云南省红河州蒙自县文澜高中2022学年高二物理上学期期末试卷（含解析）

2022-2022学年云南省红河州蒙自县文澜高中高二（上）期末物理试卷一、选择题（共10小题，每小题3分，满分30分）1．（3分）（2022•江苏）两个分别带有电荷量﹣Q和+3Q的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F．两小球相互接触后将其固定距离变为，则两球间库仑力的大小为（　　）　A．B．C．D．12F考点：库仑定律；电荷守恒定律．版权所有专题：计算题．分析：清楚两小球相互接触后，其所带电量先中和后均分．根据库仑定律的内容，根据变化量和不变量求出问题．解答：解：接触前两个点电荷之间的库仑力大小为F=k，两个相同的金属球各自带电，接触后再分开，其所带电量先中和后均分，所以两球分开后各自带点为+Q，距离又变为原来的，库仑力为F′=k，所以两球间库仑力的大小为．故选C．点评：本题考查库仑定律及带电题电量的转移问题．　2．（3分）（2022秋•蒙自县校级期末）如图所示，正电荷q在电场中由P向Q做加速运动，而且加速度越来越大，由此可以判定，它所在的电场可能是图中的（　　）　A．B．C．D．考点：电场强度；电场线．版权所有专题：电场力与电势的性质专题．分析：正电荷在电场中受到的电场力方向与场强方向相同，加速度与场强成正比，加速度增大，场强增大．解答：解：正电荷q在电场中由P向Q做加速运动，电场力方向与速度相同，与电场强度方向也相同，则可知，电场强度方向由P→Q．根据牛顿第二定律得知，加速度与电场强度成正比，电荷的加速度增大，场强增大，电场线越来越来密．故选D点评：本题要具有分析加速度与电场强度、电场线疏密关系的能力．电场线越密，场强越大，电荷的加速度越大．-13-\n　3．（3分）（2022秋•汉中校级期末）一个带正电的质点，电荷量q=2.0×10﹣9C，在静电场中由a点移到b点，在这过程中电场力做的功为2.0×10﹣5J，则a、b两点间电势差φa﹣φb为（　　）　A．3×104VB．1×104VC．3×104VD．﹣1×104V考点：电势差；电势差与电场强度的关系．版权所有专题：电场力与电势的性质专题．分析：根据电场力做功的公式Wab=qUab，变形得到，代入数据计算即可．解答：解：根据电场力做功的公式Wab=qUab所以a、b两点间电势差故B正确，ACD错误．故选：B．点评：本题要掌握电场力做功的公式Wab=qUab，要注意在代入数据计算时，各个量都要代入符号，否则计算会出错．　4．（3分）（2022秋•蒙自县校级期末）长直导线AB附近，有一带正电的小球，用绝缘丝线悬挂在M点，当导线通以如右图所示的恒定电流时，下列说法正确的是（　　）　A．小球受磁场力作用，方向与导线AB垂直且指向纸里　B．小球受磁场力作用，方向与导线AB垂直且指向纸外　C．小球受磁场力作用，方向与导线AB垂直向左　D．小球不受磁场力作用考点：安培力；左手定则．版权所有分析：通电直导线周围存在磁场，当带电小球静止，或速度方向与磁场方向平行时，不受洛伦兹力作用．解答：解：根据右手螺旋定则知，小球所处的磁场方向垂直纸面向里，但是小球处于静止状态，不受洛伦兹力作用．故D正确，A、B、C错误．故选：D．点评：解决本题的关键知道带电微粒处于静止，或速度的方向与磁场的方向平行，不受洛伦兹力．　-13-\n5．（3分）（2022•松江区一模）为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的．在如图四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是（　　）　A．B．C．D．考点：分子电流假说．版权所有专题：电磁感应中的力学问题．分析：要知道环形电流的方向首先要知道地磁场的分布情况：地磁的南极在地理北极的附近，故右手的拇指必需指向南方，然后根据安培定则四指弯曲的方向是电流流动的方向从而判定环形电流的方向．解答：解：地磁的南极在地理北极的附近，故在用安培定则判定环形电流的方向时右手的拇指必需指向南方；而根据安培定则：拇指与四指垂直，而四指弯曲的方向就是电流流动的方向，故四指的方向应该向西．故B正确．故选B．点评：主要考查安培定则和地磁场分布，掌握安培定则和地磁场的分布情况是解决此题的关键所在．另外要掌握此类题目一定要乐于伸手判定．　6．（3分）（2022春•加格达奇区校级期末）如图，电路用来测定电池组的电动势和内电阻．其中V为电压表（理想电表），定值电阻R=7.0Ω．在电键未接通时，V的读数为6.0V；接通电键后，V的读数变为5.6V．那么，电池组的电动势和内电阻分别等于（　　）　A．6.0V，1.25ΩB．6.0V，0.5ΩC．5.6V，1.25ΩD．5.6V，0.5Ω考点：闭合电路的欧姆定律．专题：恒定电流专题．分析：当开关断开时，电压表接在电源两端，电压表示数为电池组的电动势；K闭合时，电压表测量路端电压，则根据闭合电路的欧姆定律可求得内电阻．解答：解：电键未接通时，电压表示数即为电源电动势，故电动势E=6.0V；接通电键后，对R由欧姆定律可得：电路中电流I==0.8A；由闭合电路欧姆定律可知：内电阻r==0.5Ω；故选：B点评：本题考查闭合电路的欧姆定律的使用，注意因电压表为理想电表，故当电压表直接接在电源两端时，相当于开路，电压表示数即为电源的电动势．-13-\n　7．（3分）（2022秋•菏泽期末）加在某台电动机上的电压是U（V），电动机消耗的电功率为P（W），电动机线圈的电阻为R（Ω），则电动机线圈上消耗的热功率为（　　）　A．PB．C．D．考点：电功、电功率．版权所有专题：恒定电流专题．分析：电动机是非纯电阻电路，电功率P=UI，热功率P热=I2R，输出功率P出=P﹣P热．解答：解：电动机是非纯电阻电路，电功率为P=UI，故电流为I=，故热功率P热=I2R=（）2R=；故选C．点评：本题关键明确电动机是非纯电阻电路，电功率等于热功率与输出功率之和．　8．（3分）（2022秋•蒙自县校级期末）下列说法正确的是（　　）　A．把一电流元分别放在磁场中的两点，所受安培力大的磁感应强度大　B．磁感应强度的方向与正电荷在磁场中受洛伦兹力方向相同　C．让一电荷以相同的速度分别垂直进入两个匀强磁场，受洛伦兹力大的磁感应强度大　D．把一个小线圈置于磁场中，磁通量大处磁感应强度大考点：洛仑兹力；磁通量．版权所有分析：电流元受到的安培力的大小与磁感应强度的大小无关；由左手定则可知，磁场的方向与洛伦兹力的方向总是垂直；当垂直进入不同磁场后，根据洛伦兹力公式f=Bqv，当控制其他量不变，则由洛伦兹力的大小来确定磁场的强弱；穿过线圈的磁通量的大小与磁场强弱没有关系，从而各项即可求解．解答：解：A、把一电流元分别放在磁场中的两点，若是垂直放置的，则所受安培力大的磁感应强度才大，故A错误；B、根据左手定则可知，磁感应强度的方向与正电荷在磁场中受洛伦兹力方向相同垂直，故B错误；C、一电荷以相同的速度分别垂直进入两个匀强磁场，根据B=，可知洛伦兹力大的，则磁感应强度大，故C正确；D、一个小线圈垂直放置于磁场中，磁通量大处，磁感应强度才大，故D错误；故选：C．点评：考查电流元如何放置磁场是解题的关键，理解左手定则的应用，掌握控制变量法的方法．　9．（3分）（2022秋•黑龙江校级期末）如图电路所示，当ab两端接入100V电压时，cd两端为20V，当cd两端接入100V电压时，ab两端电压为50V，则R1：R2：R3之比是（　　）-13-\n　A．4：2：1B．2：1：1C．3：2：1D．以上都不对考点：串联电路和并联电路．版权所有专题：恒定电流专题．分析：当ab端接入电压时，两个R1与R2串联，cd端测得R2两端的电压；而当cd端接入时，两个R3与R2串联，ab端测得R2两端的电压；则欧姆定律可得出输出电压与输出电压的关系式，联立即可得出三个电阻的比值．解答：解：当ab端接入时，由欧姆定律可得20=R2；解得R1：R2=2：1；当cd端接入时，50=R2解得R2：R3=2：1；故R1：R2：R3=4：2：1．故选：A．点评：本题应注意串并联电路的性质，并注意明确欧姆定律的正确使用．　10．（3分）（2022秋•蒙自县校级期末）如图所示，在互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，电量为q的液滴作半径为R的匀速圆周运动，已知电场强度为E，磁感强度为B，则液滴的质量和环绕速度分别为（　　）　A．B2qRE，B．，C．B2qRE，D．，考点：带电粒子在混合场中的运动．版权所有专题：带电粒子在复合场中的运动专题．分析：液滴在复合场中做匀速圆周运动，可判断出电场力和重力为平衡力，从而可求出液滴的质量并可判断电场力的方向，结合电场的方向便可知液滴的电性．根据洛伦兹力的方向，利用左手定则可判断液滴的旋转方向．结合重力与电场力平衡以及液滴在洛伦兹力的作用下的运动半径公式，可求出线速度．解答：解：液滴在重力场、匀强电场和匀强磁场中做匀速圆周运动，可知，液滴受到的重力和电场力是一对平衡力，重力竖直向下，所以电场力竖直向上，与电场方向相同，故可知液滴带正电．磁场方向向里，洛伦兹力的方向始终指向圆心，由左手定则可判断液滴的旋转方向为逆时针；由液滴做匀速圆周运动，得知电场力和重力大小相等，得：mg=qE…①-13-\n得：m=液滴在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动的半径为：R=…②联立①②得：v=故选：B．点评：此题考察了液滴在复合场中的运动．复合场是指电场、磁场、重力场并存，或其中某两种场并存的场．液滴在这些复合场中运动时，必须同时考虑电场力、洛伦兹力和重力的作用或其中某两种力的作用，因此对液滴的运动形式的分析就显得极为重要．该题就是根据液滴的运动情况来判断受到的电场力情况．　二.不定项选择题（本大题共3个小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分）11．（6分）（2022•广州三模）如图所示为点电荷a、b所形成的电场线分布，以下说法正确的是（　　）　A．a、b为异种电荷B．a、b为同种电荷　C．A点场强大于B点场强D．A点电势高于B点电势考点：电场线；电场强度．版权所有专题：电场力与电势的性质专题．分析：电场线是从正电荷或者无穷远出发出，到无穷远处或负电荷，电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小．沿着电场线的方向电势降低．解答：解：AB、根据电场线的特点，从正电荷出发到负电荷终止可以判断是异种点荷的电场线．故A正确，B错误．C、电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小．所以A点场强小于B点场强，故C错误．D、沿着电场线的方向电势降低，所以A点电势高于B点电势，故D正确．故选：AD．点评：加强基础知识的学习，掌握住电场线的特点，即可解决本题．　12．（6分）（2022秋•蒙自县校级期末）如图所示，在匀强磁场B的区域中有一光滑斜面体，在斜面上放了一根长L，质量为m的导线，当通以如图示方向的电流I后，导线恰能保持静止，则磁感应强度B可以为（　　）-13-\n　A．B=，方向垂直纸面向外　B．B=，方向垂直纸面向里　C．B=，方向竖直向下　D．B=，方向水平向左考点：共点力平衡的条件及其应用；磁感应强度．版权所有分析：对导体棒受力分析，受到重力、支持力和安培力，根据平衡条件分情况列式求解即可．解答：解：A、磁场垂直向外时，由于电流与磁场方向平行，故安培力为零，故不可能平衡，故A错误；B、磁场垂直向里时，由于电流与磁场方向平行，故安培力为零，故不可能平衡，故B错误；C、磁场竖直向下时，安培力水平向左，导体棒还受到重力和支持力，根据平衡条件和安培力公式，有mgtanα=BIL解得：故C正确；D、磁场方向水平向左时，安培力竖直向上，与重力平衡，有mg=BIL解得：故D正确；故选：CD．点评：本题关键是对物体受力分析，然后根据左手定则判断出各个选项中的安培力方向，最后根据平衡条件列方程求解即可．　13．（6分）（2022秋•永清县校级期末）如图所示，质量为m，带电荷量为﹣q的微粒以速度v与水平方向成45°角进入匀强电场和匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里．如果微粒做匀速直线运动，则下列说法正确的是（　　）　A．微粒受电场力、洛伦兹力、重力三个力作用　B．微粒受电场力、洛伦兹力两个力作用　C．匀强电场的电场强度E=-13-\n　D．匀强磁场的磁感应强度B=考点：带电粒子在混合场中的运动．版权所有专题：带电粒子在复合场中的运动专题．分析：粒子从O沿直线运动到A，必定做匀速直线运动，根据左手定则和平衡条件可判断电性，并可求出B和E．解答：解：A、由于粒子带负电，电场力向右，洛伦兹力垂直于OA线斜向左上方，而重力竖直向下，则电场力、洛伦兹力和重力能平衡，致使粒子做匀速直线运动．故A正确．B、由于粒子带负电，电场力向右，洛伦兹力垂直于OA线斜向左上方，而重力竖直向下，则电场力、洛伦兹力和重力能平衡，致使粒子做匀速直线运动．故B错误．C、由图qE=qvBsinθ；解得：E=Bvsinθ=．故C错误．D、粒子受力如图，由平衡条件得：qvBcosθ=mg，解得：B==，故D错误．故选：A．点评：本题是带电粒子在复合场中运动的问题，考查综合分析和解决问题的能力，要抓住洛伦兹力与速度有关的特点．　三、实验题（本大题共用2个小题，每空3分，共18分）14．（9分）（2022•湘潭二模）在测定金属丝电阻率的实验中，如图甲所示，用螺旋测微器测得金属丝的直径d=　0.730　mm．如图乙所示，用多用电表的“×1”欧姆挡，调零后测得金属丝阻值R=　8.0　Ω．若实验中测出金属丝的长度为L，则该金属丝电阻率的表达式ρ=　　（用符号表示）-13-\n考点：测定金属的电阻率．版权所有专题：实验题；恒定电流专题．分析：螺旋测微器读数=固定刻度读数+可动刻度读数；欧姆表读数=表盘读数×倍率；根据电阻定律列式求解电阻率．解答：解：螺旋测微器读数=固定刻度读数+可动刻度读数=0.5mm+0.01mm×23.0=0.730mm；欧姆表读数=表盘读数×倍率=8.0Ω×1=8.0Ω；根据电阻定律，有：R=，解得：ρ=；故答案为：0.730，8.0，．点评：本题关键会正确从螺旋测微器和欧姆表读数，会用电阻定律求解电阻率，基础题．　15．（9分）（2022秋•蒙自县校级期末）在用电压表和电流表测电池的电动势和内阻的实验中，所用电压表和电流表的内阻分别为1kΩ和0.1Ω，图2为实验原理图及所需器件图．（1）在图中画出连线，将器件按原理图连接成实物电路．（在答题纸上画）（2）一位同学记录的6组数据见下表，试根据这些数据在图3中画出U﹣I图象，根据图象读出电池的电动势E=　1.45　V，求出电池的内阻r=　0.69　Ω（内阻保留两位有效数字）．I（A）0.120.200.310.320.500.57U（V）1.371.321.241.181.101.05考点：测定电源的电动势和内阻．版权所有专题：实验题．分析：（1）本题采用伏安法测量电源的电动势内阻，滑动变阻器采用限流式接法，根据电路图连接实物图，注意滑动变阻器的连接，以及电表的正负极．（2）根据U=E﹣Ir知，U﹣I成线性关系，根据电压表和电流表的示数，作出U﹣I图线，图线的纵轴截距表示电动势，斜率的绝对值表示内阻．解答：解：（1）本题考查测电源电动势和内电阻．滑动变阻器采用限流式接法，根据电路图连接实物图，根据表格中数据看出电压的最大值是1.37V，所以电压表应选择0﹣3V量程，电流最大值是0.57A，故电流表可选择0﹣0.6A，实物连线图如图2所示．-13-\n（2）根据U、I数据，在方格纸UI坐标系上找点描迹．如图乙所示，然后将直线延长，由闭合电路欧姆定律得U=E﹣Ir，U﹣I成线性关系，图线的纵轴截距表示电动势，所以E=1.45V斜率的绝对值表示内阻，r===0.69Ω故答案为：（1）如甲图（2）如乙图，1.45，0.69点评：解决本题的关键掌握伏安法测量电源电动势和内阻的原理，即E=U+Ir，会根据U﹣I图线求电源的电动势内阻．　四、计算题（本大题共有3个小题，共34分．要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位．）16．（8分）（2022秋•顺昌县校级期末）如图所示，两根平行金属导轨M、N，电阻不计，相距0.2m，上边沿导轨垂直方向放一个质量为m=5×10﹣2kg均为金属棒ab，ab的电阻为0.5Ω．两金属棒一端通过电阻R和电源相连．电阻R=2Ω，电源电动势E=6V，内源内阻r=0.5Ω，如果在装置所在的区域加一个匀强磁场，使ab对导轨的压力恰好是零，并使ab处于静止（导轨光滑）．求所加磁场磁感强度的大小和方向．考点：导体切割磁感线时的感应电动势；力的合成与分解的运用；共点力平衡的条件及其应用．版权所有专题：电磁感应中的力学问题．分析：根据闭合电路欧姆定律求出电路中电流的大小，抓住重力和安培力相等，求出磁感应强度的大小，根据左手定则确定磁感应强度的方向．-13-\n解答：解：因ab对导轨压力恰好是零且处于静止，ab所受安培力方向一定向上且大小等于重力，由左手定则可以判定B的方向水平向右，ab上的电流强度．F=ILB=mg．根据左手定则，磁感应强度的方向水平向右．答：所加磁场磁感强度的大小为1.25T，方向水平向右．点评：本题综合考查了闭合电路欧姆定律及共点力平衡，关键掌握安培力的大小公式，以及会根据左手定则判断安培力、磁感应强度方向和电流方向的关系．　17．（12分）（2022•福建）如图所示的装置，左半部为速度选择器，右半部为匀强的偏转电场．一束同位素离子流从狭缝S1射入速度选择器，能够沿直线通过速度选择器并从狭缝S2射出的离子，又沿着与电场垂直的方向，立即进入场强大小为E的偏转电场，最后打在照相底片D上．已知同位素离子的电荷量为q（q＞0），速度选择器内部存在着相互垂直的场强大小为E0的匀强电场和磁感应强度大小为B0的匀强磁场，照相底片D与狭缝S1、S2的连线平行且距离为L，忽略重力的影响．（1）求从狭缝S2射出的离子速度v0的大小；（2）若打在照相底片上的离子在偏转电场中沿速度v0方向飞行的距离为x，求出x与离子质量m之间的关系式（用E0、B0、E、q、m、L示）．考点：带电粒子在匀强电场中的运动；带电粒子在匀强磁场中的运动．版权所有分析：（1）对离子在速度选择器内进行受力分析，受到洛伦兹力和电场力作用；对离子的运动进行分析，能通过s2射出的离子做匀速直线运动，可知洛伦兹力和电场力平衡，列式可求得离子速度的大小．（2）离子进入匀强偏转电场后做类平抛运动，即在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动，在两个方向分别列式可得x与离子质量m之间的关系式．解答：解：（1）能从速度选择器射出的离子应满足受到的电场力和洛伦兹力大小相等，方向相反，则有：qE0=qv0B0解得：-13-\n（2）离子进入匀强偏转电场E后做类平抛运动，则有：水平方向：x=v0t竖直方向：离子在电场中只受电场力作用，由牛顿第二定律得：qE=ma联立以上各式解得：．答：（1）从狭缝S2射出的离子速度v0的大小为．（2）x与离子质量m之间的关系式为．点评：该题考察到了带电粒子在正交的匀强电场和匀强磁场中的运动，解决此类为题的关键是正确的对带电粒子进行受力分析．当电场力与洛伦兹力为一对平衡力时，粒子将做匀速直线运动．同时还考察了带电粒子在匀强电场中的偏转，所做的运动是类平抛运动．此类问题往往应用牛顿运动定律和运动学公式进行解答．　18．（14分）（2022•天津）电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的．电子束经过电压为U的加速电场后，进入一圆形匀强磁场区，如图所示．磁场方向垂直于圆面．磁场区的圆心为O，半径为r．当不加磁场时，电子束将通过O点打到屏幕的中心M点，为了让电子束射到屏幕边缘的P点，需要加磁场，使电子束偏转一已知角度θ，此时磁场的磁感应强度B为多少？考点：带电粒子在匀强磁场中的运动．版权所有专题：带电粒子在磁场中的运动专题．分析：电子在电场运动时，电场力做正功，根据动能定理求出电子进入磁场时的速度．电子在磁场中由洛伦兹力提供向心力，做匀速圆周运动，电子束偏转角度θ，则电子运动轨迹的圆心角也为θ，根据几何知识求出轨迹半径R，再由牛顿第二定律求出B．解答：解：电子在磁场中沿圆孤ab运动，圆心为c，半径为R，v表示电子进入磁场时的速度，m、e分别表示电子的质量和电量，如图所示．则：根据动能定理得eU=mv2①又由牛顿第二定律得Bev=m②-13-\ntan=③解以上各式可得：B=tan答：磁场的磁感应强度B为tan．点评：带电粒子在电磁场中运动问题，可以按照力学的方法分析受力情况和运动情况．在磁场中运动时，关键是利用几何知识画轨迹、求半径．　-13-