甘肃省定西市临洮县2023-2024学年高二（上）期末物理试卷（含解析）

甘肃省定西市临洮县2023-2024学年高二（上）期末物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.关于点电荷，下列说法正确的是( )
A. 质量很小的带电体都可以看作点电荷
B. 当带电体的大小在研究的问题中可以忽略不计时，带电体可以看作点电荷
C. 只有正方形带电体才可以看作点电荷
D. 体积很大的带电体都不可看作点电荷
2.下列对能量守恒定律的认识正确的是( )
A. 黄河的水能是取之不尽，用之不竭的
B. 化石能源是凭空产生的
C. 一块石头从嵩山上滚下后静止，说明能量会凭空消失
D. 在自然界中，能量的总量保持不变
3.请用学过的电学知识判断，下列说法正确的是( )
A. 超高压带电作业的工人穿绝缘衣比穿金属衣安全
B. 打雷时，待在汽车里比待在木屋里要危险
C. 小鸟停在单根高压输电线上会被电死
D. 制作汽油桶的材料用金属比用塑料好
4.在内通过电解槽某一横截面向右迁移的正离子所带的总电荷量为，向左迁移的负离子所带的总电荷量为，那么电解槽中的电流为( )
A. B. C. D.
5.竖直向上抛出一质量为、初速度为的苹果，经苹果到达最高点，取重力加速度大小，则平均阻力大小是( )
A. B. C. D.
6.如图所示，框架面积为，框架平面与磁感应强度为的匀强磁场方向垂直，则下列有关穿过平面的磁通量的情况表述正确的是( )
A. 磁通量有正负，所以是矢量
B. 若使框架绕转过角，磁通量为
C. 若框架从初始位置绕转过角，磁通量为
D. 若框架从初始位置绕转过角，磁通量变化量为
7.如图所示，直角三角形中，点电荷、所带的电荷量分别为，，测得在处的某正点电荷所受静电力的合力方向平行于向左，则下列说法正确的是( )
A. 带正电，：： B. 带负电，：：
C. 带正电，：： D. 带负电，：：
二、多选题：本大题共3小题，共15分。
8.关于磁场，下列说法正确的是( )
A. 磁场不是真实存在的
B. 小磁针静止时极所指的方向规定为该点的磁场方向
C. 奥斯特首次揭示了电和磁的联系
D. 磁感应强度越大，磁通量就越大
9.如图为某静电场的一部分电场线的分布，下列说法正确的是( )
A. 这个电场可能是负点电荷形成的
B. 点处的电场强度不为零
C. 点电荷在点受到的静电力比在点受到的静电力大
D. 负电荷在点受到的静电力的方向与电场强度的方向相同
10.在如图所示的电路中，灯泡的电阻大于电源的内阻，闭合开关，将滑动变阻器滑片向左移动一段距离后，下列结论正确的是( )
A. 灯泡变暗
B. 电源的输出功率变大
C. 电容器上的电荷量增加
D. 电流表和电压表示数都变小
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.在“验证动量守恒定律”的实验中，先将入射小球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，在水平面上的记录纸上留下印读，多次重复操作，再把被碰小球放在斜槽轨道水平端的最右端处静止，让入射小球从斜槽轨道上原来的固定点由静止开始滚下，入射小球与水平端被碰小球相碰，碰后两小球分别落在记录纸上的、位置，重复操作多次。
入射小球的质量为，直径为，下列可选为被碰小球的是______。
A.质量为，直径为
B.质量为，直径为
C.质量为，直径为
确定小球的平均落点的方法是______。
入射小球的质量为，被碰小球的质量为，用图中所给字母写出实验需要验证的表达式 ______。
12.某研究性学习小组设计了如图甲所示的电路，用来描绘电阻的伏安特性曲线。图甲中为直流电源，为开关，为单刀双掷开关，为电压表，为电流表，为滑动变阻器。
实验时，闭合之前，需要将的滑片置于______填“”或“”端；当用电流表外接法测量时，应置于位置______填“”或“”。
研究小组先后将置于和，测得数据后在坐标纸上描点作图，如图乙所示，得到两条伏安特性曲线，请根据描出的点画出图线，其中置于时对应的图线是______填“”或“”。
四、计算题：本大题共3小题，共41分。
13.在如图所示的电路中，电源的电动势、内阻，小型直流电动机的内阻。闭合开关后，电动机正常转动，理想电流表的示数，求：
整个电路的热功率；
电动机的机械功率；
电源的效率。
14.如图，一质量为的物块静止在桌面边缘，桌面离水平地面高度为，质量为的子弹以水平速度射入物块后，以水平速度射出物块．重力加速度为求：
此过程中损失的机械能；
此后物块落地点离桌面边缘的水平距离．
15.如图所示，平行板电容器竖直放置，板带正电，板接地，在平行板正中间点处有一微粒，已知两平行板间距为，微粒质量为，电荷量为，重力加速度大小为，微粒处于平衡状态。
判断微粒所带电的电性；
求电场强度大小；
求微粒的电势能。
答案和解析
1.
【解析】点电荷是指带一定电荷量，忽略带电体的大小和形状的一种理想化模型，由带电体看作点电荷的条件可知，当电荷的形状、大小对所研究问题的影响可以忽略时，就可以看成点电荷，与带电体形状、体积大小、质量大小无关，故ACD错误，B正确。
故选：。
2.
【解析】由能量守恒定律可知，水能的使用过程存在能量耗散，不是取之不尽，用之不竭的，能量不会凭空消失也不会凭空产生，能量只会从一个物体转移到另一个物体，整个自然界中的能量的总量保持不变，所以ABC错误，D正确。
故选：。
3.
【解析】金属衣能够产生静电屏蔽作用，从而确保金属衣内工人的安全，可知，超高压带电作业的工人穿金属衣比穿绝缘衣安全，故A错误；
B.打雷时，待在汽车里实际上更安全。这是因为汽车的外壳是金属制成的，可以形成静电屏蔽，即金属外壳能够屏蔽外部的雷电电场，保护内部人员不受伤害，而木屋则没有这样的屏蔽效果，如果木屋被雷电击中，那么内部人员可能会受到电击，故B错误；
C.当小鸟停在单根高压输电线上时，由于小鸟两脚间的电势差较小，因此停在单根高压输电线上不会被电死，故C错误；
D.制作汽油桶的材料用金属可以及时将产生的静电导走，防止静电危害，使汽油更安全，因此制作汽油桶的材料用金属比用塑料好，故D正确。
故选：。
4.
【解析】，正离子与负离子形成的电流同向，内通过横截面的电荷量为
则
所以A正确，BCD错误。
故选：。
由题计算出内通过截面正离子与负离子电量绝对值之和，根据电流的定义，求解电流。
本题是电流定义式的应用，关键确定通过导体截面的电量，当电流由正负离子向相反方向定向移动形成时，电量等于正离子与负离子电量绝对值之和。
5.
【解析】苹果向上运动的加速度大小为
对苹果受力分析，苹果受重力和阻力，由牛顿第二定律可得
解得，故ACD错误，B正确。
故选：。
6.
【解析】磁通量为标量，只有大小，没有方向，但有正负，故A错误；
B.使框架绕转过角，磁通量为：，故B错误；
C.若框架从初始位置绕转过角，线圈平面与磁场平行，磁通量为，故C正确；
D.若框架从初始位置绕转过角，磁通量变化量为：，故D错误。
故选：。
磁通量为标量，只有大小，没有方向，但有正负；磁通量公式，其中为有效面积，磁通量的变化量。
本题主要考查了磁通量，解题关键是掌握磁通量为标量，磁通量公式，其中为有效面积。
7.
【解析】正电荷受到电场力方向与电场强度方向相同，故点电荷、在位置激发的合场水平向左，可知点电荷带正电，带负电，设，则，点电荷在位置激发的电场强度为
点电荷在位置激发的电场强度为
、的矢量和水平向左，则
解得
：：，故B正确，ACD错误；
故选：。
8.
【解析】、磁场虽然看不到、摸不着，但是真实存在的，故A错误；
B、规定小磁针静止时极所指的方向为该点的磁场方向，故B正确；
C、奥斯特发现电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系，故C正确；
D、磁通量可以理解为穿过线圈的磁感线的条数，磁感应强度大，若线圈平面与磁场方向平行，穿过线圈的磁通量为，故D错误。
故选：。
9.
【解析】根据点电荷周围的电场特点可知，负点电荷形成电场的电场线为辐射状的直线，故A错误；
B.电场线的疏密表示电场的强弱，没有电场线的地方并不是电场强度为零，故B正确；
C.因为电场线越密的地方电场强度越大，可知
又
则点电荷在点所受到的静电力比在点所受静电力大，故C正确；
D.负电荷在点受到的静电力的方向与电场强度的方向相反，故D错误。
故选：。
10.
【解析】将滑动变阻器滑片向左移动一段距离后，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，根据闭合电路的欧姆定律可知电路中电流变小，电流表示数变小，则灯泡变暗；由闭合电路欧姆定律可得：，可知路端电压变大，电压表示数变大，故A正确，D错误；
C.电压表示数变大，灯泡两端电压减小，则电容器两端电压变大，由可知电容器上的电荷量增加，故C正确；
B.当外电路电阻等于电源的内阻时，电源的输出功率最大，灯泡的电阻大于电源的内阻，则外电路电阻比大，可知当滑动变阻器接入电路中的电阻变大时，外电路电阻越大，此时输出功率越小，故B错误。
故选：。
11. 用圆规画尽可能小的圆，把所有的落点圈在里面，圆心即是小球平均落点的位置
【解析】为了防止入射球反弹，应用质量大的小球去碰撞质量小的小球；同时两球的半径应该相等，故选：。
确定小球的平均落点的方法是用圆规画尽可能小的圆，把所有的落点圈在里面，圆心即是小球平均落点的位置。
根据动量守恒：
入射小球前后两次分别落在、点，小球做平抛运动的时间相等，则
则
故答案为：；用圆规画尽可能小的圆，把所有的落点圈在里面，圆心即是小球平均落点的位置；。
12.
【解析】为防止接通开关时电压过大烧坏电表，电压表示数从零开始调节，故闭合之前，需要将的滑片置于端；
当用电流表外接法测量时，应置于位置；
用一条直线连接各点，得到的图线如下：
分析可知当电流表采用外接法时，由于电压表的分流作用，测得待测电阻阻值会偏小；当电流表采用内接法即置于位置时，由于电流表的分压作用，测得待测电阻阻值会偏大，结合图像的斜率表示电阻可知置于时对应的图线是。
故答案为：、；、。
从安全的角度考虑，应使分出的电压为零。根据外接法的要求确定接线柱的位置；
将图中已经描出的点尽量画在一条直线上，得到图象。由题图丙可知第一次操作时元件的电阻始终小于第二次操作过程元件的电阻，从而确定哪个图线。
掌握实验的原理与操作是解决本题的关键，图像与原点连线的直线的斜率不相等是突破点。
13.解：根据电热功率公式，可得整个电路的热功率为：
电路中电流表的示数为，根据闭合电路欧姆定律可知，电动机的电压为：
电动机的总功率为：
电动机的发热功率为：
电动机的输出功率，即机械功率为：
电源消耗的总功率：
电源的效率：
答：整个电路的热功率为；
电动机的机械功率为；
电源的效率为。
14.解：设子弹穿过物块后物块的速度为，由动量守恒定律得：
解得
系统的机械能损失为
由式得
设物块下落到地面所需时间为，落地点距桌面边缘的
水平距离为，则：
由式得
此过程中系统损失的机械能为；
此后物块落地点离桌面边缘的水平距离为．
15.解：微粒处于平衡状态，受到的电场力与重力平衡，则微粒受到的电场力方向竖直向上，与电场方向相反，所以微粒带负电。
微粒处于平衡状态，有有
解得：
板接地，则点电势为
微粒的电势能为
解得：
答：微粒带负电；
电场强度大小为；
微粒的电势能为。
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