2021-2022学年吉林省白山市高二（上）期末物理试卷（含答案解析）

2021-2022学年吉林省白山市高二（上）期末物理试卷

1.     电场和磁场既有联系，又有区别。下列说法正确的是(    )

A. 牛顿最早用电场线和磁感线来描述电场和磁场
B. 法拉第发现了电流的磁效应
C. 直导线电流、环形电流、通电螺线管的磁场均可用安培定则判断
D. 电场线、磁感线都闭合且都不相交

2.     如图所示，有一正方形闭合线圈，在足够大的匀强磁场中运动。下列四个图中能产生感应电流的是(    )

A. 矩形线圈平行于磁场向右平移
B. 矩形线圈垂直于磁场向右平移
C. 矩形线圈绕水平轴匀速转动
D. 矩形线圈绕竖直轴匀速转动

3.     如图所示，这是安装在潜水器上的深度表的电路原理图，显示器由电流表改装而成，压力传感器的电阻随压力的增大而减小，电源的电动势和内阻均为定值，是定值电阻。在潜水器完成科考任务上浮的过程中，下列说法正确的是(    )

A. 传感器两端的电压减小 B. 通过显示器的电流减小
C. 电路的总功率可能不变 D. 传感器的功率一定减小

4.     如图所示，当一个带正电荷的物体C靠近原来不带电的导体时，由于电荷间相互吸引或排斥导体内的电荷将重新分布，D为导体内的一点。下列说法正确的是(    )

A. 导体A端的电势小于导体B端的电势 B. 导体内D点的电势大于导体B端的电势
C. 导体内D点的电势等于零 D. 导体内D点的电场强度等于零

5.     甲、乙两导体为不同材料制成的均匀圆柱体，甲的长度是乙的长度的3倍，甲的底面半径是乙的底面半径的2倍，已知甲导体两底面间的电阻与乙导体两底面间的电阻之比为2：3，则甲、乙两导体的材料的电阻率之比为(    )

A. 3：2 B. 2：3 C. 8：9 D. 4：9

6.     雷雨天一避需针周围电场的等势面分布情况如图所示。在等势面中有a、b、c三点，其中a，b两点位置关于避雷针对称。下列说法正确的是(    )

A. c点的电场强度大于b点的电场强度
B. a点的电场强度与b点的电场强度相同
C. 将正电荷从a点移动到b点过程中电场力做正功
D. 将负电荷从b点移动到c点，负电荷的电势能增加

7.     图甲和图乙分别是用内接法和外接法测量同一电阻的电路图，已知两电路的路端电压恒定不变，两图中的电压表和电流表均不是理想电表，图甲电路中电流表的示数为，则下列说法正确的是(    )

A. 图甲中电压表的示数为10V B. 图乙中电压表的示数可能为10V
C. 图乙中电流表的示数可能为 D. 理论上的阻值略大于

8.     如图所示，在点电荷Q产生的电场中有a、b两点相距为d，已知b点的电场强度大小为E、方向与ab连线成角，a点电场强度的方向与a、b连线成角，则下列说法正确的是(    )

A. 点电荷Q带正电
B. a、b两点到点电荷Q的距离之比为：1
C. 点电荷Q在a点产生的电场强度大小为
D. a点的电势低于b点的电势

9.     图为通电螺线管，A为螺线管外一点，B、C两点在螺线管的垂直平分线上，B点在螺线管内，C点在螺线管外，B、D两点均在螺线管内部且位于螺线管的轴线上．下列说法正确的是(    )

A. 在A处放置的小磁针静止后，小磁针的N极指向左方
B. 在D处放置的小磁针静止后，小磁针的N极指向右方
C. B、C两点的磁感应强度相同
D. B、D两点的磁感应强度相同

10. 如图所示，在条形磁铁产生的磁场中，垂直条形磁铁中心轴线放置3个相同的闭合线圈、和，三个线圈的中心均在条形磁铁的中心轴线上，穿过各个线圈的数通量分别为、和，则(    )

A.  B.  C.  D.

11. 如图所示，、、为三个相同的灯泡且阻值恒定，电源内阻小于灯泡电阻。在滑动变阻器R的滑片P向下移动的过程中，下列说法正确的是(    )

A. 变暗，变亮，变暗
B. 中电流变化量的绝对值大于中电流变化量的绝对值
C. 电源总功率可能增大
D. 电源输出功率可能增大
 

12. 如图所示，平行板电容器的上极板带有正电荷，下极板带有等量负电荷，氘核和氚核沿水平方向射入平行板电容器。氘核和氚核均带正电且电荷量相等，它们的质量之比为2：3。两粒子射入电场的初动能相等且均能从电场射出，不计粒子所受重力，则下列说法正确的是(    )

A. 氘核和氚核在电场中运动的时间之比为2：3
B. 氘核和氚核在电场中运动的加速度大小之比3：2
C. 氘核和氚核在电场中运动时的侧位移大小之比为3：2
D. 氘核和氚核在电场中运动时的动能的增加量之比为1：1

13. 目前智能手机普遍采用了电容触摸屏，电容触摸屏是利用人体的电流感应进行工作的，它是一块四层复合玻璃屏，玻璃屏的内表面和夹层各涂一层纳米铟锡氧化物。夹层ITO涂层作为工作面，四个角引出四个电极，当用户用手指触摸电容触摸屏时，手指和工作面形成一个电容器，因为工作面上接有高频信号，电流通过这个电容器分别从屏的四个角上的电极，且理论上流经四个电极的电流与手指到四个角的距离成比例，控制器通过对四个电流比例的精确计算来确定手指位置。
    
    回答电容触摸屏的相关问题：
    使用绝缘笔，在电容触摸屏上______选填“能”或“不能”进行触控操作。
    手指与夹层工作面之间距离减小时，手指与工作面形成的电容______。选填“变大”、“不变”或“变小”
    手指与屏的接触面积变大时，手指与工作面形成的电容______。选填“变大”、“不变”或“变小”
14. 小华同学正准备测定一节干电池的电动势和内阻，备有下列器材：
    A.待测的干电池电动势约为，内阻约为；
    B.电流表量程为，内阻为；
    C.电流表满偏电流为，内阻；
    D.滑动变阻器阻值范围为，允许通过的最大电流为；
    E.定值电阻阻值为，允许通过的最大电流为；
    F.定值电阻阻值为，允许通过的最大电流为；
    G.电阻箱阻值范围为；
    H.开关和导线若干。
    小华同学设计的实验电路图如图甲所示。由于没有电压表，小华同学经过思考，发现将电流表G与电阻箱串联后便可将该电流表改装成量程为2V的电压表，则电阻箱的阻值应调整为______；保护电阻应选用______选填“E”或“F”。
    实验时，闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P置于______选填“a”或“b”端。
    在器材选择正确的情况下，按正确操作进行实验，通过调节滑动变阻器，得到了多组、数据为电流表G的示数，为电流表A的示数。小华同学利用测出的数据绘出的图线如图乙所示，则该电池的电动势______V、内阻______。结果均保留小数点后两位

15. 如图所示，水平固定放置的光滑绝缘木板上A点和D点的正上方高度相等的B点和F点处，分别固定电荷量相等的异种点电荷点处固定的点电荷带正电。将一质量为m、电荷量为的带电滑块视为质点以大小为的初速度从A点出发向右运动，滑块p运动至D点时速度大小为，C点为AD的中点。求：
    
    点和D点间的电势差；
    滑块p运动至C点时的速度大小。
16. 如图所示的电路中，电源的电动势，内阻，电阻，，间距未知的两平行金属板水平放置，闭合开关S，板间电场视为匀强电场，当滑动变阻器接入电路的电阻时，一带正电小球以的初速度沿水平方向向右射入两板间，恰好做匀速直线运动。已知小球的电荷量，小球的质量。取重力加速度大小，不计空气阻力，求两板间的距离d。
     
17. 如图所示，水平绝缘轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接，半圆形轨道的半径，OD为半圆形轨道的半径且与AB平行。轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度大小。现有一电荷量、质量的带电体可视为质点，在水平轨道上的P点由静止释放，带电体运动到半圆形轨道上D点时受到轨道的压力大小。已知带电体与水平轨道间的动摩擦因数，取重力加速度大小，不计空气阻力。求：
    带电体运动到D点时的速度大小；
    释放点P到半圆形轨道最低点B的距离；
    带电体经过C点后，落在水平轨道上的位置到B点的距离。

答案和解析

1.【答案】C 

【解析】解：A、法拉第提出了场的概念，并用电场线和磁感线形象地描述电场和磁场，故A错误；
B、奥斯特发现了电流的磁效应，故B错误；
C、直导线电流、环形电流、通电螺线管的磁场均可用安培定则判断，故C正确；
D、所有的电场线都不相交，所有的磁感线也不相交；
静电场中，电场线起始于正电荷或无穷远处，终止于负电荷或无穷远处，不形成闭合曲线，在磁体的外部，磁感线从N极出发，回到S极；在磁铁的内部，磁感线从S极出发，回到N极，磁感线是闭合曲线，故D错误。
故选：C。
根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献。电场线不是闭合曲线，在静电场中，电场线起始于正电荷或无穷远处，终止于负电荷或无穷远处，不形成闭合曲线。在磁体的外部，磁感线从N极出发，回到S极；在磁铁的内部，磁感线从S极出发，回到N极。
本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一，同时要记住电场线与磁感线的特点。
 

2.【答案】D 

【解析】解：A、线框平行于磁场感应线运动，穿过线框的磁通量没有变化，不会产生感应电流，故A错误；
B、线框垂直于磁感线运动，虽然切割磁感线，但穿过的磁通量没有变化，因此也不会产生感应电流，故B错误；
C、线框绕轴转动，但线框平行于磁场感应线，穿过的磁通量没有变化，因此也不会产生感应电流，故C错误；
D、线框绕轴转动，导致磁通量发生变化，因此线框产生感应电流，故D正确；
故选：D。
本题考查了感应电流产生的条件：闭合回路中的磁通量发生变化。据此可正确解答本题。
本题考查感应电流产生的条件，首先要明确是哪一个线圈，然后根据磁通量的公式：找出变化的物理量，从而确定磁通量是否发生变化。
 

3.【答案】B 

【解析】解：AB、在潜水器上浮的过程中，压力传感器受到的压力减小，其电阻增大，电路的总电阻增大，由闭合电路欧姆定律可知电路中的电流减小，则通过显示器的电流减小，电源的内电压和两端的电压均减小，传感器两端的电压增大，故A错误，B正确；
C、由可知，电路的总功率随电流的减小而减小，故C错误；
D、将看成电源的内阻，等效电源的内阻为，因为传感器的电阻与的关系未知，所以不能确定等效电源输出功率的变化情况，即无法判断传感器的功率如何变化，故D错误。
故选：B。
在潜水器上浮的过程中，压力传感器受到的压力减小，其电阻增大，结合闭合电路欧姆定律分析电路中电流变化情况，结合电功率公式即可解答。
本题考查闭合电路欧姆定律的应用，解答的关键是由压力传感器的电阻随压力的增大而减小，从而得出总电阻的变化，再根据欧姆定律进行分析。
 

4.【答案】D 

【解析】解：AB、处于静电平衡状态下的导体是个等势体，导体A端的电势等于导体B端的电势，也等于导体内D点的电势，故AB错误；
C、导体处于正电荷的电场中，导体的电势大于零，即导体内D点的电势大于零，故C错误；
D、处于静电平衡状态下的导体内场强等于零，所以导体内D点的电场强度等于零，故D正确；
故选：D。
当导体处于静电平衡状态时，导体内的任何位置的合场强都为零，且电势相等。
本题主要考查静电平衡现象，理解导体处于静电平衡状态时，导体内的各点合场强处处为零，合场强为外部电荷的产生的场强以及感应电荷产生的场强合成而来，导体内的各点电势相等，但不一定等于零。
 

5.【答案】C 

【解析】解：甲的长度是乙的长度的3倍，有：：：1，甲的底面半径是乙的底面半径的2倍，有：：：1，
，，
，
代入数据，解得：，故ABD错误，C正确；
故选：C。
由电阻的决定式进行求解。
本题考查了电阻的决定式，解题的关键是明确题干信息，根据电阻的公式求解。
 

6.【答案】D 

【解析】解：A、因为b点的等势面比c点密集，可知b点场强大于c点场强，故A错误；
B、电场线与等势面垂直，根据对称性可知a、b两点的场强大小相等，但方向不同，故B错误；
C、ab在同一个等势面上，将正电荷从a点移动到b点过程中电场力不做功，故C错误；
D、因为b点的电势高于c点，将负电荷从b点移动到c点过程中电场力做负功，电势能增加，故D正确；
故选：D。
根据等势面的疏密程度判断场强的大小，结合判断出电场力的做功情况，电场力做负功，电势能增加。
无论在等势面，还是在电场线中，疏密程度都可以表示电场强度的大小，注意电场力做功与电势能的变化关系。
 

7.【答案】A 

【解析】解：A、题图甲所示的电路中，电压表测量路端电压，所以示数为10V，故A正确；
B、图乙中，电压表与并联后与电流表串联，由于电流表的分压，电压表与并联部分电压小于U，即题图乙中电压表的示数小于10V，故B错误；
C、题图乙中，由于电压表与并联的电阻小于，电路的总电阻小于电流表与待测电阻串联的总电阻，则题图乙干路中的电流大于题图甲中电流表的示数，即大于，故C错误；
D、题图甲电路中待测电阻，和电流表串联，由于电流表的分压，则电阻两端电压小于10V，根据欧姆定律可知，理论上的阻值略小于，故D错误．
故选：A。
根据电压表与电流表的连接方式判断测量部位，图甲所示的电路中，电压表测量路端电压，图乙中，电压表与并联后与电流表串联，电流表分压，则电压表小于10V，干路电流变大，再分析的阻值情况。
本题考查闭合电路欧姆定律的应用，伏安法测电阻时，由于电表有内阻，会对测量数据有误差。
 

8.【答案】C 

【解析】解：AD、分别沿a、b的场强方向作延长线，交点即为点电荷所在的位置，

由于电场强度方向指向点电荷Q，因此该点电荷带负电，又根据沿着电场强度方向电势越来越低可知，a点的电势高于b点的电势，故AD均错误；
BC、根据几何知识分析可知，点电荷Q到b点的距离为d，a点到点电荷Q的距离，由公式，得a，b两点的电场强度大小的比值：：3，得，故B错误，C正确。
故选：C。
沿a、b的场强方向作延长线，求出点电荷Q所在位置，根据沿着电场强度方向电势越来越低可分析a、b电势的高低；根据几何知识结合公式，可求出a，b两点的电场强度大小的比值，从而求出a点场强大小。
本题考查点电荷电场强度的计算，以及电场强度与电势高低的关系，难度适中。
 

9.【答案】AD 

【解析】解：AB、根据右手螺旋定则可知，通电螺线管左端相当于磁场N极，右端相当于磁场S极，因外部的磁感线是从N极向S极，而内部则是从S极到N极的，因此小磁针在A处和D处N极都指向左方，故A正确，B错误；
CD、根据通电螺线管的磁场特点，内部为匀强磁场且最强，管外为非匀强磁场，B点比C点的磁感应强度大，B、D两点的磁感应强度相同，故C错误，D正确；
故选：AD。
电流周围的磁场由右手螺旋定则来确定磁场方向．通电螺线管外部的磁感线是从N极向S极，而内部则是从S极到N极的，从而确定小磁针的方向，再结合磁感线的疏密来确定磁场的强弱．
考查通电螺线管的磁场分布，掌握磁感线的疏密表示磁场的强弱，理解右手螺旋定则的内容，及通电螺线管外部与内部的磁感线的方向．
 

10.【答案】BC 

【解析】解：闭合线圈，和三个线圈的中心在条形磁铁中心轴线上，磁感线越往右越稀疏，磁感应强度越小，根据可知，故，故BC正确，AD错误。
故选：BC。
磁通量的大小取决于磁感应强度的大小及线圈的面积，明确条形磁铁磁场的分布规律，根据求解即可。
本题考查磁通量的求解，要注意明确磁通量的定义，可以根据公式或磁感线的条数分析磁通量的大小。
 

11.【答案】AB 

【解析】解：A、当变阻器R的滑片P向下移动时，R增大，外电路总电阻增大，由闭合电路欧姆定律可知，干路电流I减小，则灯变暗。根据串联电路的特点可知，并联部分的电压增大，灯变亮，由于干路电流减小，而通过的电流增大，则通过的电流减小，灯变暗，故A正确；
B、由上分析得知，通过的电流增大，通过的电流减小，而干路电流减小，则灯中电流变化量的绝对值大于灯中电流变化量的绝对值，故B正确；
C、当变阻器R的滑片P向下移动时，外电路总电阻增大，总电流减小，电源总功率，I减小，总功率减小，故C错误；
D、由题，灯泡电阻大于电源内阻，当变阻器R的滑片P向下移动时，外电路总电阻增大，则知电源输出功率减小，故D错误。
故选：AB。
当变阻器R的滑片P向下移动时，R增大，外电路总电阻增大，由欧姆定律分析干路电流的变化，即可判断灯亮度的变化。根据并联部分的电压变化，判断灯亮度的变化，由干路电流与通过的电流变化情况，判断亮度的变化情况。根据干路电流的变化情况，分析灯中电流变化值与灯中电流变化值的大小。根据外电路总电阻与电源内阻的关系，分析电源的输出功率如何变化。
本题是电路的动态变化分析问题，按局部到整体，再回到局部的思路进行分析。根据推论：外电路总电阻与电源内阻相等时，电源的输出功率最大分析电源的输出功率如何变化。
 

12.【答案】BD 

【解析】解：粒子水平方向做匀速直线运动，设极板长度为L，粒子的初速度为


解得

氘核和氚核在电场中运动的时间之比为
故A错误：
B.根据牛顿第二定律

氘核和氚核在电场中运动的加速度大小之比为

故B正确：
C.设侧移为


解得

氘核和氚核在电场中运动时的侧位移大小之比为
故C错误：
D.根据动能定理

氘核和氚核在电场中运动时的动能的增加量之比
故D正确；
故选：BD。
粒子在电场中做类平抛运动，根据水平方向做匀速直线运动，结合初动能可解得运动时间之比；根据牛顿第二定律可解得加速度之比，根据竖直方向做匀变速直线运动可解得侧位移之比；根据动能定理可知。
本题考查带电粒子在电场中的运动，解题关键掌握类平抛运动的规律，注意动能定理的应用。
 

13.【答案】不能  变大  变大 

【解析】解：绝缘笔不能导电，不能和工作面形成一个电容器，所以不能工作。
根据可知，手指压力变大时，手指与屏的夹层工作面距离变小，电容变大，手指与屏的接触面积变大时，电容变大
故答案为：不能；变大；变大。
绝缘笔不能和工作面构成一个电容器，根据可以判断距离和面积发生变化时，电容的变化情况
对本题一个是读懂题目，一个是要知道电容器的构造，再一个就是要对电容器的决定式有正确的理解才能正确的解答。
 

14.【答案】 

【解析】解：将电流表满偏电流，内阻与电阻箱串联设其电阻为，改装成量程的电压表，根据串联电路的特点得：
，代入数据得：，解得：。
待测干电池的电动势约为，电流表A的量程为，则电路总电阻最小值约为，考虑到还有电源内阻约为，故保护电阻应选用阻值为的定值电阻，即选用E。
滑动变阻器串联在电路里，为了安全闭合开关时其连入电路的电阻要最大，所以闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P置于b端。
根据图甲的电路结构和闭合电路欧姆定律可得：

变形为：
由图像的斜率与纵轴截距可得：


代入数据解得：，
故答案为：，E；；，
将电流表与电阻串联改装成电压表，根据串联电路的特点求解所串联的电阻阻值；根据待测干电池的电动势和电流表的量程最大值，确定电路总电阻最小值，从而确定保护电阻的阻值；
滑动变阻器串联在电路里，为了安全，闭合开关时，滑动变阻器连入电路的阻值要最大；
根据图甲的电路结构和闭合电路欧姆定律，推导出和的关系式，利用图像的斜率与截距求解。
本题考查了测量电源的电动势与内阻的实验，其中涉及到了电表的改装。对于电表的改装根据串并联电路的性质“串联分压，并联分流”解答；对于利用图像处理实验数据得到实验结果，要根据电路的联接方式，推导出图像对应的解析式，再结合图象的斜率与截距求解。
 

15.【答案】解：滑块P从A点运动到D点的过程，根据动能定理有


则

滑块P从A点运动到C点的过程，根据动能定理有


根据电场的对称性特点可知

解得

答：点和D点间的电势差为；
滑块p运动至C点时的速度大小为。 

【解析】滑块P从A点运动到D点的过程，根据动能定理结合电场力做功与电势差关系可解得；
滑块P从A点运动到C点的过程，根据动能定理可解得C点速度。
本题考查电势能与电场力做功，解题关键掌握动能定理的应用，运用过程中要选取运动过程。
 

16.【答案】解：电阻、并联后的电阻

根据闭合电路欧姆定律有

电容器两板间的电压

带电小球做匀速直线运动，根据受力分析可知

根据匀强电场中电势差与电场强度的关系有

解得：。
答：两板间的距离d为。 

【解析】由闭合电路欧姆定律可求得电流；根据带电粒子在电场中重力等于电场力分析。
本题综合考查闭合电路欧姆定律，带电粒子在电磁场中的运动，要注意明确相互间的联系，将其分解为小的知识点进行分析求解．
 

17.【答案】解：带电体在D点，根据牛顿第二定律有：
解得：；
带电体从P点运动到D点的过程，根据动能定理有：

解得：；
带电体从D点运动到C点的过程，根据动能定理有：

带电体离开C点后在竖直方向上做自由落体运动，则：
在水平方向上做匀减速运动，根据牛顿第二定律有：
则水平方向的位移大小为：
解得：。
答：带电体运动到D点时的速度大小为；
释放点P到半圆形轨道最低点B的距离为；
带电体经过C点后，落在水平轨道上的位置到B点的距离为。 

【解析】带电体在D点，根据牛顿第二定律结合向心力的计算公式进行解答；
带电体从P点运动到D点的过程，根据动能定理进行解答；
带电体从D点运动到C点的过程，根据动能定理列方程求解在C点的速度大小；离开C后，根据运动的合成与分解进行解答。
本题主要是考查带电粒子在复合场中的运动，关键是弄清楚受力情况和运动情况，结合动能定理、牛顿第二定律等进行解答。