【期中真題】湖北省華中師范大學第一附屬中學2022-2023學年高二上學期期中考試物理試題.zip-試卷下載-教習網(wǎng)

華中師大一附中2022-2023學年度上學期高二期中檢測物理試題一、選擇題：本大題共11小題，每小題4分，共44分。在每小題給出的四個選項中，第1～7題只有一項符合題目要求；第8～11題有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。1. 鋰離子電池主要依靠鋰離子（）在正極和負極之間移動來工作，下圖為鋰電池放電時的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。該過程中從負極通過隔膜返回正極。已知該鋰電池的電動勢為，則（　　）A. 非靜電力做的功越多，電動勢越大B. 移動一個鋰離子，需要消耗電能C. “毫安·時”（）是電池儲存能量的單位D. 鋰離子電池放電時，電池內(nèi)部靜電力做負功，化學能轉(zhuǎn)化為電能【答案】D【解析】【詳解】A．只有非靜電力做功與所移動的電荷量的比值比較大時，電動勢才比較大，只是做功多，不能說明電動勢大，故A錯誤；B．根據(jù)電場力做功的公式得，把一個鋰離子從負極移動到正極需要消耗的電能應(yīng)該是，故B錯誤；C．根據(jù)電流定義式可知，“毫安·時”（）是電荷量的單位，故C錯誤；D．鋰離子電池放電時，從負極通過隔膜返回正極，電池內(nèi)部靜電力做負功，化學能轉(zhuǎn)化為電能，故D正確。故選D。2. a、b、c是靜電場中一直線上的三個點，從a點釋放一個初速度為零的正電子，僅在靜電力的作用下由a點經(jīng)b點運動到c點，以a點為坐標原點，其電勢能Ep隨位移x的變化關(guān)系如圖所示，則（） A. 該電場可能是孤立的點電荷產(chǎn)生的B. 正電子在a點的加速度小于在b點的加速度C. 電場中a點的電勢高于b點的電勢D. 正電子從a點到c點的過程中，動能先減小后增大【答案】C【解析】【詳解】A．若該電場是孤立的點電荷產(chǎn)生的，則由a點經(jīng)b點運動到c點，正電荷的電勢能應(yīng)該是逐漸增大或者逐漸減小，由圖可知，由a點經(jīng)b點運動到c點，正電荷的電勢能先減小后增大，所以該電場不是孤立的點電荷產(chǎn)生的，A錯誤；B．根據(jù)功能關(guān)系?Ep =－F?x得則電勢能Ep隨位移x的變化關(guān)系圖線斜率表示電場力，斜率的絕對值表示電場力的大小，由圖可知a點圖線斜率的絕對值大于在b點圖線斜率的絕對值，所以正電子在a點電場力大于在b點的電場力，則正電子在a點的加速度大于在b點的加速度，B錯誤；C．根據(jù)電場中電勢與正電子在該點電勢能的關(guān)系可知，電場中a點的電勢高于b點的電勢，C正確；D．根據(jù)能量轉(zhuǎn)化關(guān)系，正電子在電場中電勢能和動能之間相互轉(zhuǎn)化，a點到b點的過程中電勢能減小，動能增加，b點到c點的過程中電勢能增大，動能減小，則正電子從a點到c點的過程中，動能先增大后減小，D錯誤。故選C。3. 來自太陽和其他星體的宇宙射線中含有大量高能帶電粒子，若這些粒子都直接到達地面，將會對地球上的生命帶來危害。但由于地磁場（如圖所示）的存在改變了宇宙射線中帶電粒子的運動方向，使得很多高能帶電粒子不能到達地面。若不考慮地磁偏角的影響，關(guān)于上述高能帶電粒子在地磁場的作用下運動情況的判斷，下列說法中正確的是（　?。?/span>A. 若帶電粒子帶正電，且沿地球赤道平面射向地心，則由于地磁場的作用將向東偏轉(zhuǎn)B. 若帶電粒子帶正電，且沿地球赤道平面射向地心，則由于地磁場的作用將向西偏轉(zhuǎn)C. 若帶電粒子帶負電，且沿垂直地球赤道平面射向地心，則由于地磁場的作用將向南偏轉(zhuǎn)D. 若帶電粒子沿垂直地球赤道平面射向地心，它可能在地磁場中做勻速圓周運動【答案】A【解析】【詳解】AB．赤道平面的磁場方向平行于地面，由地理南極指向地理北極，帶正電的粒子沿地球赤道平面射向地心，由左手定則可知，其將受到地磁場的作用向東偏轉(zhuǎn)，故A正確，B錯誤；CD．帶電的粒子沿垂直地球赤道平面射向地心，運動方向與磁感線方向平行，不受洛倫茲力，粒子不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故C錯誤，D錯誤。故選A。4. 如圖所示，在與水平方向成60°的光滑金屬導(dǎo)軌間連一電源，在相距1 m的平行導(dǎo)軌上放一所受重力為3 N的金屬棒ab，棒上通以3A的電流，磁場的大小方向可變。要使金屬棒靜止，磁感應(yīng)強度的最小值為（　　） A. B. 1T C. D. 【答案】C【解析】【詳解】金屬棒受到重力、支持力和安培力，根據(jù)力的三角形，當安培力和支持力垂直時，安培力最小，則有磁感應(yīng)強度的最小值為故選C。5. 圖甲為某元件RU－I特性曲線，把它連接在圖乙所示電路中。已知電源電動勢E＝5V，內(nèi)阻r＝2Ω，定值電阻R0＝3Ω。閉合開關(guān)S后，電源的總功率約為（　?。?/span> A. 1.5W B. 2W C. 3W D. 3.25W【答案】B【解析】【詳解】設(shè)非線性元件的電壓為U，電流為I，由歐姆定律得U＝E－I(R0＋r)代入數(shù)據(jù)得U＝5－5I則可看成等效電源和等效內(nèi)阻的關(guān)系U＝E′－Ir′＝5－5I在U－I圖象中畫出如圖所示兩圖線交點坐標為(0.4 A，3.0 V)，則電源的總功率約為故選B。6. 一根粗細均勻的金屬導(dǎo)線，在其兩端加上電壓U0時，通過導(dǎo)線的電流為I0，導(dǎo)線中自由電子定向移動的平均速率為v，若將導(dǎo)線均勻拉長，使它的橫截面半徑變?yōu)樵瓉淼?/span>，再給它兩端加上電壓2U0，則（　?。?/span>A. 通過導(dǎo)線的電流為B. 通過導(dǎo)線的電流為C. 導(dǎo)線中自由電子定向移動的平均速率為D. 導(dǎo)線中自由電子定向移動的平均速率為v【答案】A【解析】詳解】AB．導(dǎo)線拉長前導(dǎo)線拉長后拉長前后體積不變根據(jù)歐姆定律有解得A正確，B錯誤；CD．根據(jù)電流的微觀定義式有解得CD錯誤。故選A。7. 如圖所示，A、B為水平放置的平行正對金屬板，在板中央分別有一小孔 M、N，D為理想二極管，R為滑動變阻器。閉合開關(guān)S，待電路穩(wěn)定后，將一帶負電荷的帶電小球從M、N的正上方P點由靜止釋放，小球恰好能運動至小孔N處。則下列說法中正確的是（　　）A. 若僅將B板稍微上移，帶電小球仍可以運動至N處B. 若僅將A板稍微上移，帶電小球?qū)o法運動至N處C. 若僅將變阻器的滑片上移，帶電小球?qū)o法運動至N處D. 斷開開關(guān)S，從P處將小球由靜止釋放，帶電小球?qū)o法運動至N處【答案】B【解析】【詳解】A．設(shè)P與N的豎直距離為H，平行板電容器兩極板間的電壓為U，距離為d，正對面積為s，由題可得小球由P到N用動能定理根據(jù)開關(guān)閉合，二極管左邊為負極右邊為正極，平行板電容器的公式得僅將B板稍微上移，電容增大，電容器充電，穩(wěn)定時平行板電容器上下極板的電壓U不變， N到P的距離變小為，假設(shè)小球仍可以運動到N點，速度為v，重新對小球由P點到N用動能定理得動能為負值，則帶電小球不可以運動至N處。故A錯誤；B．若將A板上移，板間距增大，電容減小，由于二極管左邊為負極右邊為正極，電容器無法放電，電量不變，則兩板間電壓增大，由B解析中方程分析可得到N處時動能為負值，則帶電小球不可以運動至N處，故B正確；C．若僅將變阻器的滑片上移，則滑動變阻器的電阻變大，電路穩(wěn)定時通過R0的電流減小，電阻R0兩端電壓變小，R0上端電勢降低，但二極管左邊為負極右邊為正極，無法放電，所以電容器兩端的電壓保持不變，則帶電小球仍恰好運動至N處。故C錯誤；D．斷開開關(guān)S，根據(jù)二極管左邊為負極右邊為正極，得電容器兩極板電荷不會減少，電壓不會變化。所以帶電小球仍可以運動至N處。故D錯誤。故選B。8. 如圖所示，為回旋加速器原理圖，D形金屬盒半徑為R，A處粒子源產(chǎn)生質(zhì)量為m、電荷量為的粒子，在加速電場中被加速，在勻強磁場中偏轉(zhuǎn)，所加磁場的磁感應(yīng)強度、加速電場的頻率均可調(diào)，磁場的磁感應(yīng)強度最大值為和加速電場頻率的最大值為，則下列說法正確的是（　　）A. 粒子獲得的最大動能與加速電壓有關(guān)B. 粒子第n次和第次進入磁場的半徑之比為C. 若，則粒子獲得的最大動能為D. 若，則粒子獲得的最大動能為【答案】D【解析】【詳解】A．當粒子出D形盒時，速度最大，動能也最大，由粒子的速度與電壓無關(guān)，動能與加速電壓無關(guān)，故A錯誤；B．粒子在加速電場中被加速，記經(jīng)過n次加速后速度為vn，由動能定理可得由上述分析可知，粒子第n次進入磁場的半徑為即故B錯誤；CD．由題意可知，加速電場頻率等于粒子在磁場中做勻速圓周運動的頻率，即當時，粒子的最大動能由fm決定，即則最大動能為故C錯誤，D正確。故選D。9. 如圖所示，一粒子發(fā)射源P位于足夠大絕緣板AB的上方處，能夠在紙面內(nèi)向各個方向發(fā)射速率為v、電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的粒子?？臻g存在垂直紙面向里的勻強磁場，不考慮粒子間的相互作用和粒子重力，已知粒子做圓周運動的半徑大小恰好為d，則（　?。?/span> A. 粒子能打在板上的區(qū)域長度是B. 粒子能打在板上的區(qū)域長度是C. 粒子從出發(fā)至打到板上的最短時間為D. 粒子從出發(fā)至打到板上的最長時間為【答案】BD【解析】【詳解】A B．如圖所示粒子能打在板上的最左端和最右端假設(shè)為C點和D點。PC為軌跡圓的直徑，C點為軌跡圓與板相切的點。過P點向板做垂線，垂足為O點。由幾何關(guān)系得粒子能打在板上的區(qū)域長度A錯誤；B正確；C．設(shè)此時粒子出射速度大小為v，在磁場中運動時間最長（優(yōu)弧）和最短（劣?。┑牧Ｗ舆\動軌跡如圖所示。劣弧對應(yīng)的軌跡圓的圓心為，優(yōu)弧對應(yīng)的軌跡圓的圓心為，劣弧對應(yīng)的弦長最短為PO的長度，劣弧對應(yīng)的圓心角設(shè)為優(yōu)弧。優(yōu)弧恰好與板相切，對應(yīng)的圓心角為。由數(shù)學知識可知得粒子在磁場中運動的周期粒子從出發(fā)至打到板上的最短時間為C錯誤；D．又根據(jù)幾何關(guān)系得粒子從出發(fā)至打到板上的最長時間為D正確。故選BD。10. 某同學按如圖甲所示連接電路，利用電壓傳感器研究電容器的放電過程。先使開關(guān)S接1，電容器充電完畢后將開關(guān)擲向2，可視為理想電壓表的電壓傳感器將電壓信息傳入計算機，屏幕上顯示出電壓隨時間變化的U-t曲線如圖乙所示。電容器的電容C已知，且從圖中可讀出最大放電電壓U0、圖線與坐標軸圍成的面積S、任一點的切線斜率k，但電源電動勢和內(nèi)阻、定值電阻R均未知。根據(jù)題目所給的信息，下列物理量能求出的是（　?。?/span>A. 電容器放出的總電荷量B. 通過電阻R的最大電流C. 定值電阻RD. 電源的內(nèi)阻【答案】ABC【解析】【分析】根據(jù)題中物理情景描述可知，本題考查電容器，根據(jù)電容器充放電的規(guī)律，運用圖像、電容定義式、電流定義式等，進行分析推斷。【詳解】A．根據(jù)圖像的含義，U-t圖像中，圖線與縱軸的交點的縱坐標表示最大放電電壓U0，因Q=CU0可以求出電容器放出的總電荷量，故A正確；B．由圖像可知，圖線切線斜率根據(jù)電流的定義可知故t=0時，放電電流可以求出，這就是通過電阻R的最大電流I，故通過電阻R的最大電流可以求出，B正確；C．電阻兩端的最大電壓是最大的放電電壓U0，通過選項B分析可知，最大電壓和最大電流均可以求出，根據(jù)歐姆定律可知，定值電阻故定值電阻R可以求出，C正確；D．根據(jù)題意可知E=U0而電源內(nèi)阻r無法求出，D錯誤。故選ABC。11. 如圖所示的電路中，電源電動勢為E、內(nèi)阻為r，定值電阻R1=R2=r，滑動變阻器R3的總阻值為6r，電流表A1和電流表A2為理想電流表。閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動觸頭P，從a端移動到b端的過程中，下列說法正確的是（　　）A. 滑動觸頭P向下移動過程中，電源的效率先減小后增大B. 當滑動觸頭P位于ab端正中間時，電源的輸出功率最大，最大值為C. 電流表A1示數(shù)一直減小，電流表A2示數(shù)一直增大D. 當滑動觸頭P位于ab端正中間時，滑動變阻器R3消耗的功率最大，最大值為【答案】CD【解析】【詳解】A．滑片將電阻R3分成上下兩部分并聯(lián)，令上部分電阻為Ra，則并聯(lián)總電阻可知，當滑動觸頭P，從a端移動到b端的過程中，ab兩端并聯(lián)總電阻先增大后減小，滑片在正中間時，并聯(lián)總電阻達到最大值根據(jù)可知，當滑動觸頭P，從a端移動到b端的過程中，ab兩端并聯(lián)總電阻先增大后減小，即外電路總電阻先增大后減小，則電源的效率先增大后減小，A錯誤；B．根據(jù)上述，當滑動觸頭P位于ab端正中間時，外電路總電阻最大，最大值為根據(jù)對勾函數(shù)的規(guī)律可知，此時電源的輸出功率最大，最大值為B錯誤；C．滑動觸頭P，從a端移動到b端的過程中，從a端移動到b端的過程中，ab兩端并聯(lián)總電阻先增大后減小，即電路總電阻先增大后減小，則干路電流先減小后增大，則內(nèi)電壓先減小后增大，路端電壓先增大后減小，R1中的電流先增大后減小，則R2中的電流先減小后增大，R2兩端電壓先減小后增大，則ab兩端并聯(lián)電壓先增大后減小，由于R2中的電流先減小后增大，而a側(cè)接入電阻增大，b側(cè)接入電阻減小，可知，電流表A1示數(shù)一直減小，電流表A2示數(shù)一直增大，C正確；D．將電源、電阻R1、電阻R2，等效為一個新電源，其等效內(nèi)阻為等效電動勢為根據(jù)對勾函數(shù)可知，當滑動觸頭P位于ab端正中間時，滑動變阻器R3消耗的功率最大，最大值為D正確。故選CD。二、非選擇題∶本題共5小題，共56分。12. 某同學利用螺旋測微器和游標卡尺分別測量一圓柱體工件的直徑和高度，測量結(jié)果如圖甲和乙所示，該工件的直徑為___________mm，高度為___________cm。該同學又用多用電表歐姆擋測該工件的電阻，選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“×10”擋，多用電表讀數(shù)如圖丙所示，該工件的電阻為___________Ω。【答案】 ①. 1.200 ②. 1.060 ③. 110【解析】【詳解】[1]根據(jù)圖甲可知，螺旋測微器固定刻度為1mm，可動刻度為則最終讀數(shù)為[2]根據(jù)圖乙可知，游標卡尺主尺讀數(shù)為1cm，游標尺讀數(shù)為則最終讀數(shù)為[3]根據(jù)圖丙可知，讀數(shù)為11，且擋位是“×10”擋，所以最終讀數(shù)為13. 某同學要將一量程為1 mA的毫安表改裝為量程為10 V的電壓表。該同學測得毫安表內(nèi)阻為150 Ω，經(jīng)計算后將一阻值為R的電阻與毫安表連接，進行改裝。然后利用一標準電壓表，對改裝后的電表進行檢測。實驗室提供的器材有：電源E（電動勢12 V，內(nèi)阻不計）；標準電壓表V（量程10 V，內(nèi)阻約為10 kΩ）；電阻箱R0（0～99999.9Ω）；滑動變阻器R1（最大阻值為20 Ω）；滑動變阻器R2（最大阻值為5 kΩ）；開關(guān)S一個，導(dǎo)線若干。（1）要求從零開始對電壓表全范圍的刻度進行校準，請在如圖甲的虛線框里畫出實驗電路圖。_______（圖中需標明所選器材）（2）電阻箱的阻值應(yīng)調(diào)為_______Ω。（3）當標準電壓表的示數(shù)為9 V時，毫安表的指針位置如圖乙所示，由此可以推測出改裝的電表量程不是預(yù)期值，而是_______。（填正確答案標號） A．9 V B．12 V C．15 V D．18 V（4）產(chǎn)生上述問題的原因可能是________。（填正確答案標號）A．毫安表內(nèi)阻測量錯誤，實際內(nèi)阻大于150 ΩB．毫安表內(nèi)阻測量錯誤，實際內(nèi)阻小于150 ΩC．R0值計算錯誤，接入的電阻偏大D．R0值計算錯誤，接入的電阻偏小【答案】 ①. ②. 9850 ③. C ④. AC【解析】【詳解】（1）[1] 要求從零開始對電壓表全范圍的刻度進行校準，故滑動變阻器要分壓式連接，滑動變阻器選擇R1，電路圖如下（2）[2]根據(jù)電壓表改裝原理，電阻箱的阻值為（3）[3]改裝的電表量程為故選C。（4）[4]當電壓為9V時，毫安表的電流為0.6mA，即改裝的電壓表讀數(shù)只有6V，即由毫安表改裝的電壓表示數(shù)偏小，說明其內(nèi)阻偏大，原因有可能毫安表內(nèi)阻測量錯誤，實際內(nèi)阻大于150 Ω，也可能是R0值計算錯誤，接入的電阻偏大，故選AC。14. 電動自行車行駛的動力是靠蓄電池提供的，通常情況蓄電池內(nèi)部也有電阻，簡稱電源內(nèi)阻。某電動自行車蓄電池的電源電動勢E=46 V，給自行車的電動機輸送I=6 A的電流時，測得電動機兩端的電壓U=40 V，此時自行車正以v=10 m/s的速度在平直公路上勻速前進，其牽引力做功的功率P=200 W（除電源內(nèi)阻r與電動機內(nèi)阻以外，不計其他電阻）。求：（1）自行車前進100 m的路程，蓄電池消耗的總電能；（2）蓄電池的內(nèi)阻r和電動機的內(nèi)阻。【答案】（1）2760J；（2），【解析】【詳解】（1）自行車前進時間蓄電池的功率則蓄電池消耗的電能（2）蓄電池的內(nèi)阻電動機的電功率電動機的熱功率由，解得電動機的內(nèi)阻15. 如圖所示，MN和PQ是勻強磁場的理想邊界，MN上方為勻強磁場Ⅰ，PQ下方為勻強磁場Ⅱ，MN和PQ間距為Δd= d，MN與PQ平行且之間區(qū)域沒有場。質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負電粒子自M點以大小為v0、方向與邊界夾角為45°斜向右上方的速度第一次射入磁場Ⅰ，帶電粒子每次穿越邊界MN、PQ過程中動能都可能有損失，穿越后的動能為穿越前的k倍(k≤1)。已知兩部分磁場方向均垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強度大小均為B=，粒子的重力和空氣阻力可以忽略。（1）為了使粒子能返回MN 邊界，磁場Ⅰ的最小寬度L為多大?（2）若粒子自A點第一次離開磁場Ⅰ，為使粒子再次進入磁場Ⅰ的位置為A點，k的值為多少? 【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）洛倫茲力提供做圓周運動的向心力，根據(jù)牛頓第二定律所以根據(jù)幾何關(guān)系，Ⅰ磁場寬度d′（2）粒子自A點離開磁場，與邊界夾角為45°，自B點進入Ⅱ磁場，自C點離開，為了粒子能返回A點所以洛倫茲力提供向心力自Ⅰ磁場進入Ⅱ磁場，兩次穿越邊界解得16. 空間中存在著水平向左的勻強電場，虛線下方區(qū)域同時存在著高度為H、大小為B的勻強磁場，方向垂直于紙面向里。將質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球以初速度v0水平拋出，小球的運動軌跡如圖所示。AC兩點在同一豎直線上，B點速度方向豎直向下，大小為。小球從C點進入虛線下方區(qū)域。不計空氣阻力，已知重力加速度為g。求：（1）勻強電場場強E的大??；（2）小球從A到C運動過程中的最小動能；（3）已知小球離開磁場區(qū)域時，速度方向豎直向下，求小球從A點出發(fā)到離開磁場區(qū)域的時間。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）小球在豎直方向做自由落體運動，水平方向上先做勻減速直線運動后做反向勻加速直線運動，水平方向的加速度為B點速度方向豎直向下，則，得（2）設(shè)電場力與重力的合力與水平方向的夾角為，則則當小球的速度與該合力垂直時，合力做負功最大，動能最小，設(shè)此時速度為v，則水平方向豎直方向得最小動能為（3）AC兩點在同一豎直線上，則小球進入磁場時的水平速度為v0。小球從A到C的運動時間為設(shè)小球進入磁場區(qū)域的豎直速度為vy，對應(yīng)的水平方向的洛倫茲力為。小球離開磁場區(qū)域時，速度方向豎直向下，則水平速度變?yōu)?/span>0，在水平方向上應(yīng)用動量定理
整理得得小球從A點出發(fā)到離開磁場區(qū)域的時間為

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