2021-2022学年青海省海南藏族自治州高级中学高二上学期期末考试 物理试题 Word版

海南州高级中学2021～2022学年度第一学期期末考试

高二物理

一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分．在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一个选项正确，第9～12题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

1. 两百多年前，诺莱特让700个修道士手拉手做“电震”实验。实验中装水的大玻璃罐起到了储存电荷的作用，其实装水的大玻璃罐相当于（　　）

A. 电容器 B. 变阻器 C. 静电计 D. 电阻

【答案】A

【解析】

【详解】实验中装水的大玻璃罐起到了储存电荷的作用，而选项中只有电容器具有储存电荷的能力。

故选A。

2. 我国第21次南极科考队在南极观看到美丽的极光。极光是由来自太阳的高能带电粒子流与大气分子剧烈碰撞或摩擦，从而激发大气分子发出各种颜色的光。假设科考队员站在南极极点附近，观测到带正电粒子从右向左运动，则粒子受到磁场力的方向是（　　）

A. 向前 B. 向后 C. 向上 D. 向下

【答案】A

【解析】

【详解】在地理的南极附近是地磁场的北极，即N极，所以可知在南极极点附近的磁感线垂直于地面向上。由题可知，带正电粒子从右向左运动，由左手定则可判断出带电粒子受到的磁场力方向向前。

故选A。

3. 如图两根相互平行的长直导线分别通有大小和方向相同的电流I，为导线某一横截面所在平面内的四点，且与两导线共面；b点与两导线的距离相等，的连线与导线所在平面垂直，则磁感应强度可能为零的点是（ ）

A. a点 B. b点 C. c点 D. d点

【答案】B

【解析】

【详解】两电流在该点的合磁感应强度为0，说明两电流在该点的磁感应强度满足等大反向关系，根据右手螺旋定则在两电流的连线中点磁感应强度大小相等，方向相反，则磁感应强度可能为零的点是b点，B正确；ACD错误；

故选B．

4. 质量为M的通电细杆置于倾角为θ的光滑导轨上，有垂直于纸面向里的电流I通过细杆，在如图所示的A、B、C、D四个图中，能使细杆沿导轨向上运动且磁感应强度最小的是（　　）

A.  B.

C.   D. 

【答案】C

【解析】

【详解】BD．细杆所受的重力竖直向下，光滑导轨对细杄的支持力垂直斜面向上，B图中杆受安培力水平向左，D图中杆受安培力沿斜面向下，均不可能使细杆沿斜面向上运动，BD错误；

AC．A图中杆所受安培力水平向右，要使杆沿导轨向上运动，应满足

C图中杆所受的安培力沿斜面向上，要使杆沿导轨向上运动，应满足

安培力最小时磁感应强度最小，因，对比可知，C图中磁感应强度最小，C正确；

故选C。

5. —匝数为10的线圈垂直磁场放置，穿过线圈的磁通量为．现将该线圈的匝数减为5匝，同 时将线圈转至与磁场的夹角为30°，其他条件不变，则穿过该线圈的磁通量变为

A.  B. 2

C.  D.

【答案】C

【解析】

【分析】磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个面积为S且与磁场方向垂直的平面，磁感应强度B与面积S的乘积，叫做穿过这个平面的磁通量，标量．

【详解】磁通量形象的说是穿过某个线圈的磁感线条数，与匝数无关，故线圈有10匝时磁通量为，减小为5匝，同时将线圈转至与磁场的夹角为30°，磁通量变为，故C正确，ABD错误．

【点睛】关键是明确磁通量的定义，知道其物理意义，即可以表示穿过某个线圈的磁感线条数，与线圈的匝数无关．

6. 在如图所示的电路中，闭合开关，将滑动变阻器的滑片向左移动一段距离，待电路稳定后，与滑片移动前比较（　　）

A. 灯泡L变暗 B. 电容器C上的电荷量不变

C. 电源消耗的总功率变大 D. 电阻两端电压变大

【答案】C

【解析】

【详解】AC．滑动变阻器的滑片向左移动一点，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律分析得知，流过电源的电流增加，则由

知电源的总功率变大，且流过灯泡的电流增加，灯泡L亮度变亮，A错误C正确；

B．电源的路端电压

流过电源的电流增加，路端电压减小，即电容器电压减小将放电，电荷量将减小，B错误；

D．电阻只有在电容器充放电时有短暂的电流通过，稳定状态无电流，则其两端的电压为零不变，D错误。

故选C。

7. 如图所示，图中a、b、c、d为电场的四个等势面，且其电势关系为<<<，一带电粒子自A点以初速度v0平行于等势面射入电场，其运动轨迹如虚线AB所示。不计粒子重力，则（　　）

A. 粒子一定带负电

B. 粒子一定做匀速圆周运动

C. 粒子从A到B的运动过程中，动能先减小后增大

D. 粒子从A到B的运动过程中，电势能不断减小

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据等势面与电场线的关系可知，电场线方向竖直向上，又根据曲线运动的特点合外力总是指向轨迹弯曲的一面，所以电场力竖直向上，与电场强度方向相同，所以粒子一定带正电，则A错误；

B．粒子仅受电场力作用，则粒子作匀变速曲线运动，所以B错误；

CD．粒子从A到B的运动过程中，电场力对粒子一直做正功，则动能一直增大，电势能一直减小，所以C错误；D正确；

故选D。

8. 有一种电荷控制式喷墨打印机的打印头的结构简图如图所示。其中墨盒可以喷出极小的墨汁微粒，此微粒经过带电室后以一定的初速度垂直射入偏转电场，再经偏转电场后打到纸上，显示出字符，不必考虑墨汁微粒的重力，为了使打在纸上的字迹缩小，下列措施可行的是（　　）

A. 减小墨汁微粒的比荷 B. 增大墨汁微粒所带的电荷量

C. 增大偏转电场的电压 D. 减小墨汁微粒的喷出速度

【答案】A

【解析】

【详解】微粒以一定的初速度垂直射入偏转电场后做类平抛运动，则有水平方向

竖直方向

加速度为

联立解得微粒飞出电场时偏转距离为

要缩小字迹，就要减小微粒通过偏转电场的偏转距离y，由上式分析可知，采用的方法有：减小微粒的比荷，减小墨汁微粒所带的电荷量，减小偏转极板间的电压U、增大墨汁微粒的喷出速度，BCD错误，A正确。

故选A。

9. 关于磁感线，下列说法正确的是（　　）

A. 磁感线可以表示磁场的方向和强弱 B. 磁感线从磁体的N极出发，终止于磁体的S极

C. 磁铁能产生磁场，电流不能产生磁场 D. 同一磁场的两条磁感线不可能相交

【答案】AD

【解析】

【详解】A．磁感线可以表示磁场的方向和强弱，磁感线上任意一点的切线方向表示磁场的方向，疏密表示强弱，故A正确；

B．在磁体外部磁感线从N极到S极，内部从S极到N极，是闭合的曲线，故B错误；

C．电流和磁铁都能产生磁场，故C错误；

D．因为同一点磁场方向是确定的，所以同一磁场的两条磁感线不可能相交，故D正确。

故选AD

10. 如图所示，螺线管、蹄形铁芯、长直导线均相距较远。当开关闭合后，小磁针N极（黑色的一端）的指向正确的是（　　）

A. a B. b C. c D. d

【答案】AC

【解析】

【详解】AB．由右手螺旋定则可知，通电螺线管左端为S极，右端为N极，螺线管的内部磁场由左指向右，外部由右到左，则有a磁针方向正确，b磁针方向错误，故Ａ正确，Ｂ错误；

C．而对于U形螺线管左端相当于N极，右端相当于S极，故c磁针方向正确，故C正确；

D．对于直导线，左端磁感线垂直纸面向外，右端磁感线垂直纸面向里，因此d磁针方向错误，故D错误。

故选AC。

11. 如图，在绝缘光滑水平面上的C点固定一个正点电荷甲，另一个带负电的小球乙仅受甲的库仑力作用沿椭圆轨道Ⅰ运动（甲、乙均可视为质点），C点是椭圆轨道的一个焦点。小球乙在某一时刻经过A点时因速度大小突然发生改变（电量不变）而进入以C为圆心的圆形轨道Ⅱ做匀速圆周运动，以下说法正确的是（　　）

A. 在甲电荷的电场中，轨道Ⅰ上的各点，D点的电势最低

B. 乙球在轨道Ⅰ运动时，经过D点时系统的电势能最大

C. 乙球在两个轨道运动时，经过A点的加速度大小相等

D. 乙球从轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ运动时，系统的总能量不变

【答案】ABC

【解析】

【详解】A．电场线从正电荷出发到无穷远终止，根据正点电荷电场的分布规律是越靠近正电荷电势越高。轨道I上的各点，D点的电势最低，故A正确；

B．负电荷在电势高处电势能小，负电荷在电势低处电势能大，所以乙球在轨道I运动时，经过D点时系统的电势能最大，故B正确；

C．乙球在两个轨道运动时，经过A点时所受的库仑力相等，则加速度相等，故C正确；

D．乙球从轨道I进入轨道Ⅱ运动时由离心运动变为匀速圆周运动，必须减速，因此系统的总能量减小，故D错误。

故选ABC。

12. 一质量为0.06kg、长为0.1m的金属棒MN用两根长度均为0.2m的绝缘细线悬挂于天花板的两点，现在在空间加一竖直向下的磁感应强度大小为0.4T的匀强磁场，当在金属棒中通有恒定的电流后，金属棒能在竖直平面内摆动，当金属棒摆到最高点时，细线与竖直方向的夹角为，已知一切阻力可忽略不计，，，。下列说法正确的是（　　）

A. 金属棒在摆动到最高点的过程中，机械能先增加后减少

B. 金属棒在摆动到最高点的过程中，机械能增加

C. 通入金属棒中的电流为5A

D. 通入金属棒中的电流为9A

【答案】BC

【解析】

【详解】A．通电导体在磁场中受到安培力，金属棒在摆动到最高点的过程中，安培力做正功，故机械能一直增大，A错误；

B．金属棒在摆动到最高点的过程中，安培力一直做正功，故机械能增加，B正确；

CD．金属棒受到的安培力

根据动能定理可知

解得

D错误C正确。

故选BC。

二、实验题：本题共2小题，共15分．

13. 图a是多用电表的示意图，小明用多用电表“”倍率的欧姆挡测量一只电阻的阻值，发现指针偏转角太小，为了测量结果比较精确，请你补充完整依次进行的主要操作步骤：

(1)应选用______（选填“”或“”）倍率的欧姆挡；

(2)两表笔短接，调节______，使指针指在处；

(3)重新测量并读数，若这时刻度盘上的指针位置如图b所示，测量结果是______。

【答案】    ①.     ②. 调零旋钮T    ③. 1100.0

【解析】

【详解】（1）[1]用多用电表“”倍率的欧姆档测量电阻的阻值，指针偏转角太小，说明示数大了，要想使示数指在中值电阻附近，选用大倍率的，故选用“”倍率的欧姆档。

（2）[2]调节欧姆档调零旋钮T，使指针指在处。

（3）[3]读数为

14. 有一个小灯泡上标有“4V 2W”的字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡的U-I图线，有下列器材供选用：

A.电压表(0～5V，内阻约为10kΩ) B.电压表(0～10V，内阻约为20kΩ)

C.电流表(0～0.3A，内阻约为1Ω) D.电流表(0～0.6A，内阻约为0.4Ω)

E.滑动变阻器(5Ω，1A) F.滑动变阻器(500Ω，0.2A)

(1)实验中电压表应选用________，电流表应选用________.为使实验误差尽量减小，要求电压表从零开始变化月多取几组数据，滑动变阻器应选用_______(用序号字母表示).

(2)请根据满足实验要求的电路图把图中所示的实验器材用实线连接成相应的实物电路图_____.

(3)某同学在实验中测得灯泡a和定值电阻b的伏安特性曲线如图所示若把灯泡a和定值电阻b串联后接入4V的电路中，那么该定值电阻消耗的功率为________W.(结果保留两位有效数字)

【答案】    ①. A    ②. D    ③. E    ④.     ⑤. 0.50

【解析】

【详解】(1)[1] [2] [3]灯泡额定电压是4V，则电压表选A电压表(0～5V，内阻约为10kΩ)；灯泡额定电流

则电流表选D电流表(0～0.6A，内阻约为0.4Ω)；电压表从零开始变化月多取几组数据，为方便实验操作，滑动变阻器选阻值小的，应选E滑动变阻器(5Ω，1A)；

(2) [4]灯泡正常发光时电阻

则有

所以电流表采用外接法，由表中实验数据可知，电压与电流从零开始变化，则滑动变阻器应采用分压接法，电路图如图所示，根据电路图连接实物电路图，如图所示

(3) [5]由I-U图像可得定值电阻

把灯泡a和定值电阻b串联后接入4V电路中，由电路欧姆定律

可得

在I-U图像作出

解得灯泡a两端电压为1.5V，流过灯泡a电流为0.2A，所以定值电阻两端电压为2.5V，流过定值电阻的电流为0.2A，定值电阻消耗的功率为

三、解答或论述题：本题共3小题，共37分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位

15. 如图所示，两根相同的轻质弹簧静止吊起一根长为L、质量为m的匀质水平金属棒PQ，金属棒处于磁感应强度大小为B、方向水平向外的匀强磁场中，当金属棒中通有由P端流向Q端的电流I时，弹簧的伸长量为x。重力加速度大小为g。求：

（1）金属棒所受安培力的大小和方向；

（2）轻质弹簧的劲度系数k。

【答案】（1）BIL，方向竖直向下；（2）

【解析】

【详解】（1）金属棒所受安培力为

F安=BIL

方向竖直向下。

（2）对金属棒进行受力分析，结合平衡条件有

解得

16. 如图所示的电路中，电源电动势E=10V，内阻r=0.5Ω，电动机的电阻R0=1.0Ω，定值电阻R1=1.5Ω。电动机正常工作时，理想电压表的示数U1=3.0V。求：

(1)电源总功率；

(2)电源的输出功率；

(3)电动机消耗的电功率以及将电能转化为机械能的功率。

【答案】(1)20W；(2)18W；(3)12W；8W

【解析】

【详解】(1)电动机正常工作时，总电流为

电源释放的总电功率为

(2) 电源的输出功率

(3)电动机两端的电压为

电动机消耗的电功率为

电动机消耗的热功率为

电动机将电能转化为机械能的功率，据能量守恒为

17. 如图所示，在同一平面内边长均为的正方形区域abcd和cdef中，分别存在方向平行于ab、电场强度大小为E的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场。质量为m、电荷量为q的带电粒子，以一定速度沿ad方向从a点射入电场，并从dc边的中点O点进入磁场区域。粒子重力不计。

(1)求粒子射入电场时的速度大小；

(2)若粒子垂直于边界ef射出磁场，求磁场的磁感应强度大小B。

【答案】(1)；(2)

【解析】

【详解】(1)粒子在电场中运动的加速度大小为

设粒子通过电场区域的时间为t1，有

解得

(2)由(1)可得

设粒子射出电场时的速度与方向的夹角为，则

解得：

粒子进入磁场后做匀速圆周运动，垂直边界ef射出磁场的运动轨迹如图所示，由几何关系

可知

又

解得