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2022-2023学年云南省保山市、文山州高二（上）期末物理试卷
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
题号 一 二 三 四 五 总分
得分
注意事项:
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。
3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。
第I卷（选择题）
一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）
1. 如图所示，把一条导线平行地放在磁针的上方附近，当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转。首先观察到这个实验现象的物理学家是( )
A. 奥斯特 B. 爱因斯坦 C. 伽利略 D. 牛顿
2. 以下关于机械能是否守恒的叙述，正确的是( )
A. 做匀速直线运动的物体的机械能一定守恒
B. 做匀变速直线运动的物体机械能可能守恒
C. 外力对物体做功代数和为零时，机械能一定守恒
D. 只有重力对物体做功，物体机械能不一定守恒
3. 如图所示，做平抛运动的小球的初动能为，不计一切阻力，它落在斜面上点时的动能为( )
A.
B.
C.
D.
4. 如图所示的电场中两点和实线为电场线，虚线为等势面关于、两点的场强和电势，正确的是( )
A.
B.
C.
D.
5. 一带电粒子射入一正点电荷的电场中，运动轨迹如图所示，粒子从运动到，则下列说法中正确的是( )
A. 粒子带正电 B. 粒子的动能一直变大
C. 粒子的加速度先变小后变大 D. 粒子在电场中的电势能先变小后变大
6. 如图所示是一交变电流的图像，曲线部分按正弦规律变化，则该交变电流的有效值为( )
A. B. C. D.
7. 如图所示，一正方形线圈的匝数为，边长为，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中，在时间内，磁感应强度的方向不变，大小由均匀的增大到在此过程中，线圈中产生的感应电动势为( )
A. B. C. D.
8. 一个边长为的正方形导线框在倾角为的光滑固定斜面上由静止开始沿斜面下滑，随后进入虚线下方方向垂直于斜面的匀强磁场中如图所示，磁场的上边界线水平，线框的下边边始终水平，斜面以及下方的磁场往下方延伸到足够远下列推理、判断正确的是：( )
A. 线框进入磁场过程点的电势比点高
B. 线框进入磁场过程一定是减速运动
C. 线框中产生的焦耳热一定等于线框减少的机械能
D. 线框从不同高度下滑时，进入磁场过程中通过线框导线横截面的电量不同
二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）
9. 如图所示，真空中两点电荷、带电量分别为和，点为连线的中点，、两点都在它们之间的连线上，、两点在连线的中垂线上。已知，、两点的场强大小分别为、；，、两点的电势分别为、。则下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
10. 放在水平地面上的物体受到方向不变的水平推力的作用，的大小与时间的关系和物体的速度与时间的关系如图中甲、乙所示，根据图提供的信息可以确定的物理量是( )
A. 物体在前内受到的摩擦力大小 B. 物体与地面间的动摩擦因数
C. 物体在内动能的变化量 D. 推力在内对物体所做的功
11. 如图所示，带正电的粒子以一定的初速度沿两板的中线进入水平放置的平行金属板内，恰好沿下板的边缘飞出。已知板长为，板间距离为，板间电压为，带电粒子的电荷量为，粒子通过平行金属板的时间为不计粒子的重力，则( )
A. 在前时间内，电场力对粒子做的功为
B. 在后时间内，电场力对粒子做的功为
C. 粒子的出射速度偏转角满足
D. 粒子前和后的过程中，运动时间之比为
12. 如图所示，两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计，绝缘轻绳一端固定，另一端系于导体棒的中点，轻绳保持竖直。将导体棒由边界水平的匀强磁场上方某一高度处静止释放。匀强磁场的宽度一定，方向与导轨平面垂直，两导体棒电阻均为且与导轨始终保持良好接触。下列说法正确的是( )
A. 进入磁场后，中的电流方向向左
B. 进入磁场后，轻绳对的拉力不变
C. 进入磁场后，重力做功的瞬时功率可能增大
D. 由静止释放到穿出磁场的过程中，中产生的焦耳热等于减少的机械能
第II卷（非选择题）
三、实验题（本大题共1小题，共9.0分）
13. 用如图所示电路测量电源的电动势和内阻。实验器材：
待测电源电动势约，内阻约，保护电阻阻值和阻值，滑动变阻器，电流表，电压表，开关，导线若干。
实验主要步骤：
将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关；
(ⅱ)逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数和相应电流表的示数；
(ⅲ)在图中，以为纵坐标，为横坐标，做图线、都用国际单位；
(ⅳ)求出图线斜率的绝对值和在横轴上的截距。
回答下列问题：
电压表最好选用______；电流表最好选用______。
A.电压表，内阻约
B.电压表，内阻约
C.电流表，内阻约
D.电流表，内阻约
滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大。两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是______。
A.两导线接在滑动变阻器电阻丝两端接线柱
B.两导线接在滑动变阻器金属杆两端接线柱
C.一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端接线柱
D.一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱，另一条导线接在电阻丝右端接线柱
选用、、和表示待测电源的电动势和内阻的表达式______，______，代入数值可得和的测量值。
四、简答题（本大题共1小题，共6.0分）
14. 在研究“平抛物体的运动”的实验中，某同学只记录了、、三点，各点的坐标如图所示，则物体运动的初速度为 ，物体在点的速度为 ．
五、计算题（本大题共3小题，共37.0分）
15. 如图所示，点固定，绝缘轻细杆长为，端粘有一带正电荷的小球，电量为，质量为，水平方向的匀强电场的场强为，将小球拉成水平后自由释放，在最低点时绝缘杆给小球的力的大小是______。
16. 如图所示第一象限内存在，方向水平向左的匀强电场，第二象限有垂直纸面向里的匀强磁场，比荷为的正电粒子以初速度从轴上的点垂直轴射入电场，，不计粒子重力。
求粒子经过轴时的位置到原点的距离；
若要使粒子不能进入第三象限，求磁感应强度的取值范围。不考虑二次进入电场
17. 如图所示，两根足够长的光滑金属导轨、间距为，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成角。完全相同的两金属棒、分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒的质量均为，电阻均为，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为，棒在平行于导轨向上的力作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒恰好能保持静止。取，问：
通过棒的电流是多少，方向如何？
棒受到的力多大？
棒每产生的热量，力做的功是多少？
答案和解析
1.【答案】
【解析】当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转，说明电流产生了磁场，这是电流的磁效应，首先观察到这个实验现象的物理学家是奥斯特。故A正确，BCD错误。
故选：。
本实验是年丹麦的物理学家奥斯特做的电流磁效应的实验。
本题考查的是物理学常识。对于物理学史上著名物理学家、经典实验和重要理论要记牢，这也是高考内容之一。
2.【答案】
【解析】解：、当物体匀速上升或匀速下降时，动能不变，重力势能变化，则机械能不守恒，故A错误；
B.物体做匀变速直线运动时，例如自由落体运动时，只有重力做功，物体机械能守恒，故B正确；
C、外力对物体做功代数和为零时，动能不变，但机械能不一定守恒，故C错误；
D、由机械能守恒定律可知，只有重力做功时，物体机械能一定守恒，故D错误。
故选：。
机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功，对照机械能守恒条件进行分析。也可以根据机械能的概念判断。
本题考查机械能守恒的条件，明确判断机械能守恒的方法一是根据只有重力做功或弹力做功判断；二是根据动能与重力势能的总和是否不变，来判断机械能是否守恒。
3.【答案】
【解析】解：根据，
则有：，
则落到斜面上的动能为：故C正确，、、D错误。
故选：。
平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，抓住位移关系求出竖直分速度与水平分速度的关系，从而得出小球动能的大小．
解决本题的关键掌握平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式进行求解．
4.【答案】
【解析】解：电场线密处场强大，故A点的场强大于点的场强。
沿着电场线电势要逐渐降低，故A点处等势面的电势高于处等势面的电势，所以点的电势高于点的电势。
故B正确，ACD错误。
故选：。
根据电场线密处场强大，电场线稀处场强小的特点判断场强大小，根据沿着电场线电势要逐渐降低的原理判断电势的高低．
本题要掌握电场线密处场强大，电场线稀处场强小，和沿着电场线电势要逐渐降低这两个结论．
5.【答案】
【解析】解：、从轨迹形状上可判断粒子受到了引力作用，所以粒子应带负电，A错误；
B、从点运动到，电场力先做正功再做负功，根据动能定理，动能先增大，后减小，故B错误；
C、不管粒子怎样运动，粒子在靠近点电荷时受到的电场力在变大，加速度变大，远离时受到的电场力在变小，加速度变小，C错误；
D、靠近时电场力做正功，电势能减小，远离时电场力做负功，电势能增加，D正确。
故选：。
根据轨迹的弯曲方向判断出电场力的方向，从而判断出带电粒子的电性，根据动能定理，判断动能的变化，根据电场力做功判断电势能的变化．
解决本题的关键掌握根据轨迹的弯曲方向判断出合力的方向，以及根据电场力做功判断出电势能的变化．
6.【答案】
【解析】解：设该交变电流的有效值为，周期为。
取一个周期时间，由有效值的定义有：
可得：，故ABC错误，D正确。
故选：。
在一个周期内，将交流电与恒定电流分别通过阻值相同的电阻，在相同时间内产生的热量相等，则恒定电流的值就是交流电的有效值。根据有效值的定义求解。
对于交流电的有效值，要根据电流的热效应，由有效值的定义求解。
7.【答案】
【解析】在此过程中，线圈中的磁通量改变量大小为：
，
根据法拉第电磁感应定律得：，故B正确ACD错误；
故选：。
根据法拉第电磁感应定律，求解感应电动势，其中是有效面积。
解决电磁感应的问题，关键理解并掌握法拉第电磁感应定律，知道是有效面积，即有磁通量的线圈的面积。
8.【答案】
【解析】解：、切割磁感线，产生的感应电流方向，点的电势比点高。故A错误。
、边受到安培力，因条件不足，安培力大小和重力沿斜面的分力大小无法比较，线框的运动情况无法确定。故B错误。
、根据能量守恒定律，线框中产生的焦耳热一定等于线框减少的机械能。故C正确。
D、由经验公式电量，线框从不同高度下滑时相同，相同，则电量相同。故D错误。
故选：。
线框进入磁场过程，边切割磁感线，产生感应电动势，相当于电源，边受到安培力，机械能一部分转化为电能．用右手定则判断感应电流方向，分析电势高低．根据牛顿定律分析运动情况．由能量守恒定律，研究能量的转化．根据法拉第电磁感应定律研究电量．
本题是电磁学与力学的综合题，考查分析运用电磁感应知识、电路知识、力学知识等综合应用的能力．
9.【答案】
【解析】解：、假设电荷量相等，根据对称性可知，由于的电荷量大于的电荷量所以，故A错误，B正确。
、在中垂线上，点电场方向斜向右上方，顺着电场方向电势降低，则点电势比点电势高，同理，点电势也比点电势高，根据对称性可知，点电势与点关于点对称点的电势相等，由于此对称点的电势高于点电势，所以点电势高于点电势，故C错误，D正确。
故选：。
根据电场线的分布疏密判断场强的大小。根据顺着电场线方向电势降低，判断电势的高低。
解答本题关键是一方面要掌握电场线的两个意义：疏密表示场强的大小，顺着电场线方向电势降低，另一方面要抓住对称性。
10.【答案】
【解析】解：、由图乙可知，前内物体静止，由平衡条件知物体受到的摩擦力大小等于推力大小，由图甲可知前内的推力大小为，则物体前内受到的摩擦力大小为，故A正确；
B、内物体滑动，根据图像的斜率可求出加速度，由牛顿第二定律得：，因为不知道物体质量，所以无法计算滑动摩擦力，也就不能确定动摩擦因数，故B错误；
C、由于物体质量未知，无法计算物体动能，所以无法确定动能的变化量，故C错误；
D、图像与时间轴所围的面积表示位移，由图乙可求出物体的位移，由图甲可读出推力的大小，根据功的计算公式，可以确定推力对物体做的功，故D正确。
故选：。
由图乙可知前内物体静止，根据平衡条件计算物体受到的摩擦力大小。内物体滑动，根据图像的斜率可求出加速度，结合牛顿第二定律和摩擦力公式分析能否求出动摩擦因数。由于物体质量未知，无法计算物体动能以及动能的变化量。根据图像与时间轴所围的面积表示位移，可求出位移，再由功的计算公式可求出推力在内对物体所做的功。
解决本题时，要知道图像的斜率表示加速度，图像与时间轴所围的面积表示位移，结合牛顿第二定律、动能定理等规律分析。
11.【答案】
【解析】解：、设粒子在前时间内和在后时间内竖直位移分别为、，则：：，得，。所以前时间内侧方向位移，则电场力对粒子做的功为，故A错误；
B、由上述结论知，后的竖直位移为，电场力做功为：，故B正确；
C、粒子的出射速度偏转角正切为：故C正确。
D、由匀变速直线运动规律得，故D错误。
故选：。
带正电的粒子进入水平放置的平行金属板内，做类平抛运动，竖直方向做初速度为的匀加速运动，由推论可求出在前时间内和在后时间内竖直位移之比，由动能定理求出电场力做功；
将出射的速度进行分解，求出出射速度偏转角正切；
由匀变速直线运动的规律求时间之比。
本题是类平抛运动，要熟练掌握其研究方法：运动的合成与分解，并要抓住竖直方向初速度为零的匀加速运动的一些推论，研究位移和时间关系。
12.【答案】
【解析】解：、进入磁场后切割磁感线，产生感应电流，由右手定则可知，中感应电流方向向右，则中的电流方向向左，故A正确。
B、进入磁场后，由于、中电流方向相反，相互排斥，则轻绳对的拉力减小，故B错误。
C、进入磁场后，所受的安培力可能小于重力，继续加速运动，速度增大，重力做功的瞬时功率可能增大，故C正确。
D、由静止释放到穿出磁场的过程中，和中产生的总的焦耳热等于减少的机械能，故D错误。
故选：。
根据右手定则判定感应电流的方向；进入磁场后，分析受到的的作用力方向，判断轻绳对的拉力是否变化。根据受到的安培力与重力关系，确定速度的变化，判断重力做功的瞬时功率变化情况。结合能量守恒定律分析。
解决本题的关键要通过分析金属棒所受的安培力和重力的关系，判断可能的运动情况，掌握右手定则判断感应电流方向。
13.【答案】，；；；。
【解析】
【分析】
根据给出的仪表分析电流和电压最大值，电表量程略大于最大值即可；同时注意明确电压表内阻越大越好，而电流表内阻越小越好；
明确滑动变阻器的接法以及对电路的调节作用，则可得出正确的接法；
根据闭合电路欧姆定律进行分析，根据数学规律可求得电动势和内电阻。
本题考查测量电源的电动势和内电阻实验中的仪表选择以及数据处理，要注意明确根据图象分析数据的方法，重点掌握图象中斜率和截距的意义。
【解答】
电压表并联在电路中，电压表内阻越大，分流越小，误差也就越小，因此应选内阻较大的电压表；当滑动变阻器接入电阻最小时，通过电流表电流最大，此时通过电流表电流大小约为，因此，电流表选择；
分析电路可知，滑片右移电压表示数变大，则说明滑动变阻器接入电路部分阻值增大，而项中两导线均接在金属杆的两端上，接入电阻为零；而项中两导线接在电阻丝两端，接入电阻最大并保持不变；项中一导线接在金属杆左端，而另一导线接在电阻丝左端，则可以保证滑片右移时阻值增大；而项中导线分别接右边上下接线柱，滑片右移时，接入电阻减小，故D错误。
故选：；
由闭合电路欧姆定律可知：，对比可知，图象的斜率为，则内阻；
令，则有：；由题意可知，图象与横轴截距为，则有：；解得：。
故答案为：，；；；。
14.【答案】
【解析】解：根据平抛运动规律在竖直方向上，则：
水平方向上有：，因此有：
根据匀变速运动的物体在某段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度，可得：
因此点速度大小为：
故答案为：，．
平抛运动在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做自由落体运动．根据竖直方向上，求出时间间隔，然后根据水平方向上的匀速直线运动求出初速度．由做匀变速运动的物体在某段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度求出点的竖直速度，然后求出经过点的速度．
决本题的关键掌握平抛运动在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，然后熟练应用匀变速直线运动规律求解．
15.【答案】
【解析】解：小球从水平位置运动到最低点过程中，
由动能定理得：
在最低点，小球做圆周运动，由牛顿第二定律得：
解得，绝缘杆对小球的作用力：。
故答案为：
由动能定理求出小球到达最低点时的速度，小球做圆周运动，由牛顿第二定律可以求出杆对小球的作用力．
本题考查了求杆对小球的作用力，应用动能定理与牛顿第二定律可以正确解题；解题时要注意，在最低点，电场力水平向右不提供向心力，杆的拉力与小球重力的合力提供向心力．
16.【答案】解：设粒子在电场中运动的时间为，粒子经过轴时的位置与原点的距离为，水平方向：
加速度：
竖直方向：
代入数据联立解得：
粒子经过轴时在电场方向的分速度为：
粒子经过轴时的速度大小为：
代入数据解得：
与轴夹角为
要使粒子不进入第三象限，则轨迹刚好与轴相切，如图所示：
设粒子做匀速圆周运动的轨道半径为，则：
由牛顿第二定律得：
代入数据联立解得：
答：粒子经过轴时的位置到原点的距离为；
若要使粒子不能进入第三象限，磁感应强度的取值范围是：。
【解析】粒子在电场中做类平抛运动，方向上做匀加速运动，方向做匀速运动，根据运动学公式求解粒子经过轴时的位置到原点的距离；
设粒子在磁场中做匀速圆周运动，画出运动的轨迹，结合临界条件和向心力公式可求磁感应强度。
该题考查带电粒子在组合场中的运动，可以分别使用类平抛的公式和圆周运动的公式解答。
17.【答案】解：棒受到的安培力
棒在共点力作用下平衡，则
由式代入数据解得
方向由右手定则可知由到；
棒与棒受到的安培力大小相等
对棒由共点力平衡有 ；
设棒匀速运动的速度大小为，则产生的感应电动势
由闭合电路欧姆定律知
则
棒每产生的热量，则有，
解得：
力做的功率。
答：通过棒的电流是，方向由到；
棒受到的力为；
力做的功是。
【解析】棒静止处于平衡状态，由平衡条件可以求出通过棒的电流大小，由右手定则或楞次定律判断出感应电流的方向；
棒做匀速直线运动，由平衡条件列方程可以求出拉力的大小；
根据功率公式、、欧姆定律列方程求出导体棒的速度，根据焦耳定律求解时间，由公式求解做的功。
本题主要是考查电磁感应现象与力学的结合，弄清楚受力情况和运动情况，根据牛顿第二定律或平衡条件列出方程，再根据闭合电路的欧姆定律、法拉第电磁感应定律等求解问题。
第1页，共1页
