2023北京东城高二（上）期末物理（教师版）.pdf

2023北京东城高二（上）期末物 理一、选择题：本题共14小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。（每小题3 分，共 42分）1.干电池的电动势为L 5 V,这表示干电池（）A.正、负极间的电压总是1.5VB.每经过Is的时间，非静电力做功是1.5JC.每通过1C的电荷量，把 1.5J的化学能转化为电能D.每经过1s的时间，将 1.5J的化学能转化为电能2.某一区域的电场线分布如图所示，A、8、C 是电场中的三个点，以下判断正确的是（）A.。点电势最高B.C 点电场强度最大C.负点电荷放在A 点所受电场力沿A 点的切线方向斜向上D.同一点电荷放在B点所受电场力比放在A 点时大3.一个电流表的满偏电流4=1mA,内阻=500。，要把它改装成一个量程为5V 的电压表，应在电流表 上（）A.串联一个5 k A 的电阻 B.并联一个5k。的电阻C.串联一个4.5k。的电阻 D,并联一个4.5k。的电阻4.在磁场中放入一通电导线，导线与磁场垂直，导线长为1 cm,电流为0.5 A,所受的安培力为5X10-4N,则（）A.该位置的磁感应强度为0.1TB.若将电流撤去，该位置的磁感应强度为零C.若将通电导线跟磁场平行放置，导线所受安培力为5X10-4ND.若将长为2cm的通电导线跟磁场垂直放置，该导线所受安培力为5X1ON5.如图所示，用一条绝缘轻绳悬挂一个带正电的小球，小球质量为心，所带电荷量为9。现加水平方向的匀强电场，平衡时绝缘绳与竖直方向夹角为30。下列选项正确的是（）A.匀强电场的电场强度大小等于V詈 B.小球受到的电场力大小等于百利gC.匀强电场的电场强度大小等于典 D.小球受到的拉力大小等于6吆3mg6.在位于地球赤道地区实验室中，一小磁针处于水平静止状态。若小磁针N 极向西偏转，可 知（）A.一定是小磁针正西方向有一条形磁铁的N 极靠近小磁针B.一定是小磁针正西方向有一条形磁铁S 极靠近小磁针C.可能是放置于与小磁针在同一条延长线上的导线中通有了电流D.可能是放置于小磁针正上方的导线中通有了电流7.有一横截面积为S 的铜导线，流经其中的电流为/,此时导线中自由电子定向移动的平均速率为正 设导线在单位体积内的自由电子数为，电子的电荷量为e。则在加时间内（）A.通过导线横截面的电荷量为e B.通过导线横截面的电荷量为废记C.通过导线横截面的自由电子数为型 D.通过导线横截面的自由电子数为e Se8.如图所示，直导线PQ与矩形金属线框ABCD位于同一竖直平面内，PQ 中通有如图所示（向上）方向的电流，在 P。中电流减小的过程中，下列选项正确的是（）PAi-BI，、IJ-CQA.穿过线框的磁感线垂直纸面向外C.AB边感应电流的方向为3 fAB.线框中的磁通量不变D.A 6 边受到的安培力方向向上9.可变电容器由两组铝片组成，固定的一组铝片叫定片，可以转动的一组铝片叫动片，其结构如图所示。电容器的电容。与影响因素之间的关系用C=表示，转动动片，电容就随之改变。下列判断正确的Arckd是（）A.该可变电容器是靠改变极板间距离d来改变电容的B.利用该电容器可制作测量角度的电容式传感器C.该可变电容器是靠改变电介质的耳来改变电容的D.动片完全旋出时电容最大，完全旋入时电容最小1 0.两条平行的通电直导线AB、8通过磁场发生相互作用，电流方向如图所示。下列说法正确的是（）A.两根导线之间将相互排斥B.乙产生的磁场在CD所在位置方向垂直纸面向里C.将 A3、CO中的电流同时反向后，两根导线将相互排斥D.AB受到的力是由右的磁场施加的1 1.如图所示，两根光滑的平行金属导轨置于水平面内，导轨间距为/,导轨之间接有电阻R，阻值为 的金属棒。与两导轨垂直并保持接触良好，整个装置放在磁感应强度为8的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。现使金属棒a h 以速度v 在磁场中匀速运动，下列说法正确的是（）A.金 属 棒 中 的 感 应 电 流 方 向 由 n 到B.金属棒中的感应电流逐渐减小C.金属棒制，所受的安培力的大小为RD 7.DD.金属棒质两端的电压为一-R+r1 2.在地面附近的某一区域有电场分布，一带电小球从其中的。点运动到匕点，此过程中重力做功为4 J,静电力做功为1 J,克服空气阻力做功为0.4 J,小球在。点和8点的动能、重力势能、电势能、机械能分别用线 和Ekb、,和Epb、E电”和E电b、E机”和 E加 表示，下列关系正确的是（)A.%-凡=-4.6J B.Ep b-Ep a=4JC Ea-1J D.E机A-E机 =0 6J13.用如图所示装置探究电磁感应现象，将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如图方式连接，下列说法中正确的是（）A.只要开关是闭合的，电流计指针就会偏转B,开关闭合后，线圈A 插入或拔出都会引起电流计指针偏转C.开关闭合后，若匀速移动滑动变阻器的滑片P,电流计指针不会偏转D.该装置是用来探究线圈A 中感应电流产生条件14.如图所示，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上（与纸面平行），磁场方向垂直于纸面向里。三个带电的微粒。、b、c 电荷量相等，质量分别为机 、mh y mc a已知在该区域内，。在纸面内做匀速圆周运动，力在纸面内向右做匀速直线运动，。在纸面内向左做匀速直线运动。下列选项正确的是c 一定带正电C.一定有 ma mc二、实验题（共 16分）15.（1）在做测定金属电阻率 实验中，通过螺旋测微器测量金属丝的直径，如图甲所示，测量值为mm。（2）如图乙所示，用多用电表测电阻，将选择开关置于欧姆“x l”挡位置，电表指针偏转如图所示，该电阻阻值为 C；若对应表针的这个位置，电阻值正确读数的数据值是3x10。，说明测量时选择开关置于欧姆“”挡位置；当选用量程为250mA的电流挡测量电流时，若表针也指于图示位置，则所测电流为 mA o16.某同学用伏安法测量由两节干电池串联组成的电池组的电动势E和内电阻厂，所提供的器材有：A.电压表V：。3V15VB.电流表A：0 0.6A 3AC.变阻器 R1：（20Q,1A）D.变阻器与：（1000CQ.1A）E.电阻箱 A：（0 999.9Q）F.开关和导线若干（1）实 验 中 电 压 表 应 选 用 的 量 程 为（选 填“0 3 V”或“0 15V”）,电流表应选用的量程为（选 填“0 0.6A”或“0 3A”），变 阻 器 应 选 用（选 填 R J或 R J）；（2）根据实验要求在图甲的虚线框中画出实验电路图；甲（3）调节滑动变阻器测得多组电压表和电流表的数据，根据数据画出图像如图乙所示，由图像知该电池组。（结果均保留2位有效数字）三、论述、计算题（共 42分）解题要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位。17.如图所示，竖直放置的A、8与水平放置的C、。为两对正对的平行金属板，A、B两板间电势差为U,C、。两板分别带正电和负电，两板间场强为E，C、。两极板长均为乙。一质量为加、电荷量为夕的带电粒 子（不计重力）由静止开始经4、8加速后穿过C、。并发生偏转，最后打在荧光屏上。（1）请判断粒子带正电还是带负电；（2）求粒子离开B 板时速度大小;（3）求粒子刚穿过C、。时的竖直偏转位移y。18.真空中尤Qy平面直角坐标系上的A、B、C三点构成等边三角形，边长乙=2.0 m。将电荷量均为q =4.0X10-6C的两个正点电荷分别固定在4、B两点，如图所示。已知静电力常量左=9.0 x l（）9 N.m 2/C 2,求：（1）两点电荷间库仑力的大小E ;（2）C点电场强度 大 小 心。/4/、-1 o 1 x/m19 .如图所示，电源的电动势E=4V,内阻厂=2 复，定值电阻K=l。，滑动变阻器R 2 的最大阻值为5。，求：（1）当滑动变阻器R 2 的阻值为最大值时，电路中的电流/；（2）当滑动变阻器R 2 的阻值为零时，电阻R 1消耗的功率 （结果保留2 位有效数字）；（3）说明当滑动变阻器的阻值为多大时，电源的输出功率最大？并求出最大功率值匕。Rl&2I1 E r、2 0.如图所示，一个半径为R的不导电薄球壳均匀带正电，电荷量为。它在球外某点产生场强的方向沿球心。与此点的连线向外。将它在空间某点产生场强的大小用E表示，则其电场强度在空间的分布可表示为：0（r qE而qE=mag,所以C正确；D.若 c 带正电，由qE=m0 g+qv B 可得 qE,故；若 c 带负电，从qv,B=+q E 中无法比较死 和meg的大小，故，加与哪 之间的大小也无法比较，D错误；故选C。二、实验题（共1 6分）1 5.【答案】0.899#0.900#0.901.30.xlOO 85【解析】【详解】（1）1螺旋测微器的读数0.5mm+40 x 0.01mm=0.900mm（2）2根据欧姆表的读数规则，该电阻阻值为30 xlQ =3()C 3 当该电阻值正确读数的数据值是3 x l（y O，而指针指在“30”，由则挡位为“xlOO”挡;4根据电流表读数规则，则所测电流为85 mA o1 6.【答案】0 3V.()0.6A 号.2.6.2.0【解析】【详解】（1）口 电源为两节干电池串联组成，所以电源电动势为3 V,则实验中电压表应选用的量程为()3V o 一节干电池的内阻大约为几欧姆，则电路中最大电流大约为1 A,所以电流表应选用0 0.6 A。3根据题意可知，实验电路采用限流式控制电路，滑动变阻器不宜选用阻值太大的，所以滑动变阻器应选用 R-（2）4由于干电池内阻较小，电压表的内阻较大，电压表分流引起的误差较小，所以电路中电流表应相对于电源外接法，滑动变阻器采用限流式控制电路，如图所示（3）56由闭合电路的欧姆定律得U=E-lr由图像可知，图像斜率的绝对值表示电源的内阻，纵截距表示电源电动势，则有 =2.6 2 V 2.6 VU 2.6 2 1.9 0 八r=-=-（）=7 （）00.36-0三、论述、计算题（共42分）解题要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位。1 7 .【答案】（1）正电；（2）以=J吆；（3）y =必 m-4U【解析】【详解】（1）C、D两板分别带正电和负电，场强方向竖直向下，而粒子向下偏转，受到的电场力向下,与场强方向相同，所以粒子带正电。（2）粒子在加速电场中加速过程，由动能定理可得（3）粒子在偏转电场中做类平抛运动，由动力学知识可得L-vBly=at2联立解得y =1 8 .【答案】（1）3.6 X 1 0-2 N;1.56X104N/C【解析】【详解】（1）根据库仑定律，可得F=代入数据，可得尸=3.6 x1 0（2）两个正点电荷形成的电场在C点产生的场强大小相等，均为耳kI?则C点处的合场强大小为Ec=2E,cos 30联 立，可得Ec 1.56X104N/C1 9.【答 案】(1)0.5A；(2)1.8W；(3)IQ,2 W【解 析】【详 解】(1)根据题意，由闭合回路欧姆定律可得，电路中的电流为ER+R)+Y当 滑 动 变 阻 器&的 阻 值 为 最 大 值 时，电路中的电流为4-A =0.5A1 +5+2(2)当 滑 动 变 阻 器&的 阻 值 为 零 时，电路中的电流为4 4；=A =-A1 1 +2 3由 公 式P=/2R可 得，电 阻 凡 消 耗 的 功 率 耳 为6=(3)-1 W1.8W(3)根据题意，由公式可得，电源的输出功率为P=E I-I1r可 知，当/上2 r时，电源的输出功率最大，即I E E2r&+为 +r可得鸟+6=r解得&=1。此 时，电路中的电流为4/=A=lA4最大输出功率为pm=（4 x l-l2x2）W=2W2 0.【答案】（1）a.4=攵 华；b.八 综=一 笔 竺；（2）a.沿着球心到该面积中心的连线方向上；b.见解析。【解析】【详解】（1）a.试探电荷所受电场力的大小为巴=妈=攵 华b.试探电荷移动一段非常小的距离AR,可认为电场力没有变化，则电势能的变化量A1 7 EpU=/-Wr=-FAD kQqRAXAR=-（2）a.球壳表面上任一无限小处的电荷可以看做点电荷，以该点电荷与球心的连线为对称轴，则球壳表面上的其他任意电荷都有其对称电荷；所以该点电荷受到其他电荷的所有静电斥力也是关于该对称轴完全对称的，根据力的合成可知，该点电荷受到的总的静电斥力沿着球心到该点电荷的连线方向。则带正电球壳表面单位面积上电荷所受电场力的方向沿着球心到该面积中心的连线方向上。b.球壳表面积为S=4WR2所以球壳表面单位面积上电荷的电势能为p 4兀史 8乃R3单位面积上电荷所受电场力用/表示，设电荷沿着与球心的连线方向远离球心发生了一段极小的位移A x ,则根据电场力做功与电势能变化的关系W =-公综可得kQ2,.kQ2T x A Y _8 兀 N 8t(R+AX)3整理可得f k Q I,F f e F 一8 万(R+Ar)3T)=kQ2/?2+37?Ar+Axx2 _8-/?+Ar)31当A x趋近于零时，上式即简化为f =kQ,-8万R4