江苏省2022学年南京市玄武区溧水中学高二上期末物理试卷

2022-2022学年江苏省南京市玄武区溧水中学高二（上）期末物理试卷（选修）一、单项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分．每小题只有一个选项符合题意．将正确选项填涂在答题卡上相应位置．1．（4分）静电现象在自然界中普遍存在，下列不属于静电现象的是（）A．梳过头发的塑料梳子吸起纸屑B．带电小球移至不带电金属球附近，两者相互吸引C．小线圈接近通电线圈过程中，小线圈中产生电流D．从干燥的地毯走过，手碰到金属把手时有被电击的感觉2．（4分）如图所示，已经充好电的平行板电容器与静电计连接在一起，固定B板，移动A板，下列现象正确的是（）A．向右移动A板，静电计指针张角增大B．向右移动A板，静电计指针张角不变C．向上移动A板，静电计指针张角增大D．向上移动A板，静电计指针张角不变3．（4分）如图所示，矩形线框在匀强磁场中做的各种运动，能够产生感应电流的是（）A．B．C．D．4．（4分）如图所示，当变阻器R3的滑动触头P向b端移动时（）16/16A．电压表示数变小，电流表示数变大B．电压表示数变小，电流表示数变小C．电压表示数变大，电流表示数变大D．电压表示数变大，电流表示数变小5．（4分）如图所示，在x轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B．在xOy平面内，从原点O处沿与x轴正方向成θ角（0＜θ＜π）以速率v发射一个带正电的粒子（重力不计）．则下列说法正确的是（）A．若θ一定，v越大，则粒子在磁场中运动的时间越短B．若θ一定，v越大，则粒子在磁场中运动的角速度越大C．若v一定，θ越大，则粒子在磁场中运动的时间越短D．若v一定，θ越大，则粒子在离开磁场的位置距O点越远二．多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分．每小题有多个选项符合题意．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，错选或不答的得0分．6．（5分）下列图中，A图是真空冶炼炉可以冶炼高质量的合金；B图是充电器工作时绕制线圈的铁芯中会发热；C图是安检门可以探测人身是否携带金属物品；D图是工人穿上金属丝织成的衣服可以高压带电作业。属于涡流现象的是（）A．B．16/16C．D．7．（5分）在磁场中的同一位置放置一条直导线，导线的方向与磁场方向垂直．先后在导线中通入不同的电流，导线所受的力也不一样，图中几幅图象表现的是导线受的力F与通过的电流I的关系．a，b各代表一组F，I的数据．正确的是（）A．B．C．D．8．（5分）如图，一束带电粒子以一定的初速度沿直线通过由相互正交的匀强磁场（B）和匀强电场（E）组成的速度选择器，然后粒子通过平板S上的狭缝P，进入另一匀强磁场（B′），最终打在AlA2上。下列表述正确的是（）A．粒子带负电B．所有打在AlA2上的粒子，在磁场B′中运动时间都相同C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于D．粒子打在AlA2上的位置越靠近P，粒子的比荷越大16/169．（5分）电荷量为Q1和Q2的两点电荷分别固定在x轴上的O、C两点，规定无穷远处电势为零，x轴上各点电势随x的变化关系如图所示，则（）A．Q1的电荷量小于Q2的电荷量B．G点处电场强度的方向沿x轴负方向C．将一带负电的试探电荷自G点静止释放，仅在电场力作用下一定能到达D点D．将一带负电的试探电荷从D点移到J点，电场力先做正功后做负功三．简答题：本题共2小题，共26分．把答案填在答题卡相应的位置．10．（12分）用如图甲所示的多用电表测量某一电阻的阻值，要用到选择开关K和两个部件S、T．请根据下列步骤完成测量（请将你的答案相应的字母或文字填写在空格内）：（1）旋动部件，使指针对准电流的“0”刻线；（2）将K旋转到电阻挡“×100”的位置；（3）将插入“+”“﹣”插孔的表笔短接，旋动部件，使指针对准电阻的（填“0刻线”或“∞刻线”）；（4）将红、黑表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小．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，再行读数．16/16A．将K旋转到电阻挡“×1k”的位置B．将K旋转到电阻挡“×10”的位置C．将两表笔分别与被测电阻相接D．将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行调零（5）若电表的示数如图乙所示，则该电阻的阻值读数为Ω．（6）测量完毕后，要将选择开关旋转到位置．11．（14分）利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻．要求尽量减小实验误差．（1）应该选择的实验电路是图1中的（选填“甲”或“乙”）．（2）现有电流表（0～0.6A）、开关和导线若干，以及以下器材：A．电压表（0～15V）B．电压表（0～3V）C．滑动变阻器（0～50Ω）D．滑动变阻器（0～500Ω）实验中电压表应选用；滑动变阻器应选用．（选填相应器材前的字母）（3）某位同学记录的6组数据如表所示，其中5组数据的对应点已经标在图2的坐标纸上，请标出余下一组数据的对应点，并画出UI图线．序号12345616/16电压U（V）1.451.401.301.251.201.10电流I（A）0.0600.1200.2400.2600.3600.480（4）根据（3）中所画图线可得出干电池的电动势E＝V，内电阻r＝Ω四．计算题：本题共4小题，共54分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.12．（12分）如图所示，一水平放置的平行导体框宽度L＝0.5m，接有R＝0.2Ω的电阻，磁感应强度B＝0.4T的匀强磁场垂直导轨平面方向向下，现有一导体棒ab跨放在框架上，并能无摩擦地沿框架滑动，框架及导体ab电阻不计，当ab以v＝4.0m/s的速度向右匀速滑动时，试求：（1）导体ab上的感应电动势的大小；（2）导体ab上感应电流的大小和方向；（3）电阻R上产生的热功率多大？13．（12分）如图所示，把一带电荷量为﹣5×10﹣8C的小球A用绝缘细绳悬吊，若将带电荷量为+4×10﹣6C的带电小球B靠近A，当两个带电小球在同一高度相距30cm时，绳与竖直方向成45°角，已知静电力常量k＝9.0×122N•m2/C2，A、B两小球均可视为点电荷，g＝10m/s2，求：（1）A、B两球间的库仑力大小；（2）A球的质量；（3）撤去小球B，改加一匀强电场，为使小球A仍静止在原处，则所加匀强电场的场强最小值多大？16/1614．（14分）如图所示的电路中，电源电动势Ed＝6V，内阻r＝1Ω，一定值电阻R0＝9.0Ω，变阻箱阻值在0﹣99.99Ω范围。一平行板电容器水平放置，电容器极板长L＝100cm，板间距离d＝40cm，重力加速度g＝10m/s2，此时，将变阻箱阻值调到R1＝2.0Ω，一带电小球以v0＝10m/s的速度从左端沿中线水平射入电容器，并沿直线水平穿过电容器。求：（1）变阻箱阻值R1＝2.0Ω时，R0的电功率是多少？（2）变阻箱阻值R1＝2.0Ω时，若电容器的电容C＝2μF，则此时电容器极板上带电量多大？（3）保持带电小球以v0＝10m/s的速度从左端沿中线水平射入电容器，变阻箱阻值调到何值时，带电小球刚好从上极板右端边缘射出？15．（16分）如图，两平行金属板A、B间电势差U＝5×104V，在B板右侧有两个方向不同但宽度相同的有界磁场Ⅰ、Ⅱ，它们宽度为d1＝d2＝6.25m，磁感应强度分别为B1＝2.0T、B2＝4.0T，方向如图中所示。现有一质量m＝1.0×10﹣8kg、电荷量q＝1.6×10﹣6C、重力忽略不计的粒子从A板的O点由静止释放，经过加速后恰好从B板的小孔Q处飞出。试求：（1）带电粒子从加速电场Q处飞出时的速度v的大小；（2）带电粒子穿过磁场区域Ⅰ所用的时间t；（3）若d1的宽度不变，改变d2的宽度，要使粒子不能从Ⅱ区飞出磁场，则d2的宽度至少为多大？16/1616/162022-2022学年江苏省南京市玄武区溧水中学高二（上）期末物理试卷（选修）参考答案与试题解析一、单项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分．每小题只有一个选项符合题意．将正确选项填涂在答题卡上相应位置．1．【解答】解：A、梳子与头发摩擦会产生静电，吸起纸屑，是静电现象，不符合题意。故A错误；B、带电小球移至不带电金属附近，两者相互吸引属于静电感应现象，是静电现象，不符合题意。故B错误；C、小线圈接近通电线圈过程中，小线圈中产生电流属于电磁感应现象，不属于静电现象。故C正确。D、从干燥的地毯上走过，手碰到金属把手时有被电击的感觉是由于摩擦会产生静电，也是静电现象，不符合题意。故D错误；本题选不属于静电现象的，故选：C。2．【解答】解：AB、若向右移动A板，则两极板间的距离减小，根据公式C＝，电容增大；由于Q一定，再根据公式C＝，电压减小，因此静电计指针张角减小，故AB错误；CD、若向上移动A板，即两极板的正对面积减小，根据公式C＝，电容减小；由于Q一定，再根据公式C＝，电压增加，静电计指针张角增大，故C正确，D错误；故选：C。3．【解答】解：A、线框在匀强磁场中运动时，穿过线框的磁感线条数不变，即磁通量不变，没有感应电流产生，故A错误。B、线框在磁场中转动时，穿过线框的磁通量发生变化，产生感应电流，故B正确。CD16/16、线框与磁场平行，穿过线框的磁通量为零，当线框向右平动时，磁通量保持为零，没有变化，所以没有感应电流产生，故CD错误。故选：B。4．【解答】解：当变阻器R3的滑动触头P向b端移动时，滑动变阻器接入电阻减小，电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可得，电路中总电流增大，内电压增大，因此路端电压减小，故电压表示数变小；将R1等效为内阻，则可知并联部分电压一定减小，故流过R2的电流减小，因总电流增大，故电流表示数变大；故A正确，BCD错误；故选：A。5．【解答】解：A、D如图，画出粒子在磁场中运动的轨迹。由几何关系得：轨迹对应的圆心角α＝2π﹣2θ粒子在磁场中运动的时间t＝T＝•＝则得知：粒子的运动时间与v无关，故A错误；若v一定，θ越大，则粒子在磁场中运动的时间越短，故C正确；B、粒子在磁场中运动的角速度ω＝，又T＝，则得ω＝，与速度v无关。故B错误。D、设粒子的轨迹半径为r，则r＝．如图，AO＝2rsinθ＝，则若θ是锐角，θ越大，AO越大。若θ是钝角，θ越大，AO越小。故D错误。故选：C。二．多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分．每小题有多个选项符合题意．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，错选或不答的得0分．6．【解答】解：A、真空冶炼炉可以冶炼高质量的合金时，是使金属材料发生涡流而快速发热的，故A正确；16/16B、图是充电器工作时绕制线圈的铁芯中会发热是因为线圈在铁芯中产生涡流而发热的，故B正确；C、安检门可以探测人身是否携带金属物品是通过物体上产生涡流而使报警器发出警告的，故C正确；D、工人穿上金属丝织成的衣服可以高压带电作业是利用静电屏蔽原理，故D错误。故选：ABC。7．【解答】解：在匀强磁场中，当电流方向与磁场垂直时所受安培力为：F＝BIL，由于磁场强度B和导线长度L不变，因此F与I的关系图象为过原点的直线，故AF错误，B正确，C也正确。故选：BC。8．【解答】解：A、带电粒子在磁场中向左偏转，根据左手定则，知该粒子带正电。故A错误。B、所有打在AlA2上的粒子，在磁场B'中做匀速圆周运动，运动的时间等于t＝，T＝，则t＝，与带电粒子的比荷有关。故B错误。C、粒子经过速度选择器时所受的电场力和洛伦兹力平衡，有：qE＝qvB．则v＝．故C正确。D、经过速度选择器进入磁场B'的粒子速度相等，根据知，粒子打在AlA2上的位置越靠近P，则半径越小，粒子的比荷越大。故D正确。故选：CD。9．【解答】解：A、由图知无穷远处的电势为0，B点的电势为0，由于沿着电场线电势降低，所以O点的电荷Q1带正电，C点电荷Q2带负电。由于B点距离O比较远而距离C比较近，所以Q1的电荷量大于Q2的电荷量，故A错误；B、沿着电场线电势逐渐降低，可知G点的电场强度沿x轴负方向，故B正确；C、带负电的试探电荷在G点受x正方向的电场力，故沿x正向加速运动，不能到达D点，故C错误；16/16D、负电荷从D点到J点的电场力先沿x正向后沿x负向，故电场力先做正功后做负功，故D正确。故选：BD。三．简答题：本题共2小题，共26分．把答案填在答题卡相应的位置．10．【解答】解：（1）电表使用前要旋转机械调零旋钮S进行机械调零，使指针对准电流的0刻线；（2）将K旋转到电阻挡“×l00“的位置．（3）将插入“十“、“﹣“插孔的表笔短接，旋动欧姆调零旋钮T，使指针对准电阻的0刻线．（4）欧姆表指针偏转角度过小，说明所选挡位太小，应换大挡进行测量，应将旋转开关K置于“×1k”，然后进行欧姆调零，再测电阻，因此合理是实验步骤是：A、D、C．（5）由图乙所示可知，被测电阻Rx＝19×1000Ω＝1.9×104Ω，（6）测量完毕后，要将选择开关旋转到0FF位置．故答案为：（1）S；（3）T；0刻线；（4）ADC；（5）1.9×104；（6）OFF11．【解答】解：（1）干电池内阻较小，为减小实验误差，应选题甲所示电路图；（2）一节干电池电动势约为1.5V，则电压表应选B，为方便实验操作，滑动变阻器应选C；（3）根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后作出电源的U﹣I图象如图所示；16/16（4）由图示电源U﹣I图象可知，图象与纵轴交点坐标值是1.5，则电源电动势E＝1.5V，电源内阻：r＝＝＝0.83．故答案为：（1）甲；（2）B，C；（3）如图；（4）1.5；0.83四．计算题：本题共4小题，共54分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.12．【解答】解：（1）导体棒垂直切割磁感线，产生的感应电动势大小为：E＝BLv＝0.4×0.5×4V＝0.8V；（2）导体棒ab相当于电源，由闭合电路欧姆定律得体ab上感应电流为：I＝＝A＝4A由右手定则知感应电流的方向由b向a．（3）电阻R上的热功率：P＝I2R＝42×0.2W＝3.2W．答：（1）导体ab上的感应电动势的大小为0.80V．（2）导体ab上感应电流的大小为4A，感应电流的方向为b→a．16/16（3）电阻R上产生的焦耳热功率为3.2W．13．【解答】解：（1）由库仑定律得：F库＝，代入数据：F库＝0.02N。（2）对A受力分析如图所示：根据物体平衡得：F库＝mgtanα，代入数据：m＝2×10﹣3kg。（3）当电场力的方向与细线垂直时，电场强度最小。由mgsinα＝qE，解得：E＝＝＝2×105N/C；答：（1）A、B两球间的库仑力大小为0.02N；（2）A球的质量是2×10﹣3kg；（3）撤去小球B，改加一匀强电场，为使小球A仍静止在原处，则所加匀强电场的场强最小值是2×105N/C。14．【解答】解：（1）当R1＝2.0Ω时，闭合回路电流I为：I＝代入数据解得：I＝0.5A于是：PR0＝I2R0＝0.52×9＝2.25W（2）当R1＝2.0Ω时，UR1＝IR1＝1V由Q＝CU＝2×10﹣6C（3）当R1＝2.0Ω时，则：Mg＝qE16/16E＝电路中分压关系，则有：UR1＝调节变阻箱阻值到R，使得带电小球刚好从上极板边缘射出，则：qE2﹣Mg＝Ma且＝和E2＝又：水平向：L＝vot由以上各工，代入数值得：R1’＝50Ω（1）变阻箱阻值R1＝2.0Ω时，R0的电功率是2.25W。（2）电容器极板上带电量为2×10﹣6C。（3）变阻箱阻值调到50Ω时，带电小球刚好从上极板右端边缘射出。15．【解答】解：（1）粒子在电场中做匀加速直线运动，由动能定理有：qU＝mv2﹣0解得：v＝4.0×103m/s（2）粒子运动轨迹如图，设粒子在磁场区域Ⅰ中做匀速圆周运动的半径为r，由洛伦兹力提供向心力得：qvB1＝代入数据解得：r＝12.5m设粒子在Ⅰ区内做圆周运动的圆心角为θ，则：sinθ＝＝＝，所以θ＝30°粒子在Ⅰ区运动周期T＝16/16则粒子在Ⅰ区运动时间t＝T，解得：t＝s（3）设粒子在Ⅱ区做圆周运动的轨道半径为R，则有：qvB2＝解得：R＝6.25m要使粒子不能从Ⅱ区飞出磁场，粒子运动的轨迹与磁场边界相切时，由图可知Ⅱ区磁场的宽度至少为：d2＝R+Rcos60°＝1.5R＝9.375m答：（1）带电粒子从加速电场Q处飞出时的速度v的大小是4.0×103m/s；（2）带电粒子穿过磁场区域Ⅰ所用的时间是s；（3）若d1的宽度不变，改变d2的宽度，要使粒子不能从Ⅱ区飞出磁场，则d2的宽度至少为9.375m。16/16