2022-2023学年安徽省涡阳重点中学高二（上）期末物理试卷
一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）
1. 如图所示的各电场中，、两点场强相同的( )
A. 甲图中与点电荷等距的、两点
B. 乙图中两等量同种点电荷连线上对称的、两点
C. 丙图中两等量异种点电荷连线上对称的、两点
D. 丁图中非匀强电场的、两点
2. 一质点做简谐振动，其位移与时间的关系曲线如图。由图可知( )
A. 质点振动的频率是 B. 质点振动的振幅是
C. 在时，质点的速度为最大 D. 在时，质点所受的回复力为零
3. 一单摆在地球上做小角度小于摆动的周期为，下列说法正确的是( )
A. 将该单摆放到月球上，摆动周期变大
B. 重力与绳子拉力的合力提供摆球的回复力
C. 摆动过程中，摆球经过平衡位置所受合力为零
D. 摆动过程中，绳子的拉力始终大于摆球的重力
4. 如图实线为一簇未标明方向的电场线，虚线为一带电粒子仅在静电力作用下通过该区域时的运动轨迹，、是轨迹上的两点。下列说法正确的是( )
A. 点的电势一定比点低 B. 点的电场强度比点小
C. 带电粒子在点的动能比点大 D. 带电粒子在点的电势能比点高
5. 某实物投影机有个相同的强光灯和个相同的指示灯，将其连接在交流电源上，电路见图，若工作一段时间后，灯丝烧断，则( )
A. 的功率减小，的功率增大 B. 的功率增大，的功率增大
C. 功率增大，其它指示灯的功率减小 D. 功率减小，其它指示灯的功率增大
6. 某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，为了能让质子进入癌细胞，首先要实现质子的高速运动，该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现。质子先被加速到较高的速度，然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。如图所示，来自质子源的质子初速度为零，经加速电压为的加速器加速后，形成细柱形的质子流。已知细柱形的质子流横截面积为，其等效电流为，质子的质量为，其电量为，那么这束质子流内单位体积的质子数是( )
A. B. C. D.
7. 在磁感应强度为、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直于纸面。如图所示，是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，其中点的磁感应强度为，则下列说法正确的是( )
A. 直导线中电流的方向垂直纸面向外
B. 两点的磁感应强度相同
C. 点的磁感应强度在四个点中最小
D. 点磁感应强度与竖直方向成斜向右上方
二、多选题（本大题共3小题，共18.0分）
8. 如图是某种静电推进装置的原理图，发射极与吸极接在高压电源两端，两极间产生强电场，虚线为等差等势面，在强电场作用下，一带电液滴从发射极加速飞向吸极，、是其路径上的两点，不计液滴重力，下列说法正确的是( )
A. 液滴带负电 B. 点的电势比点的高
C. 液滴在点的加速度比在点的小 D. 液滴在点的电势能比在点的大
9. 如图所示，线圈水平向右穿过匀强磁场区域时，下列说法正确的是( )
A. 进入匀强磁场区域过程中，线圈有感应电流产生
B. 在匀强磁场中匀速运动时，线圈没有感应电流产生
C. 在匀强磁场中加速运动时，线圈有感应电流产生
D. 离开匀强磁场区域的过程中，线圈没有感应电流产生
10. 一物体放在水平地面上，如图所示，已知物体所受水平拉力随时间的变化情况如图像所示，物体相应的速度随时间的变化关系如图所示，则( )
A. 物体所受地面的摩擦力为
B. 时间内水平拉力的冲量大小为零
C. 时物体的动量大小为
D. 时物体的动量大小为
三、实验题（本大题共2小题，共16.0分）
11. 在测定金属丝电阻率的实验中；
用螺旋测微器测量金属丝的直径，测量示数如图所示，则__________。
用图所示的电路测量金属丝的电阻，测得的电阻值比真实值偏__________填“大”或“小”，造成误差的原因是__________填“电压表的分流”或“电流表的分压”。
用伏安法测量金属丝的电阻，当通过金属丝的电流为时，金属丝两端的电压为，已知金属丝的长度为，直径为，由此可得到金属丝的电阻率的表达式__________。
12. 某物理兴趣小组计划用实验室提供的下列器材较准确地测量一节干电池的电动势和内阻。
A.电流表：，内阻
B.电压表：，内阻约为
C.滑动变阻器：，额定电流
D.滑动变阻器：，额定电流
E.开关与导线若干
F.待测干电池一节
在上述器材中，为了操作方便且较准确地进行测量，滑动变阻器应选_______。填写器材前的字母代号
实验电路图应选择图中的_______。填“甲”或“乙”
根据实验中电流表和电压表的示数得到如图丙所示的图像，则干电池的电动势_______，内阻_______。结果均保留位有效数字
四、简答题（本大题共1小题，共13.0分）
13. 如图所示，真空中平行金属板、之间距离为，两板所加的电压为。一质量为电荷量为的带正电粒子从板由静止释放。不计带电粒子的重力。
求两极板之间的电场强度；
求带电粒子到达板时的速度大小；
保持两板所加的电压不变，向右移动板，将金属板、之间距离变为，求粒子从板由静止释放到达板时的速度大小。
五、计算题（本大题共2小题，共25.0分）
14. 如图所示，一平行板电容器水平放置，为两板中央水平线，板长为，板间距也为，在距离电容器右端处竖直放置挡板，挡板上的长也为。一带电粒子以初速度沿中央水平线射入两板间，打在竖直放置挡板上的点．带电粒子质量为，电荷量为，不计粒子重力。求：
电容器两极板间所加的电压大小；
该过程粒子电势能的变化量大小。
15. 如图所示，质量的滑块与质量的带挡板的木板用弹簧拴接在一起，起初弹簧处于原长，它们一起以的速度在足够大的水平地面上向右运动，之后木板与静止的、质量的小球发生弹性碰撞，碰撞时间极短，此后弹簧压缩到最短过程中木板运动的位移大小，弹簧的最大压缩量，弹簧始终处于弹性限度内，忽略一切摩擦，求：
碰后小球的速度大小；
弹簧第一次压缩过程中对木板的冲量；
从与小球碰撞开始到弹簧第一次压缩至最短所用的时间结果保留两位小数。
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
掌握各种电场线的分布情况是解答本题的关键。要注意电场强度是矢量，只有大小和方向都相同时，场强才相同。根据电场线的分布情况，判断场强的大小和方向关系。
【解答】A、根据点电荷电场的分布特点，可知甲图中与点电荷等距的、两点的电场强度大小相等，但方向不同，故A错误；
B、根据等量同种点电荷电场的分布特点，可知乙图中两等量同种点电荷连线上对称的、两点的电场强度大小相等，方向相反，故B错误；
C、根据等量异种点电荷电场的分布特点，可知丙图中两等量异种点电荷连线上对称的、两点电场强度相同，故C正确；
D、根据电场线的疏密表示电场强度的强弱，可知丁图中非匀强电场的、两点的电场强度不相同，故D错误。
故选C。
2.【答案】
【解析】
【分析】
本题简谐运动的图象能直接读出振幅和周期．对于质点的速度方向，也可以根据斜率读出．要掌握简谐运动的特征，是分析回复力常用的方法．
【解答】
A、由图读出周期，则频率，故A错误；
B、质点的振幅等于振子的位移最大值，由图读出振幅为，故B错误；
C、时，质点的位移为零，通过平衡位置，速度最大，故C正确；
D、时，质点的位移最大，则由知回复力最大，故D错误；
故选：．
3.【答案】
【解析】A.根据单摆的周期公式
因为月球上的重力加速度小，所以将该单摆放到月球上，摆动周期变大，故A正确；
B.摆球所受重力沿圆弧切线方向的分力提供回复力，故B错误；
C.摆球通过平衡位置时，回复力为零，合力不为零，合力提供圆周运动的向心力，故C错误；
D.在最高点时速度为零，此时绳子的拉力等于重力的一个分力，即绳子的拉力小于重力，在最低点时有
所以此时绳子的拉力大于重力，故D错误。
故选A。
4.【答案】
【解析】
【分析】
从图中可以看到，粒子的运动轨迹向右弯曲，说明粒子受到的电场力大体向右，电场线方向不明，无法判断粒子的电性；根据电场力做功情况，判断动能和电势能的变化；当电场力做正功时，电荷的电势能减小，动能增大；当电场力做负功时，电荷的电势能增大，动能减小；由电场线的疏密分析电场强度的大小。
本题是电场中粒子的轨迹问题，首先要能根据轨迹的弯曲方向判断粒子受力方向，根据电场线的疏密判断场强的大小，其次判断粒子动能和电势能的变化要根据电场力做功情况。
【解答】
A、由图，粒子的运动轨迹向右弯曲，说明粒子在两点受到的电场力沿电场线向右。由于电场线方向不明，无法确定电势高低，故A错误；
B、电场线越密电场强度越大，故 A点的电场强度比点大，故B错误；
、由轨迹弯曲方向与粒子速度方向的关系分析可知，若由到电场力对粒子做负功，粒子的动能减小，电势能增大，则带电粒子在的电势能小于点的电势能，若由到电场力对粒子做正功，粒子的动能增大，电势能减小，则带电粒子在的电势能也小于点的电势能，故C正确，D错误。
5.【答案】
【解析】
【分析】
由电路图可知每个强光灯与指示灯并联后，再与其他灯串联；则根据灯丝烧断后，电路中电阻发生变化，则由闭合电路欧姆定律可得出电路中电流的变化；则可知各灯的功率变化．
本题虽然电路看起来较为复杂，但其实是简单的串并联电路，明确电路中电阻的变化，即可由欧姆定律的动态分析求解．
【解答】
由图可知和并联、和并联然后他们再串连接在交流电源上，灯丝烧断，则总电阻变大、电路中电流减小，又和并联的电流分配关系不变，则和的电流都减小、由可知，功率都减小，同理可知除和外各灯功率都减小，故A、B错误；
由于减小，各并联部分的电压都减小，交流电源电压不变，则上电压增大，根据可知的功率变大，故C正确、D错误．
故选C．
6.【答案】
【解析】解：质子在电场力作用下加速，加速后的速度为，根据动能定理，则有
解得
等效电流为，单位体积的质子数为，根据微观表达式可得：
解得：，故D正确、ABC错误。
故选：。
7.【答案】
【解析】A.在 点，原匀强磁场的磁感应强度为 ，方向竖直向上，有通电直导线后，磁感应强度为 ，由安培定则可知，通电直导线在 点产生的磁场方向竖直向上，则有直导线中电流的方向垂直纸面向里，A错误；
B.由安培定则可知，通电直导线在 两点产生的磁感应强度大小相等，方向相反，都与原匀强磁场方向垂直，则有 两点的合磁场的磁感应强度大小相等，方向不相同，B错误；
C.由安培定则可知，通电直导线在 两点产生的磁场方向与原匀强磁场方向垂直，在 点产生的磁场方向竖直向下，与原匀强磁场方向相反，通电直导线在 各点产生磁感应强度大小相等，由磁感应强度的叠加原理可知， 点的磁感应强度在四个点中最小，C正确；
D.通电直导线在点产生的磁场方向与原匀强磁场方向垂直向左，且大小等于 ，因此 点合磁感应强度与竖直方向成 斜向左上方，D错误。
故选C。
8.【答案】
【解析】A.因为吸极接电源的负极，可知液滴带正电，选项A错误；
B.电场的方向由发射极指向吸极，沿电场线电势逐渐降低，可知点的电势比点的高，选项B正确；
C.因点的等势面较点密集，可知点的场强大于点场强，则液滴在点的加速度比在点的大，选项C错误；
D.液滴带正电，点的电势比点的高，则液滴在点的电势能比在点的大，选项D正确。
故选BD。
9.【答案】
【解析】
【分析】
由电磁感应现象中感应电流产生的条件判断得解。
知道感应电流产生的条件是穿过闭合回路的磁通量变化，是解题的关键。
【解答】
A.当线框进入匀强磁场区域的过程中，由于穿过回路的磁通量增加，故中有感应电流， A正确；
B.当线框在匀强磁场中匀速运动时，由于穿过回路的磁通量未变，故中无感应电流，B正确；
C.同理，当线框在匀强磁场中加速运动时，由于穿过回路的磁通量未变，故中无感应电流， C错误；
D.当线框离开匀强磁场区域的过程中，由于穿过回路的磁通量变化，故中有感应电流，D错误。
10.【答案】
【解析】
【分析】
时间内物体匀速，物体所受地面的摩擦力等于时间内的外力；
冲量是力对时间的积累，根据分段求水平拉力的冲量；
先求时间内合外力的冲量，再由动量定理求时物体的动量大小。
解决本题时要明确图象的物理意义，知道求动量常用有两种方法：一是动量定理，二是动量的定义。
冲量是力对时间的积累，根据分段求即可。
此题考查了学生对图象问题的分析能力，能从图象中得出相关的信息，然后结合动量定理进行计算求解，是高考的热点考题。
【解答】
A.由图可知，时间内物体匀速，物体所受地面的摩擦力等于时间内的外力，为，故A正确；
B.由题图乙知时间水平拉力的冲量大小为，代入数据得，故B错误；
根据选项分析，物体所受到的摩擦力大小为，时间内合外力的冲量大小为，根据动量定理，合外力的冲量等于动量的变化，时物体的动量大小为，故C错误，D正确；
故选 。

11.【答案】 小 电压表的分流
【解析】用螺旋测微器测量金属丝的直径读数为
利用电流表外接法，由于电压表的分流作用；电流表测的电流是待测电阻上的电流与电压表上的电流之和，故电流表外接电阻测量值
即测得的电阻值比真实值偏小；
根据欧姆定律有
结合电阻定律有
可得
12.【答案】； 乙； ，
【解析】
【分析】
该题考查测量一节干电池的电动势和内阻实验相关知识。熟知实验原理、操作方法和步骤实验注意事项是解决本题的关键。
由闭合电路欧姆定律求解电路的最小电流，由此选择实验器材；从避免系统误差角度分析选择电路图；由闭合电路欧姆定律结合图像求解电池的电动势和内阻。
【解答】
根据闭合电路欧姆定律，如果选用滑动变阻器，则电路的最小电流为
可以满足实验要求，如果选用滑动变阻器，其阻值太大，使用起来不方便，故选C。
因为电流表的内阻已知，把它连在干路中，看作是电源内阻，在求出电源内阻与电流表阻值之和后，再减去电流表的阻值即可得到电源阻值，这样可以避免系统误差，故选乙图。
由闭合电路欧姆定律可知
图线与纵轴的截距为，则电源的电动势
根据图线斜率的绝对值物理意义，知
解得。

13.【答案】 ； ；
【解析】平行金属板间电场为匀强电场，电场强度为
由动能定理得
解得
因为、两板间的电压不变，带电粒子由到电场力做功不变，所以由动能定理得
解得
14.【答案】解：粒子在平行板电容器间做类平抛运动，
则水平方向，
竖直方向，
，
，
粒子出平行板电容器后做匀速直线运动，则
，
，
又，
解得电容器两极板间所加的电压。
，
联立解得，
故粒子电势能减小。
【解析】粒子在板间做类平抛运动，飞出板间后做匀速直线运动，分别根据运动的合成与分解规律列式，即可解题。
电势能的减少量等于电场力做的正功。
15.【答案】；，方向水平向右；
【解析】设木板与小球碰撞后的速度大小为 ，木板与静止的小球发生弹性碰撞，动量守恒、机械能守恒
解得
设弹簧压缩至最短时滑块和木板的速度均为 ，根据动量守恒定律
解得
根据动量定理可得，弹簧第一次压缩过程中对木板的冲量
解得
方向水平向右；
设弹簧压缩过程中的某时刻滑块的速度大小为 ，木板的速度大小为 ，根据动量守恒定律
即
则
解得，从与小球碰撞开始到弹簧第一次压缩至最短所用的时间
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