2022-2023学年广东省揭阳市揭阳区重点中学高二（上）期末物理试卷
一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）
1. 下列三幅图反映了三种起电的方式，下列说法正确的是( )
A. 甲图是橡胶棒与毛皮摩擦后，把正电荷传给了毛皮，使橡胶棒带上了负电
B. 乙图无论小球带正电还是负电，与接触时都把电荷传给，，使箔片张开
C. 丙图中先把靠近的带电小球移开，再分开、，则、带上了等量异种电荷
D. 三种起电方式的实质都是电子的转移
2. 了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。以下符合事实的是( )
A. 丹麦物理学家奥斯特梦圆电生磁，并在此基础上发现了电磁感应现象
B. 安培提出分子电流假说，并总结出了磁生电过程中的定量关系
C. 法拉第发现了磁生电的条件，纽曼、韦伯提出了法拉第电磁感应定律
D. 麦克斯韦预言了电磁波，并用实验证实了电磁波的存在
3. 一电子射入固定在点的点电荷的电场中，电子仅在电场力的作用下运动，其运动轨迹如图中虚线所示。图中的实线是以为圆心等间距的同心圆，是粒子运动轨迹与最小圆的切点，，是粒子运动轨迹与另外两个圆的交点，则下列说法中正确的是( )
A. 电子的加速度 B. 电子的电势能
C. 电势 D. 电势差
4. 如图所示，在光滑的绝缘水平面上，有两个质量相等、相距为、带电荷量分别为和的小球甲、乙，在水平恒力作用下做匀加速直线运动。静电力常量为，则水平恒力的大小为( )
A. B. C. D.
5. 利用如图所示装置可探究感应电流产生的条件。线圈通过滑动变阻器和开关连接到电源上，线圈的两端连接到电流计上，把线圈装在线圈的里面。某同学发现闭合开关时，电流表指针向右偏转，由此可以判断( )
A. 断开开关时，电流表指针向右偏转
B. 线圈向上移动时，电流表指针向右偏转
C. 线圈中铁芯向上拔出时，电流表指针向右偏转
D. 滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流表指针向右偏转
6. 中国已经成为世界上高铁系统技术最全、集成能力最强、运营里程最长、运行速度最高、在建规模最大的国家，报道称。新一代高速列车牵引功率达，持续运行速度为，则新一代高速列车沿全长约的京沪线从北京到上海，在动力上耗电约为( )
A. B. C. D.
7. 年春天全世界发生新冠肺炎疫情，人们居家隔离，由于运动量减少，体重逐渐增加，体内的脂肪也逐步增多，我们可以用某型号脂肪测量仪如图甲所示来测量脂肪率。体液中含有钠离子、钾离子等金属离子而呈现低电阻，而体内脂肪几乎不导电。脂肪测量仪根据图甲人体电阻的大小来判断脂肪所占比例，模拟电路如图乙所示。测量时，闭合开关，测试者两手分别握两手柄、，则( )
A. 体型相近的两人相比，脂肪含量高者对应的电流表示数较大，电压表示数较小
B. 体型相近的两人相比，脂肪含量高者对应的电流表示数较小，电压表示数较小
C. 体型相近的两人相比，脂肪含量高者对应的电源效率高
D. 体型相近的两人相比，脂肪含量高者对应的电源输出功率大
二、多选题（本大题共3小题，共18.0分）
8. 在匀强磁场中，矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图乙所示，产生的交变电动势随时间变化规律的图像如图甲所示，已知发电机线圈内阻为，外接一只电阻为的灯泡，则( )
A. 电压表的示数为
B. 电路中的电流方向每秒改变次
C. 灯泡实际消耗的功率为
D. 电动势随时间变化的瞬时值表达式为
9. 下列应用，属于静电利用的是( )
A. 建筑物顶楼的避雷针
B. 热电厂大烟囱的除尘设备
C. 汽车生产过程中的车身喷漆设备
D. 油罐车运输燃料时车尾拖着的铁链
10. 一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有一正电荷电量很小固定在点。如图所示，用表示两极板间场强，表示电容器的电压，表示正电荷在点的电势能，若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，则( )
A. 变小，不变 B. 变大，不变 C. 变小，不变 D. 不变，不变
三、实验题（本大题共2小题，共20.0分）
11. 某实验小组设计了如图甲所示的电路，用于测量某金属的电阻率与电源电动势和内阻。其中电流表量程，内阻、电流表量程，内阻、电阻箱阻值范围、定值电阻。
图甲中虚线框内可视为一个量程为的电压表，则___________；
实验操作步骤如下：
如图乙所示利用螺旋测微器测量金属丝直径___________；
将该金属丝正确接入图甲电路，测得接入电路的金属丝长度；
合上开关，调节电阻箱，记录下电阻箱阻值和对应的电流表示数、电流表示数，并根据测量数据，做出如图丙所示的图像，则该金属丝的电阻率_______计算结果保留位有效数字
实验小组为得到电源电动势和内阻，由测量数据绘出如图丁所示图线，则图中纵坐标对应物理量是___________；
A. B. ． ．
12. 指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器。
多用电表未接入电路时，指针如图所示，需要调节部件___________选填“”“”或“”，使指针停在电流挡“”刻度线位置。
调节好后，将选择开关拨至“”直流电压挡测量电压，指针如图所示，则读数为___________。
下列四幅图选择开关均已旋转到合适挡位，下列操作正确的是___________。
A.甲图是用多用电表直流电压挡测量小灯泡两端的电压
B.乙图是用多用电表直流电流挡测量电路中的电流
C.丙图是用多用电表欧姆挡测量小灯泡的电阻
D.丁图是用多用电表欧姆挡测量二极管的反向电阻
如图甲所示为一多用电表，如图乙所示为一未知电阻，、为其两端接线柱，某实验小组利用该多用电表测量的阻值，主要步骤如下：
机械调零后，将红、黑表笔分别插入多用电表的“”“”插孔，并选择“”电阻挡；
进行欧姆调零时，需将红、黑表笔______填“短接”或“接、端”，再旋转部件______填“”或“”，使指针对准电流满偏处；
所有调试正确完毕后，将红表笔接待测电阻的端，黑表笔接端，则端电势______填“高于”“低于”或“等于”端电势。若多用电表的示数如图丙中虚线所示，为使测量更加精确，应将选择开关旋到______填“”“”或“”的倍率挡位上，并重新欧姆调零；调整后再次测量，多用电表的示数如图丙中实线所示，则______。
四、计算题（本大题共3小题，共34.0分）
13. 如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距，导轨平面与水平面成角，下端连接电阻。匀强磁场大小，方向与导轨平面垂直。质量为、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为；
求金属棒沿导轨由静止开始下滑初始时的加速度大小；
简述金属棒沿导轨由静止开始下滑的运动过程，求出当金属棒下滑速度达到稳定时，速度的大小。
14. 如图所示，点距坐标原点的距离为，坐标平面内有边界过点和坐标原点的圆形匀强磁场区域磁场方向垂直于坐标平面向里。有一电子质量为、的电荷量为从点以初速度平行于轴正方向射入磁场区域，在磁场中运动，从轴上的点射出磁场区域，此时速度方向与轴的正方向之间的夹角为，求
磁场的磁感应强度大小；
电子在磁场中运动的时间。
15. 已知质量为的带电液滴，以速度垂直射入竖直向下的电场强度为的匀强电场和水平向里的磁感应强度为的匀强磁场中，如图所示，液滴刚好能在此空间竖直平面内做匀速圆周运动。已知重力加速度为，求：
液滴所带电荷量及电性；
液滴做匀速圆周运动的半径；
撤去电场，液滴仍以速度从左边界垂直射入，当液滴在竖直方向的位移大小为时液滴的速度大小。
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了三种起电的方式，要注意电荷是守恒的。摩擦起电和感应起电的实质都电子发生了转移，只是感应起电是电子从物体的一部分转移到另一个部分．摩擦起电是电子从一个物体转移到另一个物体．
【解答】
A.橡胶棒与毛皮摩擦后，橡胶棒带负电，是因为电子从毛皮转移到橡胶棒，A错误；
B.小球带正电时，电子从与箔片转移到小球，使箔片带正电。小球带负电时，电子从小球转移到箔片带负电。两种情况均使箔片带同种电荷相斥，使箔片张开，B错误；
C.小球感应、，发生静电感应现象，、带上等量异种电荷。移开小球后，静电感应消失，分开后、均不带电，C错误；
D.三种起电方式的本质都是电子的转移。不带电的物体因失去电子显正电性，得到电子显负电性，电子在转移的过程中，电荷的总量保持不变，D正确。
故选D。
2.【答案】
【解析】
【分析】物理学的发展离不开各位物理学家的努力，在学习中应清楚他们的主要贡献。
【解答】英国物理学家法拉第梦圆磁生电，终于发现了电磁感应现象，A错误；
安培提出分子电流假说，法拉第通过实验研究，发现了磁生电的条件，而纽曼、韦伯在对理论和实验资料进行严格分析，先后总结出磁生电过程中的定量关系，后人称之为法拉第电磁感应定律，故B错误，C正确；
D.麦克斯韦预言了电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在。
3.【答案】
【解析】
【分析】
由电子的运动轨迹分析，电子受到点点电荷的静电力为斥力，所以点的点电荷带负电。电子离点越近，受到的斥力越大，其加速度也越大，点的点电荷对电子做负功，电子的电势能增加。
【解答】
A.由电子的运动轨迹可知，电子受到点点电荷的静电力为斥力，所以点的点电荷带负电。电子离点越近，受到的斥力越大，其加速度也越大，故A正确；
B.电子靠近点的运动过程中，点的点电荷对电子做负功，所以电子的电势能增加，故B错误；
C.离点越近电势越低、越远电势越高，故C错误；
D.由于各圆环的间距相等，而越往外，其电场强度越小，所以，选项D错误。
故选A。
4.【答案】
【解析】
【分析】
取两小球为整体做为研究对象，由牛顿第二定律求出加速度，再取乙为研究对象，结合牛顿第二定律求出力大小。
本题考查点电荷间的作用力。
【解答】
选甲、乙整体为研究对象，加速度，选乙为研究对象，列牛顿第二定律方程有，联立得，故C正确，ABD错误。
故选C。
5.【答案】
【解析】解：闭合开关时，穿过线圈的磁通量增加，电流表指针向右偏转；断开开关，穿过线圈的磁通量减小，电流表指针的向左偏转，故A错误；
B.线圈向上移动时，穿过线圈的磁通量减小，电流表指针的向左偏转，故B错误；
C.线圈中铁芯向上拔出时，穿过线圈的磁场减小，磁通量减小，电流表指针的向左偏转；
D.滑动变阻器的滑片向右滑动时，滑动变阻器连入电路中的电阻变小，电流变大，穿过线圈的磁场变大，磁通量增加，电流表指针的向右偏转。
故选：。
A.闭合开关时，穿过线圈的磁通量增加，电流表指针向右偏转；断开开关，穿过线圈的磁通量减小，据此判断电流表指针的偏转情况；
B.线圈向上移动时，穿过线圈的磁通量减小，据此判断电流表指针的偏转情况；
C.线圈中铁芯向上拔出时，穿过线圈的磁场减小，磁通量减小，据此判断电流表指针的偏转情况；
D.滑动变阻器的滑片向右滑动时，滑动变阻器连入电路中的电阻变小，电流变大，穿过线圈的磁场变大，磁通量变大，据此判断电流表指针的偏转情况。
本题主要考查了感应电流的产生及感应电流的方向，抓住“闭合开关时，电流表指针向右偏转”是判断电流表指针偏转方向的关键。
6.【答案】
【解析】
【分析】根据公式求出时间，再由公式求解消耗的电能。
解决本题的关键要掌握功率公式，由此变形求出电功，即消耗的电能。
【解答】列车从北京到上海的时间为：
在动力上耗电约为：，故B正确，ACD错误。
故选：。
7.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了欧姆定律中的动态分析，解题方法一般是先分析总电阻的变化、再分析总电流的变化、内电压的变化、路端电压的变化。
脂肪含量高者，电阻较大，由闭合电路的欧姆定律分析电流强度的大小，再分析电压表示数的大小、内电压的大小和路端电压的大小。
【解答】
体型相近的两人相比，脂肪含量高者人体电阻较大，则对应的电流表示数较小，则内电压和分得电压较小，则电压表示数较大，故AB错误；
C.体型相近的两人相比，脂肪含量高者电阻较大，根据，对应的电源效率较高，故C正确；
D.根据生活常识，人体电阻一定大于电源的内阻，脂肪含量高者人体电阻较大，外电路电阻与电源内阻相差越多，对应的电源输出功率较小，故D错误。
8.【答案】
【解析】A.该交变电动势的有效值为
根据闭合电路的欧姆定律可知
故A正确；
B.周期为，频率为，每圈电流方向改变次，所以电流方向每秒改变次，故B错误；
C.灯泡消耗的功率
故C正确；
D.根据题意
当时，电动势最大，线圈平面与磁场方向平行，故该交变电动势的瞬时值表达式为
故D错误。
故选AC。
9.【答案】
【解析】A.建筑物顶楼的避雷针属于静电的防止，故A不符题意；
D.油罐车运输燃料时车尾拖着的铁链，属于消除静电的积累，故D不符题意；；
热电厂大烟囱的除尘设备；汽车生产过程中的车身喷漆设备，都属于静电的利用，都利用了静电的吸附作业，故BC符合题意。
故选BC。
10.【答案】
【解析】
【分析】
抓住电容器的电荷量不变，结合电容的决定式和定义式，以及匀强电场的场强公式得出电场强度的变化，从而得出与下极板电势差的变化，得出点的电势变化和电势能变化．
解决本题的关键知道电容器与电源断开后其电荷量不变，掌握电容器的决定式，以及定义式要能熟练推导出场强的表达式，记住与无关的结论，有利于进行动态分析．
【解答】
平行板电容器充电后与电源断开后，电量不变。
将正极板移到图中虚线所示的位置时，板间距离减小，根据知，电容增大，根据，可知板间电压变小。
由、、得
由题意知，电容器所带电荷量不变，、也不变，则当两极板间距离变化时，板间场强不变。
由，可知与负极板间的距离不变，与负极板间的电势差不变，点的电势不变，正电荷在点的电势能不变。故AC正确，BD错误。
故选：。
11.【答案】；
均正确； 均正确；
。
【解析】
【分析】
解决该题的关键是掌握螺旋测微器的读数原理，知道用伏安法测电阻的原理来改装实验，掌握实验电路图的分析方法。
将小量程的电流表与分压电阻串联，可改装成电压表，由串联电路特点与欧姆定律可以求出串联电阻的阻值；
螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数。
根据电路图结合图丙选取电流表的大小，根据并联电路电压相等的特点求解金属丝的电阻大小，利用电阻率公式求出该金属丝的电阻率；
根据伏安法测电阻的基本原理结合电路图分析作出电源电动势和内阻的关系式进行处理。
【解答】
由串联电路特点与欧姆定律有电压表量程：，代入数据可得：；
由图示螺旋测微器可知，其示数为：。
根据并联电路电压相等的规律有：，由图丙选取坐标，，代入数据解得：；
根据电阻率公式：，变形可得：，代入数据可得：；
根据伏安法测电阻的基本原理结合电路图则有：，公式变形可得：，结合图像可知图中纵坐标对应物理量是，故A正确，BCD错误。
12.【答案】 短接 低于 或
【解析】多用电表未接入电路时，指针图所示，需要调节部件指针定位螺丝，使指针停在电流挡“”刻度线位置。
调节好后，将选择开关拨至“”直流电压挡测量电压，指针如图所示，则读数为。
使用多用电表时电流方向是“红进黑出”，甲图中红表笔应该接小灯泡的左端，故A错误；
B.乙图是用多用电表直流电流挡测量电路中的电流，红表笔接外部电源的正极，故B正确；
C.丙图是用多用电表欧姆挡测量小灯泡的电阻的话，应该把小灯泡与电源断开，故C错误；
D.丁图是用多用电表欧姆挡测量二极管的反向电阻的话，红表笔应该接二极管的正极左侧，故D错误。
故选B。
图甲中为机械调零旋钮，为欧姆调零旋钮，欧姆表调零时，需将红、黑表笔短接，然后旋动欧姆调零旋钮，使指针对准电流满偏处；
多用电表表笔中电流是“红进黑出”，因此欧姆表中黑表笔与内部电源正极相连，因此待测电阻端电势高，故端电势低于端电势；
根据图丙中虚线所示可知所选挡位偏大，应选用小倍率，故应将选择开关旋到“ ”倍率挡位上；
由图丙中实线所示可知
13.【答案】解：金属棒开始下滑的初速度为零，没有产生感应电动势，不受安培力，根据牛顿第二定律得
解得
金属棒做加速度逐渐减小的变加速运动，最后做匀速运动，设匀速运动的速度大小为。
由平衡条件得
又，，即得
联立解得
答：金属棒沿导轨由静止开始下滑初始时的加速度大小为；
金属棒做加速度逐渐减小的变加速运动，最后做匀速运动。当金属棒下滑速度达到稳定时，速度的大小为。
【解析】金属棒沿导轨由静止开始下滑初始时，没有感应电流，不受安培力，由牛顿第二定律求金属棒的加速度大小；
金属棒做加速度逐渐减小的变加速运动，最后做匀速运动，根据平衡条件求当金属棒下滑速度达到稳定时速度的大小。
解决本题时，要明确金属棒的受力情况，抓住安培力的可变性分析其运动过程，同时要熟练推导出安培力与速度的关系。
14.【答案】解：过点作电子出射速度方向的垂线交轴于点，则点为电子在磁场中运动轨迹的圆心，画出电子的运动轨迹。
由几何知识得
设电子在磁场中运动的轨迹半径为，
则 ，得：
又由洛伦兹力提供向心力，得：
则得：；
由几何知识
则粒子在磁场中飞行时间为
将代入得：。
【解析】该类题目首先根据题意正确画出粒子运动的轨迹，运用几何知识找出与之间的关系，是解决问题的关键。
根据题意画出粒子运动的轨迹，找出粒子轨迹半径与之间的关系，由洛伦兹力提供向心力列方程即可求得磁感应强度大小；
粒子在磁场中飞行时间为，是轨迹对应的圆心角，由几何知识确定圆心角，即可求解。
15.【答案】解：液滴受到三个力作用：重力、电场力与洛伦力因带电液滴刚好做匀速圆周运动，由洛伦力提供向心力，则液滴的重力与电场力相平衡，所以电场力方向竖直向上，而电场线方向向下，所以液滴带负电。
由于
解得
带电液滴在复合场中做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，
两式联立解得
撤去电场，洛伦兹力不做功，由动能定理：
得
【解析】根据液滴刚好能在竖直平面内做匀速圆周运动，电场力与重力相平衡，由洛伦兹力提供向心力，从而确定出液滴所受的电场力方向，分析出液滴的电性，并根据受力平衡条件，即可确定电荷量
根据牛顿第二定律，结合向心力表达式，即可求解液滴做匀速圆周运动的半径。
现撤去电场，由动能定理求解速度。
解决本题的关键是要明确匀速圆周运动的特征：合外力提供向心力，知道液滴的重力和电场力必须平衡，才能做匀速圆周运动。
第1页，共1页
