湖南省醴陵二中醴陵四中2022学年高二物理上学期期末考试试题含解析

醴陵二中、醴陵四中2022年下学期两校联考高二年级物理科期末考试试卷一、单项选择题：（本题包括12小题，每小题3分，共36分。每小题只有一个选项符合题意。）1.以下是物理学中的四个实验装置或仪器，由图可知这四个实验或仪器共同的物理思想方法是A.极限的思想方法B.放大的思想方法C.控制变量的方法D.猜想的思想方法【答案】B【解析】试题分析：桌面的受力微小形变借助于光的反射来放大；玻璃瓶的受力微小形变借助于液体体积变化；引力大小仍是借助于光的反射来放大．解：桌面的受力微小形变借助于光的反射来放大；玻璃瓶的受力微小形变借助于液体体积变化；引力大小仍是借助于光的反射来放大，三个实验均体现出放大的思想方法，故选：B2.如图，一束电子沿z轴正向流动，则在图中y轴上A点的磁场方向是A.+x方向B.-x方向C.+y方向D.-y方向【答案】A【解析】据题意，电子流沿z轴正向流动，电流方向沿z轴负向，由安培定则可以判断电流激发的磁场以z轴为中心沿顺时针方向（沿z轴负方向看），通过y轴A点时方向向外，即沿x轴正向，则选项A正确。-18-\n【考点定位】安培定则、电子束产生电流的方向【方法技巧】首先需要判断出电子束产生电流的方向，再根据安培定则判断感应磁场的方向。视频3.AB是电场中的一条电场线，若将一负电荷从A点处自由释放，负电荷沿电场线从A到B运动过程中的速度时间图线如图所示，则A、B两点的电势高低和场强的大小关系是A.ϕA＞B，EA＞EBB.A＞B，EA＜EBC.A＜B，EA＞EBD.A＜B，EA＜EB【答案】C【解析】从速度时间图线可以得出，负电荷从A到B做加速运动，负电荷所受电场力做正功，负电荷的电势能减小，对于负电荷，电势能减小电势增加，则；从速度时间图线可以得出，从A到B负电荷的加速度减小，电荷所受电场力减小，场强减小，则。故C项正确。4.如图，一个枕形导体AB原来不带电。将它放在一个负点电荷的电场中，点电荷的电量为-Q，与AB中心O点的距离为R。由于静电感应，在导体A、B两端分别出现感应电荷，达到静电平衡时，则A.导体A端电势高于B端电势B.导体A端电势低于B端电势C.感应电荷在O点产生的场强为0D.感应电荷在O点产生的场强大小为【答案】D【解析】AB、当达到静电平衡时导体是一个等势体，A端电势等于B端电势，AB错误；C、点电荷和感应电荷在导体中心O点产生的电场的合场强为0，C错误；D、感应电荷在O点产生的场强与点电荷产生的场强等大反向，所以感应电荷在O点产生的场强大小为，D正确。-18-\n故选D。5.如图所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度，下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长MN相等，将它们分别挂在天平的右臂下方，线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态，若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是A.B.C.D.【答案】A【解析】天平原本处于平衡状态，所以线框所受安培力越大，天平越容易失去平衡，由于线框平面与磁场强度垂直，且线框不全在磁场区域内，所以线框与磁场区域的交点的长度等于线框在磁场中的有效长度，由图可知，D图的有效长度最长，磁场强度B和电流大小I相等，所以A所受的安培力最大，则A图最容易使天平失去平衡．A正确；BCD错误；故选A。视频6.如图所示,直线A是电源的路端电压和干路电流的关系图线,直线B、C分别是电阻R1、R2的两端电压与电流的关系图线,若将这两个电阻分别接到该电源上,则A.R1接在电源上时,电源的效率高B.R2接在电源上时,电源的效率高C.R1接在电源上时,电源的输出功率大D.电源的输出功率一样大【答案】A【解析】试题分析：A、B，电源的效率η===，效率与路端电压成正比，R1-18-\n接在电源上时路端电压大，效率高，故A正确，B错误．C、D，由图线的交点读出，R1接在电源上时U=U0，I=I0，电源的输出输出功率P1=UI=U0I0；R2接在电源上时U=U0，I=I0，电源的输出输出功率P2=UI=U0I0，故C、D均错误．故选：A．7.如图所示，MN为铝质薄平板，铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场(图中未画出)，且B上：B下＝1：，一带电粒子从紧贴铝板上表面的P点垂直于铝板向上射出，从Q点穿越铝板后到达PQ的中点O，已知粒子穿越铝板时，速度方向和电荷量不变，不计重力，则穿越前和穿越后粒子的动能之比为A.4：1B.2：1C.2：D.：1【答案】B【解析】粒子垂直于磁场方向进入磁场，在洛仑兹力作用下做匀速圆周运动。粒子穿越铝板时，速度方向和电荷量不变，设粒子在穿越前和穿越后速度分别为和，则在薄板上方：，在薄板下方：，可得：，据，可得：。则穿越前和穿越后粒子的动能之比。故B项正确。8.阿明有一个磁浮玩具，其原理是利用电磁铁产生磁性，让具有磁性的玩偶稳定地飘浮起来，其构造如右图所示。若图中电源的电压固定，可变电阻为一可以随意改变电阻大小的装置，则下列叙述正确的是-18-\nA.电路中的电源必须是交流电源B.电路中的b端点须连接直流电源的正极C.若增加环绕软铁的线圈匝数，可增加玩偶飘浮的最大高度D.若将可变电阻的电阻值调大，可增加玩偶飘浮的最大高度【答案】C【解析】试题分析：由题意可知，玩偶稳定地飘浮起来，且下端为S极，则线圈的上端为S极，根据右手螺旋定则可得，电源通的是直流电，且b端为电源的正极，而a端为电源的负极，故AB错误；若增加环绕软铁的线圈匝数，从而增加线圈的磁场，导致玩偶飘浮的最大高度增加，故C正确；若将可变电阻的电阻值调大，则线圈中的电流减小，导致玩偶飘浮的最大高度减小，故D错误；故选C．考点：磁场对通电线圈的作用【名师点睛】考查玩偶的工作原理，根据磁铁的磁性来确定线圈上端，因通电而产生的磁场的磁极，依据右手螺旋定则，及同名磁极相互排斥，即可求解，而当线圈的磁场强弱与线圈匝数，及电流的大小有关；解题时要理解右手螺旋定则的内容，注意影响玩偶飘浮的最大高度的因素。9.如图所示，一正方形线圈的匝数为n，边长为a，线圈平面与匀强磁场垂直，且有一半面积处在磁场中，在Δt时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀地增大到2B，在此过程中线圈中产生的感应电动势为A.B.C.D.【答案】D【解析】据法拉第电磁感应定律-18-\n故D项正确。10.粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行。现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移出过程中线框一边a、b两点间的电势差绝对值最大的是A.B.C.D.【答案】B【解析】试题分析：四种情况都是一条边切割磁感线，故产生的感应电动势都相等，线圈的电阻还都相同，故线圈中的电流都相等，a、b两点间电势差的绝对值最大的应该是路端电压最大时，故ACD中的电势差都相等，B中的电势差最大，故选项B正确。考点：电磁感应，欧姆定律。11.两个质量相同、所带电荷量大小相等的带电粒子a、b，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入圆形匀强磁场区域，其运动轨迹如图所示。若不计粒子的重力，则下列说法正确的是A.a粒子带正电，b粒子带负电B.a粒子在磁场中所受洛伦兹力较大C.b粒子动能较大D.b粒子在磁场中运动时间较长【答案】C12.-18-\n如图所示，空间有一垂直纸面向外、磁感应强度为0.5T的匀强磁场，一质量为0.2kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端无初速放置一质量为0.1kg、电荷量q=+0.2C的滑块，滑块与绝缘木板之间的动摩擦因数为0.5，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。t=0时对木板施加方向水平向左，大小为0.6N的恒力F，g=10m/s2。则A.木板和滑块一直做加速度为2m/s2的匀加速运动B.滑块开始做加速度减小的变加速运动，最后做速度为10m/s匀速运动C.木板先做加速度为2m/s2匀加速运动，再做加速度增大的运动，最后做加速度为3m/s2的匀加速运动D.开始木板和滑块一起做加速度为2m/s2的匀加速运动，5s末滑块开始做匀速运动，木板做加速度为3m/s2的匀加速运动【答案】C-18-\n..................点睛：本题考查了带电滑块在磁场中的运动问题，在滑块运动运动前，洛伦兹力是变力，滑块与木板受力情况较复杂，本题难度较大；分析清楚运动过程与受力情况是解题的前提与关键，应用洛伦兹力公式、牛顿第二定律、运动学公式可以分析答题．二、多项选择题：（本题包括4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个正确选项，全部选对得4分，未选全得2分，选错得0分。）13.冬天脱毛线衫时，静电经常会跟我们开个小玩笑，下列一些相关的说法中正确的是A.在脱衣过程中，内外衣间摩擦起电，内衣和外衣所带的电荷是异种电荷-18-\nB.在脱衣过程中，有时会听到“啪”的声音，这是由于内外衣服上电荷放电引起的C.如果内外两件衣服可看做电容器的两极，并且在将外衣脱下的某个过程中两衣所带的电量不变，随着两衣间距离的增大，两衣间电容变小，则两衣间的电势差也将变小D.脱衣时如果人体也带上了正电，当手接近金属门把时，由于手与门把间的空气电离会造成对人体轻微的电击。【答案】ABD【解析】摩擦起电使相互摩擦的两个物体带上等量异种电荷，A错误；脱衣过程中，有时会听到“啪”的声音，这是由于内衣和外衣所带的电荷是异种电荷，内外衣服靠近的过程中电荷放电引起的，B正确；若将内外衣视为电容器，可以认为摩擦起电后电荷量不变，当距离增大的过程中，电容变小，电势差增大，C错误；当人因脱衣服时带上电，与金属门把接近时会使空气电离而放电，D错误．14.某课外活动小组将锌片和铜片插入一个西红柿中，用电压表测量到铜片与锌片间电压为0.30V，然后又将这样的西红柿电池10个串联成电池组（n个相同电池串联时，总电动势为nE，内电阻为nr），与一个额定电压为1.5V、额定功率为1W的小灯泡相连接，小灯泡不发光，量得小灯泡两端的电压为0.30V，对此现象的解说正确的是A.西红柿电池组的内阻太大B.西红柿电池组的电动势小于小灯泡的额定电压C.西红柿电池组在供电时电流太小D.西红柿电池组的电动势大于小灯泡的额定电压，小灯泡已烧毁【答案】AC【解析】试题分析：灯泡不发光，流过灯泡的电流远小于灯泡的额定电流，10个西红柿电池串联成电池组电动势约为3V，串联内阻增大，根据欧姆定律可知，由于电池组的内阻远大于小灯泡的电阻，灯泡分担的电压太小．故A正确；由题可知，10个电池的电动势为3.0V，而小灯泡的额定电压1.5V，故西红柿电池组的电动势大于小灯泡的额定电压，B错误；小灯泡两端的电压为0.30V，小灯泡的电阻：，通过小灯泡的电流为：,所以西红柿电池组在供电时电流太小，选项C正确；西红柿电池组的电动势大于小灯泡的额定电压，但是实际小灯泡两端的电压为0.3V，小于额定电压，故灯泡不会烧毁，选项D错误；故选AC.-18-\n考点：欧姆定律；电功率.15.如图甲所示，将阻值为R＝5Ω的电阻接到内阻不计的正弦交变电源上，电流随时间变化的规律如图乙所示，下列说法正确的是A.电阻R两端电压变化规律的函数表达式为u＝2.5sin200πt(V)B.电阻R消耗的电功率为0.625WC.若此交变电流由一矩形线框在匀强磁场中匀速转动产生，如图丙所示，当线圈的转速提升一倍时，电流表的示数为1AD.图乙交变电流与图丁所示电流比较，其有效值之比为【答案】ABD【解析】试题分析：通过电源电动势随时间变化的规律图象可以求出该交流电的周期、频率以及有效值等，注意计算功率、流过电阻的电流、以及电压表的示数均为有效值．由图可知，电流的最大值，则电压的最大值；周期T=0.01s，角速度为，电阻R两端电压变化规律的函数表达式为，A正确；电流的有效值，电阻R消耗的电功率为，B正确；感应电动势的瞬时值表达式为，其中，当线圈的转速提升一倍时，最大值提升一倍，所以电流表的示数为，C错误；图乙为正弦式交流电，其有效值为，图丁电流大小不变，有效值，所以这一交变电流与图丁所示电流比较，其有效值之比为，D正确．16.如图所示，虚线框内为某种电磁缓冲车的结构示意图，其主要部件为缓冲滑块K和质量为m的缓冲车．在缓冲车的底板上，沿车的轴线固定着两个光滑水平绝缘导轨PQ、MN．缓冲车的底部，安装电磁铁（图中未画出），能产生垂直于导轨平面的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B．导轨内的缓冲滑块K由高强度绝缘材料制成，滑块K上绕有闭合矩形线圈abcd，线圈的总电阻为R，匝数为n，ab边长为L．假设缓冲车以速度v0-18-\n与障碍物C碰撞后，滑块K立即停下，而缓冲车厢继续向前移动距离L后速度为零。已知缓冲车厢与障碍物和线圈的ab边均没有接触，不计一切摩擦阻力。在这个缓冲过程中，下列说法正确的是A.线圈中的感应电流沿逆时针方向（俯视），最大感应电流为B.线圈对电磁铁的作用力使缓冲车厢减速运动，从而实现缓冲C.此过程中，线圈abcd产生的焦耳热为D.此过程中，通过线圈中导线横截面的电荷量为【答案】BC【解析】A：缓冲车以速度v0与障碍物C碰撞后，滑块K立即停下，滑块相对磁场的速度大小为v0，线圈中产生的感应电动势最大，则有，最大感应电流。故A项错误。B：缓冲过程中，线圈中产生感应电流，线圈对电磁铁的作用力使缓冲车厢减速运动，从而实现缓冲。故B项正确。C：据能量守恒，线圈abcd产生的焦耳热。故C项正确。D：缓冲过程中，据法拉第电磁感应定律，据闭合电路欧姆定律：，通过线圈中导线横截面的电荷量，联立解得：。故D项错误。综上答案为BC。点睛：感应电量，这个规律要能熟练推导并应用。三、实验题（17题10分，18题8分，共18分）17.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，需测量一个标有“3V，1.5W”的灯泡两端的电压和通过灯泡的电流．所用电压表量程为3V，内阻约3kΩ，有以下备选器材：-18-\n电流表A1（量程3A，内阻约0.1Ω）电流表A2（量程600mA，内阻约0.5Ω）电流表A3（量程100mA，内阻约3Ω）滑动变阻器R1（阻值范围：0~5Ω）滑动变阻器R2（阻值范围：0~100Ω）（1）图示的电路连线不完整，请用笔画线代替导线将电路补全.（2）电流表应选_______,滑动变阻器应选__________.（3）闭合开关前，应调节滑动变阻器的滑片位于__________（填“左”或“右”）端.（4）正确连接电路后，开始实验，调节滑动变阻器的滑片，如果电压表的示数可以从零开始变化，但电流表无示数，灯泡也不亮，则可能故障是_________A．灯泡支路发生了短路B．灯泡支路发生了断路C．电流表内部线圈烧断了D．滑动变阻器左下端接入电路的导线有断路故障【答案】(1).(2).A2、R1(3).左(4).B-18-\n【解析】（1）描绘小灯泡的伏安特性曲线，所以控制电路使用分压式；小灯泡正常工作时的电阻为，远小于电压表内阻，所以测量电路采用电流表的外接法。故用导线将电路补全如图：(2)小灯泡的额定电流，电流表选A2（量程600mA，内阻约0.5Ω）控制电路使用分压式，滑动变阻器应选R1（阻值范围：0~5Ω）。(3)闭合开关前，应使测量部分的电压最小，应调节滑动变阻器的滑片位于左端。(4)A：若灯泡支路发生了短路，调节滑动变阻器的滑片，电压表读数为零，电流表很快满偏，灯不亮。故A项错误。B：若灯泡支路发生了断路，调节滑动变阻器的滑片，电压表的示数可以从零开始变化，电流表无示数，灯泡也不亮。故B项正确。C：若电流表内部线圈烧断了，调节滑动变阻器的滑片，电压表读数为零，电流表无示数，灯泡也不亮。故C项错误。D：若滑动变阻器左下端接入电路的导线有断路故障，电路变成限流式，调节滑动变阻器的滑片，电压表的示数可以从某一值开始变化，电流表有示数，灯泡发光。故D项错误。18.有一电池，它的电动势E约为6V，内阻r在10Ω以内，为了测定这个电池的电动势和内阻，除了待测电源外，有以下器材：-18-\n电阻箱R，阻值范围0～9999.9Ω电压表V（量程3V,内阻RV=3kΩ）电流表A（量程0.6A,内阻约为0.5Ω）滑动变阻器A（0～30Ω,额定电流3A）滑动变阻器B（0～200Ω,额定电流0.2A）电键一个，导线若干（1）有图甲和图乙两种电路，为了减小误差，应该选图（_________）电路来测量．（2）滑动变阻器应选（________）（填A或B）（3）按正确的电路连接后，先将电阻箱的阻值调节为3kΩ，闭合开关，由大到小调节滑动变阻器的阻值，读出几组电压表和电流表的示数，直接利用这些数据在U-I坐标平面内描点、连线，得到图丙所示的结果．则待测电源的电动势E=（_______________）V，内阻r=（_________）Ω．（结果均保留两位小数）【答案】(1).甲(2).A(3).5.60(4).7.20【解析】(1)电流表内阻与电源内阻具有可比性，电流表分压较明显；改装好的电压表内阻较大，电压表的分流相对较小可忽略。为了减小误差，故采用甲图电路来测量。(2)滑动变阻器B（0～200Ω,额定电流0.2A）的额定电流较小，小于测量中要求的电流，不能使用。故滑动变阻器应选A。(3)电阻箱的阻值调节为3kΩ，设电压表(内阻RV=3kΩ)读数为，电路中电流为，据闭合电路欧姆定律可得：，解得：。据U-I图线：、，解得：、点睛：图象类问题，要根据物理规律推理出横纵坐标间的表达式，然后借助截距、斜率、面积等求解对应的物理量。-18-\n四、计算题19.如图所示，半径为R的半圆形光滑绝缘轨道ABC，B为轨道最低点，在AC下方有方向水平向右的匀强电场，电场强度大小为E。在A点正上方h高处，一质量为m、电荷量为-q的小球由静止释放，恰好能从A点进入圆弧轨道，已知重力加速度为g，小球的电荷量保持不变。求：（1）小球运动到A点的速度大小；（2）小球由A运动到B的过程中电场力所做的功；（3）小球运动到轨道最低点B的速度大小。【答案】（1）（2）（3）【解析】本题考查物体的自由下落及带电粒子在电场中的曲线运动，在解题时优先使用动能定理。(1)从释放到A点：由动能定理可得，解得：(2)小球由A运动到B的过程中电场力所做的功(3)小球从释放到B的过程，由动能定理可得，解得：20.如图所示，两块水平放置、相距为d的长金属板接在电压可调的电源上。两板之间的右侧区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。将喷墨打印机的喷口放置在两极板的正中央处，从喷口连续不断喷出质量均为m、水平速度大小均为v0、带电荷量为q的墨滴，调节电源电压，使墨滴在电场区域恰能沿中心线水平向右做匀速直线运动；进入电场和磁场共存区域后，最终打在上极板的P点，且速度方向与上极板成530角。（sin530=0.8,cos530=0.6）。(1)判断墨滴所带电荷的种类，并求出两板间的电压；(2)求磁感应强度B的值。-18-\n【答案】（1）（2）【解析】解：（1）由于电场方向向上，电荷所受电场力向上，可知墨滴带正电荷；墨滴在电场区域做匀速直线运动，设两板间电压为U，得：q=mg得：U=（2）墨滴垂直进入电、磁场共存区域，重力仍与电场力平衡，合力等于洛伦兹力，墨滴做匀速圆周运动，有：qv0B=m由图示可得：cos53°==0.6得：R=d联立解得：B=答：（1）判断墨滴带正电荷，两板间的电压为；（2）磁感应强度B的值为．【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；带电粒子在匀强电场中的运动．【专题】带电粒子在磁场中的运动专题．【分析】（1）根据电场力和重力平衡求出电荷量的大小，通过电场力的方向确定电荷的正负．（2）墨滴垂直进入电磁场共存区域，重力仍与电场力平衡，粒子做匀速圆周运动，画出轨迹，通过几何关系得出粒子的轨道半径，根据洛伦兹力提供向心力求出磁感应强度的大小．-18-\n【点评】本题考查粒子在复合场中的运动，知道粒子在电场和重力场区域做匀速直线运动，进入电场、磁场和重力场区域，做匀速圆周运动．结合牛顿第二定律和共点力平衡进行求解．21.如图所示，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨足够长且电阻不计，导轨间距l＝0.5m，左端接有阻值R＝0.3Ω的电阻，一质量m＝0.1kg，电阻r＝0.1Ω的金属棒MN放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B＝0.4T．棒在水平向右的外力作用下，由静止开始以a＝2m/s2的加速度做匀加速运动，当通过电阻R的电荷量为q=4.5C时撤去外力，之后棒继续运动一段距离后停下来，已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1∶Q2＝2∶1.棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触．求：（1）棒在匀加速运动过程中的位移大小x；（2）撤去外力后金属棒MN上产生的焦耳热QMN；（3）外力做的功WF.【答案】（1）（2）（3）【解析】试题分析：（1）棒在匀加速运动中平均电动势，则通过电阻R的电荷量x=9m（2）棒在匀加速运动过程，，则从撤去外力到棒最终停下来过程，由动能定理得：则-18-\n（3）撤去外力后回路中产生的热量依题意得外力做的功考点：电磁感应的综合类问题。-18-