【期中真题】山东省济南市历城第二中学2022-2023学年高二上学期期中考试物理试题.zip

历城一中58级高二上学期期中考试

物理试题

（时间：90分钟  分值：100分）

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. 中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角，“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图。结合上述材料，下列说法不正确的是（　　）

A. 地理南、北极与地磁场的南、北极不重合

B. 地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近

C. 地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行

D. 地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用

【答案】C

【解析】

【详解】A．根据题意可知，地理南、北极与地磁场存在一个夹角，为磁偏角，故两者不重合，A正确；

B．由图磁场方向可知地磁南极在地理的北极附近，地磁北极在地理的南极附近，B正确；

C．由于地磁场的磁场方向沿磁感线切线的方向，故只有赤道处地磁场的磁场方向才与地面平行，C错误；

D．在赤道处，磁场方向水平，而射线是带电的粒子，运动方向垂直磁场方向，根据左手定则可得射向赤道的粒子受到洛伦兹力的作用，D正确。

本题选错误的，故选C。

【点睛】地球本身是一个巨大的磁体，地球周围的磁场叫做地磁场。磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近，所以地磁场的方向是从地磁北极到地磁南极。

2. 带电粒子a、b在同一匀强磁场中做匀速圆周运动，它们的动量大小相等，a运动的半径大于b运动的半径．若a、b的电荷量分别为qa、qb，质量分别为ma、mb，周期分别为Ta、Tb.则一定有(　　)

A. qa<qb B. ma<mb C. Ta<Tb D.

【答案】A

【解析】

【详解】粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律，有：

解得

由于相同，故；

A．，a运动的半径大于b运动的半径，故，故A正确；

B．由于动量相同，但速度大小未知，故无法判断质量大小，故B错误；

C．周期，虽然知道a运动的半径大于b运动的半径，但不知道速度大小关系，故无法判断周期关系，故C错误；

D．粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律，有

故

虽然知道a运动的半径大于b运动的半径，但不知道速度大小关系，故无法判段比荷关系，故D错误．

故选A。

点睛：本题关键是明确粒子的运动情况和受力情况，然后结合牛顿第二定律列式分析．

3. 如图所示，a、b两点位于以负点电荷–Q（Q>0）为球心的球面上，c点在球面外，则

A. a点场强的大小比b点大

B. b点场强的大小比c点小

C. a点电势比b点高

D. b点电势比c点低

【答案】D

【解析】

【详解】由点电荷场强公式确定各点的场强大小，由点电荷的等势线是以点电荷为球心的球面和沿电场线方向电势逐渐降低确定各点的电势的高低．

由点电荷的场强公式可知，a、b两点到场源电荷的距离相等，所以a、b两点的电场强度大小相等，故A错误；由于c点到场源电荷的距离比b点的大，所以b点的场强大小比c点的大，故B错误；由于点电荷的等势线是以点电荷为球心的球面，所以a点与b点电势相等，负电荷的电场线是从无穷远处指向负点电荷，根据沿电场线方向电势逐渐降低，所以b点电势比c点低，故D正确．

4. 小明在一根细橡胶管中灌满食盐水，两端用粗铜丝塞住管口，形成一段封闭的盐水柱。他将此盐水柱接到电源两端，电源电动势和内阻恒定。握住盐水柱两端将它水平均匀拉伸到原长的1.2倍，若忽略温度对电阻率的影响，则此盐水柱（    ）

A. 通过的电流增大

B. 两端的电压增大

C. 阻值增大为原来的1.2倍

D. 电功率增大为原来的1.44倍

【答案】B

【解析】

详解】ABC．根据电阻定律：

可知，长度变为原来的倍，横截面积变为原来的倍，所以电阻变为原来的倍；根据闭合电路欧姆定律：

可知总电阻增大，干路电流减小，路端电压即盐水柱两端电压增大，故AC错误，B正确；

D．电功率表达式：

电流变化倍数无法计算，所以电功率变化倍数无法计算，故D错误。

故选B．

5. 如图所示是某一带电导体周围的电场线与等势面，A、C是同一等势面上的两点，B是另一等势面上的一点。下列说法正确的是（　　）

A. 导体内部的场强左端大于右端 B. A、C两点的电势均低于B点的电势

C. B点的电场强度大于A点的电场强度 D. 正电荷从A点沿虚线移到B点的过程中电场力做正功，电势能减小

【答案】D

【解析】

【详解】A．带电导体处于静电平衡状态，导体内部的场强处处为0，导体表面为等势面，整个导体为一个等势体，A错误；

B．沿电场线方向电势降低，所以A、C两点的电势大于B点的电势，B错误；

C．电场线的疏密程度表示电场强度的弱强，所以B点的电场强度小于A点的电场强度，C错误；

D．根据可知，正电荷从高电势A点沿虚线移动到低电势B点，电势能减小，电场力做正功，D正确。

故选D。

6. 在某静电场中由静止释放一电子，该电子仅在电场力作用下沿直线运动，其加速度a随时间t的变化规律如图所示。则下列说法正确的是（　　）

A. 电子做减速运动

B. 电子运动过程中途经各点的电势逐渐降低

C. 该电场一定是非匀强电场

D. 电子具有的电势能逐渐增大

【答案】C

【解析】

【详解】A．由题图可知电子做加速度减小的加速运动，故A错误；

BD．电子做加速运动，电场力对电子做正功，电子电势能逐渐减小，根据

可知电子运动过程中途径各点的电势逐渐升高，故BD错误；

C．根据牛顿第二定律可知电子所受电场力非恒力，所以该电场一定是非匀强电场，故C正确。

故选C。

7. 医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度。电磁血流计由一对电极a和b以及一对磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的。使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示。由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差。在达到平衡时，血管内部的电场可看作是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零。在某次监测中，两触点间的距离为3.0mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160μV，磁感应强度的大小为0.040T。则血流速度的近似值和电极a、b的正负为（　　）

A. 1.3m/s，a负、b正

B 2.7m/s，a正、b负

C. 1.3m/s，a正、b负

D. 2.7m/s，a负、b正

【答案】C

【解析】

【详解】血液中正负离子流动时，根据左手定则，正离子受到向上的洛伦兹力，负离子受到向下的洛伦兹力，所以正离子向上偏，负离子向下偏．则a带正电，b带负电．最终血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零，有

所以

故选C。

8. 如图所示，其中电流表A的量程为0.6A，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0.02A；R1的阻值等于电流表内阻阻值的一半；R2的阻值等于电流表内阻的2倍．若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值，则下列分析正确的是（   ）

A. 将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04A

B. 将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02A

C. 将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06A

D. 将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01A

【答案】C

【解析】

【详解】当接线柱1、2接入电路时，R1与电流表并联，由于R1＝，可知流过R1电流为流过电流表电流的2倍，所以1、2接线柱间的电流为通过电流表电流的3倍，所以每一小格是原来的3倍，即为0.06 A，所以A、B错误；当接线柱1、3接入电路时，电流表与R1并联，然后再与R2串联，串联电阻对电流无影响，与1、2接入电路的效果一样，所以每一小格表示0.06 A，C正确，D错误．

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

9. 某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽车启动时，开关闭合，电机工作，车灯突然变暗，此时（　　）

A. 车灯的电流变小 B. 路端电压变大

C. 电路的总电流变小 D. 电源的总功率变大

【答案】AD

【解析】

【详解】A．开关闭合，电机工作，车灯突然变暗，表明经过车灯的电流变小，A正确；

B．由于经过车灯的电流变小，则车灯两端电压减小，而车灯两端电压即为路端电压，则路端电压减小，B错误；

C．根据

可知，路端电压减小，干路电流增大，C错误；

D．根据

可知，干路电流增大，电源的总功率变大，D正确。

故选AD。

10. 如图，在平面直角坐标系的第一象限内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。大量质量为m、电量为q的相同粒子从y轴上的点，以相同的速率在纸面内沿不同方向先后射入磁场，设入射速度方向与y轴正方向的夹角为。当时，粒子垂直x轴离开磁场。不计粒子的重力。则（　　）

A. 粒子一定带正电

B. 当时，粒子也垂直x轴离开磁场

C. 粒子入射速率为

D. 粒子离开磁场的位置到O点的最大距离为

【答案】ACD

【解析】

【分析】

【详解】A．根据题意可知粒子垂直轴离开磁场，根据左手定则可知粒子带正电，A正确；

BC．当时，粒子垂直轴离开磁场，运动轨迹如图

粒子运动的半径为

洛伦兹力提供向心力

解得粒子入射速率

若，粒子运动轨迹如图

根据几何关系可知粒子离开磁场时与轴不垂直，B错误，C正确；

D．粒子离开磁场距离点距离最远时，粒子在磁场中的轨迹为半圆，如图

根据几何关系可知

解得

D正确。

故选ACD。

11. 如图所示，系留无人机是利用地面直流电源通过电缆供电的无人机，旋翼由电动机带动。现有质量为、额定功率为的系留无人机从地面起飞沿竖直方向上升，经过到达高处后悬停并进行工作。已知直流电源供电电压为，若不计电缆的质量和电阻，忽略电缆对无人机的拉力，则（　　）

A. 空气对无人机的作用力始终大于或等于

B. 直流电源对无人机供电的额定电流为

C. 无人机上升过程中消耗的平均功率为

D. 无人机上升及悬停时均有部分功率用于对空气做功

【答案】BD

【解析】

【详解】A．无人机先向上加速后减速，最后悬停，则空气对无人机的作用力先大于200N后小于200N，最后等于200N，选项A错误；

B．直流电源对无人机供电的额定电流

选项B正确；

C．无人机的重力为

F=mg=200N

则无人机上升过程中克服重力做功消耗的平均功率

但是由于空气阻力的作用，故对无人机向上的作用力不等于重力，则无人机上升过程中消耗的平均功率大于100W，则选项C错误；

D．无人机上升及悬停时，螺旋桨会使周围空气产生流动，则会有部分功率用于对空气做功，选项D正确。

故选BD。

12. 已知均匀带电球壳内部电场强度处处为零，电势处处相等．如图所示，正电荷均匀分布在半球面上，Ox为通过半球顶点与球心O的轴线，A、B为轴上的点，且AO=OB，则下列判断正确的是(     )

A. A、B两点的电势相等

B. A、B两点的电场强度相同

C. 点电荷从A点移动到B点，电场力一定做正功

D. 同一个负电荷放在B点比放在A点的电势能大

【答案】BD

【解析】

【分析】

【详解】A．根据电场的叠加原理可知，x轴上电场线方向向右，则A点的电势高于B点的电势，故A错误；

B．将半球壳补成一个完整的球壳，且带电均匀，设左、右半球在A点产生的场强大小分别为E1和E2。由题知，均匀带电球壳内部电场强度处处为零，则知 E1=E2。根据对称性可知，左、右半球在B点产生的场强大小分别为E2和E1．且 E1=E2．则在图示电场中，A的场强大小为E1，方向向右。B的场强大小为E2，方向向右，所以A点的电场强度与B点的电场强度相同，故B正确；

C．点电荷从A点移到B点，电势降低，由于点电荷的电性未知，则电场力不一定做正功，故C错误；

D．A点的电势高于B点的电势，根据负电荷在电势高处电势能小，在电势低处电势大，知同一个负电荷放在B点比放在A点的电势能大。故D正确。

故选BD。

三、非选择题：本题共6小题，共54分。

13. 某同学分别用图甲和图乙的电路测量同一节干电池的电动势和内阻。

(1)在答题纸相应的方框中画出图乙的电路图____________；

(2)某次测量时电流表和电压表的示数如图所示，则电流_____，电压_____；

(3)实验得到如图所示的两条直线，图中直线Ⅰ对应电路是图1_____（选填“甲”或“乙”）；

(4)该电池的电动势_____V（保留三位有效数字），内阻_____（保留两位有效数字）。

【答案】    ①.     ②. 0.39～0.41    ③. 1.29～1.31    ④. 乙    ⑤. 1.51～1.54    ⑥. 0.52～0.54

【解析】

【详解】(1)[1]图乙中，电流表内接和变阻器串联接在电源两端，电压表测路段电压，则图乙对应的电路图为

(2)[2][3]一节干电池的电动势一般约为1.5V，故电压表量程选择0~3V，电流表量程选择0~0.6A，所以量表的读数分别为1.30V（1.29～1.31V均可），0.40A（0.39～0.41A均可）

(3)[4]由闭合电路欧姆定律可得

可得U-I图象的纵轴截距为电源电动势，斜率为电源内阻。图甲中电流表外接，则实验测得的电源内阻

测量值偏大；图乙中电路

测量值偏小，但是由于，故图乙实验测出的内阻误差更小，故图线Ⅰ对应图乙，图线Ⅱ对应的图甲。

(4)[5]图线Ⅱ与纵轴的交点为电源的电动势E=1.52V ；

[6]在图线Ⅰ与横轴的交点为短路电流I=2.86A

由

，此实验原理无误差。

14. 某科学探究小组在参加废水处理厂的社会实践活动后，准备测定废水的电阻率。该小组用透明塑料板自制了一个长方体容器，在容器左、右内侧面紧贴金属铜薄板（板的厚度和电阻的影响可忽略不计），铜薄板上端分别带有接线柱M、N，在容器外侧垂直底面粘一透明刻度尺，其0刻度与容器内底面对齐，如图。容器内底面长、宽分别为a、b。

（1）废水注满容器后，将多用电表选择开关拨到欧姆挡挡位，正确使用多用电表，测得废水的电阻如图所示，则废水的电阻约为_________Ω。

（2）为更精确地测量所取废水的电阻率，该小组采用如下实验器材设计实验。

A．直流电源E（电动势E约45V，内阻r0约0.1Ω）；

B．电流表A1（量程0~3mA，内阻r1=100Ω）；

C．电流表A2（量程0~5mA，内阻r2约40Ω）；

D．电阻箱R1（0-999.9Ω）

E．滑动变阻器R2（阻值范围0~50Ω，允许通过的最大电流2.0A）

F．开关S一个，导线若干。

请从下图中选出最合理的实验电路图______

（3）根据合理的实验电路图正确连接实验电路后，调节电阻箱阻值使R1=900Ω，该实验小组完成以下操作步骤：

①倒出适量废水，测出并记录废水深度，然后闭合开关S，调节滑动变阻器R2，分别记录电流表A1的读数和电流表A2的读数；

②断开开关S，再倒出适量废水，测出并记录废水深度，然后闭合开关S，调节滑动变阻器R2，使电流表Al的读数与步骤①中电流表A1的读数相同，记录电流表A2的读数；

③重复第②步操作多次，记录每次测量中的废水深度h和电流表A2的读数I，并描点作出I—h图像如图所示。

④图中直线的纵截距为I0，斜率为k，则该容器内废水电阻率的表达式为_________。

（用题中所给物理量的符号I0、k、a、b、r1、R1表示）

【答案】    ①. 1600或1.6×103    ②. C    ③.

【解析】

【分析】

【详解】(1)[1] 由图可知读数为

Rx=16.0×100Ω=1600Ω

(2)[2] 因为待测电阻的阻值远大于滑动变阻器的阻值，滑动变阻器采用限流式起不到调节作用，故应选用分压电路；回路中的最大电流为

故电流表应选C，因为没有电压表，所以用内阻已知的B与电阻箱改装电压表，电压表内阻已知，故采用外接法，故电路图选C。

(3)[3] 根据图示电路图，由欧姆定律可知，废水的电阻：

废水电阻

整理得：

由图示I-h图象可知，纵轴截距

I0=I1

图象的斜率

解得，废水的电阻率：

15. 如图所示，长l＝1m的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角θ＝37°。已知小球所带电荷量q＝1.0×10﹣6C，匀强电场的场强E＝3.0×103N/C，取重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求：

(1)小球所受电场力F的大小；

(2)小球的质量m；

(3)将电场反向，场强大小不变，求小球的最大速度的大小。

【答案】(1) 3.0×10﹣3N；(2) 4.0×10﹣4kg；(3) 3m/s

【解析】

【详解】(1)小球所受电场力大小为

(2)小球受mg、绳的拉力T和电场力F的作用处于平衡状态，根据几何关系有

代入数据得。

(3)电场反向后，电场力反向，电场力和重力合力设为，由几何关系可得

采用等效重力法，从A到B由动能定理可得

代入数值可得。

16. 如图所示的真空环境中，由a、b、c三个平行界面分隔出的Ⅰ、Ⅱ两个区域，宽度均为，沿c界面放置足够长的荧光屏。一带电量为、质量为的带正电粒子从界面a上的P点以速度垂直界面射入区域Ⅰ。若在区域Ⅰ加上垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为，粒子能打在荧光屏上的某一点Q（末画出）；若在区域Ⅰ加上与界面平行的匀强电场，粒子也能击中荧光屏上的Q点。不计粒子重力，不计边界效应。求

（1）P与Q在沿界面方向上的距离D；

（2）电场强度E的大小。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）加磁场时，根据

可得

粒子在区域Ⅰ中的偏移量

粒子在区域Ⅱ中的偏移量

所以，与在沿界面方向上的距离

（2）加电场时，粒子在区域Ⅰ中做类平抛运动，则

粒子在区域Ⅱ中有做匀速直线运动，在y轴方向

仍然打在Q点，则

解得

17. 如图所示，在xoy平面内有以虚线OP为理想边界的匀强电场和匀强磁场区域，OP与x轴成45°角，OP与y轴之间的磁场方向垂直纸面向外，OP与x轴之间的电场平行于x轴向右，电场强度为E，在y轴上有一点M，到O点的距离为L，现有一个质量为m，带电量为+q的带电粒子从静止经电压为U的电场加速后从M点以垂直y轴的速度方向进入磁场区域（加速电场图中没有画出），不计带电粒子的重力，求

（1）从M点进入匀强磁场的带电粒子速度的大小？

（2）为使带电粒子刚好不能进入电场区域，则磁感应强度为B应为多大？

（3）改变匀强磁场的磁感应强度的大小，使带电粒子沿y轴负方向进入匀强电场，则带电粒子从x轴离开电场时的位置到O点的距离为多少？

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）从M点进入磁场的带电粒子速度的大小为v，根据动能定理得

解得

（2）带电粒子刚好不能进入电场区域轨迹如题所示，设磁感应强度为B，由图可知

解得

由洛伦兹力提供向心力可得

解得

（3）由图可知带电粒子沿y轴负方向进入匀强电场时，在磁场中运动的轨道半径为，在电场中做类平抛运动，加速度，

y轴方向匀速运动，有

x轴方向匀加速运动，有

联立解得

到O点的距离为

18.

如图所示，在0≤x≤a、0≤y≤范围内有垂直于xy平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B．坐标原点O处有一个粒子源，在某时刻发射大量质量为m、电荷量为q的带正电粒子，它们的速度大小相同，速度方向均在xy平面内，与y轴正方向的夹角分布在0～范围内．已知粒子在磁场中做圆周运动的半径介于到a之间，从发射粒子到粒子全部离开磁场经历的时间恰好为粒子在磁场中做圆周运动周期的四分之一．求最后离开磁场的粒子从粒子源射出时的：

（1）速度的大小；

（2）速度方向与y轴正方向夹角的正弦．

【答案】（1）；（2）

【解析】

【分析】（1）根据题意，粒子运动时间最长时，其回旋的角度最大，画出运动轨迹，根据几何关系列出方程求解出轨道半径，再根据洛伦兹力提供向心力得出速度大小；（2）最后离开磁场的粒子，其运动时间最长，即为第一问中轨迹，故可以根据几何关系列出方程求解出其速度方向与y轴正方向夹角的正弦．

【详解】设粒子的发射速度为v，粒子做圆周运动的轨道半径为R，根据洛伦兹力提供向心力，得

解得

当＜R＜a时，在磁场中运动的时间最长的粒子，其轨迹是圆心为C的圆弧，圆弧与磁场的边界相切，如图所示，设该粒子在磁场中运动的时间为t，依题意t=，回旋角度为∠OCA=，设最后离开磁场的粒子的发射方向与y轴正方向的夹角为α，由几何关系得

sin2α+cos2α=1

解得

故最后离开磁场的粒子从粒子源射出时的速度大小为．

（2）由第一问可知，最后离开磁场的粒子从粒子源射出时的速度方向与y轴正方向夹角的正弦为．

【点评】本题关键是画出运动时间最长的粒子的运动轨迹，然后根据几何关系得到轨道半径，再根据洛仑兹力提供向心力得到速度大小．