2021-2022学年福建省南平市高二上学期期末质量检测 物理 解析版

南平市2021—2022学年第一学期高二期末质量检测

物理试题

（满分100分；考试时间：75分钟）

一、单项选择题：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，只有一项是符合题目要求的。

1．磁感应强度的定义式，式中L表示与磁场方向垂直的一小段通电导体棒的长度，I表示通过导体棒的电流，F表示通电导体棒受到的磁场力，下列说法正确的是

A．B与F成正比 B．B与IL成反比

C．B的方向与F相同 D．B的大小和方向与IL无关，由磁场本身决定

2. 为了提高松树上松果的采摘率和工作效率，工程技术人员发明了如图所示的振动器，用来振动树干使松果落下。则

A. 随着振动器的振动频率增加，树干振动的幅度一定增大

B. 针对不同的树木，落果效果最好的振动频率一定相同

C. 稳定后，不同的树干振动频率与振动器的振动频率相同

D. 稳定后，不同的树干振动频率与振动器的振动频率不同

3．生活中的各种应用领域利用电容器的场景很多，而构成电容器的形式也是多种多样。下列两幅图所示的两个电极之间都由绝缘介质分隔开来从而构成一个电容器。请根据两幅图示的相关说明判断下列说法正确的是

A．图甲中，当金属芯线不动而h变小时，该电容器的电容变大

B．图甲中，保持两电极间的电压不变，当金属芯线不动而h变小时，该电容器将充电

C．图乙中，当待测压力F变大时，该电容器的电容变大

D．图乙中，保持电容器的电量不变，当待测压力F变大时，两电极间的电压将变大

4．如图所示电路中，电源电动势E= 9 V，内阻r=1Ω。为直流电动机，其线圈电阻R= 1 Ω，限流电阻R′= 3 Ω。当电动机正常工作时，理想电压表示数为 1.5 V。则电动机的输出功率是

A．3.25W 

B．3.50W 

C．3.75W 

D．49W

二、多项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

5. 如图所示电路，闭合开关，当滑动变阻器的滑片从b端向a端缓慢滑动时

A．小灯泡L逐渐变亮

B．小灯泡L逐渐变暗

C．电压表示数逐渐减小

D．电压表示数逐渐增大

6. A、B两固定的点电荷产生的电场的电场线如图所示，O是A、B连线的中点。下列说法正确的是

A．A、B带同种电荷

B．A的电荷量比B的电荷量大

C．O点的场强为零

D．若将甲、乙接触后放回原处，则甲、乙间的静电力变大

7. 如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度大小为B、方向与水平方向成450的匀强磁场中，以导线为中心，半径为R的圆周上均匀分布a、b、c、d四个点，bd连线与磁感线平行，其中c点的磁感应强度为零。下列说法正确的是

A．直导线中电流方向垂直纸面向里

B．a点的磁感应强度为，方向与匀强磁场方向相同

C．b点的磁感应强度为，方向水平向右

D．d点的磁感应强度为，方向竖直向下

8．如图甲，O为AB连线的中点，M、N在AB连线的中垂线上，A、B、M、N四点距O点的距离均为。在A、B两点分别固定一点电荷，电荷量均为Q（Q>0）。以O为原点，ON方向为正方向建立x轴。若取无穷远处为电势零点，则ON上的电势随位置x的变化如图乙所示。一电荷量为－q（q>0）的带电粒子以一定的初动能从M点沿x轴正方向运动，一定时间后经过N点。不计粒子重力，k为静电力常数。则

1. 粒子在M点受到的电场力大小为

B．粒子在O点的电势能为

C．粒子从x=处到N点的过程中，其动能减少了

D．要使粒子离开电场，粒子的初动能至少为

三、非选择题：共60分。其中9、10题为填空题，11、12题为实验题，13～15为计算题。

9．左下图中，质量为20kg的物体M静止放在光滑水平面上，现用与水平方向成30°角斜向上的力F作用在物体上，力F的大小为10N，作用时间为10s。在此过程中，力F对物体的冲量大小为__________N·s，10s末物体的动量大小是__________kg·m/s。

10．在某种介质中，一列简谐横波沿x轴传播，在t = 0时刻的波形图如图甲所示，图中质点B的振动图像如图乙所示。该简谐横波的波速v =m/s；t = 0.5 s时，质点A沿方向振动（选填“y轴正”“y轴负”）。

11．在“测量金属丝电阻率”的实验中，所用测量仪器均已校准，待测金属丝接入电路。

（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径d，测量结果如图所示，其读数为_______mm；

（2）用毫米刻度尺测量金属丝的长度L；

（3）用伏安法测金属丝的电阻，实验所用器材为：电池组（电动势3V，内阻约1Ω）；电流表（内阻约0.1Ω）；电压表（内阻约3kΩ）；滑动变阻器R（0~20Ω）；开关、导线若干。

某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：

根据以上实验数据可知，能较准确地测出金属丝的阻值，是采用下列电路中的_______图。

          A                        B                       C                     D

（4）该金属材料电阻率的表达式________（用、L、d等符号表示）。

12．“用单摆测定重力加速度”的实验装置如图所示，回答下列小题。

（1）按如图实验装置开始实验，测出悬点O到小球球心的距离（摆长）L及单摆完成n次全振动所用的时间t，则重力加速度

g =__________；（用L、n、t表示）

（2）某次实验中，测得摆长为100.00 cm，50次全振动时间为100.0 s。根据数据计算

g =________m/s2；（计算结果保留三位有效数字）

（3）用多组实验数据作出T2-L图像，也可以求出重力加速度g。某三位同学作出的T2-L图线如图中的a、b、c所示，其中a和b都是过原点的直线，b和c两直线平行，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。下列说法正确的是 。
A. 图线a对应的测量值g小于图线b对应的测量值g

B. 出现图线a的原因可能是误将49次全振动记为50次

C. 出现图线c的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L
D.出现图线c的原因可能是误将悬点到小球上端的细线长度记为摆长L
13.一面积S = 0.02 m2的矩形导线框abcd水平放置于匀强磁场中，如甲图中位置I，磁场方向竖直向下，磁感应强度大小为B = 2 T。

（1）在甲图中的位置I时，求穿过线框abcd的磁通量；

（2）在甲图中，以bc边为转轴将该线框转过60至位置II的过程中，求穿过线框abcd的磁通量变化量；

（3）现将线框沿中线折成如图乙所示的V形面，开口竖直向上，a、b、c、d在同一水平面内，并将磁场方向改为水平向右，且与ad、bc边垂直。求穿过V形面的磁通量。

14.示波器的原理可简化为图甲所示，一束电子流持续不断的由静止开始经加速电场加速后，沿中轴线OO'垂直电场方向射入偏转电场，射出电场后打到荧光屏上的P点。已知电子的质量为m，电荷量为e，加速电场电压为U0，偏转电场电压为U，两板间距离为d，极板的长度为L1，极板末端到荧光屏的距离为L2，不计电子所受重力。

（1）求电子射入偏转电场时的初速度v0；

（2）求电子飞出电场的位置离中心轴线OO'的距离y；

（3）若偏转电场的电压U按图乙所示周期性变化，电压的最大值为U0，L1 = L2 = 2d，求荧光屏上能接收到粒子范围的长度。（由于电子通过电场的时间极短，每个电子通过偏转电场过程中可视为电压不变）

15.如图所示，一质量M＝2.0 kg的小车静止在光滑的水平地面上，OP部分是表面粗糙的水平导轨，PQ部分是光滑的四分之一圆弧导轨，OP和PQ部分平滑相连，整个导轨都是由绝缘材料制成，小车所在空间内有竖直向上的匀强电场。一质量m = 1.0 kg、电荷量q＝－1×10-2C的滑块（可视为质点），以v0＝10 m/s的水平速度向右冲上小车，它对水平导轨的压力FN = 10.2 N，到达P点时的速度v1＝6 m/s。g取10m/s2。求：

（1）匀强电场的电场强度大小E；

（2）滑块从O到P的过程中，小车、滑块系统损失的机械能；

（3）小车所能获得的最大速度。  

南平市2021—2022学年第一学期高二期末质量检测

物理试题详解答案

1【答案】D

【解析】该公式为比值法定义，被定义的物理量与用来定义的物理量无因果关系。磁感应强度描述的是磁场本身性质的物理量，与放入磁场中的通电导线及受力无关。故D正确。

故选D。

2【答案】

【解析】A.根据共振产生的条件，当振动器的频率等于树木的固有频率时产生共振，此时振幅最大，故A错误；B.针对不同的树木，固有频率不一定相同，落果效果最好的振动频率为固有频率，故B错误；

CD.受迫振动频率由驱动力频率决定，稳定后，不同树木的振动频率与振动器的振动频率相同，故C正确，D错误。

故选C。  

3【答案】C

【解析】AB．若图甲中两电极间的电压不变，当金属芯线不动而h变小时，电容器两极板正对面积S减小，根据，可知电容器的电容C减小，故A错误；又由，U不变时，C减小Q也减小，该电容器放电，故B错误；CD．若图乙中，当图示中的F变大时，电容器两极板间距离d减小，根据，可知电容C变大，故C正确；再根据，两极板的电量不变，C变大U减小，故D错误。

故选C。

4【答案】A

【解析】通过电动机的电流I与流过限流电阻R′的电流相同，由，电动机两端电压

,电动机的输出功率，故A正确。

故选A。

5【答案】AC

【解析】AB．当滑动变阻器的滑片缓慢向a端滑动时，滑动变阻器接入电路阻值减小，总电阻减小，则干路电流变大，小灯泡L逐渐变亮，故A正确，B错误；

CD．当滑动变阻器的滑片缓慢向a端滑动时，滑动变阻器接入电路阻值减小，总电阻减小，则干路电流变大，由，可知路端电压逐渐减小，电压表示数逐渐减小，故C正确，D错误。

故选AC。

6【答案】AD

【解析】类比等量异种电荷、等量同种电荷电场线可知，甲、乙应带同种电荷，且乙的带电量较大，A正确；

A．电荷量越大电场线分布越密，A的电荷量比B的电荷量小，故B错误；

C．由于A、B两电荷不是等量同种电荷，O点的场强不为零，故C错误；

D．设甲、乙带电量为q1、q2，原来两电荷间的静电力为，接触后放回原处，电荷量总和平分，两电荷间的静电力变为由于联立可得即静电力变大，D正确。故选AD。

7【答案】AC

【解析】由于c点的磁感应强度为零，则通电直导线在c点产生磁场的磁感应强度与原磁场的磁感应强度大小相等方向相反，圆周上的任一点电流磁场的磁感应强度大小都是B，再由安培定则可判定直导线电流方向垂直纸面向里，故A正确；由安培定则可知a点电流磁场方向与原磁场方向相同，则，故B错误；

CD．由安培定则可知b、d两点电流磁场方向与原磁场方向垂直，由平行四边形定则可求得b、d两点的磁感应强度大小，b点磁场方向水平向右，d点磁场方向竖直向上，故C正确，D错误。故选AC。

8【答案】ACD

【解析】A．设A到M点的距离为，A点的电荷对带电粒子的库仑力大小为，由库仑定律有，

设带电粒子在点所受电场力大小为，由力的合成有，解得，故A正确；

B．由电势能公式得O点的电势能，故B错误；

A．带电粒子从处到N点的过程中，由能量守恒定律得动能的减少量，故C正确；要使粒子离开电场，由能量守恒定律得： = 0，故D正确。

故选ACD。

9【答案】100，50

【解析】由冲量定义可得，力F对物体的冲量大小为；对物体由动量定理得：

，解得：。

10【答案】10m/s，y轴负

【解析】由波动图像可知，在时刻，质点在平衡位置，由振动图像可知，从开始质点B由平衡位置沿轴负方向振动，所以该波沿轴正方向传播。由波动图像可知波长为：，由振动图像可知周期为：，则波速为：，且沿轴正方向传播；t =0.5s时波沿x轴正方向向前通过5米位移，做出新的波形图，即可得知质点A沿y轴负方向振动（或由其他方法也可判断质点A沿y轴负方向振动）。

11【答案】0.396-0.399， A，

【解析】

(1)由图所示螺旋测微器可知，固定部分读数为0，转动部分读为39.8，故其示数为：

0mm+39.8×0.01mm=0.398mm（0.396～0.399均正确）

(3) 由表中实验数据可知，最小电压为0V，由此可知，滑动变阻器应用分压式接法，根据表中可知，待测电阻远小于电压表内阻，所以采取外接法，因此实验采用的是图A所示电路；

(4) 根据电阻定律，可知金属的电阻率

12【答案】（1） （2）9.86  （3）BD     

【解析】 

（1）本小题考查“用单摆测定重力加速度”的实验原理，根据单摆周期公式，及周期测量计算式，得；

（2）将t = 100.00 s，n = 50，L = 1.0000 m， 代入，计算得g = 9.86 m/s2；

（3）本小题考查“用单摆测定重力加速度”中用图像法处理数据的原理及其误差分析。根据单摆周期公式，得

A. 由原理可知，T2-L图像的斜率，重力加速度测量值，a图线的斜率小于b图线，可知由a图线求出的g值大于由b图线求出的g值。A选项错误。

B.若误将49次全振动记为50次，则每次周期T的测量值都偏小，由图像求斜率也会偏小，B选项正确。

C.若误将悬点到小球下端距离记为摆长L，则T2与L测量值间的函数关系为，其中r为小球半径，图线c应出现横轴正截距，而不是纵轴正截距。C选项错误。

D.若误将悬点到小球上端的摆线长度记为摆长L，则T2与L测量值间的函数关系为，其中r为小球半径，图线c出现纵轴正截距。D选项正确。

13.【解析】

（1）初始位置穿过线框的磁通量

                                 ①

解得：                            ②

（2）线框平面在垂直磁场方向的投影面积为：

                            ③

线框顺时针旋转60时的磁通量为：

                                   ④

解得：                         ⑤

此过程中的穿过线框的磁通量变化量为

                                ⑥

解得：                               ⑦

（3）磁场方向水平向右，穿过V形面两个面的磁通量符号相反，总磁通量为

                             ⑧

14. 【解析】

（1）对电子，在加速电场中，由动能定理得： 

                                     ①

解得：                                ②

（2）电子在偏转电场中，有：

                                         ③

④

⑤

由以上各式解得：                       ⑥

（3）方法一：

电子能从下极板边缘飞出时，有

⑦

解得：                              ⑧

电子从下极板边缘飞出时，有

⑨

⑩

其中：⑪

⑫

联立以上各式解得：

⑬

故荧光屏上能接收到电子的范围长度：⑭

方法二：

恰能从下极板边缘飞出时，有

                                         ⑦

解得：

此时，范围长度Y最大                           ⑧

由几何关系得：                        ⑨

（1）解得：⑩
15【解析】

（1）对滑块受力分析：

①

由牛顿第三定律得：②

由①②解得：③

（2）滑块从O到P的运动过程中，由动量守恒及能量守恒得：

④

⑤

解得：⑥

（3）当滑块再次返回P点时，小车获得的速度最大。⑦

由动量守恒及能量守恒得：

⑧

⑨

由⑦⑧解得：

m/s，即小车所能获得的最大速度为 m/s。 ⑩