2021-2022学年广东省深圳市龙华中学高二上学期第二次阶段考试物理试题含解析

这是一份2021-2022学年广东省深圳市龙华中学高二上学期第二次阶段考试物理试题含解析，共19页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，本题共6 小题，共56 分等内容，欢迎下载使用。

1. 比值定义法是物理学中定义物理量的一种常用方法，下列选项中，不属于用“比值定义法”定义物理量的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A．公式是电场强度的定义式，属于比值法定义的物理量，故A正确；
B．公式是磁感应强度的定义式，属于比值法定义的物理量，故B正确；
C．公式表明流过导体的电流I与导体两端的电压U成正比，与导体的电阻R成反比，这是欧姆定律的表达式，不是比值法定义，故C错误；
D．公式是电容的定义式，属于比值法定义的物理量，故D正确。
本题选不属于比值水法定义的物理量，故选C。
2. 某学生做观察电磁感应现象的实验时，将电流表、线圈A和B、蓄电池、开关用导线连接成如图所示的实验电路，闭合开关，下列说法正确的是（ ）
A. 线圈A插入线圈B过程中，能产生感应电流
B. 线圈A停在线圈B中，能产生感应电流
C. 断开开关时，能产生感应电流
D. 线圈A拔出线圈B的过程中，线圈B的磁通量在增加
【答案】A
【解析】
【详解】A．线圈A插入线圈B的过程中，穿过线圈B的磁通量变大，则此过程中能产生感应电流，故A正确；
B．线圈A停在线圈B中，穿过线圈B的磁通量不变，则不能产生感应电流，故B错误；
C．断开开关时，由于线圈B与电流表不能组成闭合回路，则不能产生感应电流，故C错误；
D．线圈A拔出线圈B的过程中，线圈A产生的磁场穿过线圈B的磁通量减小，故D错误。
故选A。
3. 如图所示实线表示某静电场等势面的分布，电荷量为1.6×10－9 C的正电荷从A经B、C到达D点．从A到D，静电力对电荷做的功为( )
A. 4.8×10－8 JB. －4.8×10－8 J
C 8.0×10－8 JD. －8.0×10－8 J
【答案】B
【解析】
【详解】试题分析：电场力做功只与初末位置的电势差有关，与路径无关，所以从A到D或从A经B、C到达D点，电场力做功为-4.8×10-8J，B对；故选B
考点：考查电场力做功
点评：难度较小，明确电场力做功与运动路径无关，只与粒子初末位置有关，注意公式中W和U的下脚标
4. 如图所示电路中电阻R1、R2、R3的阻值相等，A、B的电压恒定。那么开关S接通后流过R2的电流是S接通前的（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设A、B间的电压为U，每个电阻的阻值为R。S接通前，通过R2的电流
S接通后，通过R2的电流
可得
故选B。
5. 如图所示为电流天平，可用来测定磁感应强度。天平的右臂上挂有一匝数为N的矩形线圈，线圈下端悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，当线圈中通有顺时针方向的电流I时，发现天平的左端低右端高，下列哪些调解方案可以使天平水平平衡（ ）
A. 仅减小电流大小B. 仅改变电流方向
C. 仅减小线框的宽度D. 仅增加线圈的匝数
【答案】D
【解析】
【详解】天平是等臂杠杆，当线圈中通有电流I时，根据左手定则，右端线圈受到的安培力竖直向下，天平的左端低右端高，说明安培力偏小，要使天平水平平衡，必须增大安培力，根据F=NBIL可知，即增大匝数、电流、线框短边的长度；改变电流方向时，安培力方向变为竖直向上，天平不可能水平平衡。
故选D。
6. 下列四个图中，a、b两点（其中C、D选项中a、b两点关于连线对称）电势相等、电场强度也相等的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A．平行金属板，电场强度处处相等，但a、b两点电势不相等，故A错误；
B．a、b两点在点电荷的同一等势面上，电势相等，但场强是大小相等，方向不同，所以场强不同，故B错误；
C．根据两个等量的同种电荷电势面的分布情况可知，在两电荷的中垂线上与连线中点等距的任意两点电势相等，而场强方向相反，所以场强不同，故C错误；
D．等量异种点电荷连线的中垂线是一条等势线，两点电势相等，根据电场线分布的对称性可知，场强相同，故D正确。
故选D。
二、多项选择题（本大题共4 小题，每小题5 分，共20 分。每小题给出的四个选项中有两项或以上满足题设要求，选对得5 分；漏选得3 分；不选、错选或多选不得分）
7. 如图为一种服务型机器人，其额定功率为48W，额定工作电压为24V，机器人的锂电池容量为20A·h。则机器人（ ）
A. 额定工作电流为2A
B. 充满电后最长正常工作时间为2h
C. 电池充满电后总电量为C
D. 以额定电压工作时每秒消耗能量为480J
【答案】AC
【解析】
【详解】A．根据
P=UI
可知额定电流
故A正确；
B．充满电后，锂电池容量为20A•h，最长工作时间
故B错误；
C．电池充满电后总电量
q=It=20×3600C=7.2×104C
故C正确；
D．以额定电流工作时每分钟消耗能量
W=UIt=24×2×60J=2.88×103J
故D错误。
故选AC。
8. 如图所示，平行板电容器的两个极板与水平面成一角度，两极板与一直流电源相连，若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子（ ）
A. 所受重力与静电力平衡B. 电势能逐渐增加
C. 做匀减速直线运动D. 电场力对粒子做正功
【答案】BC
【解析】
【详解】A．由于带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，即粒子做直线运动，则电场力和重力的合力与速度方向在一条直线上，如图所示
故所受重力与静电力不平衡，故A错误；
BD．静电力的方向与运动方向的夹角大于，则静电力做负功，电势能增加，故B正确，D错误；
C．设运动方向与上极板夹角为，合力的方向与运动方向相反，且合力的大小为
故合力大小固定，由牛顿第二定律可知
粒子做匀减速直线运动，故C正确。
故选BC。
9. 如图所示，一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的上方，并与磁针指向平行，能使小磁针的N极转向纸内，那么这束带电粒子可能是（ ）
A. 向右飞行的正离子束B. 向左飞行的正离子束
C. 向右飞行的负离子束D. 向左飞行的负离子束
【答案】AD
【解析】
【详解】A．向右飞行的正离子束，形成的电流方向向右，此电流产生的磁场在小磁针处为垂直纸面向内，则小磁针的N极转向纸内，故A正确；
B．向左飞行的正离子束，形成的电流方向向左，此电流产生的磁场在小磁针处为垂直纸面向外，则小磁针的N极转向纸外，故B错误；
C．向右飞行的负离子束，形成的电流方向向左，此电流产生的磁场在小磁针处为垂直纸面向外，则小磁针的N极转向纸外，故C错误；
D．向左飞行的负离子束，形成的电流方向向右，此电流产生的磁场在小磁针处为垂直纸面向内，则小磁针的N极转向纸内，故D正确。
故选AD。
10. 如图所示，直线MN 上方存在着垂直纸面向里、磁感应强度大小为B 的匀强磁场，质量为m、电荷量为（）的粒子1 在纸面内以速度从O 点射入磁场，其方向与MN 的夹角；质量为m、电荷量为的粒子2 在纸面内以速度也从O 点射入磁场，其方向与MN 的夹角。已知粒子1、2 同时到达磁场边界的A、B 两点（图中未画出），不计粒子的重力及粒子间的相互作用。 求：（ ）
A. A 点离O 点的距离为
B. B 点离O 点的距离为
C. 1、2 两粒子在磁场中运动的时间之比
D. 1、2 两粒子在磁场中运动的时间之比
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．粒子在磁场中做圆周运动的轨迹如图所示
由于洛伦兹力提供向心力，则
解得
故粒子1、2的半径分别为
由几何关系可知，粒子1射出点A与O点的距离为
粒子2射出点B与O点的距离为
故A正确，B错误；
CD．粒子1、2在磁场中做圆周运动的周期为
由于两个粒子比荷相同，故周期相同，由几何关系可知，粒子1在磁场中转过的圆心角为
粒子2在磁场中转过的圆心角为
故1、2 两粒子在磁场中运动的时间之比为
故C错误，D正确。
故选AD。
第二卷（非选择题，共56 分）
三、本题共6 小题，共56 分。（解答应写出必要的文字说明、方程式或重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
11. 为测量一大捆铜导线长度，实验小组设计方案如下：
（1）割去该铜导线的外皮，用螺旋测微器测定裸露铜丝的直径，如图（甲）所示，直径d=______mm。
（2）设计如图乙的电路图测定铜丝电阻Rx。闭合开关S1，把单刀双掷开关S2拨向________（选填“1”、“2”），调节电阻箱R1，记下电流表读数为I0；把开关S2拨向另一位置，调节电阻箱R2的阻值，使电流表的示数也为I0.则电阻Rx 的阻值为___________的示数。（选填“R1”、“R2”）
（3）根据以上测得的数据和铜的电阻率，得出铜导线长度L=________（用Rx，d，表示）。
【答案】 ①. 0.398； ②. 1 ③. R2 ④.
【解析】
【详解】（1）[1]螺旋测微器固定刻度的读数为0，可动刻度的最小分度为0.01mm，读数为，该裸露铜丝的直径为
（2）[2][3]实验中将待测电阻和电阻箱R1串联、再保持电阻箱R1不变和电阻箱R2串联，保持电路中的电流不变，则待测电阻阻值和电阻箱R2阻值相等，所以实验过程先闭合开关S1，把单刀双掷开关S2 拨向“1”，再把开关S2 拨向另一位置“2”，.则电阻Rx 的阻值为R2
（3）[4]根据电阻定律有
根据几何知识有
解得
12. 某同学利用多用电表测量并研究发光二极管（LED）引脚的极性｡他找来一个机械式多用电表、一只带长短脚的发光二极管，导线若干｡实验步骤如下：
（1）将多用电表的档位旋钮调至“×10”档；
（2）将红黑表笔短接，调节______旋钮，使指针指到右侧零刻度位置；
（3）将多用电表的红、黑表笔分别与线夹A和线夹B相连，二极管不发光；交换表笔和线夹的连接顺序后二极管发光｡该同学在网上查到发光二极管的电路符号为“ ”，据此可判断与线夹A相连的长脚为该二极管的______极（填“＋”或“－”）；
（4）此时多用电表指针位于图（乙）所示位置，读出二极管该状态下的阻值为______；
（5）若将电表档位换至“×1”档，重复（2）、（3），该同学发现二极管的亮度增加了｡请对该现象做出简要解释__________________｡（答案合理均可给分）
【答案】 ①. 欧姆调零 ②. ③. ④. 由多用电表欧姆挡的原理可知，挡位越小，内阻越小，电流越大，则电表档位换至“×1”档，重复（2）、（3），二极管的亮度增加
【解析】
【详解】（2）[1]将红黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指到右侧零刻度位置。
（3）[2]欧姆表的红表笔与内阻电源负极相连，黑表笔与电源正极向连，红、黑表笔分别与线夹A和线夹B相连，二极管不发光，说明此时二极管电阻很大，二极管反向偏压，即线夹A相连的长脚为该二极管的极。
（4）[3]由图乙可知，二极管该状态下阻值为
（5）[4]由多用电表欧姆挡的原理可知，挡位越小，内阻越小，电流越大，则电表档位换至“×1”档，重复（2）、（3），二极管的亮度增加。
13. 电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图所示。1982 年澳大利亚制成了能把的弹体（包括金属杆EF 的质量）加速到的电磁炮（常规炮弹的速度约为2km/s）。若轨道宽为2m，通过的电流为10A，轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为，B 垂直于轨道向上（轨道摩擦不计）求：
（1）弹体（包括金属杆EF）所受安培力大小；
（2）弹体（包括金属杆EF）从静止加速到10km/s，轨道至少要多长？在这个过程中最大瞬时功率为多少？
【答案】（1）；（2），
【解析】
【详解】（1）由公式
可知弹体（包括金属杆EF）所受安培力大小为
（2）弹体在安培力的作用下，沿轨道做匀加速运动，由牛顿第二定律
解得
设轨道至少长度为，由运动学公式
解得
安培力大小固定，当速度达到时，瞬时功率最大，则
14. 图为测带电粒子比荷的装置。间距为d的两水平金属板接电压U，板间有匀强磁场I，板右侧有匀强磁场Ⅱ。两磁场磁感应强度均为B，方向如图所示。一带电粒子沿虚线从板间水平穿出，从P点进入磁场Ⅱ，并从Q点离开。PQ两点竖直距离为，水平距离为L。粒子重力不计。求∶
（1）带电粒子的速度大小；
（2）带电粒子的比荷。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【分析】
【详解】（1）该带电粒子恰好沿着虚线从金属板穿出
在金属板内
可得
（2）在磁场Ⅱ中，带电粒子做圆周运动
洛伦兹力提供向心力
由几何关系
可得
则有
15. 两平行金属板A、B水平放置，一个质量为kg的带电微粒，以的水平速度从两板正中央位置射入电场，如图所示，A、B两板间距离为d=4cm，板长l=10cm，g取10m/s2。当A、B间的电压为V时，微粒恰好不偏转，沿图中虚线射出电场。
（1）据题意判断本题是否应忽略带电微粒的重力？
（2）求该微粒的电荷量；
（3）令B板接地，欲使该微粒射出偏转电场，求A板所加电势的范围。
【答案】（1）不能忽略微粒的重力；（2）；（3）-600V＜φA＜2600V
【解析】
【详解】（1）由题意可知，微粒不发生偏转，说明微粒受电场力与重力平衡，即本题不能忽略微粒的重力；
（2）当UAB=1000V时，重力跟电场力平衡，微粒沿初速方向做匀速直线运动，由平衡条件得
代入解得
（3）当qE＞mg时，带电微粒向上偏，设微粒恰好从上板右边缘飞出时A板电势为φ1，因φB=0，所以
UAB=φ1
此时，微粒在水平方向做匀速运动，在竖直方向做匀加速运动，加速度为
且
、
联立解得
当qE＜mg时，带电微粒向下偏转，竖直方向加速度
且
、
联立解得
因为粒子带负电，所以电场向上，B板接地，电势为零，A板电势-600V；要使微粒射出偏转电场，A板电势φA应满足
-600V＜φA＜2600V