安徽省蚌埠市2023-2024學年高二上學期期末考試物理試題（含答案）

安徽省蚌埠市2023-2024學年高二上學期期末考試物理試題姓名：__________班級：__________考號：__________題號一二三四總分評分一、單選題（8題，共32分）1．在科學發(fā)展史上，很多科學家做出了杰出的貢獻。他們在物理學的研究過程中應(yīng)用了很多科學的思想方法。下列敘述不正確的是（）A．法拉第首先提出用電場線描繪抽象的電場，這是一種形象化的研究方法B．用點電荷來代替實際帶電體是采用了理想化物理模型的方法C．庫侖得出庫侖定律并測出了元電荷e的數(shù)值D．電場強度的表達式E=Fq和電勢差的表達式U=W2．如圖所示，直線a為電源的I-U圖線，曲線b為燈泡的I-U圖線，用該電源和小燈泡組成閉合電路時，電源的輸出功率和電源的總功率分別為（）A．1.6W，2W B．1.6W，6.4WC．2W，2W D．2W，6.4W3．下面是某同學對電場中的一些概念及公式的理解，其中正確的是（）A．根據(jù)電場強度的定義式E=FB．根據(jù)電勢差的定義式UAB=WABq可知，帶電荷量為1C的正電荷，從A點移動到B點克服電場力做功為1J，則C．根據(jù)真空中點電荷的電場強度公式E=kQD．根據(jù)電容的定義式C=Q4．一勻強電場的方向平行于xOy平面，平面內(nèi)a、b、c三點的位置如圖所示，三點的電勢分別為10V、17V、26V。下列說法正確的是（）A．電場強度的大小為2.5V/cmB．坐標原點處的電勢為2VC．電子在a點的電勢能比在b點的小7eVD．電子從b點運動到O點，電場力做功為16eV5．在新農(nóng)村建設(shè)的街道亮化工程中，全部使用太陽能路燈，如圖是某行政村使用的太陽能路燈的電池板銘牌，則電池板的內(nèi)阻值約為（）A．0.14Ω B．7.35Ω C．6.23Ω D．0.16Ω6．如圖所示，a、b、c、d、e是兩個等量異種點電荷形成的電場中的等差等勢面，一電荷量為q的帶正電的粒子，只受該電場的作用，在該電場中運動的軌跡如圖中實線MPN所示，已知電場中b、c兩等勢面的電勢分別為φbA．φB．帶電粒子經(jīng)過P點和N點時速度相同C．帶電粒子從M點運動到N點電場力做的功為q(D．帶電粒子在M點的加速度小于在N點的加速度7．在真空中M、N兩點分別放有異種點電荷＋2Q和－Q，以MN連線中點O為中心作一圓形路徑abcd，a、O、c三點恰好將MN四等分，b、d為MN的中垂線與圓的交點，如圖所示，則下列說法正確的（）A．a(chǎn)、b、c、d四點電場強度的大小關(guān)系是Ea＞Ec，Eb＝EdB．a(chǎn)、b、c、d四點電勢的關(guān)系是φa＜φc，φb＝φdC．在MN的連線上，O點的電場強度最小D．將帶負電的試探電荷由b沿直線移動到d的過程中，其電勢能始終不變8．如圖，真空中有三個點電荷固定在同一直線上，電荷量分別為Q1、Q2和Q3，P點和三個點電荷的連線與點電荷所在直線的夾角分別為90°、60°A．Q1、Q3可能為異種電荷 B．Q1C．P點的電勢一定大于零 D．P點的電勢一定小于零二、多選題（共10分）9．如圖所示，一足夠長的通電直導線水平放置，在導線的正下方有一閉合矩形線圈abcd與導線在同一平面內(nèi)，且ad邊與導線平行，下列情形中能使線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（）A．線圈沿平行于導線的方向向右平移B．線圈以導線為軸轉(zhuǎn)動C．線圈繞bc邊轉(zhuǎn)動D．線圈不動，逐漸增大直導線中的電流10．如圖所示電路中，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，當滑動變阻器R2滑片向右滑動后，理想電流表A1、A2的示數(shù)變化量的絕對值分別為ΔI1、ΔI2，理想電壓表示數(shù)變化量的絕對值為ΔU。下列說法中正確的是（）A．電壓表V的示數(shù)減小B．電流表A2的示數(shù)變小C．ΔU與ΔI1比值一定小于電源內(nèi)阻rD．ΔI1<ΔI2三、實驗題（共16分）11．某學習小組用兩種不同的金屬電極插入檸檬做了一個“水果電池”，如圖a所示。將該水果電池給“1.5V、0.3A”的小燈泡供電，發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光，檢查電路無故障，測量電路中的電流，發(fā)現(xiàn)讀數(shù)不足3mA。（1）你認為電路中電流不足3mA的原因是；（2）為了測量水果電池的電動勢和內(nèi)阻，進行如下實驗，電路圖如圖b所示。請按照電路圖，將圖c中的實物圖連線補充完整。（3）連好電路后閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)滑動變阻器在阻值較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)時，電壓表示數(shù)變化不明顯，其原因是所選用的滑動變阻器；（4）按要求更換滑動變阻器后，調(diào)節(jié)滑動變阻器，記錄電壓表和微安表的示數(shù)。作出U?I圖像，如圖d所示。由圖像求得水果電池的電動勢E=V，內(nèi)阻r=kΩ（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。12．在“測定金屬的電阻率”的實驗中。（1）用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖所示，讀數(shù)為mm；（2）用游標卡尺測量金屬絲的長度，示數(shù)如圖所示，讀數(shù)為cm；（3）為了減少實驗誤差，并要求在實驗中獲得較大的電壓調(diào)節(jié)范圍，請在虛線框中畫出電路原理圖；（4）請根據(jù)（3）中設(shè)計的電路圖，連接實物圖；（5）兩電表的示數(shù)分別如圖所示（電壓表量程0～3V，電流表量程0～0.6A），電壓表讀數(shù)V，電流表讀數(shù)A。根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù)，則該金屬材料的電阻率為（保留兩位有效數(shù)字）。四、解答題（共42分）13．“天宮一號”是中國第一個空間實驗室，“天宮一號”空間應(yīng)用系統(tǒng)開展了太陽與地磁活動指數(shù)的中期預(yù)測等研究，其成果已成功應(yīng)用于中國首次載人交會對接任務(wù)的空間環(huán)境預(yù)報。如圖所示，太陽電池帆板可以為空間飛行提供動力和能源，假設(shè)“天宮一號”正繞地球做勻速圓周運動，運動方向與太陽帆板兩端M、N的連線垂直，太陽帆板的面積S=38m2，在圖示位置地磁場與太陽帆板垂直，磁感應(yīng)強度（1）在太陽帆板上將一個靈敏電流計與M、N相連構(gòu)成閉合電路，試判斷電流計指針能否偏轉(zhuǎn)，并說明理由；（2）如果在圖示位置太陽帆板繞MN連線轉(zhuǎn)過30°角，則穿過線圈的磁通量是多少？14．如圖所示電路中，電源電動勢E＝10V，內(nèi)電阻不計，電阻R1＝14Ω，R2＝6.0Ω，R3＝2.0Ω，R4＝8.0Ω，R5＝10Ω，電容器的電容C＝2μF，求：（1）電容器所帶的電荷量，并說明電容器哪個極板帶正電；（2）若R2突然斷路，將有多少電荷量通過R5？15．XCT是計算機X射線斷層掃描技術(shù)的簡稱，XCT掃描機可用于對多種病情的探測。下圖甲是某種XCT機主要部分的剖面圖，其中產(chǎn)生X射線部分的示意圖如圖乙所示。圖乙中M、N之間有一加速電場，電子束經(jīng)電場加速后，沿中點進入虛線框內(nèi)的勻強偏轉(zhuǎn)場S：經(jīng)調(diào)節(jié)后電子從靜止開始沿帶箭頭的實線所示的方向前進，打到水平圓形靶臺上的中心點P，產(chǎn)生X射線（如圖中帶箭頭的虛線所示）。已知電子的質(zhì)量為m，帶電荷量為e，MN兩端的電壓為U0，偏轉(zhuǎn)場區(qū)域水平和豎直寬度均為L0，靶臺中心P點距離偏轉(zhuǎn)場右邊界的水平距離為（1）若偏轉(zhuǎn)場S為豎直向上的勻強電場，當所加偏轉(zhuǎn)電場強度為E時，電子能夠恰好能擊中P點，求此時MN中電子束距離靶臺的豎直高度H；（2）若偏轉(zhuǎn)場S為垂直紙面向里的勻強磁場，若使電子束恰好沿下邊界射出偏轉(zhuǎn)場S，并恰好能夠擊中P點，求此時勻強磁場的磁感應(yīng)強度B的大小，以及MN中電子束距離靶臺的豎直高度H'

答案解析部分1．【答案】C【解析】【解答】A．法拉第首先提出用電場線描繪抽象的電場，這種形象化的研究方法，A不符合題意；B．用點電荷來代替實際帶電的電荷是采用了理想化物理模型的方法，B不符合題意；C．庫侖得出庫侖定律，但沒有測出元電荷e的數(shù)值，e的數(shù)值首先是由密立根測出的，C符合題意；D．電場強度是由電場本身決定的，電勢差是由電場與兩點的位置決定的，電場強度的表達式E=Fq和電勢差的表達式U=都是利用比值法得到的定義式，D不符合題意。故答案為：C。

【分析】密立根利用油滴實驗測量出元電荷的大??；其法拉第利用電場線描述電場；利用點電荷代替實際帶電體使用了理想模型法。2．【答案】B【解析】【解答】由圖可知，電源的電動勢為8V，小燈泡和此電源組成閉合回路時，電路中電流為0.8A，外電壓為2V，故電源的輸出功率為P電源總功率為P=EI=6.4故B正確，ACD錯誤。

故答案為：B。

【分析】了解a圖的橫縱坐標的物理意義，知道兩圖像交點為電流以及外電壓。3．【答案】B【解析】【解答】A．根據(jù)電場強度的定義式E=可知電場中某點的電場強度與試探電荷所帶的電荷量無關(guān)，A不符合題意；B．根據(jù)電勢差的定義式UAB=WABq可知，帶電荷量為1C的正電荷，從A點移動到BC．根據(jù)真空中點電荷的電場強度公式E=kQD．根據(jù)電容C=Q故答案為：B。

【分析】求解AB兩點間的電勢差，利用公式電荷在AB兩點間移動電場力所做的功除以電荷量即可。4．【答案】A【解析】【解答】A、電場強度為矢量，其中沿ca方向，電場強度為E沿cb方向的電場強度為E故勻強電場的電場強度為E=故A正確；

B、在勻強電場中，平行等間距的線段兩端點的電勢差相等，即φ解得φ故B錯誤；

C、根據(jù)E其中a、b的電勢分別為10V、17V，則

?Ep=Epa-Epb=-10eV+17eV=7eV

故C錯誤；

D、根據(jù)W=Uq可得

W=Uq=-(17-1)eV=-165．【答案】B【解析】【解答】題圖開路電壓即電源電壓，則r=故B正確，ACD錯誤。

故答案為：B。

【分析】題中銘牌中開路電壓為電源電動勢，根據(jù)閉合電路歐姆定律求解電池板內(nèi)阻。6．【答案】D【解析】【解答】A、曲線運動的合外力指向軌跡的凹側(cè)，帶電粒子帶正電，根據(jù)同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引，可得正電荷在上方，負電荷在下方，等勢面電勢由a到e逐漸降低，則φ故A錯誤；

B、在等勢面上移動電荷電場力不做功，則帶電粒子經(jīng)過P和N位置時速度大小相等，曲線運動的速度方向沿軌跡切線方向，故帶電粒子經(jīng)過P和N位置時速度方向不同，故B錯誤；

C、帶電粒子從M點運動到N點電場力做的功為W=故C錯誤；

D、M點等勢面稀疏，故電場強度小，則電場力小，加速度小，故D正確。

故答案為：D。

【分析】曲線運動的合外力方向為軌跡的凹側(cè)，則可判斷出上下電荷的正負情況，根據(jù)等勢面的高低判斷出b、c的電勢大??；等勢面上移動電荷電場力不做功，可得出速度的大小相等，再根據(jù)曲線運動的速度方向為軌跡的切線方向，得出速度的方向不同；根據(jù)W=Uq計算；根據(jù)等勢線的疏密程度得出結(jié)論。7．【答案】A【解析】【解答】A、設(shè)半徑為r，則a、c點的場強分別為

Ea=k·2Qr2+kQ(3r)2=19kQ9r2

Ec=k·2Q(3r)2+kQr2=11kQ9r2

故

Ea>Ec

由于8．【答案】B【解析】【解答】AB、若P點處的電場強度為零，則Q1和Q3在P點的和場強方向在PQ2的連線上，且兩電荷為同種電荷，故B正確，A錯誤；

CD、設(shè)Q1Q2=a，則PQ1=3a，PQ2=2a，PQ3=23a，P點處的電場強度為零，則

kQ2（2a）2=kQ1（3a）2cos30°+kQ3（23a）2cos9．【答案】C,D【解析】【解答】A、線i圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是線圈閉合，且線圈內(nèi)磁通量發(fā)生變化。如果線圈沿平行于導線的方向向右平移，線圈中的磁通量不發(fā)生變化，故不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故A錯誤；

B、如果線圈以導線為軸轉(zhuǎn)動，線圈的磁通量不發(fā)生變化，不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故B錯誤；

C、如果線圈繞bc邊轉(zhuǎn)動，通電直導線周圍的磁場分布不均勻，在轉(zhuǎn)動的過程中，線圈中的磁通量會發(fā)生變化，所以會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C正確；

D、如果線圈不動，逐漸增大直導線中的電流，導線產(chǎn)生磁場會變強，線圈中的磁通量會增加，產(chǎn)生感應(yīng)電流，故D正確。

故答案為：CD。

【分析】熟悉產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件為線圈閉合，且線圈內(nèi)磁通量發(fā)生變化；直導線周圍的磁場方向由右手螺線管定則判斷。10．【答案】B,C【解析】【解答】B．當滑動變阻器滑片向右滑動后，滑動變阻器接入電路的電阻增大，外電路總電阻增大，則總電流減小，所以電流表A2的示數(shù)減小，B項正確；A．總電流減小，路端電壓增大，即電壓表V的示數(shù)增大，A項錯誤；D．根據(jù)并聯(lián)電路的電流規(guī)律有I2＝I1＋I，A2的示數(shù)I2變小，通過定值電阻R1的電流I增大，則A1的示數(shù)I1變小，所以ΔI1一定大于ΔI2，D項錯誤；C．電壓表測量路端電壓，根據(jù)閉合電路歐姆定律U＝E－I2r，可知ΔUΔI2＝r，而ΔI1大于ΔI2故答案為：BC。

【分析】滑動變阻器滑片向右滑動后，接入電路的電阻變大，結(jié)合閉合電路歐姆定律得出電流表2示數(shù)的變化情況，利用歐姆定律得出電壓表示數(shù)的變化情況，通過閉合電路歐姆定律以及串并聯(lián)電路進行分析判斷。11．【答案】（1）水果電池內(nèi)阻太大（2）（3）阻值偏小（4）1.55；21.9【解析】【解答】（1）水果電池的內(nèi)阻太大，使電路中的電流太小，從而不能使燈泡發(fā)光；

（2）根據(jù)電路圖連接實物圖，如圖所示

（3）由于水果電池內(nèi)阻很大，而滑動變阻器采用的是限流式接法，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，導致的原因是所選用的滑動變阻器阻值偏??；

（4）根據(jù)閉合歐姆定律可知縱截距為電源電動勢E=1.55V，內(nèi)阻為斜率的絕對值，則r=【分析】（1）由閉合電路歐姆定律得出電阻過大，電流過??；

（2）根據(jù)電路圖連接實物圖；

（3）滑動變阻器限流可得出，水果電池電阻大，移動滑動變阻器時，要時電壓表示數(shù)變化明顯，可知需滑動變阻器電阻較大。

（4）根據(jù)U?I圖的橫縱截距以及斜率求解。12．【答案】（1）6.858（2）1.05（3）（4）（5）1.20；0.50；8.4×10-3Ω/m【解析】【解答】（1）根據(jù)螺旋測微器的測量原理可知，直徑為D=6.5（2）根據(jù)游標卡尺的讀數(shù)規(guī)律可得，長度為L=10（3）要求在實驗中獲得較大的電壓調(diào)節(jié)范圍，則滑動變阻器需用分壓法；為了減少實驗誤差，則需采用電流表外接，電路圖如圖所示

（4）根據(jù)電路圖連接實物圖

（5）電壓表和電流表需要估讀，則電壓表讀數(shù)為1.20V；電流表讀數(shù)為0.50A；根據(jù)電阻定律結(jié)合歐姆定律

R=ρLS，R=UI，S=π(ρ=8.4×【分析】（1）（2）熟練掌握螺旋測微器和游標卡尺的讀數(shù)規(guī)律；

（3）（4）要求在實驗中獲得較大的電壓調(diào)節(jié)范圍，則滑動變阻器需用分壓法；為了減少實驗誤差，則需采用電流表外接；并連接電路；

（5）電流表和電壓表需要估讀；根據(jù)電阻定律結(jié)合歐姆定律求解電阻率。13．【答案】（1）電流計的指針不偏轉(zhuǎn)，因為穿過閉合回路的磁通量不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流；（2）根據(jù)Φ=BS解得Φ≈3.3×【解析】【分析】（1）閉合回路產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是磁通量發(fā)生變化；

（2）根據(jù)磁通量的表達式得出穿過線圈的磁通量。14．【答案】（1）解：設(shè)φd＝0，電容器兩板間的電壓即為a、b兩點間的電勢差，則a點電勢為φa＝φd＋ER電流由b點經(jīng)R4流到d點，則b點電勢為φb＝φd＋ER由φb>φa可知，電容器下板帶正電；b、a兩點間的電勢差Uba＝φb－φa＝5V電容器所帶的電量為Q＝CUba＝1.0×