安徽省蚌埠市怀远县2023-2024学年高二上学期期末考试物理试题

试卷更新日期：2024-01-12 类型：期末考试

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一、单选题（8题，共32分）

1. 在科学发展史上，很多科学家做出了杰出的贡献。他们在物理学的研究过程中应用了很多科学的思想方法。下列叙述不正确的是（）

A、法拉第首先提出用电场线描绘抽象的电场，这是一种形象化的研究方法 B、用点电荷来代替实际带电体是采用了理想化物理模型的方法 C、库仑得出库仑定律并测出了元电荷e的数值 D、电场强度的表达式E= $\frac{F}{q}$ 和电势差的表达式U= $\frac{W}{q}$ 都是利用比值法得到的定义式

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2. 如图所示，直线a为电源的I-U图线，曲线b为灯泡的I-U图线，用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率和电源的总功率分别为（　　）

A、1.6 W，2 W B、1.6 W，6.4 W C、2 W，2 W D、2 W，6.4 W

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3. 下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解，其中正确的是（）

A、根据电场强度的定义式 $E = \frac{F}{q}$ 可知，电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量成反比 B、根据电势差的定义式 $U_{A B} = \frac{W_{A B}}{q}$ 可知，带电荷量为 $1 C$ 的正电荷，从 $A$ 点移动到 $B$ 点克服电场力做功为 $1 J$ ，则 $A$ 、 $B$ 两点间的电势差为 $- 1 V$ C、根据真空中点电荷的电场强度公式 $E = k \frac{Q}{r^{2}}$ 可知，电场中某点的电场强度与场源电荷所带的电荷量无关 D、根据电容的定义式 $C = \frac{Q}{U}$ 可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比

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4. 一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为10V、17V、26V。下列说法正确的是（　　）

A、电场强度的大小为2.5V/cm B、坐标原点处的电势为2V C、电子在a点的电势能比在b点的小7eV D、电子从b点运动到O点，电场力做功为16eV

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5. 在新农村建设的街道亮化工程中，全部使用太阳能路灯，如图是某行政村使用的太阳能路灯的电池板铭牌，则电池板的内阻值约为（　　）

A、0.14 $Ω$ B、7.35 $Ω$ C、6.23 $Ω$ D、0.16 $Ω$

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6. 如图所示，a、b、c、d、e是两个等量异种点电荷形成的电场中的等差等势面，一电荷量为q的带正电的粒子，只受该电场的作用，在该电场中运动的轨迹如图中实线 $M P N$ 所示，已知电场中b、c两等势面的电势分别为 $φ_{b} 、 φ_{c}$ 。则下列说法正确的是（）

A、 $φ_{b} < φ_{c}$ B、带电粒子经过P点和N点时速度相同 C、带电粒子从M点运动到N点电场力做的功为 $q (φ_{b} - φ_{c})$ D、带电粒子在M点的加速度小于在N点的加速度

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7. 在真空中M、N两点分别放有异种点电荷＋2Q和－Q，以MN连线中点O为中心作一圆形路径abcd，a、O、c三点恰好将MN四等分，b、d为MN的中垂线与圆的交点，如图所示，则下列说法正确的（　　）

A、a、b、c、d四点电场强度的大小关系是E_a＞E_c ， E_b＝E_d B、a、b、c、d四点电势的关系是φ_a＜φ_c ， φ_b＝φ_d C、在MN的连线上，O点的电场强度最小 D、将带负电的试探电荷由b沿直线移动到d的过程中，其电势能始终不变

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8. 如图，真空中有三个点电荷固定在同一直线上，电荷量分别为 $Q_{1}$ 、 $Q_{2}$ 和 $Q_{3}$ ， P点和三个点电荷的连线与点电荷所在直线的夹角分别为 $90 °$ 、 $60 °$ 和 $30 °$ 。取无穷远处电势为零，若P点处的电场强度为零，则下列说法正确的是（　　）

A、 $Q_{1}$ 、 $Q_{3}$ 可能为异种电荷 B、 $Q_{1}$ 、 $Q_{3}$ 一定为同种电荷 C、P点的电势一定大于零 D、P点的电势一定小于零

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二、多选题（共10分）

9. 如图所示，一足够长的通电直导线水平放置，在导线的正下方有一闭合矩形线圈abcd与导线在同一平面内，且ad边与导线平行，下列情形中能使线圈产生感应电流的是（　　）

A、线圈沿平行于导线的方向向右平移 B、线圈以导线为轴转动 C、线圈绕bc边转动 D、线圈不动，逐渐增大直导线中的电流

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10. 如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，当滑动变阻器R₂滑片向右滑动后，理想电流表A₁、A₂的示数变化量的绝对值分别为ΔI₁、ΔI₂ ，理想电压表示数变化量的绝对值为ΔU。下列说法中正确的是（　　）

A、电压表V的示数减小 B、电流表A₂的示数变小 C、ΔU与ΔI₁比值一定小于电源内阻r D、ΔI₁<ΔI₂

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三、实验题（共16分）

11. 某学习小组用两种不同的金属电极插入柠檬做了一个“水果电池”，如图a所示。将该水果电池给“1.5V、0.3A”的小灯泡供电，发现小灯泡不发光，检查电路无故障，测量电路中的电流，发现读数不足3mA。

(1)、你认为电路中电流不足3mA的原因是；

(2)、为了测量水果电池的电动势和内阻，进行如下实验，电路图如图b所示。请按照电路图，将图c中的实物图连线补充完整。

(3)、连好电路后闭合开关，发现滑动变阻器在阻值较大范围内调节时，电压表示数变化不明显，其原因是所选用的滑动变阻器；

(4)、按要求更换滑动变阻器后，调节滑动变阻器，记录电压表和微安表的示数。作出 $U - I$ 图像，如图d所示。由图像求得水果电池的电动势E=V，内阻r= $k Ω$ （结果保留三位有效数字）。

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12. 在“测定金属的电阻率”的实验中。

(1)、用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为mm；

(2)、用游标卡尺测量金属丝的长度，示数如图所示，读数为cm；

(3)、为了减少实验误差，并要求在实验中获得较大的电压调节范围，请在虚线框中画出电路原理图；

(4)、请根据（3）中设计的电路图，连接实物图；

(5)、两电表的示数分别如图所示（电压表量程0～3V，电流表量程0～0.6A），电压表读数V，电流表读数A。根据以上实验数据，则该金属材料的电阻率为（保留两位有效数字）。

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四、解答题（共42分）

13. “天宫一号”是中国第一个空间实验室，“天宫一号”空间应用系统开展了太阳与地磁活动指数的中期预测等研究，其成果已成功应用于中国首次载人交会对接任务的空间环境预报。如图所示，太阳电池帆板可以为空间飞行提供动力和能源，假设“天宫一号”正绕地球做匀速圆周运动，运动方向与太阳帆板两端M、N的连线垂直，太阳帆板的面积 $S = 38 m^{2}$ ，在图示位置地磁场与太阳帆板垂直，磁感应强度 $B = 1.0 \times 10^{- 5} T$ ，太阳帆板和空间站都是通电性能良好的导体。

(1)、在太阳帆板上将一个灵敏电流计与M、N相连构成闭合电路，试判断电流计指针能否偏转，并说明理由；

(2)、如果在图示位置太阳帆板绕MN连线转过30°角，则穿过线圈的磁通量是多少？

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14. 如图所示电路中，电源电动势E＝10V，内电阻不计，电阻R₁＝14Ω，R₂＝6.0Ω，R₃＝2.0Ω，R₄＝8.0Ω，R₅＝10Ω，电容器的电容C＝2μF，求：

(1)、电容器所带的电荷量，并说明电容器哪个极板带正电；

(2)、若R₂突然断路，将有多少电荷量通过R₅？

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15. XCT是计算机X射线断层扫描技术的简称，XCT扫描机可用于对多种病情的探测。下图甲是某种XCT机主要部分的剖面图，其中产生X射线部分的示意图如图乙所示。图乙中M、N之间有一加速电场，电子束经电场加速后，沿中点进入虚线框内的匀强偏转场S：经调节后电子从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进，打到水平圆形靶台上的中心点P，产生X射线（如图中带箭头的虚线所示）。
已知电子的质量为 $m$ ，带电荷量为 $e$ ， $M N$ 两端的电压为 $U_{0}$ ，偏转场区域水平和竖直宽度均为 $L_{0}$ ，靶台中心P点距离偏转场右边界的水平距离为 $1.5 L_{0}$ 。忽略电子的重力影响，不考虑电子间的相互作用及电子进入加速电场时的初速度，不计空气阻力。

(1)、若偏转场S为竖直向上的匀强电场，当所加偏转电场强度为 $E$ 时，电子能够恰好能击中P点，求此时 $M N$ 中电子束距离靶台的竖直高度 $H$ ；

(2)、若偏转场S为垂直纸面向里的匀强磁场，若使电子束恰好沿下边界射出偏转场S，并恰好能够击中P点，求此时匀强磁场的磁感应强度 $B$ 的大小，以及 $M N$ 中电子束距离靶台的竖直高度 $H^{'}$ 。

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