2021-2022学年河南省濮阳市高二上学期期末学业质量检测物理试题（Word版）

这是一份2021-2022学年河南省濮阳市高二上学期期末学业质量检测物理试题（Word版），共14页。试卷主要包含了 输电能耗演示电路如图所示等内容，欢迎下载使用。
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共10小题，每小题5分，共50分。1~7小题只有一项符合题目要求；第8~10小题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 在电场中，A点的电势高于B点的电势，则（ ）
A. A点的场强一定大于B点的场强
B. 同一电荷在A点的电势能一定大于在点的电势能
C. 把负电荷从A点移到B点，电场力做负功
D. 把负电荷从A点移到B点，电场力做功与电荷在电场中的轨迹有关
2. 取两根完全相同的电阻丝，第一次将两电阻丝串联，第二次将两电阻丝拉长一倍后并联，分别接在同一恒压电源两端。若第一次两电阻丝产生的热量为Q时用时为t串，第二次两电阻丝产生的热量为Q时用时为t并，则先后两次所用时间之比为（ ）
A. 4：1B. 2：1C. 1：2D. 1：1
3. 如图所示，一电子沿两个等量正点电荷连线的中垂线由某点A向点匀速运动，则电子除受电场力外，所受的另一个力的大小和方向变化情况可能是（ ）
A. 先变小后变大，方向由指向A
B. 先变大后变小，方向由A指向
C. 一直变小，方向由指向A
D. 一直变大，方向由指向A
4. 如图1所示，足够长的光滑平行金属导轨倾斜放置，导轨上端接入阻值为R的电阻，其他部分电阻不计，导轨处在磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。质量为m、有效电阻为r的金属棒MN从导轨上某一位置由静止释放，下滑过程中始终与导轨垂直且保持良好接触。从金属棒由静止释放开始计时，关于图2中甲、乙、丙、丁四个图像的说法正确的是（ ）
A. 甲图可以用来描述金属棒MN速度大小变化
B. 乙图可以用来描述重力的功率变化
C. 两图可以用来描述金属棒MN的位移大小变化
D. 丁图可以用来描述金属棒MN的加速度大小变化
5. 如图所示，两根长度均为L的绝缘轻绳分别将小球M和N悬挂在水平向右的匀强电场中，悬点均为O，两小球质量均为m，带等量异种电荷。平衡时两轻绳与竖直方向的夹角均为。若仅将两小球的电荷量同时变为原来的2倍，两小球仍在原位置平衡。已知静电力常量为k，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ）
A. M带正电荷
B. 匀强电场的电场强度大小为
C. 小球所带电荷量
D. 若小球M的电荷量变为原来的四倍，N电荷量不变，两小球仍能在原位置平衡
6. 输电能耗演示电路如图所示。左侧ab之间正弦交流电电压不变，输电线的电阻r为10Ω。开关S接2时，理想变压器原、副线圈匝数比为1:3，负载R上的功率为10W；开关S接1时，原、副线圈匝数比为2:1，R上的功率也为10W，则负载R的阻值为（ ）
A. 15ΩB. 5ΩC. 30ΩD. 10Ω
7. 如图所示，等腰直角三角形OPQ区域内（含边界）存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为m、带电量为+q的粒子1从O点沿OP方向射入磁场，质量为2m、带电量为-q的粒子2从P点沿PO方向射入磁场，不计粒子的重力和它们之间的相互作用，则（ ）
A. 粒子1不能经过Q点
B. 粒子2可以经过Q点
C. 粒子1在磁场中运动的时间可能为
D. 粒子2在磁场中运动的时间可能为
8. 如图所示，理想变压器原线圈ab端输入电压恒定的正弦交流电，副线圈两端电路中，定值电阻R0、最大阻值为3R的滑动变阻器和阻值为R的定值电阻按如图所示连接，电流表和电压表均为理想电表，在滑动变阻器滑片从a端向b端缓慢移动的过程中（ ）
A. 电流表A示数增大
B. 电压表V示数先减小后增大
C 原线圈输入功率不断减小
D. 定值电阻R0消耗的功率减小
9. 如图所示，A、B、C为匀强电场中的三点，它们的连线构成一直角三角形，其中AC边与电场线垂直，，，点为AC边的中点。一个电荷量为Q的正点电荷固定在B点，下列说法正确的是（ ）
A. A点的电势高于C点电势
B. A、D两点的场强相同
C. 将电子沿直线从A点移动到D点，电场力做正功
D 将电子沿直线从A点移动到C点，电势能先减小后增大
10. 如图所示电路中，R1、R2为两只定值电阻，L为阻值恒定的灯泡，C为电容器，R为光敏电阻（光照越强，阻值越小），闭合开关S后，随着光照强度逐渐增大（ ）
A. 灯泡L变亮
B. 电容器C极板间的电场强度变大
C. 电阻R1消耗的功率将会变大
D. 灯泡两端电压的变化量与通过R2电流的变化量之比不变
二、非选择题：本题共6小题，共60分。
11. 酒精检测仪是交警执法时通过呼气来检测司机饮酒多少的检测工具。现有一个酒精检测仪的主要元件“酒精气体传感器”，即气敏电阻，气敏电阻的阻值随酒精气体浓度的变化而变化，下表显示了某气敏电阻Rx的阻值随酒精气体浓度变化的情况。
为了较准确测量酒精气体浓度为0.35 mg/ml时气敏电阻阻值，实验室提供了如下器材：
A．电流表A1（量程0～150mA，内阻约2Ω）
B．电流表A2（量程0～0.6A，内阻约1Ω）
C．电压表V1（量程0～5V，内阻约5kΩ）
D．电压表V2（量程0～15V，内阻约20kΩ）
E．滑动变阻器R1（阻值范围0～20Ω，允许的最大电流2A）
F．滑动变阻器R2（阻值范围0～5Ω，允许的最大电流0.2A）
G．待测气敏电阻Rx
H．电源E（电动势6V，内阻r约2Ω）
I．开关和导线若干
J．恒温室
(1)为了获得更多的数据使测量结果更准确，采用下列实验电路进行实验，较合理的是___________。实验时滑动变阻器应选__________，电压表应选__________，电流表应选__________。（填器材前面的序号）
A. B. C. D.
(2)小明同学设计了一个测定气体酒精浓度的电路用来检测是否酒驾，如图所示，该电路只使用一个电压表，且正常工作时，被测气体酒精浓度若为0，则电压表指针满偏。使用一段时间后，电源电动势稍微变小，内阻稍微变大，则对于酒精气体浓度的测量值将__________（选填“偏大”或“偏小”）。
12. 某实验小组为了探究多用电表的工作原理，设计了如图所示的电路，所用到的器材有：
A．干电池：电动势E及内阻r未知
B．电流表G：满偏电流，内阻
C．定值电阻R0
D．滑动变阻器R
E．电阻箱R1
F．电键及单刀双掷开关各一个，红、黑表笔各1支，导线若干
(1)当选择开关S2接b，开关S1闭合，此时多用电表为量程的电流表，则定值电阻R0的阻值为__________Ω。
(2)当选择开关S2接a，开关S1闭合：
①红、黑表笔短接，调节R使电表指针满偏；
②将电阻箱R1接在红、黑表笔之间，发现当电阻箱的阻值调节到时，可以使电流表G的指针指在处，则此多用电表中所用电源的电动势为__________V。
(3)当选择开关S2接，开关S1断开：
①红、黑表笔短接，调节R使电表指针满偏；
②将电阻箱R1接在红、黑表笔之间，当电阻箱的阻值调节到R1＇=__________Ω时，可以使电流表G的指针指在处。
(4)通过上述探究，下列关于欧姆表实现不同倍率转换的说法中正确的是__________。
A.开关S1断开时欧姆表倍率是开关S1闭合时欧姆表倍率的10倍
B.开关S1断开时欧姆表倍率是开关S1闭合时欧姆表倍率的100倍
C.开关S1闭合时欧姆表倍率是开关S1断开时欧姆表倍率的10倍
D.开关S1闭合时欧姆表倍率是开关S1断开时欧姆表倍率的100倍
13. 如图所示，间距为d的两平行线间存在垂直纸面向里的匀强磁场（含边界），磁感应强度大小为B，在左边界上M点处有一粒子源能射出带负电的粒子。若粒子在纸面内从M点垂直于左边界以速度v射入磁场，在N点穿出磁场时速度方向与原来射入方向的夹角为。不计粒子重力。
（1）求粒子的比荷和穿越磁场的时间；
（2）若粒子在M点的速度沿顺时针方向旋转射入磁场，速度大小不变，求粒子穿越磁场的时间。
14. 如图所示，在竖直平面内有一直角坐标系xOy，第一象限存在垂直平面向里的磁场区域，磁感应强度沿y轴正方向不变，沿x轴正方向按照（为已知常数）的规律变化。一个质量为m、边长为L且位于第一象限内的正方形导线框abcd电阻为R，初始时ad边与x轴重合，ab边与y轴重合，a点位于坐标原点O处。将导线框以速度v0沿与x轴正方向成抛出，一段时间后导线框速度恰好减为0，整个运动过程中导线框的两邻边始终分别平行于两坐标轴。，。求：
（1）从导线框开始运动到速度恰好减为零的过程中，线框中产生的焦耳热；
（2）若导线框在时刻的水平分速度大小为v，此时导线框受到安培力的大小。
15. 如图1所示，非线性元件H和定值电阻R串联后与击穿电压为Um、电容为C的电容器并联，通过单刀双掷开关接在竖直放置、间距为L的两平行光滑长直金属导轨上端。有一匀强磁场与两金属导轨平面垂直，磁感应强度大小为B。现有一质量为m的金属杆ab始终水平且与导轨保持良好接触。非线性电子元件H的U-I图像如图2所示，当流过H的电流大于或等于I0时，电压稳定为U0，且，。忽略回路中的电流对原磁场的影响，不计空气阻力，金属杆和导轨的电阻不计，重力加速度为g。
（1）单刀双掷开关接1时，由静止释放金属杆，求金属杆ab运动多长时间电容器被击穿；
（2）单刀双掷开关接2时，由静止释放金属杆，求金属杆ab的最大速度。
16. 如图所示，xOy坐标系中，在的区域中存在沿x轴正方向的匀强电场（图中未画出），区域存在垂直纸面向外的匀强磁场（图中未画出）。一质量为m、电荷量为+q的带电粒子从坐标原点O以速度v0沿y轴正方向射入电场，经P(4a、6a)点射入磁场，射出磁场后再次返回电场区域，最后经过点，Q（22a，0）不计粒子的重力。求：
（1）匀强电场的电场强度大小E及磁感应强度大小B；
（2）若磁场方向变为垂直纸面向里，大小不变，粒子再次到达x轴时的位置。
答案
1-7 CDCBB AD 8.CD 9.B 10.BD
11. ①. A ②. E ③. C ④. A ⑤. 偏大
12. ①. 1 ②. 9 ③. 4500 ④. B
13. （1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，由几何关系可知
又由于
可得
粒子在磁场中运动的时间
圆心角
联立解得
（2）若在纸面内将粒子在M点的速度沿顺时针方向旋转30°，则粒子恰能到达右侧边界并从左侧边界穿出，粒子在磁场中运动的时间
圆心角
联立解得
14. （1）导线框边与边框受到的安培力大小相等，方向相反，可知导线框在竖直方向做竖直上抛运动，当导线框速度减为零时，其竖直方向上升的高度
根据能量守恒，线框中产生的焦耳热
联立解得
（2）导线框在时刻的水平分速度大小为v，水平位移为x，则在此时刻导线框产生感应电动势大小为
导线框内的感应电流大小为
所以导线框受到安培力的大小为
联立解得
15. （1）单刀双掷开关接1时，电容器两端电压UC等于金属杆ab在磁场中沿金属导轨下滑产生的动生电动势，即
金属杆的运动方程为
式中为电容器充电电流，即
则
解得
表明金属杆以恒定加速度a沿导轨下滑，因此下滑速度
当电容器两端电压时，电容器被击穿，此时的速度
电容器被击穿所需的时间为
联立解得
（2）单刀双掷开关接2时，当回路中的电流为时，金属杆所受的安培力
金属杆仍会加速；当安培力
时，金属杆速度达到最大，设最大速度为，此时金属杆切割产生的电动势
此时电阻两端的电压
流过电阻的电流
联立解得金属杆ab的最大速度
16. （1）如图所示，粒子从O点到P点的运动过程中
竖直方向
水平方向
又
联立解得
粒子到达P点时
设粒子从P＇射出磁场，P点与P＇点的距离为x2，粒子的轨迹半径为R，则
由洛伦兹力提供向心力
粒子从P＇点到Q点运动过程中，竖直方向
水平方向
又
联立解得
（2）设粒子从P＇＇射出磁场，设P点与P＇＇点的距离为x2，粒子的轨迹半径为R，则
由洛伦兹力提供向心力
粒子再次到达轴时的位置为Q1，粒子从P＇＇点到Q1点的运动过程中，竖直方向
水平方向
则Q1点的横坐标
联立解得
粒子再次到达x轴时的位置为(10a，0)酒精气体浓度（mg/ml）
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
阻值（Ω）
100
70
55
45
39
35
33
31
30