2022-2023學(xué)年陜西省榆林市神木市第四中學(xué)高二上學(xué)期期末物理試題（解析版）

神木四中2022~2023學(xué)年度第一學(xué)期高二年級期末考試物理試題一、選擇題：本題共12小題，每小題4分，共48分。在每小題給出的四個選項中，第1~8題只有一個選項正確，第9~12題有多個選項正確，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。1.關(guān)于靜電場，下列說法正確的是（）A.處于靜電平衡的導(dǎo)體，內(nèi)部場強處處相等，電勢也處處相等B.電勢等于零的物體一定不帶電，電勢為零的點電場強度一定為零C.電場強度大的位置電勢一定高，電場強度為零的點，電勢一定為零D.任一點的電場強度總是指向該點電勢降落最慢的方向【答案】A【解析】【詳解】A．處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體是等勢體，內(nèi)部場強處處相等且為0，電勢也處處相等，故A正確；B．電勢零點的選取是任意的，電勢為零的物體可以帶正電或者負電，電勢和電場強度無直接關(guān)系，所以電勢為零的點電場強度不一定為零，故B錯誤；C．電場強度取決于電場線的疏密程度，而電勢的高低則與在電場中的位置有關(guān)，兩者無直接關(guān)系，所以電場強度大的位置電勢不一定高，電場強度為零的點，電勢不一定為零，故C錯誤；D．任一點的電場強度總是指向該點電勢降落最快的方向，故D錯誤。故選A。2.2022年2月20日，第24屆冬季奧林匹克運動會閉幕，北京冬奧會成為歷史上首屆100％使用光伏風(fēng)電等綠色電能的奧運會。利用風(fēng)能發(fā)電的某旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為，若葉片帶動發(fā)電機的轉(zhuǎn)速增加到原來的2倍，其他條件不變，則感應(yīng)電動勢為（）A. B.C. D.【答案】A【解析】【詳解】由感應(yīng)電動勢瞬時值表達式為可知ω1=100πrad/s感應(yīng)電動勢最大值為若葉片帶動發(fā)電機的轉(zhuǎn)速增加到原來的2倍，角速度是ω2=200πrad/s電動勢最大值也增加到原來的2倍，電動勢最大值為則其感應(yīng)電動勢為A正確，BCD錯誤。故選A。3.下列關(guān)于傳感器的說法中正確的是（）A.金屬熱電阻是一種可以將熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量的傳感器B.電飯鍋是通過壓力傳感器實現(xiàn)溫度的自動控制C.干簧管是一種能夠感知電場的傳感器D.火災(zāi)報警器能夠在發(fā)生火災(zāi)時報警是利用了壓力傳感器【答案】A【解析】【詳解】A．金屬熱電阻傳感器是利用導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻隨溫度變化來測量溫度的一種溫度敏感元件，是可以將熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量的傳感器，故A正確；B．電飯鍋是通過溫度傳感器實現(xiàn)溫度的自動控制，故B錯誤；C．干簧管是一種能夠感知磁場的傳感器，故C錯誤；D．火災(zāi)報警器能夠在發(fā)生火災(zāi)時報警是利用了光傳感器，在發(fā)生火災(zāi)時有煙霧擋住了光傳感器接收光源，故D錯誤。故選A。4.關(guān)于電容器的電容，下列說法中正確的是（）A.電容器的電容與電容器的電荷量Q以及電勢差U均有關(guān)B.電容大小可以由來量度，但決定因素是電容器本身C.電容器甲的電容比乙的大，說明甲的帶電荷量比乙多D.電容器所帶的電荷量為兩個極板所帶電荷量的絕對值之和【答案】B【解析】【詳解】A．電容器的電容決定于電容器本身，與電容器的電荷量Q以及電勢差U均無關(guān)，A錯誤；B．電容器容納電荷的本領(lǐng)，即電容的大小可以由來量度，但決定因素是電容器本身，如平行板電容器的、S、d等因素，B正確；C．電容器甲的電容比乙的大，只能說明電容器甲容納電荷的本領(lǐng)比乙強，與是否帶電無關(guān)，C錯誤；D．電容器所帶的電荷量是指一個極板所帶電荷量的絕對值，D錯誤。故選B。5.如圖所示，圖線甲、乙分別為電源和某金屬導(dǎo)體的U－I圖像，當該導(dǎo)體直接與該電源相連時，電路消耗的總功率是（）A.40W B.60W C.80W D.100W【答案】D【解析】【詳解】由圖像的物理意義可知電源的電動勢內(nèi)阻該導(dǎo)體與該電源相連時，電阻的電壓、電流分別為則此時，電路消耗的總功率故D正確，ABC錯誤。故選D。6.如圖所示，一勻強磁場磁感應(yīng)強度，磁場方向垂直紙面向外，在磁場中有一個用比較軟的均勻金屬導(dǎo)線制成的單匝閉合長方形線圈abcd，線圈的面積，電阻?，F(xiàn)同時在ab的中點向上、cd的中點向下拉動線圈，線圈的兩側(cè)在時間內(nèi)合到一起，則線圈在上述過程中（）A.磁通量的變化量為B.感應(yīng)電動勢平均值為C.感應(yīng)電流的平均值為，感應(yīng)電流的方向為逆時針D.通過導(dǎo)線橫截面的電荷量為【答案】C【解析】【詳解】A．磁通量的變化量A錯誤；B．感應(yīng)電動勢的平均值B錯誤；C．感應(yīng)電流的平均值根據(jù)楞次定律知，感應(yīng)電流的方向為逆時針，C正確；D．通過導(dǎo)線橫截面的電荷量D錯誤。故選C。7.如圖所示，圓形導(dǎo)管用非磁性材料制成，導(dǎo)電液體在管中向左流動，導(dǎo)電液體中的自由電荷（正、負離子）在洛倫茲力作用下會發(fā)生縱向偏轉(zhuǎn)，使得a、b間出現(xiàn)電勢差，形成電場，當自由電荷所受的電場力和洛倫茲力平衡時，a、b間電勢差就保持穩(wěn)定，測得圓形導(dǎo)管直徑為d、平衡時ab間電勢差為U、磁感應(yīng)強度大小為B，單位時間內(nèi)流過導(dǎo)管某一橫截面的導(dǎo)電液體的體積稱為液體流量，則下列說法正確的是（）A.a點電勢比b點電勢高，液體流量為B.a點電勢比b點電勢高，液體流量為C.a點電勢比b點電勢低，液體流量為D.a點電勢比b點電勢低，液體流量為【答案】D【解析】【詳解】根據(jù)左手定則和平衡條件，帶正電的離子向下偏轉(zhuǎn)，則判斷a、b電勢高低得，a點電勢比b點電勢低，導(dǎo)管的橫截面積設(shè)導(dǎo)電液體的流速為v，自由電荷所受的電場力和洛倫茲力平衡時有可得液體流量故選項D。8.某鄉(xiāng)村學(xué)校在距學(xué)校較遠的地方修建了一座小型水電站，輸電電路如圖所示，發(fā)電機輸出功率為9kW，輸出電壓為500V，輸電線的總電阻為，允許線路損耗的功率為輸出功率的。不計變壓器的損耗，鄉(xiāng)村學(xué)校需要220V電壓時，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比和降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比分別為（）A.， B.，C.， D.，【答案】D【解析】【詳解】由%得則升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比輸電線上電壓損失故降壓變壓器輸入電壓故降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比ABC錯誤；D正確。故選D。9.將帶電荷量為的電荷從無限遠處移到電場中的A點，需要克服靜電力做功，取無限遠處的電勢為零，下列說法正確的是（）A.q在A點的電勢能為 B.A點的電勢C.q未移入電場前，A點的電勢為0 D.q未移入電場前，A點的電勢為【答案】AB【解析】【詳解】A．電荷從無限遠處移到電場中的A點克服靜電力做功，電荷的電勢能增加，電勢能的增加量為無限遠處的電勢為零，無限遠處電勢能也為零，則q在A點的電勢能為故A正確；B．根據(jù)電勢能與電勢的關(guān)系可得A點的電勢故B正確；CD．A點的電勢是由電場本身決定的，與A點是否有電荷存在無關(guān)，所以在q未移入電場前，A點電勢仍為，故CD均錯誤。故選AB。10.如圖所示電路中，R為滑動變阻器，電容器的電容C=30μF，定值電阻R0=1Ω，電源電動勢E=4V，內(nèi)阻r=1Ω。閉合開關(guān)S，將R的阻值調(diào)至2Ω時，下列說法中正確的是（）A.電容器兩端電壓為2V B.電容器的電荷量為3×10－5CC.滑動變阻器消耗的功率達到最大 D.電源的輸出功率為最大值【答案】AC【解析】【詳解】A．將R的阻值調(diào)至2Ω時，由閉合電路歐姆定律，可計算出滑動變阻器中電流A=1A電容器兩端電壓U=IR=2V選項A正確；B．電容器的電荷量Q=CU=30×10－6×2C=6×10－5C選項B錯誤；C．把定值電阻R0看作電源內(nèi)阻的一部分，根據(jù)電源輸出功率最大的條件，將R的阻值調(diào)至2Ω時，外電阻R等于定值電阻和內(nèi)阻之和，滑動變阻器的功率為最大值，選項C正確；D．將R的阻值調(diào)至2Ω時，定值電阻和滑動變阻器相對于電源來說，是外電阻大于電源內(nèi)阻，電源的輸出功率不是最大值，選項D錯誤。故選AC。11.圖甲中的理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比，輸入端M、N所接的正弦式交變電壓u隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示。為定值電阻，為滑動變阻器，兩電壓表均為理想交流電表，下列判斷正確的（）A.電壓表V1的示數(shù)為B.電壓表V2的示數(shù)為C.若將變阻器的滑片P向上滑動，V2示數(shù)變大D.若將變阻器的滑片P向下滑動，V1示數(shù)不變【答案】AD【解析】【詳解】A.電壓表V1測的是原線圈電壓，也就是輸入電壓，正弦式交流電的有效值是峰值的倍，所以電壓表V1的示數(shù)是，選項A正確；B.因原、副線圈匝數(shù)比為，所以副線圈兩端電壓為，電壓表V2測的是兩端電壓，應(yīng)該小于，選項B錯誤；C.若將變阻器的滑片P向上滑動，電阻減小，阻值不變，分得的電壓變小，V2減小，選項C錯誤；D.若將變阻器的滑片P向下滑動，電壓表V1測的是原線圈電壓，也就是輸入電壓，V1不變，選項D正確。故選AD。12.如圖所示，兩根足夠長的平行的光滑金屬導(dǎo)軌放置在水平面內(nèi)，導(dǎo)軌電阻不計，間距為，導(dǎo)軌間電阻。勻強磁場垂直導(dǎo)軌平面向下，磁感應(yīng)強度大小。在導(dǎo)軌上有一金屬棒PQ，其接入電路的電阻，金屬棒與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，在PQ棒上施加水平拉力使其以速度向右勻速運動，則下列說法正確的是（）A.金屬棒PQ產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為B.通過電阻R的電流大小為C.水平拉力的大小為D.金屬棒P、Q兩點間的電勢差為【答案】BC【解析】【詳解】A．金屬棒PQ產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢代入數(shù)值得A錯誤；B．通過電阻R的電流大小代入數(shù)值得B正確；C．金屬棒PQ受到的安培力金屬棒PQ做勻速直線運動則C正確；D．P、Q兩點間的電勢差代入數(shù)值得D錯誤。故選BC。二、實驗題：本題共2小題，共15分。13.某中學(xué)的物理興趣小組計劃測量－組舊蓄電池的電動勢和內(nèi)阻。實驗的電路圖如圖甲所示，實驗操作過程如下：閉合開關(guān)，讀出電流表的示數(shù)I和電阻箱的阻值R，記錄多組I、R的值，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在圖乙中作圖，回答下列問題：（1）根據(jù)乙圖，可知電池的電動勢E=________V，內(nèi)阻r=__________Ω。（計算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）（2）分析實驗方案發(fā)現(xiàn)，電流表內(nèi)阻對實驗精確度有較大影響，測得電流表內(nèi)阻為1.00Ω，則電源內(nèi)阻的精確值為___________?！敬鸢浮竣?3.86（3.82~3.90均正確）②.5.85（5.80~5.86均正確）③.4.85（4.80~4.86均正確）【解析】【詳解】（1）[1][2]根據(jù)閉合電路歐姆定律得變形得所以，圖線的縱軸截距代表電動勢，圖線斜率的絕對值代表內(nèi)阻。由圖線確定電動勢為3.86V，內(nèi)阻為5.85Ω。（2）[3]電路中把電阻兩端電壓當作路端電壓，所以，電流表的內(nèi)阻被看電源的內(nèi)阻，因此，電源的真實內(nèi)阻應(yīng)該是測量值減去電流表的內(nèi)阻，即4.85Ω。14.在“測定金屬絲的電阻率”的實驗中，某同學(xué)進行了如下測量：（1）用多用電表粗測金屬絲的阻值：該同學(xué)選擇×10倍率，用正確的操作步驟測量時，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度太大，為了較準確地進行測量，應(yīng)該選擇______（填“×1k”“×100”或“×1”）倍率，并重新歐姆調(diào)零，正確操作測量并讀數(shù)，若這時刻度盤上的指針位置如下圖中實線所示，測量結(jié)果是______Ω。（2）為了減小實驗誤差，需進一步測其電阻，除待測金屬絲外，實驗室還備有的實驗器材如下，為了測多組實驗數(shù)據(jù)，則下列器材中的滑動變阻器應(yīng)選用______（填“”或“”）；電壓表應(yīng)選用______（填“V1”或“V2”）；電流表應(yīng)選用______（填“A1”或“A2”）。A．電壓表（V1：量程3V，內(nèi)阻約為15kΩ；V2：量程15V，內(nèi)阻約為75kΩ）B.電流表（A1：量程0.6A，內(nèi)阻約為1Ω；A2：量程3A，內(nèi)阻約為0.2Ω）C.滑動變阻器（0~5Ω）D.滑動變阻器（0~200Ω）E.1.5V的干電池兩節(jié)，內(nèi)阻不計F.電阻箱G.開關(guān)S。導(dǎo)線若干（3）請設(shè)計合理的實驗電路，將電路圖完整地畫在虛線框中。（）（4）用測得的金屬導(dǎo)線長度l、直徑d和電阻R，可根據(jù)電阻率的表達式______，算出所測金屬的電阻率?！敬鸢浮竣佟?②.6.0③.④.V1⑤.A1⑥.⑦.【解析】【詳解】（1）[1]選擇×10倍率測電阻，指針偏轉(zhuǎn)角度太大，說明所測電阻阻值較小，所需擋位太大，為了較準確地進行測量，應(yīng)該選擇×1倍率；[2]由題圖所示可知，測量結(jié)果是（2）[3]待測電阻大約6Ω，若用滑動變阻器（0~2000Ω，0.1A）調(diào)節(jié)非常的不方便，所以應(yīng)用滑動變阻器（0~5Ω）；[4]兩節(jié)干電池電動勢為3V，所以電壓表應(yīng)選3V量程；[5]為了測多組實驗數(shù)據(jù)，滑動變阻器應(yīng)用分壓接法，電路中的最大電流約為所以電流表量程應(yīng)選0.6A量程（3）[6]根據(jù)以上分析電路圖如圖所示（4）[7]由電阻定律，有三、解答或論述題：本題共3小題，共37分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。15.如圖所示，兩足夠長的平行粗糙金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距L=1m，導(dǎo)軌平面與水平面夾角θ=37°，導(dǎo)軌電阻不計。在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)，分布著垂直于導(dǎo)軌所在平面向上的勻強磁場。金屬導(dǎo)軌的一端接有電動勢E=4.5V、內(nèi)阻r=0.5Ω的直流電源。現(xiàn)把一個質(zhì)量m=0.05kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上，閉合開關(guān)S，導(dǎo)體棒靜止時受到的安培力F安=0.5N。導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點間的電阻R=4Ω已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s2。求：（1）磁感應(yīng)強度大小B；（2）導(dǎo)體棒受到的摩擦力大小f?！敬鸢浮浚?）B=0.5T；（2）f=0.2N【解析】【詳解】（1）導(dǎo)體棒、金屬導(dǎo)軌和直流電源構(gòu)成閉合電路，根據(jù)閉合電路歐姆定律有導(dǎo)體棒受到的安培力F安=BIL代入數(shù)據(jù)得磁感應(yīng)強度B=0.5T（2）導(dǎo)體棒所受重力沿導(dǎo)軌向下的分力為mgx=mgsin37°據(jù)左手定則，安培力方向沿導(dǎo)軌向上，由于mgx小于安培力，所以導(dǎo)體棒受沿導(dǎo)軌向下的摩擦力，根據(jù)共點力平衡條件得mgsin37°+f=F安解得f=0.2N16.如圖所示，帶負電的A球固定在足夠大的光滑絕緣斜面上，斜面的傾角，其帶電荷量；質(zhì)量m＝1kg、帶電荷量的B球在離A球L＝0.