精品解析：黑龙江省哈尔滨市宾县第二中学2021-2022学年高二（上）期末考试物理试题

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宾县第二中学2021-2022学年度上学期期末考试高二物理试卷（考试时间：90分钟；总分：100分）一、选题题：（1-8题为单项选择题，9-12题为不定项选择题，每道题4分，计48分）1. 如图所示为电流产生磁场的分布图.正确的是（  ）A.  B. C.  D. 【1题答案】【答案】C【解析】【详解】A．电流方向向上，由右手螺旋定则可得磁场为右边进，左边出，故A错误；B．电流沿顺时针方向，由右手螺旋定则可得内部磁场方向垂直纸面向里，故B错误；C．由右手螺旋定则可知，环形电流内部磁场应向下，故C正确；D．根据图示电流方向，由右手螺旋定则可知，螺线管内部磁场方向向上，小磁针处磁场方向向下，故小磁针N极应该指向下方，故D错误.2. 如图所示，直线A为电源的图线，电源电动势为E，内阻为r，曲线B为灯泡的U-I图线，现将该小灯泡接在该电源两端，此时灯泡电阻为R，则以下说法正确的是（　　）
 A. R=2ΩB. E=3V，r=0.5ΩC. 电源的输出功率为6WD. 可见含有灯泡的电路是非纯电阻电路【2题答案】【答案】B【解析】【详解】A．由欧姆定律得故A错误；B．由图可得，电源电动势为内阻故B正确；C．此时电源的输出功率故C错误；D．灯泡将所消耗的电能全部转化为焦耳热，含有灯泡的电路是纯电阻电路，故D错误。故选B。3. 如图所示有三种实验装置，下列选项中能使装置产生感应电流的操作是（    ）
 A. 甲图中，使导体棒AB顺着磁感线方向运动B. 乙图中，使条形磁铁在线圈中保持不动C. 乙图中，使条形磁铁和线圈一起向左平动D. 丙图中，使小螺线管A在大螺线管B中保持不动，开关S闭合瞬间【3题答案】【答案】D【解析】【详解】A．产生感应电流的条件是闭合导体回路的磁通量发生变化，甲图中，使导体棒AB顺着磁感线方向运动，闭合回路的磁通量没有发生变化，则不会产生感应电流，故A错误；BC．乙图中，使条形磁铁在线圈中保持不动和使条形磁铁和线圈一起向左平动，都没有使此回路中磁通量的变化，故BC错误；D．丙图中，使小螺线管A在大螺线管B中保持不动，开关S闭合瞬间，导致小螺线管A周围产生磁场，使得大螺线管B中磁通量发生改变，则大螺线管B中产生了感应电流，故D正确。故选D。4. 如图所示，真空中两点电荷固定在M、N两点，在MN连线上有关于中点O点对称的两点a、c，在MN连线的中垂线上有关于O点对称的两点b、d，则（　　）A. 若两点电荷为等量同种点电荷，则b点与d点电场强度大小相等B. 若两点电荷为等量同种点电荷，则a点与c点电场强度相同C. 若两点电荷为等量异种点电荷，一正点电荷从b点到d点，受到电场力先减小后增大D. 若两点电荷为等量异种点电荷，一正点电荷从a点移到c点电势能先减小后增大【4题答案】【答案】A【解析】【详解】A．若两点电荷为等量同种电荷，因bd关于O点对称，所以b点与d点的电场强度大小相等，故A正确；B．若两点电荷为等量同种电荷，则a点与c点的电场强度大小相等，方向相反，故B错误；C．若两点电荷为等量异种电荷，则中垂线上的O点电场线最密场强最大，往外电场线线变疏，则一正点电荷从b点到d点，受到电场力先增大后减小，选项C错误；D．若两点电荷为等量异种电荷，若N点为正电荷时，则a点的电势低于c点，一正点电荷在a点时的电势能小于放在c点时的电势能，故D错误；故选A。5. 如图，足够长的固定光滑斜面倾角为θ=30o，质量为1kg的物体以初速度5m/s从斜面底端冲上斜面，取g=10m/s2，则小球从斜面底端到达最高点的过程中（  ）A. 斜面对物体的弹力的冲量为零B. 物体受到的重力的冲量大小为5NsC. 物体动量的变化量大小为2.5NsD. 物体受到的合力的冲量大小为5Ns【5题答案】【答案】D【解析】【详解】小球从斜面底端到达最高点的过程，用时A．根据冲量的公式可知，斜面对物体的弹力的冲量大小弹力的冲量不为零，故A错误；B．物体所受重力的冲量大小为故B错误；CD．物体受到的合力大小合力的冲量大小为由动量定理得动量的变化量大小故C错误，D正确。故选D。6. 某同学用一个微安表头（量程1mA，内阻90Ω）电阻箱R1和电阻箱R2组装一个多用电表，有电流10mA和电压3V两档，改装电路如图所示，则R1、R2应调到多大阻值（    ）
 A. R1=100Ω，R2=300Ω B. R1=10Ω，R2=291ΩC. R1=100Ω，R2=291Ω D. R1=10Ω，R2=300Ω【6题答案】【答案】B【解析】【详解】微安表并联一个小电阻改装成大量程得电流表，串联一个大电阻改装成大量程的电压表，改装图如图所示
 当接O、a接线柱时改装为电流表，根据并联电路特点得代入数据解得当接O、b接线柱时改装为电压表，根据串联电路特点得解得故B正确，ACD错误。故选B。7. 如图所示实线为某电场中的三条电场线，一点电荷从M点射入电场，只受电场力作用下沿图中虚线运动到N点，则下述错误的是（  ）A. 该点电荷可能带负电B. 从M向N运动的过程中点电荷的电势能一直增加C. 从M向N运动的过程中点电荷的动能一直减小D. 从M向N运动的过程中电场力对电荷做正功【7题答案】【答案】D【解析】【详解】A．由运动与力关系可知，电场力方向与速度方向分居在运动轨迹两边，且电场力偏向轨迹的内侧，故在M点电场力沿电场线向左，由于电场线方向未知，所以不能确定点电荷的电性，该点电荷可能带负电，故A正确，不符合题意；BCD．粒子从M向N的过程中，电场力与速度方向夹角为钝角，电场力做负功，动能一直减小，电势能一直增加，故BC正确，不符合题意，D错误，符合题意。故选D。8. 如图所示的实验装置中，极板A接地，平行板电容器的极板B与一个灵敏的静电计相连。保持电容器所带的电荷量不变，现将A极板向左平移，增大电容器两极板间的距离时（    ）
 A. 静电计指针的偏角变大B. 两板间电场强度变小C. 电容器的电容变大D. 电容器两板间电压变小【8题答案】【答案】A【解析】【详解】增大电容器两极板间的距离时，由决定式可知电容器的电容C减小，根据电容C减小，Q不变，由定义式联立解得可知两极板间电场强度不变，由于电容C减小，Q不变，由定义式可知U变大，则静电计指针的偏角变大，BCD错误，A正确。故选A。9. 如图所示电路中，电源电动势为 E，内阻为 r。开关 S 闭合后， 平行金属板中的带电液滴处于静止状态，电流表和电压表均为理想电表，R2为光敏电阻（阻值随光照强度的增大而减小），当光照强度增大时，下列说法正确的是（　　）A. R3的功率增大B. 电压表、电流表示数都增大C. 电压表示数增大，电流表示数减小D. 电容器 C 所带电荷量减少，液滴向下加速运动【9题答案】【答案】BD【解析】【分析】【详解】电路中R2、R3、电容器C先并联再与R1串联，当光照强度增大时，R2阻值减小，根据“串反并同”可知，R3的功率减小，电压表、电流表示数都增大，电容器C两端电压减小，根据可知，电荷量减少，根据可知，两板间电场强度减小，则电场力减小，故液滴向下加速运动。故选BD。10. 如图所示，在匀强电场中有一直角三角形OBC，电场方向与三角形所在平面平行，若三角形三点处的电势分别为φO、φB、φC，已知φO=0V，φB =3V，φC =6V，OB=4cm，OC=6cm。则下列说法中正确的是（　　）A. 匀强电场中电场强度的大小为200V/mB. 匀强电场中电场强度的大小为125V/mC. 匀强电场中电场强度的方向斜向左下与OC夹角为37°D. 一个电子由C点运动到O点再运动到B点过程中电场力做功3eV【10题答案】【答案】BC【解析】【详解】ABC．如图，根据匀强电场的特点，OC中点D的电势为3V，则BD为一条等势线，电场方向如图电场强度的方向斜向下与OC夹角为可得θ=37°由几何关系得，O到BD的距离为d＝2.4cm在匀强电场中A错误，BC正确；D．根据W=qU可知一个电子由C点运动到O点再运动到B点的过程中电场力做功为故D错误。故选BC。
 11. 如图，固定在竖直面内、半径为R的光滑绝缘半圆形轨道ABC，圆心为O，AC为水平直径，处在水平向右的匀强电场中，电场线与轨道平面平行。一个质量为m、电荷量为q、可视为质点的带电小球从轨道上的A点由静止释放，小球始终沿圆弧轨道运动。下列说法正确的是（　　）A. 小球一定带正电B. 小球一定会运动到C点C. 小球运动速度最大的位置一定在AB段圆弧上的某一点D. 小球从A运动到B的过程中，小球的机械能一定减小【11题答案】【答案】CD【解析】【详解】A．小球沿圆弧轨道运动 ，所以受到的电场力水平向左，则小球一定带负电，A错误；B．小球向右运动过程中，电场力做负功，电势能增大，机械能减小，因此小球不可能到达C点，B错误；D．小球从A运动到B的过程中，电场力做负功，电势能增大，机械能减小， D正确；C．小球在电场和重力场的合力场中运动，电场力水平向左，重力方向竖直向下，所以电场和重力场的合力场的最低点在圆弧AB段上，因此小球速度最大的位置一定在AB段圆弧上某一点，C正确。故选CD。12. A、B两球沿一直线运动并发生正碰过程，A、B组成的系统，外力矢量和为0，如图所示为两球碰撞前、后的位移随时间变化的图像，a、b分别为A、B两球碰前的位移随时间变化的图像，c为碰撞后两球共同运动的位移随时间变化的图像，若A球质量是mA=2kg，B球质量mB=kg，则由图判断下列结论正确的是（  ）
 A. 碰撞前、后B球的动量变化量为-4 kg·m/sB. 碰撞前、后A球的动量变化量为-4 kg·m/sC. 碰撞中A、B两球组成的系统损失的动能为10JD. A、B两球碰撞前的总动量为kg·m/s【12题答案】【答案】AC【解析】详解】ABD．由题图可知，碰前A球速度B球速度碰后A、B两球共同速度因此碰撞前、后A球的动量变化碰撞前、后B球的动量变化量为A、B两球碰撞前的总动量为故A正确，BD错误；C．碰撞中A、B两球组成的系统损失的动能故C正确。故选AC。二、实验题：（每空2分，共16分）13. 某同学欲采用气垫导轨和光电计时器等器材进行“验证动量守恒定律”的实验。实验装置如图所示，下面是实验的主要步骤：①测得A和B两滑块上挡光片的宽度均为d；②安装好气垫导轨和光电门，向气垫导轨通入压缩空气，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；③利用固定在气垫导轨两端弹射装置，使滑块A向右运动、滑块B向左运动，测出滑块A、B在碰撞前经过光电门过程中挡光时间分别为和；④观察发现滑块A、B碰撞后粘在一起，且运动方向与滑块A碰撞前运动方向相同；⑤碰撞后测得滑块B经过光电门b时的挡光时间为；
 （1）在调节导轨水平时，只放上滑块A，并利用弹射装置使其向右运动，若滑块A经过光电门a的挡光时间_________经过光电门b的挡光时间（选填“大于”、“等于”或“小于”），则说明导轨水平；（2）为验证滑块A、B碰撞过程中动量守恒，除了上述已知条件外，还必须要测量的物理量有____________ ；A.两个光电门之间的距离LB.A、B两滑块（包含挡光片）的质量、C.碰撞后滑块A再次经过光电门a时的挡光时间（3）为了验证滑块A、B碰撞过程中动量守恒，需要满足的关系式是________________（用上述实验过程中测出的相关物理量表示）。【13题答案】【答案】    ①. 等于    ②. B    ③. 【解析】【分析】【详解】(1)[1]在调节导轨水平时，只放上滑块A，并利用弹射装置使其向右运动，若滑块A经过光电门a的挡光时间等于经过光电门b的挡光时间，则说明滑块做的是匀速直线运动，则说明导轨水平。(2)[2]若碰撞过程动量守恒，则有因为遮光片很短，滑块经过光电门的瞬时速度等于遮光片经过光电门的平均速度，有则有因此，还必须要测量的物理量是A、B两滑块（包含挡光片）的质量、。故选B。(3)[3]根据以上分析可知，为了验证滑块A、B碰撞过程中动量守恒，需要满足的关系式是14. 利用一段阻值约为5Ω的康铜电阻丝，测定康铜材料的电阻率。（1）如图，用螺旋测微器测量电阻丝直径，其读数为______mm；（2）现有电源（3V，内阻可不计）、滑动变阻器（0~20Ω，额定电流2A），开关和导线若干，电流表和电压表均有两个量程：电流表：0~0.6A，内阻约0.125Ω ；0~3A，内阻约0.025Ω电压表：0~3V，内阻约3kΩ ；0~15V，内阻约15kΩ为减小测量误差，在实验中电流表量程应选用0~______A，电压表量程应选用0~______V；实验电路应采用图中的______（“甲”或“乙”）；（3）实验测得以下数据：电压表示数为U，电流表示数为I，电阻丝长度为l、直径为d，则电阻率表达式为ρ=______；【14题答案】【答案】    ①. 0.217    ②. 0.6    ③. 3    ④. 甲    ⑤. 【解析】【详解】（1）[1]电阻丝直径为d=0.01mm×21.7=0.217mm（2）[2][3]用伏安法测量该电阻丝的电阻，利用所给电源电压可大致求出电路中的电流所以电流表量程应选择0~0.6A，为使读数更准确，电压表应选较小的0~3V量程。[4]由于该待测电阻丝阻值远小于所选电压表内阻，为了减小测量误差，电流表应采用图甲的外接法。（3）[5]根据电阻定律欧姆定律由面积公式得到三、解答题：（共36分）15. 如图所示，质量为、带电量为的小物块置于倾角为、长为的绝缘光滑斜面上，当整个装置处于竖直向下的匀强电场中时，小物块恰好静止在斜面顶端。（重力加速度大小为，，）（1）请判断小物块带正电还是带负电；（2）请求出电场强度的大小；（3）现将电场方向突然改为竖直向上，而场强大小不变，请求出小物块到达斜面底端的时间。【15题答案】【答案】（1）负电；（2）；（3）【解析】【详解】（1）电场力方向向上与电场强度方向相反，所以小物块带负电（2）平衡时重力等于电场力则有解得（3）改变电场方向后，根据牛顿第二定律有由运动学公式解得16. 如图所示，电源电动势为，内阻为，电阻、阻值分别为2Ω、6Ω，平行板电容器的电容。开关闭合后，电动机恰好正常工作。已知电动机的额定电压，线圈的电阻，求：（1）开关闭合后，电容器的带电量；（2）电动机正常工作时产生的机械功率是多大？【16题答案】【答案】（1）；（2）8W【解析】【详解】(1)当开关S闭合时，电动机恰好正常工作，两端的电压等于额定电压电阻与电动机并联，两端的电压等于电动机两端电压，由欧姆定律，流过电阻的电流为由闭合电路欧姆定律可得流过电阻R1的电流为电阻两端的电压电容器的带电量为 (2)根据干路、支路电流的关系，流过电动机的电流为电动机消耗的电功率为电动机发热的功率为根据能量守恒定律，电动机正常工作时产生的机械功率为17. 如图所示，两个质量都为M的木块A、B用轻质弹簧相连放在光滑的水平面上，一颗质量为m的子弹以速度v射向A块并嵌在其中，求：（1）子弹嵌入木块A的瞬间A的速度大小；（2）弹簧被压缩后的最大弹性势能。
 【17题答案】【答案】（1）；（2）【解析】【分析】【详解】（1）子弹击中木块A过程，子弹和A组成的系统动量守恒，由动量守恒得解得（2）当子弹、两木块速度相等时，弹簧压缩量最大，弹性势能最大，在该过程中，子弹、两木块组成的系统动量守恒、机械能守恒，由动量守恒定律得解得由能量守恒定律（或机械能守恒定律）得，弹簧弹性势能的最大值18. 如图所示，一静止的电子经过电压为U的电场加速后，立即从A点射入偏转匀强电场中，射入方向与偏转电场的方向垂直，最终电子从B点离开偏转电场。已知偏转电场的电场强度大小为E，宽度为L，方向竖直向上（如图所示），电子的电荷量为e，质量为m，重力忽略不计。（1）求电子离开加速电场时的速度；（2）求电子在偏转电场中的偏转距离；（3）若仅将加速电场的电压提高为原来的2倍，使电子仍从B点经过，求偏转电场的电场强度的大小。
 【18题答案】【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）电子在电场中加速，由动能定理得解得（2）设电子的竖直偏移量为y，则根据类平抛运动规律水平方向有，竖直方向有，由牛顿第二定律得联立解得（3）当电压U1=2U时，使电子仍从B点经过，则电子的水平位移和偏转位移不变，同理水平方向有，竖直方向有，由牛顿第二定律得联立解得则可得