北京市丰台区2022-2023学年高二上学期物理期末试卷

试卷更新日期：2023-01-10 类型：期末考试

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一、单选题

1. 下列物理量中，用来描述电场强弱和方向的是（）

A、电场力 B、电场强度 C、电势 D、电势能

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2. 电场线可以形象地描述电场。某一区域的电场线分布如图所示，A、B是电场中的两点。关于A、B两点电场强度的大小和电势高低的比较，下列说法正确的是（　　）

A、 $E_{A} > E_{B}$ ， $φ_{A} > φ_{B}$ B、 $E_{A} < E_{B}$ ， $φ_{A} < φ_{B}$ C、 $E_{A} > E_{B}$ ， $φ_{A} < φ_{B}$ D、 $E_{A} < E_{B}$ ， $φ_{A} > φ_{B}$

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3. 用绝缘柱支撑且彼此接触的导体A和B起初不带电，贴在下部的两片金属箔闭合。如图所示，把带正电荷的带电体C移近导体A，导体A、B下部的金属箔都会张开。下列说法正确的是（　　）

A、导体A所带的电荷量小于导体B所带的电荷量 B、导体A所带的电荷量大于导体B所带的电荷量 C、导体A下部的金属箔带负电，导体B下部的金属箔带正电 D、导体A下部的金属箔带正电，导体B下部的金属箔带负电

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4. 如图所示，把直流电源、定值电阻 $R$ 、电容器、电流表、电压表以及单刀双掷开关组装成实验电路，观察电容器的充放电现象。下列说法正确的是（　　）

A、电容器充电过程中，电路中的电流一直增大 B、电容器充电过程中，电容器的电容逐渐增大 C、电容器放电过程中，流过电阻 $R$ 的电流方向为 $a$ 到 $b$ D、电容器放电过程中，电压表示数减小

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5. 某品牌充电宝的参数如图所示。下列说法正确的是（　　）

产品净重	600g
电芯类型	锂聚合物电池
电池容量	50000mA·h
输入电压	12V
输出电压	12V
输出快充功率	66W

A、电池容量中的“

mA \cdot h

”是能量的单位 B、电池容量中的“

mA \cdot h

”是电容的单位 C、该充电宝能输出的电能最多为

2.16 \times 10^{6} J

D、该充电宝以快充功率可以持续供电约900小时

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6. 常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表（表头）改装而成的。如图所示为实验室中使用的电压表外观的示意图。由图中数据得出该电压表表头的满偏电流 $I_{g}$ 和“ $0 ～ 3V$ ”量程电压表的内阻 $R_{V}$ 分别为（　　）

A、 $1mA$ ， $100 Ω$ B、 $1mA$ ， $2900 Ω$ C、 $1mA$ ， $3000 Ω$ D、 $1 A$ ， $3000 Ω$

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7. 如图所示，电源电动势为 $E = 6V$ ，内阻为 $r = 1 Ω$ ，开关闭合后，电动机恰好正常工作。已知电动机额定电压为 $U_{M} = 4V$ ，线圈电阻为 $r_{M} = 0.5 Ω$ 。下列说法正确的是（　　）

A、电动机正常工作时的电流为 $8A$ B、电动机正常工作时发热的功率为 $32W$ C、电动机正常工作时消耗的电功率为 $32W$ D、电动机正常工作时输出的机械功率为 $6W$

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8. 如图所示，用电动势为E，内阻为r的干电池给两个完全相同的小灯泡L₁、L₂供电。开始时只闭合开关S₁ ，小灯泡L₁发光。若同时闭合开关S₁、S₂ ，下列说法正确的是（　　）

A、电源外电路的电阻增大 B、电源内电路的电压增大 C、小灯泡L₁的亮度不变 D、小灯泡L₁的亮度增大

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9. 利用磁感线可以形象地描述磁场。若纸面内有一条通电直导线，下列关于直导线周围的磁场描述正确的是（　　）

A、 B、 C、 D、

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10. 如图所示的实验中，能观察到灵敏电流计指针发生偏转的是（　　）

A、甲图中将导体棒 $a b$ 沿平行于磁感线方向移动 B、乙图中磁铁静止在线圈中 C、丙图中开关闭合，且电路稳定后 D、丙图中开关闭合，移动滑动变阻器的滑片 $P$ 时

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11. 如图所示，用绳吊起一个铝环，用磁铁的任意一极靠近铝环。下列说法正确的是（　　）

A、用磁铁 $N$ 极靠近铝环，铝环会被吸引 B、用磁铁 $S$ 极靠近铝环，铝环会被吸引 C、用磁铁 $N$ 极靠近铝环，铝环中的电流方向为逆时针方向（从左向右看） D、用磁铁 $S$ 极靠近铝环，铝环中的电流方向为逆时针方向（从左向右看）

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12. 如图所示，光滑导线框放在磁感应强度 $B = 0.1 T$ 的匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面。线框中接有 $R = 0.4 Ω$ 的定值电阻，线框的电阻不计。电阻为 $0.1 Ω$ 的导体棒 $a b$ 沿线框向右做匀速运动，长度 $l = 0.4 m$ ，运动的速度 $v = 5 m/s$ 。下列说法正确的是（　　）

A、流过电阻 $R$ 的电流方向为 $c \to d$ B、流过 $a b$ 棒的电流大小为 $0.4 A$ C、电阻 $R$ 两端的电压为 $0.04 V$ D、 $a b$ 棒受到的安培力大小为 $0.16 N$

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13. 如图甲所示， $A$ 、 $B$ 是某电场中一条电场线上的两点，一个负电荷从 $A$ 点由静止释放，仅在静电力的作用下从 $A$ 点运动到 $B$ 点，其运动的 $v - t$ 图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　）

A、这是一条匀强电场中的电场线 B、 $B$ 点的电势高于 $A$ 点的电势 C、从 $A$ 点运动到 $B$ 点，电荷的电势能增大 D、电荷在 $A$ 点受到的静电力小于在 $B$ 点受到的静电力

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14. 如图甲所示，金属导体的长度为 $L$ 、横截面积为S、单位体积内的自由电子数为 $n$ 。在导体两端加上恒定电压 $U$ ，导体内部产生恒定电场。在恒定电场的作用下，自由电子加速运动 $t_{0}$ 时间后与导体内部不动的粒子发生碰撞，碰撞后的速度可认为是0。忽略碰撞时间，电子定向运动的 $v - t$ 图像可简化为图乙所示。大量的自由电子定向运动的平均速率不随时间变化，在导体内部产生恒定电流。自由电子的质量为m，电量为e。下列说法正确的是（　　）

A、电子在恒定电场作用下定向移动的加速度 $a = \frac{U e}{m}$ B、电子在导体内定向移动的平均速率 $\bar{v} = \frac{U e}{2 L m} t_{0}$ C、 $Δ t$ 时间内通过横截面S的自由电子数目可表示为 $N = n S e Δ t$ D、导体的电阻为 $R = \frac{m L}{n e^{2} t_{0} S}$

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二、实验题

15. 在“测量金属丝的电阻率”实验中：

(1)、用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图所示，其读数应为

mm

。

(2)、某小组同学连接好电路后，实验测量时记录数据如下：

次数	1	2	3	4	5	6	7
U/V	0	0.30	0.70	1.00	1.50	1.70	2.30
$I / A$	0	0.06	0.16	0.22	0.34	0.46	0.52

由以上实验数据可知，他们测量金属丝的阻值 $R_{x}$ 采用的电路图是（选填“甲”或者“乙”）图。

(3)、该小组同学根据测量的数据在坐标系中描点，如图所示。请据此作出

U - I

图像。

(4)、由图像得到金属丝的阻值

R_{x} =

Ω

（结果保留2位有效数字）。

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16. 用电流表和电压表测电源电动势和内阻，实验电路如图所示。实验器材如下：

A．待测干电池一节

B．直流电流表（量程 $0 ～ 0.6 A$ ；量程 $0 ～ 3A$ ）

C．直流电压表（量程 $0 ～ 3V$ ）

D．滑动变阻器 $R_{1}$ （阻值范围为 $0 ～ 20 Ω$ ）

E．滑动变阻器 $R_{2}$ （阻值范围为 $0 ～ 200 Ω$ ）

F．开关

G．导线若干

(1)、实验中电流表应当选择的量程为，滑动变阻器应当选择（选填“ $R_{1}$ ”或者“ $R_{2}$ ”）。

(2)、某同学根据测出的数据作出的 $U - I$ 图像如图所示，则实验中电源的电动势 $E =$ $V$ （结果保留3位有效数字），内电阻 $r =$ $Ω$ （结果保留2位有效数字）。

(3)、利用图像分析实验中由电表内阻引起的实验误差。实线是根据实验数据描点作图得到的 $U - I$ 图像；虚线是该电源的路端电压 $U$ 随电流 $I$ 变化的 $U - I$ 图像（没有电表内阻影响的理想情况），正确的是_______。

A、 B、 C、 D、

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三、解答题

17. 如图所示，带有等量异种电荷的两平行板之间有匀强电场，电场强度 $E = 2 \times 10^{3} N/C$ ，方向水平向右。电场中A、 $B$ 两点相距 $5cm$ ，连线与电场线平行。在A点由静止释放电荷量 $q = 4 \times 10^{- 8} C$ 的正电荷。求：

(1)、电荷受到的静电力 $F$ 的大小；

(2)、A、 $B$ 两点之间的电势差 $U_{A B}$ ；

(3)、电荷从A点运动到 $B$ 点过程中静电力做的功 $W$ 。

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18. 如图所示，真空区域中有垂直纸面向里、磁感应强度大小为 $B$ 的匀强磁场， $M N$ 是磁场的左边界，磁场区域足够大。质量为 $m$ 、电荷量为 $- q$ 的粒子（不计重力）以速度 $v$ 沿着垂直于 $M N$ 的方向，从 $P$ 点射入磁场。在磁场中运动一段时间后又从 $M N$ 边界上的 $Q$ 点射出磁场。

(1)、画出粒子在磁场中运动的轨迹；

(2)、求粒子在磁场中受到洛伦兹力的大小 $F$ ；

(3)、求粒子做圆周运动的轨道半径 $r$ ；

(4)、求粒子在磁场中运动的时间 $t$ 。

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19. 如图甲所示，宽为 $l$ 的光滑导轨与水平面成 $α$ 角，空间存在着垂直于导轨平面，方向斜向上的匀强磁场，磁感应强度大小为 $B$ 。质量为 $m$ 的通电金属杆静止在导轨上。已知重力加速度 $g$ 。

(1)、在图乙中画出从 $b$ 端看，金属杆在导轨上受力的示意图；

(2)、判断金属杆 $a b$ 中的电流方向；

(3)、求金属杆 $a b$ 中电流 $I$ 的大小。

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20. 通量是物理学中的重要概念，在物理学习中有着重要应用。

(1)、在研究磁场时我们定义了磁通量。如图甲所示，在磁感应强度为 $B$ 的匀强磁场中，面积为S的平面与垂直于B的平面间的夹角为 $α$ 。求穿过面积S的磁通量 $ϕ$ ；

(2)、类比磁通量的概念，在电场中可以定义“电通量 $ϕ_{E}$ ”。已知电场强度为 $E$ 的匀强电场中有一个垂直于电场方向的平面，面积为S。写出穿过这一面积的电通量的表达式。

(3)、利用（2）的结论及所学知识证明：如图乙所示，在电荷量为 $q$ 的点电荷的电场中，穿过以点电荷所在位置为球心的任意球面的电通量为定值。

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21. 带电粒子的电荷量和其质量的比值叫比荷。一种测定电子比荷的实验装置如图所示。真空玻璃管内阴极 $K$ 发出电子，经阳极A与阴极 $K$ 之间的高压加速后，形成一细束电子流。电子束沿平行于极板的方向进入两极板 $C$ 、 $D$ 间，两极板间距离为d、长度为 $L_{1}$ 。若两极板 $C$ 、 $D$ 间无电压，电子将打在荧光屏上的 $O$ 点， $O$ 点到极板右侧的距离为 $L_{2}$ 。若在两极板间加偏转电压 $U$ ，则离开极板区域的电子将打在荧光屏上的 $P$ 点， $P$ 点到 $O$ 点的距离为 $y$ 。若极板间再施加一个磁感应强度为 $B$ 、垂直纸面方向的匀强磁场，则电子在荧光屏上产生的光点又回到 $O$ 点。电子的重力可忽略不计。

(1)、判断 $C$ 、 $D$ 间磁场的方向；

(2)、求电子射入极板 $C$ 、 $D$ 时的速度 $v$ ；

(3)、求电子的比荷；

(4)、请你再设计一种能够测量带电粒子比荷的方案。要求：利用电场、磁场来控制带电粒子的运动，说明需要测量的物理量，并写出比荷的表达式（用测量量表示）。

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