哈尔滨市东方红中学2022-2023高二上学期期末物理试题（含解析）
一、单选题
1．在某静电场中把一个电荷量为+q的检验电荷从电场中A点移到无限远处时，电场力做功为W，则检验电荷在A点的电势能以及电场中A点的电势分别为（ ）
A． B．
C． D．
2．真空中有一个静止的、带正电的点电荷，其周围的电场线分布如图所示，a、b、c是同一条电场线上的三个点，它们的电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec，电势分别为φa、φb、φc。关于φa、φb、φc，下列说法正确的是（ ）
A． B．，
C． D．，
3．如图所示，保持电容器所带的电荷量Q不变，下列操作中将使静电计指针张角变大的是（ ）
A．仅将M板向下平移
B．仅将M板向右平移
C．仅在M、N之间插入云母板（相对介电常数大于1）
D．仅在M、N之间插入金属板，且不和M、N接触
4．某一电源的路端电压与电流的关系和电阻R1．R2的电压与电流的关系如图所示．用此电源和电阻R1、R2组成电路，R1、R2可以同时接入电路，也可以单独接入电路．在所有可能的各种接法中，下列说法中正确的是（ ）
A．将R1、R2并联后接到电源两端，电源输出功率最大，电源效率最低
B．将R1、R2并联后接到电源两端，电源输出功率最小，电源效率最高
C．将R1、R2串联后接到电源两端，电源输出功率最小，电源效率最低
D．将R1、R2串联后接到电源两端，电源输出功率最大，电源效率最高
5．如图所示电路，电源内阻不可忽略．在滑动变阻器触头由a滑向b的过程中．下列说法中正确的是（ ）
A．电流表示数减小 B．小灯泡L亮度增加
C．电源内电阻消耗功率减小 D．电源输出功率一定增加
6．下列说法正确的是（ ）
A．磁铁是磁场的唯一来源
B．磁感线是从磁体的北极出发而到南极终止
C．静止的电荷只能产生电场，运动的电荷才能产生磁场
D．两条磁感线空隙处不存在磁场
7．如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一段静止的长为L的通电导线，磁场方向垂直于导线。设单位长度导线中有n个自由电荷，每个自由电荷的电荷量都为q，它们沿导线定向移动的平均速率为v。下列选项正确的是（ ）
A．导线中的电流大小为nLqv
B．这段导线受到的安培力大小为nLqvB
C．沿导线方向电场的电场强度大小为vB
D．导线中每个自由电荷受到的平均阻力大小为qvB
二、多选题
8．如图所示，原来不带电的金属球A的半径为R，它的表面接地。右侧放置一个电荷量为+Q的点电荷，到球心的距离为r。则下列说法正确的是
A．该点电荷+Q的电场在球心的电场强度等于0
B．该点电荷+Q的电场在球心的电场强度等于
C．球心处的电势比球表面的电势低
D．球心处的电势和球表面的电势一样高
9．如图所示，螺线管匝数n=1500匝，横截面积S=20cm2，螺线管导线电阻r=1Ω，电阻R=4Ω，磁感应强度B的B－t图象如图所示（以向右为正方向），下列说法正确的是（ ）
A．电阻R的电流方向是从C到A
B．感应电流的大小逐渐增大
C．电阻R的电压为4.8V
D．2s内电路产生的热量是为7.2J
10．如图是一个自制的演示电磁感应现象的装置。在一根较长的铁钉上用漆包线绕两个线圈A和B，将线圈B的两端接在一起，并把漆包线直线状的CD段放在静止的小磁针的正上方，小磁针放在水平桌面上，并与CD平行。不考虑地磁场对小磁针的影响。以下操作中，闭合或断开S前，系统已经处于稳定状态。俯视小磁针，则下列说法正确的是( )
A．闭合S的瞬间，小磁针N极顺时针偏转
B．闭合S的瞬间，小磁针N极逆时针偏转
C．断开S的瞬间，小磁针N极顺时针偏转
D．断开S的瞬间，小磁针N极逆时针偏转
11．如图所示，实线为一电场中的等势面，是中心对称图形.、b、c、d是以中心点为圆心的圆周上的四个点，则下列说法中正确的是（ ）
A．四点电势关系为
B．若一电子从d点运动到b点，克服电场力做的功为0.4eV
C．若一电子从左侧沿中心轴线穿越电场区域，将做加速度先增大后减小的加速直线运动
D．若一质子从左侧沿中心轴线以某一速度进入电场区域，将可能不会从右侧中心轴线穿出
12．如图甲所示，在竖直方向分布均匀的磁场中水平放置一个金属圆环圆环所围面积为0.1m2，圆环电阻为0.2．在第1s内感应电流I沿顺时针方向，磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示（其中在4～5s的时间段呈直线）．则（ ）
A．在2～5s时间段感应电流沿逆时针方向
B．在0～5s时间段，感应电流先减小再增大
C．在0～5s时间段，线圈最大发热功率为5.010﹣4W
D．在0～2s时间段，通过圆环横截面的电量为0.5C
三、实验题
13．某同学为研究小灯泡（额定电压，额定电流）的伏安特性，所使用的器材有：
A．电压表（，内阻约为）
B．电压表（，内阻约为）；
C．电流表（，内阻约为）；
D．电流表（，内阻约为）；
E．滑动变阻器（）；
F．滑动变阻器（）；
G．直流电源（电动势，内阻不计）；
H．开关，导线若干。
（1）实验要求能够在的范围内对小灯泡的电压进行测量，并尽可能减小误差。根据要求在图1虚线框中画出实验电路图___________。
（2）电路中电压表应选用___________，电流表应选用___________，滑动变阻器应选用___________。（用序号字母表示）
（3）测得此灯泡的伏安特性曲线如图2所示，当工作电压是时，此灯泡的电阻为___________。（结果保留3位有效数字）
（4）若将此灯泡与输出电压恒为的电源相连，要使灯泡正常发光，需串联一个阻值为___________的电阻。
14．多用电表是实验室和生产实际中常用的仪器．
（1）如图甲是一个多用电表的内部电路图，在进行电阻测量时，应将S拨到_____或_____两个位置，在进行电压测量时，应将S拨到______或______两个位置．
（2）使用多用电表进行了两次测量，指针所指的位置分别如图乙中a、b所示．若选择开关处在“×10”的电阻挡时指针位于a，则被测电阻的阻值是____．若选择开关处在“直流电压2.5V”挡时指针位于b，则被测电压是_____V；
四、解答题
15．图甲为北京正负电子对撞机，它是我国第一台高能加速器，于1990年建成，后经多次重大升级改造，是迄今为止世界上20亿到50亿电子伏特能量区域亮度最高的对撞机。直线加速器是该对撞机的重要组成部分，长达202米，由多级加速电场组成。图乙是某一级加速电场的原理示意图，A、B两板为加速电场的两个极板，其间的电场可视为匀强电场。电子沿水平方向向右从A板上的小孔进入加速电场，经加速后从B板上的小孔穿出，再进入下一级加速装置中。已知A、B两板间的电压为U、距离为d，电子的电荷量为e、质量为m，电子从A板上的小孔进入电场时的初速度为。忽略电子之间的相互作用以及电子所受的重力。
（1）求电子在A、B板间的加速度大小a；
（2）求电子经过B板时的动能。
16．金属圆环半径，内有半径为的圆形磁场磁感强度随时间的变化关系如图乙，金属圆环与电容C、电阻及平行金属板MN如图甲连接，金属圆环电阻为r0=2Ω，R1＝R3＝3Ω，R2＝R5＝2Ω，R4＝7Ω，紧靠MN的右侧有一个与水平方向夹角为37°、长为L=2.0m的粗糙的倾斜轨道AB，通过水平轨道BC与竖直圆轨道相连，出口为水平轨道DE，整个轨道除AB以外都是光滑的．其中AB与BC轨道以微小圆弧相接．一个绝缘带电小球以初速度v0=4.0m/s从MN左侧紧靠上极板（不接触）水平飞入,从A点飞出电场速度恰好沿AB方向，并沿倾斜轨道滑下．已知物块与倾斜轨道的动摩擦因数μ=0.50．（g取10m/s2，sin37°=0.60,cos37°=0.80),
（1）平行金属板MN两端电压是多少？
（2）为了让小物块不离开轨道，并且能够滑回倾斜轨道AB，则竖直圆轨道的半径应该满足什么条件？
（3）按照（1）的要求，小物块进入轨道后可以有多少次通过圆轨道上距水平轨道高为0.01m的某一点。
17．如图所示，宽度为d的有界匀强磁场，磁感应强度为B，MM′和NN′是它的两条平行边界。现有质量为m、电荷量大小为q的带电粒子沿图示方向垂直磁场从P点射入。右侧有一半径为圆形边界磁场，磁感应强度也为B，与NN′相切于Q点，Q与P等高。
(1)要使粒子不能从边界NN′射出，则粒子入射速率的最大值可能是多少？
(2)若粒子以速度v0进入，恰能经过Q点，则带电粒子在磁场中运动的总时间是多长？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到零势能位置时静电力做的功，则由题意可得
根据电势的定义可得
故选A。
2．A
【详解】沿电场线方向电势降低，可知。
故选A。
3．A
【详解】A．仅将M板向下平移时，由
可知，极板正对面积减小，则电容变小，由
得，保持电容器所带的电荷量Q不变时，电容减小，则电势差增大，即静电计指针张角变大，故A正确；
B．同理可得，仅将M板向右平移时，由
可知，极板间距减小，电容变大，由
得，保持电容器所带的电荷量Q不变时，电容增大，则电势差减小，即静电计指针张角变小，故B错误；
C．仅在M、N之间插入云母板（相对介电常数大于1）时，由
可知，相对介电常数增大，则电容变大，由
得，保持电容器所带的电荷量Q不变时，电容增大，则电势差减小，即静电计指针张角变小，故C错误；
D．仅在M、N之间插入金属板，相当于极板间距减小，则由B分析可知，静电计指针张角变小，故D错误。
故选A。
4．A
【详解】由图象得到：电源的电动势为，内阻为，由电阻的伏安特性曲线求出．，当电源的内外电阻相等时，电源的输出功率最大，R1．R2并联电阻为Ω，所以将R1．R2并联后接到电源两端时，输出功率最大；
电源效率，当电路电流最小时，电源效率最高，当电流最大时，电源效率最低，所以将R1、R2串联后接到电源两端，电阻最大，电流最小，效率最高，将R1、R2并联后接到电源两端，电阻最小，电流最大，电源效率最低，A正确；BCD错误；
故选A。
5．C
【详解】A．滑片向b端移动时滑动变阻器接入电阻增大；则电路中总电流减小；由E=U+Ir可知，路端电压增大；则流过R的电流增大；故电流表示数增大；故A错误；
B．因总电流减小，而流过R的电流增大；由并联电路的分流规律可知，流过灯泡的电流减小；故灯泡亮度减小；故B错误；
C．因电流减小，则由功率公式可知，是源内部消耗的功率减小；故C正确；
D．当电源内外电阻相等时，电源的输出功率最大；本题无法得出内外电阻的大小关系；故无法确定功率的变化；故D错误；
故选C。
6．C
【详解】A．电流的周围也存在磁场，磁铁不是磁场的唯一来源，故A错误；
B．磁感线是闭合曲线，再磁体外部从N极出发进入S极，内部有S极到N极，是闭合曲线，故B错误；
C．静止的电荷能产生电场，静止的电荷不能产生电流，从而不能产生磁场，而运动的电荷等效为产生电流才能产生磁场，故C正确；
D．磁感线的相对疏密表示磁性的相对强弱，即磁力线疏的地方磁性较弱，磁力线密的地方磁性较强；两磁感线空隙处存在磁场，故D错误；
故选C。
7．B
【详解】A．导线中的电流大小
选项A错误；
B．每个电荷所受洛伦兹力大小
这段导线受到的安培力大小
选项B正确；
C．沿导线方向的电场的电场强度大小为
，U为导线两端的电压
它的大小不等于vB，只有在速度选择器中的电场强度大小才是vB，且其方向是垂直导线方向，选项C错误；
D．导线中每个自由电荷受到的平均阻力方向是沿导线方向的，而qvB是洛伦兹力，该力的的方向与导线中自由电荷运动方向垂直，二者不相等，选项D错误。
故选B。
8．BD
【详解】AB．由于静电平衡，球心处的合场强为零，即电荷Q和球面上感应电荷在球心O处产生的场强大小相等，方向相反．根据点电荷场强公式， 点电荷Q在球心处产生的场强：
方向水平向左，故A错误，B正确.
CD．由于金属球A处于静电平衡状态，故球心处的电势和球表面的电势一样高，故C错误，D正确.
故选BD.
9．AC
【详解】A．由楞次定律可以判断出螺线管中电流方向从右向左，那么通过电阻R的电流方向是从C到A，故A正确；
B．根据法拉第电磁感应定律有
代入数据解得
E=1500×2×20×10-4=6V
由闭合电路欧姆定律得
所以感应电流的大小是恒定的，故B错误；
C．螺线管两端的电压是外电压为
U=IR=1.2×4V=4.8V
故C正确；
D．根据焦耳定律
代入数据可得2s内电路产生的热量是为
Q=14.4J
故D错误。
故选AC。
10．AD
【详解】AB．干电池通电的瞬间，根据楞次定律，线圈B中产生电流，电流的方向由C到D，根据安培定则，CD导线下方的磁场方向垂直纸面向里，则小磁针N极向纸内偏转，S极向纸外偏转。故A正确，B错误。
CD．干电池断开的瞬间，根据楞次定律，线圈B中产生电流，电流的方向由D到C，根据安培定则，CD导线下方的磁场方向垂直纸面向外，则小磁针N极向纸外偏转，S极向纸里偏转。故D正确，C错误。
故选AD。
11．BCD
【详解】从图中看出，ab两点电势为0.3V，cd两点电势为0.7V，选项A错误；若一电子从d点运动到b点，电场力做功为：W=-e Udb=-e （0.7V-0.3V）=-0.4eV，即克服电场力做的功为0.4eV，故B正确；若一电子从左侧沿中心轴线穿越电场区域，等势面先变密后变稀疏，故电场强度先变大后变小，故电场力先变大后变小，故加速度先变大后变小，故C正确；若一质子从左侧沿中心轴线穿越电场区域，电场线是从电势高的等势面指向电势低的等势面，故中间虚线上电场线是向左的直线，故质子受到的电场力向左，质子做减速运动，可能未等从右侧中心轴线穿出速度就已经减到零，即可能不会从右侧中心轴线穿出，选项D正确；故选BCD.
点睛：静电场中电势相等的各点构成的面叫做等势面；电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面，等差等势面越密的地方电场强度越大．
12．AC
【详解】A．由题意知，在第1s内感应电流I 沿顺时针方向，根据楞次定律知，磁场方向向下为正方向；在0～2s时间段顺时针，在2～5s时间，磁场在减小，则感应电流的方向逆时针，故A正确；
B．根据闭合电路欧姆定律得：I，知磁感应强度的变化率越大，则电流越大，磁感应强度变化率最大值为0.1，则最大电流为：I=0.05A，则在0～5s时间段，感应电流先减小再增大，最后不变，故B错误；
C．在0～5s时间段，当电流最大时，发热功率最大，则有：P=I2R=0.052×0.2W=5.0×10﹣4W，故C正确；
D．根据感应电量的公式有：q0.05C，则通过圆环横截面的电量为0.05C，故D错误．
13． A D F 5.30##5.31##5.32##5.33##5.34##5.35##5.36##5.37 8.0##8
【详解】（1）（2）[1][2][3][4]因灯泡额定电压，额定电流，可知电压表选择A，电流表选择D；则由于电压表内阻远大于灯泡电阻，可知应该采用电流表外接；滑动变阻器选择阻值较小的F，并接成分压电路，则电路如图；
（3）[5]根据灯泡的伏安特性曲线，当工作电压是时，灯泡的电流为300mA=0.3A，则此灯泡的电阻为
（4）[6]若将此灯泡与输出电压恒为的电源相连，要使灯泡正常发光，需串联的阻值为
14． 3 4 5 6 500 2.00
【详解】（1）在进行电阻测量时，，因为欧姆挡的电路与电池连接，则将多掷开关S拨到3或4位置；在进行电压测量时，不接电池，表头要串联电阻，串联的电阻越大，电压表的量程越大，所以要接到5或6两个位置．
（2）由图知，若选择开关处在“×10Ω”的电阻挡时指针位于a，读数时要读最上方的刻度盘，被测电阻的阻值是5010Ω=500Ω；若选择开关处在“直流电压2.5V”挡时指针位于b，读数时要读中间的刻度盘，所以被测电压是2.00V．
15．（1）；（2）
【详解】（1）AB间的电场强度
电子所受电场力
则加速度
（2）根据动能定理
可得
16．（1）3V；（2）R≥1.65m；（3）8
【详解】（1）由图得
又
两端电压即为电容器极板间电压得
（2）设过A点的速度为，则有
为让物体不离开轨道并顺利滑回倾斜轨道，物体上升的高度必须小于等于圆半径
根据动能定理可得
解得
故物体要能滑回轨道条件为
（3）物体第一次冲上圆弧高度速度减为0，然后返回倾斜轨道高处滑下，然后再次进入圆轨道达到高度为，则有
解得
之后物体在圆轨道和倾斜往返运动，同理，第次上升的高度为
当，上升的高度小于0.01m，则物体共有8次通过高度为0.01m的一点。
17．(1) 或者；(2)
【详解】(1)I：若q为正电荷，轨迹是如图所示的上方与NN′相切的圆弧，则有
由几何关系
解得
II：若q为负电荷，轨迹如图所示的下方与NN′相切的圆弧，则有
解得
(2)经过Q点的带电粒子必为负电荷，带电粒子在磁场中运动的周期
①
②
联立①②解得
由于圆形磁场半径也为，根据几何关系得带电粒子在磁场中运动的总时间为
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
