2021年秋季學期高二期末考試物理試題考生注意：1.本試卷分第I卷（選擇題）和第Ⅱ卷（非選擇題）兩部分，共100分。考試時間90分鐘。2.請將各題答案填寫在答題卡上。3.本試卷主要考試內容：人教版選修3-1。第I卷（選擇題共48分）一、選擇題：本題共12小題，每小題4分，共48分。在每小題給出的四個選項中，第1～8題只有一項符合題目要求，第9～12題有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。1.在做描述小燈泡的伏安特性曲線實驗時，某小組得到如圖所示的圖像，下列說法正確的是（）

A.小燈泡的電阻隨電壓的增大而減小 B.小燈泡的電阻不會發生變化C.小燈泡的電阻隨電流的增大而減小 D.小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大【答案】D【解析】【詳解】ABC．I-U圖像中電流隨電壓的增大而增大，圖像的斜率表示電阻的倒數；由圖可知，燈泡電阻隨電壓的增大而增大，ABC錯誤；D．因為電壓增大后，發熱量高，從而使燈泡的溫度升高；而燈泡電阻隨溫度的升高而增大，D正確。故選D。2.圖中的帶電粒子在磁場中運動時，所受洛倫茲力的方向水平向左的是（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】A．由左手定則可知，粒子受到的洛倫茲力水平向左，A正確；B．粒子受到的洛倫茲力垂直紙面向外，B錯誤；C．粒子受到洛倫茲力豎直向上，C錯誤；D．粒子受到的洛倫茲力垂直紙面向外，D錯誤。故選A。3.如圖所示的電路中，已知電源的內阻，定值電阻，閉合開關后電流表的示數為，則電源的電動勢為（）

A B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】由閉合電路歐姆定律可得故ACD錯誤，B正確。故選B。4.一帶電粒子在僅受電場力的作用下運動軌跡如圖中的實線所示，圖中的虛線是等勢面，a、b、c是軌跡上的三個點，下列說法正確的是（）

A.粒子在b點電勢能最大B.粒子在c點的速度最小C.b點的電勢最高D.粒子運動的軌跡一定是從【答案】A【解析】【詳解】依題意，根據電場線與等勢線垂直，且粒子受到電場力的方向指向運動軌跡的凹側，即如圖所示

無論粒子從或從，電場力均先做負功再做正功，電勢能均先增大后減小，由圖知b點為拐點，所以根據功能關系可知，粒子在b點電勢能最大，動能最小，速度最小，由于粒子電性未知，只能確定電場力方向，無法確定電場強度的方向，電勢的高低也無法確定，故選A。5.如圖所示，兩根相同的輕質彈簧豎直懸掛在天花板下方，兩彈簧下端連接一導體棒，導體棒處于磁感應強度大小為1.0T、寬度為10cm的有界勻強磁場中，當給導體棒通以2A的電流，平衡時發現彈簧的伸長量是不通電流時的2倍。若彈簧始終處于彈性限度內，導體棒一直處于水平，重力加速度大小為10m/s2，則導體棒的質量為（）

A.50g B.20g C.5g D.2g【答案】B【解析】【分析】【詳解】不通電時通電時解得m=0.02kg=20g故選B。6.壓敏電阻的阻值R隨所受壓力的增大而減小。某興趣小組利用壓敏電阻設計了判斷電梯運行狀態的裝置，其電路如圖甲所示，將壓敏電阻平放在電梯內，受壓面朝上，在上面放一物體A，電梯靜止時電壓表示數為，在電梯由靜止開始運行的過程中，電壓表的示數變化情況如圖乙所示。下列判斷正確的是（）

A.電梯勻加速下降 B.電梯勻加速上升C.電梯下降且加速度在變大 D.電梯上升且加速度在變小【答案】C【解析】【詳解】根據閉合電路歐姆定律得結合圖像可得電路中的電流一直減小，又可知壓敏電阻的阻值一直增大，則對壓敏電阻的壓力減小，可知處于失重狀態，則電梯處于向上減速或向下加速并且加速度越來越大。故選C。7.如圖所示，邊長為a的等邊三角形的三個頂點P、M、N上各放置一個點電荷，三個點電荷帶電荷量均為Q，其中M、N處的為正電荷，P處的為負電荷，O為等邊三角形外接圓的圓心，S為M、N連線的中點，靜電力常量為k，則S點的電場強度（）A.方向向左 B.方向向右 C.大小為 D.大小為【答案】C【解析】【詳解】S為M、N連線的中點，M、N處的正電荷在S處產生的場強等大反向，則S點的電場強度為P處的負電荷產生的電場強度，根據幾何關系可知，PS的距離為根據點電荷電場強度公式方向沿PS連線指向P點，故ABD錯誤，C正確。故選C。8.一靈敏電流計其電阻，滿偏電流，要把它改裝成量程為的電流表，應該并聯（）

A.的電阻 B.的電阻 C.的電阻 D.的電阻【答案】B【解析】【詳解】根據并聯電阻能分流，電壓相等可得解得故選B。9.環形電流可等效為一個小磁針。把一輕質圓形閉合線圈用細線掛在一個固定的磁鐵的極附近，磁鐵的軸線穿過線圈的圓心且垂直于線圈所在平面。當線圈內通入如圖所示的電流時，下列說法正確的是（）A.若電流方向如圖中所示，則線圈將向左偏移B.若電流方向如圖中所示，則線圈將向右偏移C.若電流方向與圖中相反，則線圈將向左偏移D.若電流方向與圖中相反，則線圈將向右偏移【答案】AD【解析】詳解】AB．若電流方向如圖中所示，根據安培定則可知，線圈左端相當于S極，與條形磁鐵吸引，則線圈將向左偏移，選項A正確，B錯誤；CD．若電流方向與圖中相反，根據安培定則可知，線圈左端相當于N極，與條形磁鐵排斥，則線圈將向右偏移，選項D正確，C錯誤。故選AD。10.如圖所示，等勢線關于點對稱，、、及兩點電荷在同一條直線上，、連線與兩點電荷連線垂直，相鄰等勢線間的電勢差相等，由此可知（）A.、兩點的電場強度大小相等B.、兩點的電勢相等C.、兩點間的電勢差等于D.同一正電荷在點的電勢能小于其在點的電勢能【答案】ACD【解析】【詳解】A．根據對稱性知兩點電荷所帶電荷量相同，、兩點的電場強度大小相等、方向相反，選項A正確；B．將一正電荷由點移動到點，電場力做正功，電勢降低，選項B錯誤；C．由題圖可知相鄰等勢線之間的電勢差為，，兩點間的電勢差等于，選項C正確；D．根據可得選項D正確。故選ACD。11.一臺內阻r=1Ω的電動機M與阻值R=5的電阻串聯后接在內阻不計、電動勢E=12V的電源兩端，閉合開關，電動機工作時兩端的電壓U=10V，不計摩擦等能量損耗，則電動機（）A.輸入功率為4W B.輸入功率為3.84WC.1min內產生的熱量為96J D.1min內產生的熱量為9.6J【答案】AD【解析】【詳解】閉合開關，電動機工作時兩端的電壓U=10V，電源電動勢E=12V，內阻不計，則電阻兩端的電壓，根據歐姆定律可知，流過電阻的電流為電動機和電阻串聯，則流過電動機的電流也為，則AB．電動機的輸入功率為故B錯誤A正確；CD．1min內產生的熱量為故C錯誤D正確。故選AD。12.受控輕核聚變反應的溫度極高，因而沒有傳統意義上的“容器”可裝，只能利用磁場來控制帶電原子核的運動，使之約束在某個區域內。如圖所示，環狀磁場的外側邊緣直徑為，內側邊緣直徑為，被束縛的帶電原子核的質量為m、電荷量為q，中空區域內帶電原子核具有各個方向的速度，最大速度為。要使中空區域中的帶電原子核都不會穿出磁場的外邊緣，則環狀區域內磁場的磁感應強度大小可能是（）

A. B. C. D.【答案】ABCD【解析】【詳解】要使所有的粒子都不能穿出磁場，與內圓相切的方向進入磁場的粒子在磁場運動的軌跡剛好與外圓相切，運動軌跡如圖所示

由幾何知識可知，粒子最大軌道半徑粒子在磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得解得要使粒子不離開磁場，則可知ABCD均可能。故選ABCD。第Ⅱ卷（非選擇題共52分）二、非選擇題：共5小題，共52分。把答案填在答題卡中的橫線上或按題目要求作答。解答題應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位。13.實驗室中電流表和電壓表都是由磁電式儀表的表頭改裝的。某實驗小組設計了如圖所示的電路，測量磁電式儀表的表頭G的內阻RG，可供使用的三個滑動變阻器的阻值范圍分別是：A.0～10ΩB.0～1000ΩC.0～10kΩ（1）圖中滑動變阻器RC應選擇_________；（2）閉合開關S，移動滑片P至某一位置，記錄A和G的讀數，分別記為I1和I2；多次移動滑片P，記錄多次對應數據；以I1為縱坐標、I2為橫坐標，作出的I1一I2圖線過原點且斜率為k，則待測電流表G的內阻RG=___________（用k、RA、RB表示）。【答案】①.A②.【解析】【詳解】（1）[1]由電路圖可知，滑動變阻器采用分壓接法，則滑動變阻器RC應選擇A。（2）[2]由電路圖可知，根據歐姆定律和并聯分流原理得整理得則I1一I2圖線的斜率解得14.某同學要測某品牌藍牙耳機的電池的電動勢和內阻，設計了如圖甲所示的電路，電路中串聯了一個起保護作用的定值電阻，還備有以下器材：

A．待測電池（電動勢約為，內阻約為）；B．直流電流表（量程為，內阻約為）；C．直流電壓表（量程為，內阻約為）；D．直流電壓表（量程為，內阻約為）；E．滑動變阻器（阻值范圍為，允許通過的最大電流為）；F．滑動變阻器（阻值范圍為，允許通過的最大電流為）；G．定值電阻（阻值為，額定功率為）；H．定值電阻（阻值為，額定功率為）；I．開關、電池夾、導線若干．（1）請按圖甲所示的電路圖完成圖乙中實物的連線______；（2）為減少實驗誤差，電壓表應選用_______，滑動變阻器應選用________，定值電阻應選用_______；（均填儀器前的字母）（3）根據實驗記錄的5組數據，畫出的圖像如圖丙所示，可得待測電池的電動勢_______V（結果保留三位有效數字）、內阻________（結果保留兩位有效數字）。【答案】①.見解析②.D③.E④.H⑤.3.91（3.90～3.92均給分）⑥.0.28（0.25～0.30均給分）【解析】【詳解】（1）[1]根據電路圖，連接實物圖如圖所示

（2）[2]由于待測電池的電動勢約為，故電壓表應選量程為6V的電壓表，即選D；[3]待測電源內阻較小，為了方便實驗操作及電表讀數，滑動變阻器應選最大阻值較小的，即選E；[4]由圖丙可知，流經待測電源的最大電流為0.4A，為了保護電路，防止電源發生短路，定值電阻應選阻值為，額定功率為的，即選H。（3）[5]根據圖像的縱截距表示電源電動勢，可得待測電池的電動勢[6]圖像的斜率可求得15.在絕緣地面上固定甲、乙兩個完全相同的帶電金屬小球（視為質點），甲所帶的電荷量，乙所帶的電荷量，兩帶電小球的間距，已知靜電常量。（1）若將兩個導體球相互接觸再放回原處，求它們之間的庫侖力大小；（2）若在絕緣地面上再放一帶電小球丙，要使三個小球受到的電場力均為0，求丙球所帶的電荷量。【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）將兩個導體球相互接觸，設甲、乙兩球所帶電荷量均為，結合庫侖定律有解得（2）要使三個小球受到電場力均為0，放入的小球必須帶負電，并且甲球必須在兩個帶負電的小球之間，設丙球與甲球的距離為，則有解得16.如圖所示，速度選擇器的右側存在豎直向下的勻強電場。一束粒子流從狹縫射入速度選擇器，其中一質量為m、電荷量為q的粒子沿直線通過速度選擇器后從狹縫射出，垂直進入勻強電場，最后打在照相底片上的D點，粒子在偏轉電場中運動的水平距離為x。已知速度選擇器內部存在豎直向下的勻強電場，電場強度大小為，同時存在垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度大小為。兩狹縫、間的距離為l，狹縫到照相底片的距離為L，不計粒子所受重力。求：（1）粒子通過兩狹縫所用的時間t；（2）偏轉電場的電場強度大小E。【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）能從速度選擇器射出的離子應滿足受到的電場力和洛倫茲力大小相等，方向相反，則有解得則粒子通過兩狹縫所用的時間（2）粒子在偏轉電場中做類平拋運動，運動時間為在沿著電場線方向做勻加速直線運動有又聯立解得17.如圖所示，邊長為L的等邊三角形區域內有垂直紙面向里的勻強磁場，磁場的磁感應強度大小為B，d、e分別為、邊的中點，a點左側有兩平行正對極板（兩極板間有恒定電壓