2021-2022学年四川省宜宾市南溪第一中学高二下学期期末复习模拟物理试题 （解析版）

高二物理期末复习试题

一、单选题

1. 如图所示，两个相同的平行板电容器均与水平方向成角放置，两极板与直流电源相连。若带电小球分别以速度v0沿边缘水平射入电容器，均能沿图中所示水平直线恰好穿出电容器，穿出时的速度分别为v1和v2。下列说法正确的是（　　）

A. 小球运动时间相等

B. 小球的速度满足关系

C. 小球的速度满足关系

D. 两电容器极板间的电压不相等

【答案】B

【解析】

【详解】D．小球均能沿水平直线恰好穿出电容器，说明竖直方向合力为零，而电场力的方向垂直于极板，受力如图：

则有

可知F相同，因此两电容器电场强度相同，所加电压相等，选项D错误；

A．第一种情况电场力使粒子减速运动，第二种情况电场力使粒子加速运动，而水平方向运动的位移相同，因此运动时间不同，选项A错误；

BC．由图可知F在水平方向的分力大小相等，加速度大小相同。

第一种情况，小球水平方向上做匀减速运动，有

第二种情况，小球水平方向上做匀加速运动，有

两式联立得

选项B正确，C错误。

故选B。

2. 如图所示，为直角三角形的三个顶点，，为的中点．在两点分别放置一个点电荷后，使得点的场强方向竖直向上．下列说法正确的是（　　）

A. 将一负检验电荷从点移到点，电势能增加

B. 一定是正电荷，一定是负电荷

C. 点电势高于点电势

D.

【答案】A

【解析】

【详解】B．根据B点的场强方向竖直向上，将B点场强沿着直线AB和直线CB所在方向分解，得到电荷qA和qC的场强EA和EC，如图所示，

根据正点电荷场强方向远离正电荷，负点电荷场强方向指向负电荷，故qA是负电荷，qC是正电荷，故B错误；
D．根据点电荷场强公式

所以

所以

qA=8qC

故D错误；
AC．因为qC带正电且距离BD两点的距离相等，则qC在BD两点产生的电势相等；而qA带负电，则qA在B点的电势高于在D点产生的电势，可知B点电势高于D点电势；将一负检验电荷从点移到点，电势能增加，选项C错误，A正确。

故选A。

3. 如图电路中，闭合开关S，在安全范围内将滑动变阻器滑片P向左移动，不计灯泡L电阻的变化，图中均为理想电表，在此过程中（　　）

A. 灯泡L变亮 B. 电压表示数变小 C. 电流表示数变小 D. 电容器正在放电

【答案】C

【解析】

【详解】ABC．滑动变阻器滑片P向左移动的过程中，滑动变阻器的阻值R增大，根据“并同串反”可知，灯泡L变暗，电压表示数变大，电流表示数变小，故AB错误，C正确；

D．电容器两端的电压也增大，由

可知，Q增大，电容器正在充电，故D错误。

故选C。

4. 如图所示是双量程电压表的电路图，已知电流表满偏电流，Ig= 1mA电阻R1= 4.5kΩ，R2= 15kΩ，当使用a、b两个端点时，量程为0 ~ 5V，则使用a、c两个端点时的量程是（   ）

A. 0 ~ 25V B. 0 ~ 20V C. 0 ~ 15V D. 0 ~ 10V

【答案】B

【解析】

【详解】根据串联电路规律

故选B。

5. 如图所示，斜面体倾角为45°，有两根长为L、质量为m的细导体棒a、b，a被水平放置在斜面体的光滑斜面上，b被固定在斜面体的竖直面上，a、b在同一水平面，且平行，它们之间的距离为x，当a、b中均通以电流强度为I的同向电流时，a恰能在斜面上保持静止，则（　　）

A. a和b相互排斥 B. 斜面给a的支持力为mg

C. a处的磁感应强度大小为 D. a受的安培力大小为mg

【答案】D

【解析】

【详解】A．通电导体a处于通电导体b的磁场中，由右手螺旋定则可得通电导体a 处于竖直向上的磁场中，根据左手定则可知受到的安培力水平向右，同理，通电导体b处于通电导体a的磁场中，由右手螺旋定则可得通电导体b 处于竖直向下的磁场中，根据左手定则可知受到的安培力水平向左，故ab相互吸引，故A错误；

BCD．当导体a处于匀强磁场的磁感应强度B的方向竖直向上，则水平向右的安培力、支持力与重力，处于平衡状态，有

mgtan45°=BIL=F

解得，安培力为

F=mg

支持力

故BC错误，D正确。

故选D。

6. 如图所示，两个半径相同的半圆形光滑轨道分别竖直放在匀强磁场和匀强电场中，轨道两端在同一高度上。两个相同的带正电小球（可视为质点）同时分别从轨道的左端最高点由静止释放，M、N分别为两轨道的最低点，则下列说法正确的是（　　）

A. 两小球到达轨道最低点时的速度相等

B. 两小球第一次到达轨道最低点时对轨道的压力FM>FN

C. 两小球从释放到第一次到达轨道最低点的时间tM>tN

D. 两小球在运动过程中都机械能守恒

【答案】B

【解析】

【详解】ACD．由于小球在磁场中运动，只有重力做功，磁场力对小球不做功，整个过程中小球的机械能守恒；而小球在电场中运动时除重力做功外还受到的电场力对小球做负功，到达最低点时的速度较小，在电场中运动的时间也较长，同时小球的机械能减小，选项ACD错误；

B．小球在磁场中运动，在最低点进行受力分析可知

解得

小球在电场中运动，在最低点受力分析可知

解得

因为

可知

故B正确；

故选B。

7. 如图所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两个质量相等边长不等的单匝闭合正方形线圈Ⅰ和Ⅱ，分别用相同材料，不同粗细的导线绕制（Ⅰ为细导线）。两线圈在距磁场上界面高处由静止开始自由下落，再进入磁场，最后落到地面。运动过程中，线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界。设线圈Ⅰ、Ⅱ落地时的速度大小分别为、，在磁场中运动时产生的热量分别为、。不计空气阻力，则（　　）

A. v1＞v2，Q1＜Q2 B. v1＝v2，Q1＝Q2

C. v1＜v2，Q1＞Q2 D. 不能确定

【答案】C

【解析】

【详解】两线圈从同一高度下落，到达磁场边界时具有相同的速度，设为v，设线圈的边长为L，横截面积为S，电阻率为ρ，质量为m。

线圈切割磁感线产生感应电流时，受到磁场的安培力大小为

由电阻定律有

当线圈的下边刚进入磁场时其加速度为

根据

知m和ρ密相等，则LS相等，所以可得加速度 a相等

所以线圈Ⅰ和Ⅱ进入磁场的过程先同步运动，由于两线圈质量质量，Ⅰ为细导线，Ⅰ的边长长，当Ⅱ线圈刚好全部进入磁场中时，Ⅰ线圈由于边长较长还没有全部进入磁场。Ⅱ线圈完全进入磁场后做加速度为g的匀加速运动，而Ⅰ线圈仍在做加速度小于g的变加速运动，再做加速度为g的匀加速运动，所以落地速度

由能量守恒可得

H是磁场区域的高度，因为v1＜v2，其他相等，所以

故C正确，ABD错误。

故选C。

8. 如图甲所示，两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合，放在同一水平面内，线圈A中通以如图乙所示的变化电流，设t=0时电流沿逆时针方向（图中箭头所示）。关于线圈B的电流方向和所受安培力产生的效果，下列说法中正确的是（　　）

A. 0到t1时间内有顺时针方向的电流，且有收缩的趋势

B. 0到t1时间内有逆时针方向的电流，且有扩张的趋势

C. t1到t2时间内有顺时针方向的电流，且有收缩的趋势

D. t1到t2时间内有逆时针方向的电流，且有扩张的趋势

【答案】B

【解析】

【详解】0到t1时间内电流沿逆时针方向减小，穿过线圈B的磁通量垂直纸面向外减小，根据楞次定律可知线圈B内有逆时针方向的电流，且有扩张的趋势；t1到t2时间内电流沿顺时针方向增大，穿过线圈B的磁通量垂直纸面向里增大，根据楞次定律可知线圈B内有逆时针方向的电流，且有收缩的趋势。综上所述可知ACD错误，B正确。

故选B。

二、多选题

9. 如图所示，固定的绝缘斜面处于水平向右的匀强电场中，一带电金属块由静止开始沿斜面滑到底端，已知在金属块下滑的过程中动能增加了0.7J，金属块克服摩擦力做功0.3J，重力做功1.2J，则以下判断正确的是（　　）

A. 金属块带正电荷 B. 合外力做功0.9J

C. 金属块的电势能增加0.2J D. 金属块的机械能减少0.3J

【答案】AC

【解析】

【详解】AC．在金属块滑下的过程中动能增加了0.7J，金属块克服摩擦力做功0.3J，重力做功1.2J，根据动能定理得

解得

所以电场力做功-0.2J，金属块的电势能增加0.2J，由于金属块下滑，电场力做负功，所以电场力应该水平向右，所以金属块带正电荷，故AC正确；

B．合外力做功等于动能的变化，即

故B错误；

D．在金属块滑下的过程中重力做功1.2J，重力势能减小1.2J，动能增加了0.7J，所以金属块的机械能减少0.5J，故D错误。

故选AC。

10. 在一个很小的矩形半导体薄片上，制作四个电极E、F、M、N，做成了一个霍尔元件，在E、F间通入恒定电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，M、N间的电压为。已知半导体薄片中的载流子为负电荷，电流与磁场的方向如图所示，下列说法正确的有（　　）

A. N板电势低于M板电势

B. 磁感应强度越大，MN间电势差越大

C. 将磁场方向变为与薄片的上、下表面平行，不变

D. 将磁场和电流分别反向，N板电势高于M板电势

【答案】AB

【解析】

【详解】A．根据左手定则可知，负电荷受到向左的洛伦兹力，负电荷在N板累积，N板电势低于M板电势，A错误；

B．设左右两个表面相距为，上下两个表面相距为，电荷所受的电场力等于洛伦兹力，材料单位体积内的电荷个数为，材料的横截面积为，则

又

解得

故在E、F间通入恒定电流I时，磁感应强度越大，MN间电势差越大，B正确；

C．将磁场方向变为与薄片的上、下表面平行，当与电流方向平行时，电荷不受洛伦兹力，电荷不发生偏转，故不存在电势差；当与电流方向有夹角时，电荷在洛伦兹力的作用下向上或向下偏转，M、N间没有电势差，C错误；

D．将磁场和电流分别反向，根据左手定则判断，N板电势低于M板电势，D错误。

故选AB。

11. 如图所示，足够长的光滑平行金属直导轨固定在水平面上，左侧轨道间距为2d，右侧轨道间距为d。轨道处于竖直向下的磁感应强度大小为B的匀强磁场中。质量为2m、有效电阻为2R的金属棒静止在左侧轨道上，质量为m、有效电阻为R的金属棒b静止在右侧轨道上。现给金属棒a一水平向右的初速度v0，经过一段时间两金属棒达到稳定状态。已知两金属棒运动过程中始终相互平行且与导轨良好接触，导轨电阻忽略不计，金属棒a始终在左侧轨道上运动，则下列说法正确的是（　　）

A. 金属棒b稳定时的速度大小为v0

B. 整个运动过程中通过金属棒a的电荷量为

C. 整个运动过程中两金属棒扫过的面积差为

D. 整个运动过程中金属棒a产生的焦耳热为mv02

【答案】BD

【解析】

【详解】A．稳定时磁通量不变，需要b的速度是a的速度的两倍，对a、b棒分别列动量定理

解得

，

故A错误；

B．由动量定理

即

解得

故B正确；

C．由

解得

故C错误；

D、根据能量守恒定律

解得

故D正确

故选BD。

12. 如图甲所示，线圈的匝数匝，横截面积。线圈总电阻，沿线圈轴向有水平方向的磁场，设图示磁场方向为正方向，磁场的磁感应强度随时间按如图乙所示规律变化，在0-0.1s内，下列说法正确的是（　　）

A. 线圈内磁通量的变化量为0.25Wb

B. 线圈内磁通量的变化率为

C. 在a，b间接一个的电阻时，该ab两端的电压为2.5V

D. 在a，b间接一个的电阻时，该ab两端的电压为1.25V

【答案】BD

【解析】

【详解】A．线圈内磁通量的变化量为

故A错误；

B．线圈内磁通量的变化率为

故B正确；

CD．在a，b间接一个的电阻时，该ab两端的电压

故C错误，D正确。

故选BD。

第II卷（非选择题）

三、实验题

13. 某物理兴趣小组利用图甲电路测量电源的电动势E（约为）和内阻r（约为），其中R为电阻箱，为定值电阻。

 （1）定值电阻R的阻值应选用___________（选填“”或“”）。

（2）多次改变电阻箱的阻值R，记录下对应的电压U，以为纵坐标、为横坐标，根据记录的数据作出图线如图乙所示。若不考虑电压表对电路的影响，则该电源的电动势E=___________V（结果保留三位有效数字），内阻r=___________（结果保留两位有效数字）。

【答案】    ①.     ②. 2.86    ③. 0. 41

【解析】

【分析】

【详解】（1）[1]由于电源内阻很小，而电流表又是采用外接法（相对于电源内阻），则R不宜太大，故选阻值为的定值电阻；

（2）[2][3]根据闭合电路欧姆定律有

所以

从表达式看有

联立解得

14. 一学习小组要用伏安法尽量准确地描绘一个标有“3V，1.5W”的小灯泡的I – U图线，现有下列器材供选用：

A.电源E（电动势3V，内阻较小）

B.开关一个、导线若干

C.滑动变阻器R1（0~10Ω，额定电流为1A）

D.电压表V1（0~6V，内阻约10kΩ）

E.电压表V2（0~3V，内阻约为3kΩ）

F.电流表A1（量程300 mA、内阻约为5Ω）

G.电流表A2（量程600 mA、内阻约为1Ω）

（1）实验中需用到的仪器有___________（用字母序号表示）；

（2）实验要求能够实现在0 – 3V的范围内对小灯泡的电压进行测量，请在实验电路图（a）中将实物连线补充完整；___________

（3）实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（b）所示，由实验曲线可求得小灯泡电压为2.0 V时的小灯泡的实际功率为___________W，若将该小灯泡直接接在电动势E=3V、内电阻r=10 Ω的电源两端，则小灯泡的电阻为___________Ω。（结果均保留3位有效数字）

【答案】    ①. ABCEG    ②.     ③. 0.480    ④. 6.22（6.11-6.32）

【解析】

【分析】

【详解】（1）[1]由题意可知，小灯泡的额定电压为3V，因此电压表选择量程为0~3V即可；

小灯泡的额定电流为

电流表选择量程为0~600 mA即可；

因此实验中需用到的仪器有ABCEG；

（2）[2]实验要求电压从零开始调节，因此滑动变阻器采用分压式接法；

有上可知，，同时灯泡的电阻估算为

由于灯泡电阻较小，故电流表采用外接法，以减小误差；

实验电路图如图所示；

（3）[3] 由实验曲线可求得小灯泡电压为2.0 V时，流经小灯泡的电流为240mA，则小灯泡的实际功率为

[4] 若将该小灯泡直接接在电动势E=3V、内电阻r=10 Ω的电源两端，由闭合电路欧姆定律可得

代入数据可得：；在图乙中画出直线，如图所示。

与灯泡的伏安特性曲线的交点坐标为（1.15V，185mA），所以小灯泡的实际电阻为

四、解答题

15. 如图，空间中存在水平向右、电场强度大小为E=3.0×103N/C的匀强电场，一长为l=1m的绝缘细线一端系在固定点O，另一端系一质量为m=0.08kg、电荷量为的金属小球（可视为质点）。现将小球拉至水平位置A（细线刚好拉直）并由静止释放，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力，sin53°=0.8，cos53°=0.6。求：

（1）O、A两点间的电势差；

（2）小球通过最低点B时细线对小球的拉力大小；

（3）小球在摆动过程中最大速度的大小。

【答案】（1）3000V；（2）1.2N；（3）m/s

【解析】

【详解】（1）由匀强电场电势差与电场强度的关系得

（2）由动能定理

由牛顿第二定律

解得

（3）建立等效重力场，等效重力的方向与水平方向成α角

解得

则在等效最低点C点时，小球速度最大，由动能定理

解得

16. 如图所示的电路中，电源电动势E=3V，内阻r=2Ω定值电阻R1=1Ω，变阻器M最大电阻R2=5Ω，变阻器N的最大电阻R3=9Ω，电容器的电容C=1μF。

（1）闭合开关S，调节变阻器M、N的阻值，电流表的最小示数为多少；

（2）闭合开关S，调节变阻器M、N的阻值，电源输出的最大功率为多少；

（3）闭合开关S，调节变阻器M、N的阻值，当电流表示数为0.3A后，再断开开关S，则流过电流表的电量为多少。

【答案】（1）；（2）；（3）2.1×10﹣6C

【解析】

【详解】（1）闭合开关S，调节变阻器N的阻值为最大时，电流表的示数最小．根据闭合电路欧姆定律得，电流的最小值为

（2）当，即R3=1Ω时（与R2大小无关）输出功率最大

（3）根据

代入数据解得

R3=7Ω

电容器的电量

q=CU=CIR3=2.1×10﹣6C

则再断开开关S，则流过电流表的电量是2.1×10﹣6C

17. 如图所示，一个质量为m＝1.0×10﹣9kg，电荷量q＝+1.0×10﹣4C的带电微粒（重力忽略不计），从静止开始经U1＝20V电压加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场，偏转电场的电压U2＝100V，金属板长L＝20cm，两板间距d＝50cm。求：

（1）微粒进入偏转电场时速度v0大小；

（2）微粒射出偏转电场时的偏转角θ；

（3）若该匀强磁场的宽度为D＝（+1）cm，为使微粒不会由磁场右边射出，该匀强磁场的磁感应强度B至少多大？

【答案】（1）2.0×103m/s（2）45°；（3）2T

【解析】

【详解】（1）微粒在加速电场中由动能定理有

代入数据解得

（2）微粒在偏转电场中做类平抛运动，有加速度为

竖直速度为

飞出电场时，速度偏转角正切为

解得

（3）进入磁场时微粒的速度是

轨迹如图

由几何关系有

由洛伦兹力提供向心力

代入数据解得

B＝2T

18. 如图所示，MN、PQ是两根足够长的光滑平行金属导轨，导轨间距L=0.5，导轨所在平面与水平面的夹角θ=30°，M、P间接有R=3.2Ω的电阻。范围足够大的匀强磁场垂直导轨所在平面向上，磁感应强度大小B=1.6T。长度与导轨间距相等、质量m=0.2kg、阻值r=0.8Ω的金属棒放在两导轨上，在大小为1.8N、方向平行于导轨向上的恒定拉力F作用下，从静止开始向上运动。已知金属棒与导轨始终垂直并保持良好接触，导轨足够长且电阻不计，取重力加速度大小g=10m/s2。

（1）当金属棒的速度大小v1=1m/s时，求金属棒的加速度大小a；

（2）金属棒向上的位移大小s=5.5m前，金属棒已经进入匀速运动状态，求金属棒从开始运动到位移大小s=5.5m的过程中R上产生的焦耳热。

【答案】（1）a=32m/s2；（2）QR=1.52J

【解析】

【详解】解：（1）当金属棒的速度大小v1=1m/s时，设回路中的感应电动势为E、感应电流为I，则

此时金属棒受到的安培力

根据牛顿第二定律有

解得

（2）设金属棒进入匀速运动状态时的速度大小为vm，根据受力平衡有

又

设在所研究的过程中金属棒克服安培力做的功为W安，根据动能定理有

又知道R上产生的焦耳热为

联立解得