精品解析：广东省深圳市第七中学2021-2022学年高二（上）期末考试物理试题

深圳市第七高级中学2021-2022学年期末考试

高二物理

一、单选题（4分×7=28分，每个小题给出的四个选项中，只有一个正确答案，错选或不答不得分）

1. 一束光线从空气射向折射率为的玻璃内，入射角为45°，下面光路图中正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【1题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】光由空气射向玻璃，是光疏介质射入密介质，不可能发生全反射，即在界面同时发生折射和反射，折射角小于入射角，反射角等于入射角，故C项正确，ACD错误。

故选C。

2. 如图所示，在某电场中画出了三条电场线，C点是A、B连线的中点．已知A点的电势φA＝30 V，B点的电势φB＝－10V，则C点的电势( )

A. φC＝10 V B. φC>10 V

C. φC<10V D. 上述选项都不正确

【2题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】试题分析：电场线的疏密表示电场的强弱．由图看出，ac段电场线比bc段电场线密，ac段场强较大，根据公式U=Ed定性分析a、c间与b、c间电势差的大小，再求解中点C的电势φc．

解：由图看出，ac段电场线比bc段电场线密，ac段场强较大，根据公式U=Ed可知，a、c间电势差Uac大于b、c间电势差Ucb，即φa﹣φc＞φc﹣φb，得到φc＜．所以选项C正确．

故选C．

点评：本题的关键是运用匀强电场中场强与电势差的公式定性分析电势差的大小．要注意公式使用的条件是匀强电场．常规题．

3. 图中A、B、C三点都在匀强电场中，已知AC⊥BC，∠ABC＝60°，BC＝20cm，把一个电荷量q＝10－5C的正电荷从A移到B，电场力做功为零；从B移到C，电场力做功为－1.73×10－3J，则该匀强电场的场强大小和方向是（　　）（计算时取1.73）

A. 865V/m，垂直AC向左

B. 865V/m，垂直AC向右

C. 1000V/m，垂直AB斜向上

D. 1000V/m，垂直AB斜向下

【3题答案】

【答案】D

【解析】

【详解】由题意可知AB为一条等势线，且C、B两点间电势差为

该匀强电场的场强大小为

根据沿电场强度方向电势降低且电场强度方向垂直于等势线可知场强方向为垂直于AB斜向下，故选D。

4. 如图所示电路，闭合开关S后，a、b、c三盏灯均能发光，电源电动势E恒定且内阻r不可忽略。现将变阻器R的滑片稍向上滑动一些，三盏灯亮度变化的情况是（   ）

A. a灯和c灯变亮，b灯变暗

B. a灯变亮，b灯和c灯变暗

C. a灯和c灯变暗，b灯变亮

D. a灯和b灯变暗，c灯变亮

【4题答案】

【答案】A

【解析】

【详解】将变阻器R的滑片稍向上滑动一些，变阻器接入电路的电阻变小，外电路的总电阻变小，由闭合电路欧姆定律可知，外电路的总电流I增大，a灯变亮；电源的路端电压U外=E－Ir减小，a灯两端电压增大，b灯两端电压减小，b灯电流减小，b灯变暗，因总电流I增大，则c灯电流增大，c灯变亮，A正确，BCD错误。

故选A。

5. 如图所示，在竖直虚线MN和M′N′之间区域内存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场，一带电粒子（不计重力）以初速度v0由A点垂直MN进入这个区域，带电粒子沿直线运动，并从C点离开场区．如果撤去磁场，该粒子将从B点离开场区；如果撤去电场，该粒子将从D点离开场区．则下列判断正确的是 （ ）

A. 该粒子由B、C、D三点离开场区时的动能相同

B. 该粒子由A点运动到B、C、D三点的时间均不相同

C. 匀强电场的场强E与匀强磁场的磁感应强度B之比

D. 若该粒子带负电，则电场方向竖直向下，磁场方向垂直于纸面向外

【5题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】分析：洛伦兹力不做功，不改变粒子的动能．只有电场时，粒子水平方向做匀速直线运动，可得到时间与水平位移AC的关系；只有磁场时，粒子做匀速圆周运动，可得到时间与弧长的关系，即可比较时间关系．带电粒子进入相互垂直的匀强电场和匀强磁场做匀速直线运动，电场力与洛伦兹力平衡．根据左手定则判断磁场的方向．

解答：解：

A、洛伦兹力不做功，不改变粒子的动能，而电场力做正功，粒子的动能增大，则粒子由C、D两点离开场区时的动能相同，小于从B点离开场区的动能．故A错误．

B、粒子在正交的电磁场中与只有电场时运动时间相等，为t1=；粒子在磁场中运动时间为t2=，由于AD＞AC，则知粒子在磁场中运动时间最长．故B错误．

C、带电粒子进入相互垂直的匀强电场和匀强磁场做匀速直线运动，电场力与洛伦兹力平衡，则 qE=qv0B，得=v0．故C正确．

D、若该粒子带负电，则知电场方向竖直向下，由左手定则判断得知，磁场方向垂直于纸面向里．故D错误．

故选C

点评：本题是带电粒子在电磁场中运动的问题，要加强洛伦兹力不做功的特点、左手定则等基本知识学习，基础题．

6. 一台电动机，额定电压是100V，电阻是1Ω。正常工作时，通过的电流为5A，则电动机因发热损失的功率为（　　）

A. 25W B. 475W C. 500W D. 1000W

【6题答案】

【答案】A

【解析】

【详解】根据焦耳定律得

故电动机因发热损失的功率为，故BCD错误，A正确。

故选A。

7. 如图所示，一个三棱镜的截面为等腰直角△ABC，∠A为直角．此截面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射到AB边，进入棱镜后直接射到AC边上，并刚好能发生全反射．该棱镜材料的折射率为(   )

A. 

B. 

C. 

D. 

【7题答案】

【答案】A

【解析】

【详解】三棱镜的截面为等腰直角ABC，光线沿平行于BC边的方向射到AB边，则第一次折射时的入射角等于45°，射到AC边上，并刚好能发生全反射．则有．由折射定律可得： ；所以由上两式可得：n=，故选A.

点睛：临界角其实也是入射角，对于同一介质它是特定的．当光垂直入射时，由于入射角为零，所以折射角也为零，由于已知三棱镜的顶角，当光再次入射时，由几何关系可知折射角角，最后由折射定律可求出折射率．

二、多选题（6分×3=18分，每个小题给出的四个选项中，有多个正确的答案，全部选对的得6分，漏选的得3分，有错选或不选不得分）

8. 一简谐机械波沿x轴正方向传播，周期为T。t=0时刻的波形如图1所示，a、b是波上的两个质点。图2是波上某一质点的振动图像。下列说法中正确的是 （　　）

A. t=0时质点a的速度比质点b的大

B. t=0时质点a的加速度比质点b的大

C. 图2可以表示质点a的振动

D. 图2可以表示质点b的振动

【8题答案】

【答案】BD

【解析】

【分析】

【详解】A．t=0时质点a位于最大位移处，b质点经过平衡位置，所以质点a的速度比质点b的小，故A错误；

B．根据加速度大小与位移大小成正比的特点，可知a的位移比b的位移大，则质点a的加速度比质点b的大，故B正确；

CD．由图2知，t=0时刻质点经过位置向下运动，图1是t=0时刻的波形，此时a位于波峰，位移最大，与图2中t=0时刻质点的状态不符，而质点b在t=0时刻经过平衡位置向下运动，与图2中t=0时刻质点的状态相符，所以图2不能表示质点a的振动，可以表示质点b的振动，故C错误；D正确。

故选BD。

9. 如图所示，一列简谐波在x轴上传播，实线和虚线分别表示前后间隔1s的两个时刻的波形图，则这列简谐波的波速可能是（  ）

A. 0.60m/s B. 0.75m/s C. 1.05m/s D. 1.15m/s

【9题答案】

【答案】BC

【解析】

【详解】由图可知波长为：．若波沿x轴正方向，传播的距离为

  n=0，1，2，…

波速为

  n=0，1，2，…

当n=1时，，故B正确；

若波沿x轴负方向，传播的距离为：

  n=0，1，2，…

波速为

  n=0，1，2，…

当n=1时，，

以选BC。

10. 、两个离子同时从匀强磁场的直边界的、点分别以和（与边界的夹角）射入磁场，又同时分别从、点穿出，如图所示．设边界上方的磁场范围足够大，下列说法中正确的是（    ）

A. 为正离子，的负离子

B. 、两离子运动半径之比

C. 、两离子速率之比为

D. 、两离子的比荷之比为

【10题答案】

【答案】BD

【解析】

【详解】A向右偏转，根据左手定则知，A为负离子，B向左偏转，根据左手定则知，B为正离子，故A错误．

离子在磁场中做圆周运动，由几何关系可得r=，l为PQ距离，sin60°：sin30°＝：1，则A、B两离子的半径之比为1：，故B正确．离子的速率v=，时间相同，半径之比为1：，圆心角之比为2：1，则速率之比为2：，故C错误．根据r=知，，因为速度大小之比为2：，半径之比为1：，则比荷之比为2：1．故D正确．故选BD．

点睛：本题考查了粒子在磁场中的运动，分析清楚粒子运动过程，掌握左手定则判断洛伦兹力的方向，以及掌握粒子在磁场中的半径公式，并能灵活运用．

三、实验题（11题每空2分，共8分；12题每问3分共6分）

11. 指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器。

（1）如图1所示为某同学设计的多用电表的原理示意图．虚线框中S为一个单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱B可以分别与触点1、2、3接通，从而实现使用多用电表测量不同物理量的不同功能。关于此多用电表，下列说法中正确的是（         ）（选填选项前面的字母）

A．当S接触点1时，多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔

B．当S接触点2时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔

C．当S接触点2时，多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔

D．当S接触点3时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是红表笔

（2）用实验室的多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图2所示

A．若所选挡位为直流50mA挡，则示数为_______mA；

B．若所选挡位电阻×10Ω挡，则示数为_______；

（3）用表盘为图2所示的多用电表正确测量了一个约15Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值约2kΩ的电阻，在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，请选择以下必须的步骤，并按操作顺序逐一写出步骤的序号：（                ）。

A．将红表笔和黑表笔接触

B．把选择开关旋转到“×100”位置

C．把选择开关旋转到“×1k”位置

D．调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点

【11题答案】

【答案】    ①. AC    ②. 21.0    ③. 190    ④. BAD

【解析】

【详解】（1）[1]A．由图示电路图可知，当开关置于2位置时多用电表是欧姆表，A与内置电源负极相连，A为红表笔，B与内置电源正极相连，B为黑表笔；由图示电路图可知，当S接触点1时，表头与分流电阻并联，此时多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔，故A正确；

BC．由图示电路图可知，当S接触点2时，表头与电源相连，此时多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔，故B错误，C正确；

D．由图示电路图可知，当S接触点3时，表头与分压电阻串联，此时多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔，故D错误。

故选AC；
（2）A[2]若所选挡位为直流50mA挡，由图2所示可知，其分度值为1mA，则示数为21.0mA；
B[3]若所选挡位为电阻×10Ω挡，由图2所示可知，示数为：19×10=190Ω；
（3）[4]用多用电表正确测量了一个约15Ω的电阻后，要继续测量一个阻值约2kΩ的电阻，首先要把选择开关置于×100挡位位置，然后进行欧姆调零，把红黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指针欧姆零刻度线位置，最后再测电阻，故合理的步骤是：BAD。

 

12. 在“用电流表和电压表测电池的电动势和内阻”的实验中，提供的器材有：

A．干电池一节

B．电流表（量程0.6A）

C．电压表（量程3V）

D．电键S和若干导线

E．滑动变阻器R1（最大阻值20，允许最大电流1A）

F．滑动变阻器R2（最大阻值300，允许最大电流0.5A）

G．滑动变阻器R3（最大阻值1000，允许最大电流0.1A）

（1）按如图甲所示电路测量干电池的电动势和内阻，滑动变阻器应选________（填写代号）。

（2）为使测量尽可能精确，用笔画线代替导线将如图乙所示的实物图连接成实验电路________（已连接了部分线），要求变阻器的滑动触头滑至最左端时，其使用电阻值最大。

【12题答案】

【答案】    ①. E    ②.

【解析】

【详解】（1）[1]滑动变阻器R2和R3的最大阻值过大，如果选择它们，在调节滑片时电路中电流始终都很小，达不到实验采集数据的要求，所以滑动变阻器应选择R1，故选E。

（2）[2]如图所示。

四、计算题（共40分，必须要有原始方程、解题步骤和适当的文字说明）

13. 如图甲所示，在水平方向的匀强电场中，用长为l的绝缘细线，拴住质量为m、带电量为q的小球，线的上端O固定，开始时将线和球拉成水平，松开后，小球由静止开始向下摆动，当摆过60°角时，速度又变为零．问：

（1）A、B两点的电势差多大？

（2）电场强度多大？

【13题答案】

【答案】（1）AB两点的电势差UAB为﹣；

（2）匀强电场场强大小是．

【解析】

【详解】试题分析：（1）小球从A到B的过程中，重力做正功mgLsin60°，电场力做功为qUAB，动能的变化量为零，根据动能定理求解电势差UAB；

（2）根据电场强度与电势差的关系U=Ed求解场强．式中d是AB沿电场线方向的距离，d=L﹣Lcos60°．

解：（1）小球由A到B过程中，由动能定理得：

mgLsin60°+qUAB=0，

解得：UAB=﹣；

（2）BA间电势差为：UBA=﹣UAB=，

则场强：E==；

答：（1）AB两点的电势差UAB为﹣；

（2）匀强电场的场强大小是．

【点评】本题是带电体在电场中平衡和圆周运动的问题，需要正确分析小球的运动过程和小球的受力情况，根据动能定理和平衡条件，以及电场知识综合求解．

14. 在倾角θ=30°的斜面上，固定一金属框，宽l=0.25 m，接入电动势E=12  V、内阻不计的电池.垂直框面放有一根质量m=0.2 kg的金属棒ab，它与框架的动摩擦因数为μ=，整个装置放在磁感应强度B＝0.8 T的垂直框面向上的匀强磁场中（如图）.当调节滑动变阻器R的阻值在什么范围内时，可使金属棒静止在框架上.（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，框架与棒的电阻不计）

【14题答案】

【答案】1.6 Ω≤R≤4.8 Ω

【解析】

【详解】由安培定则可知导体棒受到的安培力沿斜面向上，

当安培力较小，摩擦力方向向上时：

其中：

由闭合电路欧姆定律得：

以上联立：

代入数据解得：

当安培力较大，摩擦力方向向下时：

其中：

由闭合电路欧姆定律得：

以上联立：

代入数据解得：

故滑动变阻器R的取值范围应为

1.6 Ω≤R≤4.8 Ω

15. 如图所示的平面直角坐标系xOy，在第I象限内有平行于y铀的匀强电场，方向沿y轴正方向；在第Ⅳ象限某一矩形区域内有方向垂直于xOy平面的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B。一质量为m，电荷量为-q的粒子，从y轴上的P（O，h)点，以大小为的速度沿x轴正方向射入电场，通过电场后从x轴上的Q(2h，0)点进入第Ⅳ象限，经过磁场偏转后从y轴上M(0，-2h)点垂直y轴进入第Ⅲ象限，不计粒子所受的力．求：

（1）电场强度E大小；

（2）粒子到达Q点时速度的大小和方向；

（3）矩形磁场区域的最小面积

【15题答案】

【答案】（1）；（2），方向指向第IV象限与x轴正方向成60°角；（3）或

【解析】

【分析】

【详解】(1)如图所示，设粒子在电场中运动的时间为t，则有

联立以上各式可得

(2)粒子到达a点时沿负y 方向的分速度为

所以

方向指向第IV 象限与x 轴正方向成60°角

粒子在磁场中运动时，有

解得

若磁场方向垂直纸面向里，轨迹如图1所示，

最小矩形磁场的边界长为，宽为，面积为

若磁场方向垂直纸面向外，轨迹如图2 所示，

最小矩形磁场边界长为2r，宽为，面积为