2022~2023学年天津南开区天津市崇化中学高二上学期期末物理试卷（PDF版含解析）

2022~2023学年天津南开区天津市崇化中学高二上学期期末物理试卷
一、单选题（本大题共8小题，每小题4分，共32分）
1、两个相同的金属小球A和B均带电，小球A带负电，电荷量为－Q。小球B带正电，电荷量为＋3Q。A和B均可
以看成点电荷，当两球距离为 时，两球之间的库仑力大小为F。现将A、B接触后，放到距离为2r的两点，两球
之间的库仑力大小为 。则下列说法正确的是（ ）
A.小球所带电荷量可能为任意的数值
B.金属小球A和B接触时，电子从小球B向小球A转移
C.
D.
2、关于电场强度和磁感应强度，下列说法正确的是（ ）
A.电场强度的定义式 ，电场中某点E和q电荷的电性电量均无关
B.由真空中点电荷的电场强度公式 可知，当r趋近于0时，E趋近于无穷大
C.由公式 可知，一小段通电导线在某处若不受磁场力，则说明此处一定无磁场
D.磁感应强度的方向就是置于该处的通电导线所受的安培力方向
3、下列有关通电导线和运动电荷受到磁场给他们的作用力方向的判断正确的是（　　）
A.
B.
C.
D.
4、如图所示，A、B为两个等量异号点电荷连线上的两点（其中B为连线中点），C为连线中垂线上的一点。今
将一带负电的试探电荷自A沿直线移到B再沿直线移到C，下列说法中正确的是（　　）
A.A点的电场强度比B点的电场强度小
B.B点的电势比C点的电势低
C.从A点移到B点的过程中，电场力对电荷做正功
D.从B点移到C点的过程中，电荷的电势能保持不变
5、随着生活水平的提高，电子秤已经成为日常生活中不可或缺的一部分，电子秤的种类也有很多，如图所示是
用平行板电容器制成的厨房用电子秤及其电路简图。称重时，把物体放到电子秤面板上，压力作用会导致平行
板上层膜片电极下移。则放上物体后（　　）
A.电容器的电容变小
B.电容器的带电量增大
C.极板间电场强度变小
D.膜片下移过程中，电流表有从a到b的电流
6、用如图所示的实验电路研究微型电动机的性能。当调节滑动变阻器 ，让电动机停止转动时，电流表和电压
表的示数分别为 A和 V；重新调节 ，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为 A和
V。则这台电动机（不计温度对电阻的影响）（　　）
A.正常运转时的机械功率为 W
B.正常运转时的机械功率为 W
C.正常运转时的发热功率为 W
D.正常运转时的消耗的电功率小于 W
7、在如图所示的电路中，E为电源，其内阻为r，L为小灯泡（其灯丝电阻可视为不变）， 、 为定值电阻
（ ）， 为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小，V为理想电压表。若将照射 的光
的强度减弱，则（　 ）
A.电压表的示数变大
B.电源输出功率变小
C.通过 的电流变小
D.小灯泡变亮
8、如图所示回旋加速器是由两个D形金属盒组成，中间网状狭缝之间加电压（电场）。两D形金属盒处于垂直
于盒底的匀强磁场中，两个半径为 的半圆型金属盒，接在电压为 、周期为 的交流电源上，位于圆心处的质
子源能不断产生质子（初速度可以忽略），质子在两盒之间被电场加速，已知质子的电荷量为 、质量为 ，忽
略质子在电场中运动的时间，不考虑加速过程中的相对论效应，不计质子重力，下列说法合理的是（　　）
A.粒子从磁场中获得能量
B.交流电源的周期等于
C.质子离开回旋加速器时的最大动能与交流电源的电压 成正比
D.质子在电场中加速的次数为
二、多选题（本大题共5小题，每小题5分，共25分）
9、某静电场的电场线如图中实线所示，虚线是某个带电粒子仅在静电力作用下的运动轨迹，下列说法正确的是
（　　）
A.粒子一定带正电荷
B.粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度
C.粒子在M点的动能大于它在N点的动能
D.粒子一定是从M点运动到N点
10、在傾角 的光滑导体滑轨的上端接入一个电动势 ，内阻 的电源，滑轨间距
，将一个质量 ，电阻 的金属棒水平放置在滑轨上，若滑轨周围加一匀强磁场，当闭合开关S
后，金属棒刚好静止在滑轨上，如图所示，则磁感应强度的大小和方向是（ ）
A.磁感应强度有最小值0.25T，方向垂直斜面向下
B.磁感应强度有最小值0.5T，方向垂直斜面向上
C.磁感应强度有可能值0.5T，方向水平向右
D.磁感应强度有可能值0.25T，方向水平向左
11、关于下列三幅图的说法正确的是（　　）
A.图甲是速度选择器示意图，由图无法判断出带电粒子的电性，不计重力的粒子能够沿直线匀速通过速度选择
器的条件是
B.图乙是磁流体发电机结构示意图，由图可以判断出 极板是发电机的正极，且增大磁感应强度可以增大电路
中的电流
C.图丙是质谱仪结构示意图，若图中磁场方向垂直于纸面向外，则该束带电粒子带正电
D.图丙是质谱仪结构示意图，打在底片上的位置越靠近狭缝 说明粒子的比荷 越大
12、如图，圆环形导体线圈 平放在水平桌面上，在 的正上方固定一竖直螺线管 ，二者直径相同、轴线重合，
螺线管与电源、滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列说法正确的是
（　　）
A.线圈 中将产生俯视逆时针方向的感应电流
B.穿过线圈 的磁通量变小
C.线圈 有扩张的趋势
D.线圈 对水平桌面的压力大于自身重力
13、在如图所示的 图像中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线Ⅱ为某一电阻 的
图像用该电源与电阻 组成闭合电路。由图像判断正确的是（　　）
A.电源的电动势为3V，内阻为
B.电阻 的阻值为
C.电源的效率为80％
D.电源的输出功率为4W
三、实验题（本大题共2小题，共15分）
14、某同学在实验室测量一新材料制成的圆柱体的电阻率
（1）用游标卡尺测其长度，示数如图甲所示可知其长度为 选填 mm；用螺旋测微器测量其横截面直径，
示数如图乙所示，可知其直径为 选填 mm。
（2）用多用电表粗测金属圆柱体的阻值：当选用“ × 10”倍率的电阻挡测量，发现多用电表指针偏转角度过大，
则该同学接下来应该进行的正确操作步骤，其合理的顺序为 选填 。（选填步骤前的字母代号）
A．将红表笔和黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点
B．旋转选择开关至交流电压最大量程处（或“OFF”挡），并拔出两表笔
C．将选择开关旋到“ × 1”挡
D．将选择开关旋到“ × 100”挡
E．将两表笔分别连接到被测铅笔内芯的两端，读出阻值Rx，断开两表笔
（3）若用“伏安法”测得流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端之间的电压为U，圆柱体的直径和长度分别用D、L
表示，则用D、L、I、U表示的电阻率的关系式为ρ = 。
15、李明同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材：
A．被测干电池一节、开关、导线若干
B．电流表：量程0 ~ 0.6A，内阻约0.5Ω
C．电压表：量程0 ~ 3V，内阻约为5kΩ
D．电压表：量程0 ~ 15V，内阻约为25kΩ
E．滑动变阻器：0 ~ 10Ω，2A
F．滑动变阻器：0 ~ 100Ω，1A
在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。
（1）在上述器材中，电压表应选择 ，滑动变阻器应选择 。（填写仪器前的代号）
（2）应该选择的实验电路是下图中的 （选填“甲”或“乙”）。
（3）根据实验中测得多组电压表和电流表的示数，在U—I坐标纸上描点如图所示，请同学们根据作图求出电源
的电动势E = V，电源内阻r = Ω。（保留两位小数）。
四、解答题（本大题共2小题，共28分）
16、一个电荷量为q=-2×10-8C，质量为m=1×10-14 kg的带电粒子，由静止经电压为U1=1 600 V的加速电场加速
后，立即沿中心线O1O2垂直进入一个电压为U2=2 400 V的偏转电场，然后打在垂直于O1O2放置的荧光屏上的P
点，偏转电场两极板间距为d=8 cm，极板长L=8 cm，极板的右端与荧光屏之间的距离也为L=8 cm。整个装置如
图所示，（不计粒子的重力）求：
（1）粒子出加速电场时的速度v0的大小；
（2）粒子出偏转电场时的偏移距离y；
（3）P点到O2的距离y′。
17、如图所示，在 的空间中存在沿 轴负方向的匀强电场，在 的空间中存在方向垂直 平面（纸
面）向外的匀强磁场，一电荷量为 、质量为 的带正电的粒子，比荷 C/kg，自 轴上的 点以
速率 m/s沿 轴正方向射入电场；然后经过 轴上的 点进入磁场，经磁场偏转后，经过坐标原点 返回
第一象限。已知 m， m，不计粒子重力。求：
（1）电场强度 的大小；
（2）磁感应强度 的大小；
（3）粒子从点 到第一次经过坐标原点 所用的时间 。
参考答案
一、单选题
1、
【答案】
C
【分析】
A．小球所带电荷量必须是元电荷（e = 1.60 × 10－19C）的整数倍，A为错误选项；
B．小球A、B接触后电荷中和一部分，它们所带总电荷为
总
它们分开后各自所带电荷量为
B球所带的正电荷量减少，说明电子从小球A转移到了小球B上，B为错误选项；
CD．小球A、B接触后电荷中和一部分，它们所带总电荷为
总
它们分开后各自所带电荷量为
分开后两球之间的库仑力大小为
之前两球的库仑力大小为
则有
C为正确选项，D为错误选项。
故答案为C。
2、
【答案】
A
【分析】
A．电场强度定义为正试探电荷受到的库仑力与其电荷量之比，电场强度的大小、方向与试探电荷的电性、电
量都无关，故A为正确选项；
B．点电荷是一个理想模型，所以实际中r不可能趋近于0，电场强度E也不可能趋近于无穷大，故B为错误选
项；
C．一小段通电导线在某处不受磁场力，不一定是该处没有磁场，也有可能是导线平行于磁感线，导致安培力为
零，故C为错误选项；
D．磁感应强度的方向就是磁场的方向，是置于该处的小磁针的N极所指的方向，故D为错误选项。
故答案为A。
3、
【答案】
C
【分析】
A．由左手定则可知，A图中的通电导线受水平向右的安培力，故A为错误选项；
B．由左手定则可知，B图中的通电导线受竖直向上的安培力，故B为错误选项；
C．由左手定则可知，C图中的运动电荷受垂直纸面向外的洛伦兹力，故C为正确选项；
D．由左手定则可知，D图中的运动电荷受竖直向上的洛伦兹力，故D为错误选项。
故答案为C。
4、
【答案】
D
【分析】
A．因A点电场线较B点密集，可知A点的电场强度比B点的电场强度大，选项A为错误选项；
B．等量异种电荷连线的中垂线是等势面，则B点的电势与C点的电势相等，选项B为错误选项；
C．试探电荷带负电，则从A点移到B点的过程中，电场力对电荷做负功，选项C为错误选项；
D．B点的电势与C点的电势相等，则从B点移到C点的过程中，电荷的电势能保持不变，选项D为正确选项。
故答案为D。
5、
【答案】
B
【分析】
ABD．根据电容器表达式
当两个极板的距离减小时，电容器的电容增大；再根据电容器定义式
由于电容器一直和电源相连，电压不变，当电容增大时，带电荷量增大，即电容器被充电，电流表有从b到a的
电流，AD为错误选项，B为正确选项；
C．由匀强电场公式得
所以当电压不变，两个极板的距离减小时，极板间电场强度变大，C为错误选项。
故答案为B。
6、
【答案】
A
【分析】
D．电动机停止转动时，由欧姆定律可知，电动机的电阻为
V
M A
电动机正常运转时，电动机消耗的电功率为
电 W W
D为错误选项；
C．电动机因发热而损耗的功率为
热 M W=16W
C为错误选项；
AB．电动机正常运转时的机械功率为
机 电 热 W W W
A为正确选项，B为错误选项。
故答案为A。
7、
【答案】
B
【分析】
ACD．将照射R3的光的强度减弱，则R3阻值增大，整个电路的外电阻增大，根据闭合电路欧姆定律，干路电流
减小，则r、R1的电流减小，内压、电压表示数都减小，而R2的电压增大电流增大，灯泡L的电流减小，也可以
根据串反并同可知，与R3串联的电压表示数减小，与它并联的电流变大，与它串联的小灯泡变暗，故ACD为错
误选项；
B．因为R1>r，R3阻值增大，电路中总电阻增大，如图，根据电源输出功率特点可知，电源输出功率减小，故B
为正确选项。
故答案为B。
8、
【答案】
D
【分析】
A．磁场只改变粒子速度方向，不改变粒子速度大小，故粒子不从磁场中获得能量，A为错误选项；
B．为了保证质子每次经过狭缝时均能被电场加速，交流电源的周期应等于质子做圆周运动的周期，即
B为错误选项；
C．当质子被加速到速度最大时，由洛伦兹力作为向心力可得
则最大动能为
k
可知粒子的最大动能与交流电源的电压 无关，C为错误选项；
D．每加速一次，粒子增加的动能为qU，则
k
可得质子在电场中加速的次数为
D为正确选项。
故答案为D。
二、多选题
9、
【答案】
A;B
【分析】
【详解】
A．由粒子的运动轨迹可知，粒子所受静电力沿着电场线的方向，所以粒子带正电荷，选项A正确；
B．电场线密的地方电场强度大，电场线疏的地方电场强度小，由题图可知，N点的场强大于M点的场强，粒子
在N点的受力大于在M点的受力，所以粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度，选项B正确；
C．若带正电的粒子从M点运动到N点，静电力做正功，粒子动能增大，若带正电的粒子从N点运动到M点，静
电力做负功，粒子动能减小，总之粒子在M点的动能小于它在N点的动能，选项C错误；
D．根据粒子运动的轨迹可以判断其受力的方向，但不能判断其运动的方向，选项D错误。
故选AB。
10、
【答案】
A;C
【分析】
AB．当磁场方向垂直斜面向下时，安培力沿斜面向上，此时安培力具有最小值，也就是B具有最小值，有
解得
故A为正确选项，B为错误选项；
C．当磁感应强度为0.5T，方向水平向右时，根据左手定则，此时安培力方向竖直向上，大小为
安
故安培力与重力平衡，此时斜面与金属棒之间无作用力，故C为正确选项；
D．当磁感应强度为0.25T，方向水平向左时，根据左手定则，此时安培力竖直向下，分析可得，此时金属棒不
可能平衡，故D为错误选项。
故答案为AC。
11、
【答案】
A;C;D
【分析】
A．图甲是速度选择器示意图，电场方向与磁场方向垂直，带电粒子进入复合场沿直线匀速运动，便可以飞
出，粒子受电场力和洛仑兹力，二力平衡，即
解得
不管粒子带正电还是带负电都可以匀速直线通过，所以无法判断粒子的电性，故A为正确选项；
B．图乙是磁流体发电机结构示意图，由图可以根据左手定则可判断出正离子向下偏转，所以 极板是发电机的
负极，故B为错误选项；
C．图丙是质谱仪结构示意图，若图中磁场方向垂直于纸面向外，根据左手定则可判断该束带电粒子带正电，故
C为正确选项；
D．图丙是质谱仪结构示意图，在电场中
在偏转磁场中，由牛顿第二定律得
解得
可知打在底片上的位置越靠近狭缝 说明粒子的比荷 越大，故D为正确选项。
故答案为ACD。
12、
【答案】
A;D
【分析】
AB．当滑动触头P向下移动时电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，通过线圈b的电流增大，从而判断出穿过线
圈a的磁通量增加，由右螺旋定则可知，线圈a的磁场方向向下，根据楞次定律可知，线圈a中感应电流方向应为
俯视逆时针方向，故B为错误选项，A为正确选项；
C．滑动触头向下滑动导致穿过线圈a的磁通量增加，则线圈面积减少阻碍磁通量的增加，则线圈a应有收缩的趋
势，故C为错误选项；
D．开始时，线圈a对桌面的压力等于线圈a的重力，当滑动触头向下滑动时，可以用“等效法”，即将线圈a和b看
作两个条形磁铁，不难判断此时两磁铁的N极相对，互相排斥，线圈a对水平桌面的压力将增大，故D为正确选
项。
故答案为AD。
13、
【答案】
A;B;D
【分析】
A．根据闭合电路欧姆定律得
分析图象可知，当I=0时，U=E，读出电源的电动势E=3V，内阻等于图线的斜率大小，则
故A为正确选项；
B．根据欧姆定律可知，伏安特性曲线的斜率表示电阻值，则电阻
故B为正确选项；
C．电源的效率
故C为错误选项；
D．图线的交点表示该电源直接与电阻R相连组成闭合电路时工作状态，由图读出电压U=2V，电流I=2A，则电
源的输出功率为
出=
故D为正确选项。
故答案为ABD。
三、实验题
14、
【答案】
50.25 2.150 CAEB
【分析】
（1）[1]游标卡尺的读数为
[2]螺旋测微器的读数为
（2）[3]当选用“ × 10”倍率的电阻挡测量，发现多用电表指针偏转角度过大，说明倍率选择大了，应更换小倍
率，所以将选择开关旋到“ × 1”挡，然后将红表笔和黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点，再将
两表笔分别连接到被测铅笔内芯的两端，读出阻值Rx，断开两表笔，最后旋转选择开关至交流电压最大量程处
（或“OFF”挡），并拔出两表笔。所以该同学接下来应该进行的正确操作步骤，其合理的顺序为CAEB。
（3）[4]由欧姆定律可知
由电阻定律得
其中
联立得，圆柱体的电阻率为
15、
【答案】
C E 甲 1.50 0.50
【分析】
（1）[1]干电池电动势约为1.5V，为了使电压表指针偏角较大，提高测量精度，电压表应选择C。
[2]滑动变阻器F最大阻值过大，回路电流太小不利于电流、电压的测量，滑动变阻器选择阻值较小的E即可。
（2）[3]由于干电池内阻较小，若采用乙图接法，电流表直接与电源串联，电流表的分压作用较明显，使内阻测
量误差较大，应采用甲图接法，即电流表外接法，减小测量误差。
故选甲。
（3）[4][5]根据数据点连线如画所示
由闭合电路欧姆定律可得
U = E－Ir
图线与纵轴交点表示电动势，可得
E = 1.50V
图线斜率绝对值表示内阻，可得
四、解答题
16、
【答案】
（1）8×104 m/s；（2）3×10-2 m；（3）0.09 m
【分析】
（1）由动能定理可得
代入数据解得
m/s
（2）粒子进入偏转电场后做类平抛运动，水平方向上
在竖直方向上
联立并代入数据，解得
m
（3）由几何知识知
解得
m
17、
【答案】
（1） N/C；（2） T；（3） s
【分析】
（1）粒子在电场中做类平抛运动，则有
解得
s N/C
（2）设粒子在P2点时的速度为v，且v与水平方向的夹角为α，则有
解得
m/s
粒子进入磁场做匀速圆周运动，设半径为R，洛伦兹力提供向心力，则有
如下图，设粒子过P2点的半径与水平方向夹角为β，则由几何关系得
m
联立得
T
（3）粒子进入磁场做匀速圆周运动，设周期为T，洛伦兹力提供向心力，则有
解得
粒子在磁场中由P2点运动到O点的时间为
s
则粒子从点 到第一次经过坐标原点 所用的时间为
s