向内的磁场，所以小磁针的N极将会垂直纸面向内转动，B正确；
C．因线框平面与磁场方向平行，所以此时通过线框的磁通量为0，C错误；
D．线框向右平动时，通过线圈的磁通量会减小，所以线圈中会产生感应电流，D正确．
故选BD．
10．AC
【详解】该三角形中心O点到每个顶点的距离为
处于B、C两顶点处的两个点电荷在O点处的合场强方向由A指向O，
大小为
处于A顶点处的点电荷在O点处的场强方向由A指向O，
大小为
故该三角形中心O点处的电场强度方向由A指向O，
大小为，AC正确，BD错误．
11．AD
【详解】A．根据电路的输出功率，结果图象可知当时，电源有最大的输出功率为，A正确．
B．电源内阻的功率，外电阻R的增大内阻的功率不断变小，B错误．
C．电源的总功率，则随着外电阻R的增大而减小，C错误．
D．电源的效率％％％，得随着R增大时，电源的效率增大，D正确．
【点睛】根据图象可知，电源的输出功率随着外电阻的增大先增大后减小，当时，功率最大．
12．AB
【详解】A．小球静止时细线与竖直方向成角，对小球受力分析，小球受重力、拉力和电场力，三力平衡，
根据平衡条件，有，解得，选项A正确；
B．小球恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动，在等效最高点A速度最小，
根据牛顿第二定律，有，
则最小动能，选项B正确；
C．小球的机械能和电势能之和守恒，则小球运动至电势能最大的位置机械能最小，小球带负电，则小球运动到圆周轨迹的最左端点时机械能最小，选项C错误；
D．小球从初始位置开始，在竖直平面内运动一周的过程中，电场力先做正功，后做负功，再做正功，则其电势能先减小后增大，再减小，选项D错误．
故选AB．
13． 平行于连线向左
【详解】电子带负电荷，在C点同时受A、B两点电荷的静电力、，如图所示：
由库仑定律得，
同理可得，
由矢量的平行四边形定则和几何知识得静止放在C点的电子受到的静电力大小为
，方向平行于连线向左．
14．；
【详解】闭合开关K，据全电路欧姆定律得，
闭合开关K，电容器的电压等于两端电压，为：，
开关K断开时，电容器的电压等于电源的电动势，为，
电容器两端的电压变化量，
过的总电荷量．
15．小 A 10.025 4.487
【详解】（1）[1]电源电动势为，故应选的电压表，
又因为待测电阻丝的电阻约为，则电路中的最大电流大约为，
故应选的电流表，滑动变阻器应选的，太大会使电表读数变化不明显，调节时不方便，另外还需要电源和开关、导线，故选ACDFH．
（2）[2]此同学的接法为电流表外接法，此时电流表测量的是通过电阻和电压表的电流之和，即电流表读数大于通过电阻的电流，由欧姆定律可知，电阻的测量值小于真实值；
[3]图线向上弯曲，是因为电阻丝的电阻率随温度的升高而增大，从而电阻增大，即图线的斜率增大．故A正确．
（3）[4]图示为20分度游标卡尺，因此读数为
[5]螺旋测微器读数为
16．短接表笔进行欧姆调零 2200 1.5 2.5
【详解】（1）多用电表调至欧姆挡，在正式测量前需要进行欧姆调零，即短接表笔进行欧姆调零；
（2）根据表盘数字，待测电阻为；
（3）根据闭合电路欧姆定律得，则，
可知图线斜率表示电动势，纵轴截距的绝对值表示内阻，则，
内阻．
17．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）电动机消耗得电功率为．
（2）重物匀速上升，拉力，
绳对重物做功的机械功率为：．
（3）电动机输出的电功率为：，
电动机线圈的电阻R的发热功率为，
由得电动机线圈的电阻：．
18．（1）、；（2），；（3），
【详解】（1）当变阻器的滑动片向左移动时，变阻器接入电路的电阻减小，电路中电流增大，定值电阻的电压增大，路端电压减小，由图分析可得对应、对应．
（2）由题意得，
当滑动变阻器取最大值时，电流最小，
而，
所以．
（3）因为，则内阻，
所以．
19．（1） （2）0 （3）
【详解】（1）设带电体通过C点时的速度为，
依据牛顿第二定律有，解得．
设带电体通过B点时的速度为，设轨道对带电体的支持力大小为，带电体在B点时，
根据牛顿第二定律有，
带电体从B运动到C的过程中，根据动能定理有：，
联立解得，
根据牛顿第三定律带电体对轨道的压力．
（2）设带电体从最高点C落至水平轨道上的D点经历的时间为t，
根据运动的分解有，，
联立解得．
（3）由P到B带电体做加速运动，故最大速度一定出现在从B经C到D的过程中，在此过程中只有重力和电场力做功，这两个力大小相等，其合力与重力方向成夹角斜向右下方，故最大速度必出现在B点右侧对应圆心角为处．
设带电体的最大动能为，
根据动能定理有，
代入数据解得．