精品解析：广东省茂名市电白区2021-2022学年高二（上）期末物理试题（选择性）

2021-2022学年度第一学期期末考试

高二物理（选择性考试）

考试时间：75分钟

第Ⅰ卷（选择题）

一、单选题（本题组共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一顶符合题目要求。）

1. 众多的科学家对物理学的发展做出了重大贡献，下列陈述中不符合历史事实的是（　　）

A. 法拉第首先引入“场”的概念来研究电现象

B. 安培发现了电流的磁效应现象

C. 卡文迪什利用扭秤装置比较准确地测出了引力常量

D. 伽利略对自由落体运动进行了系统的研究，并得出自由落体运动是匀变速直线运动

【答案】B

【解析】

【详解】A．法拉第首先引入“场”的概念来研究电现象，故A正确；

B．奥斯特发现了电流的磁效应现象，故B错误；

C．卡文迪什利用扭秤装置比较准确地测出了引力常量，故C正确；

D．伽利略对自由落体运动进行了系统的研究，并得出自由落体运动是匀变速直线运动，故D正确。

故选B。

2. 产生闪电的积雨云底层带负电，为避免闪电造成的损害，高大的建筑物会装有避雷针。图中虚线为避雷针周围的等势线，相邻两等势线间的电势差相等。图中a、b两点的场强大小分别为、，a、b两点的电势分别为、，则（　　）

A.

B.

C. 避雷针的顶端带正电

D. 一带负电的雨滴从a下落至b，电场力做负功

【答案】C

【解析】

【详解】C．由题意可知，产生闪电的积雨云底层带负电，可知避雷针的顶端带正电，选项C正确；

A．等差等势线密集处的电场线也密集，场强也较大，则

选项A错误；

B．电场线大致向上，沿电场线的方向电势逐渐降低，可知

选项B错误；

D．一带负电的雨滴从a下落至b，因电场力向下，则电场力做正功，选项D错误。

故选C。

3. 微信运动步数的测量是通过手机内电容式加速度传感器实现的。如图，M极板固定，当手机的加速度变化时，N极板只能按图中标识的“前后”方向运动。图中R为定值电阻。下列对传感器描述正确的是（　　）

A. 静止时，电流表示数为零，电容器两极板不带电

B. 由静止突然向前加速时，电容器的电容增大

C. 由静止突然向前加速时，电流由b向a流过电流表

D. 保持向前匀减速运动时，电阻R以恒定功率发热

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A．静止时，N板不动，电容器的电容不变，则电容器电量不变，则电流表示数为零，电容器两极板带电，选项A错误；

BC．由静止突然向前加速时，N板向后运动，则板间距变大，根据

可知，电容器的电容减小，电容器带电量减小，则电容器放电，则电流由b向a流过电流表，选项B错误，C正确；

D．保持向前匀减速运动时，加速度恒定不变，则N板的位置在某位置不动，电容器电量不变，电路中无电流，则电阻R发热功率为零，选项D错误。

故选C。

4. 如图所示，一根通电直导线放在磁感应强度的匀强磁场中，在以导线为圆心，半径为的圆周上有、、、四个点，若点的实际磁感应强度为零，则下列说法中正确的是（　　）

A. 直导线中电流方向是垂直纸面向里

B. 点的实际磁感应强度也为0

C. 点实际磁感应强度为，方向斜向下，与夹角为

D. 以上均不正确

【答案】A

【解析】

【详解】AD．题中磁场是由直导线电流的磁场和匀强磁场共同形成的，磁场中任一点的磁感应强度应为两磁场分别产生的磁感应强度的矢量。a处磁感应强度为0，说明直导线电流在该处产生的磁感应强度大小与匀强磁场的磁感应强度大小相等、方向相反，可得直导线中电流方向应是垂直纸面向里，A正确，D错误；

B．在圆周上任一点，由直导线电流产生的磁场的磁感应强度大小均为B=1T，方向沿圆周切线方向，可知c点的磁感应强度大小为2T，方向向右，B错误；

C．通电导线在d处的磁感应强度方向竖直向下，根据磁场的叠加原理可得d点感应强度为d点的磁感应强度大小为，方向与B成45°角斜向右下方，C错误。

故选A。

5. 如图，在滑动变阻器的滑片P向上端a滑动过程中，两表的示数情况为（　　）

A. 电压表示数增大，电流表示数减少

B. 电压表示数减少，电流表示数增大

C. 两电表示数都增大

D. 两电表示数都减少

【答案】A

【解析】

【详解】当滑动变阻器的滑片P向a端滑动时，接入电路的电阻增大，与R2并联的电阻增大，外电路总电阻R总增大，总电流I减小，由路端电压

U=E-Ir

可知U增大，即电压表读数增大；并联部分的电阻增大，分担的电压增大，U2增大，流过R2的电流I2增大，电流表的读数

IA=I-I2

电流表示数将减小；

故选A。

6. 电磁炮是利用电磁发射技术制成的新型武器，如图所示为电磁炮的原理结构示意图。若某水平发射轨道长，宽，发射的炮弹质量为50g，炮弹被发射时从轨道左端由静止开始加速。当电路中的电流恒为20A时，炮弹被发射后的最大速度可达，轨道间磁场为匀强磁场，不计空气及摩擦阻力。下列说法正确的是（    ）

A. 磁场方向为竖直向下 B. 磁场方向为水平向右

C. 磁场的磁感应强度大小为 D. 炮弹的加速度大小为

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】AB．由题意可知，炮弹所受的安培力水平向右，根据左手定则可判断出磁场方向为竖直向上，AB错误；

C．发射炮弹过程，只有安培力做功由动能定理可得

代入数据解得

C正确；

D．发射炮弹过程，根据牛頓第二定律可得

代入数据解得

D错误。

故选C

7. 在x轴上A、B两点处分别有点电荷和，两点电荷形成的静电场中，取无穷远处电势为零，x轴上各点的电势随x变化的图象如图所示，下列说法正确的是（　　）

A. 和带同种电荷

B. 电子在P点的电势能最小

C. 将电子点移到无穷远的过程中，电场力做负功

D. 电子仅在电场力作用下从点沿x轴正向运动到P点的过程中，加速度逐渐减小

【答案】D

【解析】

【详解】A．取无穷远处电势零，Q1处电势小于0，Q2处电势大于0，根据沿电场线方向电势降落可知，Q1和Q2带异种电荷，故A错误；

B．负电荷的电势能随电势的增加而增加，电子在P点的电势能不是最小，故B错误；

C．无穷远处电势为零，将电子点移到无穷远的过程中，电场力做正功，故C错误；

D．电子仅在电场力作用下从点沿x轴正向运动到P点的过程中，由图像可知，从到P图像斜率变小，电场强度变小，电子受到的电场力变小，加速度逐渐减小，故D正确。

故选D。

二、多选题（本题组共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不选全的得3分，不选或有选错的得0分。）

8. 如图是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E，平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片，平板S下方有磁感应强度为的匀强磁场。下列说法正确的是（　　）

A. 质谱仪是分析同位素的重要工具

B. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里

C. 通过速度选择器的粒子的速度等于

D. 打在处的粒子比打在处的粒子的比荷大

【答案】AC

【解析】

【详解】A．粒子进入磁场后做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得

解得

知道粒子电量后，便可求出m的质量，所以质谱仪可以用来分析同位素，故A正确；

B．粒子进入磁场后向左偏转，根据左物定则，可知粒子带正电，则在速度选择器中受到向右的电场力，所以磁场力的方向应该向左，由左手定则知，磁场方向应该垂直纸面向外，故B错误；

C．在速度选择器中做匀速直线运动的粒子能进入偏转磁场，由平衡条件得

解得

故C正确；

D．粒子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得

解得

由此可知，r越小，荷质比越大，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，所以打在A1处的粒子比打在A2处的粒子的比荷小，故D错误。

故选AC。

9. 1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，核心部分如图所示。匀强磁场垂直D形盒底面，两盒分别与交流电源相连。则下列说法中正确的是（　　）

A. 加速器的半径越大，粒子射出时获得的动能越大

B. 粒子获得的最大动能由交流电源的电压决定

C. 加速器中的电场和磁场都可以使带电粒子加速

D. 粒子在磁场中运动的周期与交变电压周期相等

【答案】AD

【解析】

【分析】

【详解】AB．由

得

当r=R时，v最大，所以最大动能

由此可知粒子的最大动能只与粒子本身的荷质比，加速器半径，和磁场大小有关，与加速电压无关，故A正确，B错误；

C．加速器中的电场可以使带电粒子加速，而磁场使粒子偏转，故C错误；

D．根据加速原理，当粒子在磁场中运动的周期与交变电压的周期相等时，才能处于加速状态，故D正确。

故选AD。

【点睛】理解回旋加速器工作原理，熟练运用相关公式，便可解出此题，特别注意加速获得的最大动能与电场的电压无关。

10. 如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路。虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面。回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直。从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是（   ）

A. CD段直导线不受安培力 B. CD段直导线受安培力

C. 感应电动势最大值Em= 2Bav D. 感应电动势平均值

【答案】BD

【解析】

【分析】

【详解】AB．由楞次定律判断可知，感应电流始终沿逆时针方向，由左手定则判断，CD段直导线所受安培力始终向下，A错误、B正确；

C．当线框有一半进入磁场时，切割磁感线的有效长度最大，最大感应电动势为

Em = Bav

C错误；

D．根据法拉第电磁感应定律可得，感应电动势平均

= n，n = 1

则

= = = πBav

D正确。

故选BD。

第Ⅱ卷（非选择题）

三、实验题（本大题共2小题，共15分。）

11. 小钢想测量一下“柠檬水果电池”的电动势和内电阻，他在网上查阅相关资料，“柠檬水果电池”的电动势约为，为防止电流过大而损坏器材，电路中加了一个保护电阻。现有下列器材：

待测“水果电池”

电流表：满偏电流，电阻不计

电压表：量程，电阻约

滑动变阻器：

滑动变阻器：

定值电阻额定功率

定值电阻额定功率

开关、导线等

（1）甲图是小钢设计本实验的电路图，你认为滑动变阻器应该选用______ 选填“或“。保护电阻应该选用______ 选填“或“。

（2）根据电压表的示数与电流表的示数，做出如图乙所示的图像，A、B两点坐标分别为（0.05，1.76）、（0.45，1），待测电池的电动势_______ ，内电阻_______ 。

【答案】    ①.     ②.     ③. 55    ④.

【解析】

【详解】(1)[1]电源电动势约为2V，电流表满偏电流为0.6A，电路的最小电阻越为

比较两滑动变阻器最大值可知，选R1操作方便，更合理；　

[2]如果定值电阻选R4，电路中的最大电流为

电流变化范围太小，故定值电阻选；

(2)[3][4]由两端电压

可得图线斜率的绝对值为

则电源内阻为

则电源电动势为

12. 小华同学练习使用多用电表测电阻：

（1）请根据下列步骤完成电阻测量：

①旋动________（选填“欧姆调零旋钮”或“指针定位螺丝”），使指针对准电流挡的“0”刻度；

②将选择开关K旋转到电阻挡“”的位置；

③将红、黑表笔短接，旋动________（选填“欧姆调零旋钮”或“指针定位螺丝”），使指针对准电阻挡的________（选填“0”或“”）刻度线；

④将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过大。为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按________的顺序进行操作，再完成待测电阻的测量。

A．将K旋转到电阻挡“”的位置

B．将K旋转到电阻挡“”的位置

C．将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接

D．将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行欧姆调零

（2）正确操作后，多用电表的示数如图甲所示，则待测电阻的阻值为_______（结果保留三位有效数字）

（3）若欧姆表内使用的是一个已经使用一段时间的电池（电动势为，内阻较大），测得该电阻的阻值为R；然后更换一节新电池（电动势为，内阻较小），测得该电阻的阻值为，实验过程中其他操作均正确，则R与相比________。

A．    B．    C．    D．无法确定

【答案】    ①. 指针定位螺丝    ②. 欧姆调零旋钮    ③. 0    ④. BDC    ⑤. 190    ⑥. A

【解析】

【详解】（1）①[1]多用电表使用前应调整指针定位螺丝，使指针指到零刻度；

③[2][3]使用多用电表的欧姆挡测电阻时，应选择适当倍率的欧姆挡，使测量时指针落在刻度盘的中间区域．测量电阻之前应该先将两表笔直接接触（短接），调整欧姆调零旋钮，使指针指向；

④[4]欧姆表指针偏转角度较大，说明所选挡位太大，应该换小挡位进行测量，应将旋转开关K置于“”，然后进行欧姆调零，再测电阻，因此合理的实验步骤是BDC。

（2）[5]由图可知，多用电表的示数为

（3）[6]由欧姆表的结构可知，电源内阻的变化，可以通过欧姆调零来抵消，故前、后两次的测量值是相等的，BCD错误，A正确。

故选A。

四、解答题（本大题共3小题，共39分，要有解答过程和必要的文字说明。）

13. 如图所示，一束电子的电荷量为e，以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的有界匀强磁场中，穿出磁场时的速度方向与原来电子入射方向的夹角是，求：

(1)电子运动的轨迹半径；

(2)电子的质量；

(3)电子穿过磁场的时间。

【答案】(1)；(2)；(3)

【解析】

【详解】(1)电子运动轨迹如图所示

由几何知识得

(2)由牛顿第二定律得

解得

(3)电子做圆周运动的周期

电子在磁场中的运动时间

14. 如图甲所示，在一倾角为37°的粗糙绝缘面上，静止地放置着一个正方形单匝线圈ABCD，E、F分别为AB、CD的中点，线圈总电阻R=2.0Ω、总质量m=0.02kg、正方形边长L=0.4m。如果向下轻推一下此线圈，则它刚好可沿斜面匀速下滑。现在将线圈静止放在斜面上后，在虚线EF以下的区域中，加上垂直斜面向内的、磁感应强度大小按图乙中所示规律变化的磁场，（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：

(1)t=0.1s时刻，线圈中的感应电流的大小I；

(2)从t=0时刻开始经过多少时间t线圈刚要开始运动；

(3)从t=0时刻开始到线圈刚要运动，线圈中产生的热量Q。

【答案】（1）0.2A；（2）0.4s；（3）0.032J

【解析】

【详解】(1)根据图乙可得

由法拉第电磁感应定律得感应电动势

根据闭合电路得欧姆定律可得，线圈中得电流为

感应电流恒定不变，所以t=0.1s时刻，线圈中的感应电流的大小为0.2A；

(2)由法拉第电磁感应定律判断可知，线圈中的感应电流方向为逆时针方向，根据左手定则判断线圈AD边受到的安培力方向沿斜面向上，当线圈刚要开始运动时，线圈受到摩擦力为最大静摩擦力，且方向沿斜面向下，由

根据题意，有

解得

代入

解得

(2)由焦耳定律

15. 如图所示，高h =0.8m的绝缘水平桌面上方的区域Ⅰ中存在匀强电场，场强E的方向与区域的某一边界平行，区域Ⅱ中存在垂直于纸面的匀强磁场B。现有一质量m=3.0×10-3kg，带电荷量q=+1.0×10-3C的小球从A点以v0=5.0m/s的初速度水平向右运动，匀速通过区域Ⅱ后落在水平地面上的B点，已知小球与水平桌面间的动摩擦因数μ=0.1，区域宽度均为L=1.0m，落地水平距离x =1.6m。试求：

（1）小球在区域Ⅱ中的速度v的大小；

（2）区域Ⅱ中磁感应强度B；

（3）区域Ⅰ中的电场强度E。

【答案】（1）；（2）7.5T，方向垂直纸面向里；（3）、方向水平向左，或、方向竖直向下

【解析】

【详解】（1）小球做平抛运动的时间为

则

（2）由题意，在区域Ⅱ中，根据平衡条件可得

解得

B=7.5T

由于小球所受洛伦兹力方向竖直向上，根据左手定则可知磁感应强度B的方向为垂直纸面向里。

（3）①当E的方向沿水平方向时，规定水平向左为正方向，根据动能定理有

解得

方向水平向左。

②当E的方向沿竖直方向时，规定竖直向下为正方向，根据动能定理有

解得

方向竖直向下。