2021—2022學年（上）高二年級期末考試物理一、選擇題：本題共10小題，每小題5分，共50分。1~7小題只有一項符合題目要求；第8~10小題有多項符合題目要求。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。1.在電場中，A點的電勢高于B點的電勢，則（）A.A點的場強一定大于B點的場強B.同一電荷在A點的電勢能一定大于在點的電勢能C.把負電荷從A點移到B點，電場力做負功D.把負電荷從A點移到B點，電場力做功與電荷在電場中的軌跡有關(guān)【答案】C【解析】【詳解】A．在勻強電場中，A點的電勢高于B點的電勢，A點的場強等于B點的場強，A錯誤；B．在電場中，A點的電勢高于B點的電勢，同一負電荷在A點的電勢能小于在點的電勢能，B錯誤；C．把負電荷從A點移到B點，電場力的方向與運動方向相反，電場力做負功，C正確；D．把負電荷從A點移到B點，電場力做功與電荷在電場中的軌跡無關(guān)，D錯誤。故選C。2.取兩根完全相同的電阻絲，第一次將兩電阻絲串聯(lián)，第二次將兩電阻絲拉長一倍后并聯(lián)，分別接在同一恒壓電源兩端。若第一次兩電阻絲產(chǎn)生的熱量為Q時用時為t串，第二次兩電阻絲產(chǎn)生的熱量為Q時用時為t并，則先后兩次所用時間之比為（）A.4：1 B.2：1 C.1：2 D.1：1【答案】D【解析】【詳解】根據(jù)電阻定律串聯(lián)后和并聯(lián)后的長度和截面積均相同，所以串聯(lián)后的總電阻等于并聯(lián)后的總電阻；根據(jù)兩次的電壓相同，電阻相同，產(chǎn)生的熱量相同，所以通電時間相同。故選D。3.如圖所示，一電子沿兩個等量正點電荷連線的中垂線由某點A向點勻速運動，則電子除受電場力外，所受的另一個力的大小和方向變化情況可能是（）A.先變小后變大，方向由指向AB.先變大后變小，方向由A指向C.一直變小，方向由指向AD.一直變大，方向由指向A【答案】C【解析】【詳解】等量同種點電荷的電場線如圖所示，一電子沿等量同種點電荷的中垂線由某點A向O點運動，電場力的方向與電場強度方向相反，故受力方向由A指向O；等量同種點電荷的中垂線上由無限遠向O點靠近的過程中，場強先變大后減小，因起始點A位置未知，故電場力大小變化可能為先變大后變小，也可能一直變小，故可得所受的另一個力的大小和方向變化情況可能是先變大后變小，方向由指向A，一直變小，方向由指向A，ABD錯誤，C正確。故選C。4.如圖1所示，足夠長光滑平行金屬導軌傾斜放置，導軌上端接入阻值為R的電阻，其他部分電阻不計，導軌處在磁感應強度大小為B、方向垂直導軌平面向上的勻強磁場中。質(zhì)量為m、有效電阻為r的金屬棒MN從導軌上某一位置由靜止釋放，下滑過程中始終與導軌垂直且保持良好接觸。從金屬棒由靜止釋放開始計時，關(guān)于圖2中甲、乙、丙、丁四個圖像的說法正確的是（）A.甲圖可以用來描述金屬棒MN的速度大小變化B.乙圖可以用來描述重力的功率變化C.兩圖可以用來描述金屬棒MN的位移大小變化D.丁圖可以用來描述金屬棒MN的加速度大小變化【答案】B【解析】【詳解】AD．根據(jù)牛頓第二定律隨著金屬棒速度的增大，加速度減小，最后金屬棒做勻速運動，所以速度圖像應該是曲線，加速度圖像應該是下降的，不是上升的，AD錯誤；B．重力的功率為解得因為加速度減小，所以圖像的斜率減小，B正確；C．金屬棒后來做勻速運動時，位移圖像末端是傾斜的直線，該圖像末端不是直線，C錯誤。故選B。5.如圖所示，兩根長度均為L的絕緣輕繩分別將小球M和N懸掛在水平向右的勻強電場中，懸點均為O，兩小球質(zhì)量均為m，帶等量異種電荷。平衡時兩輕繩與豎直方向的夾角均為。若僅將兩小球的電荷量同時變?yōu)樵瓉淼?倍，兩小球仍在原位置平衡。已知靜電力常量為k，重力加速度大小為g，下列說法正確的是（）A.M帶正電荷B.勻強電場電場強度大小為C.小球所帶電荷量為D.若小球M的電荷量變?yōu)樵瓉淼乃谋叮琋電荷量不變，兩小球仍能在原位置平衡【答案】B【解析】【詳解】A．M所受的庫侖引力向右，根據(jù)平衡條件，勻強電場對M的電場力一定向左，所以M帶負電荷，A錯誤；BC．對N根據(jù)平衡條件得解得B正確，C錯誤；D．若小球M的電荷量變?yōu)樵瓉淼乃谋叮琋電荷量不變，N所受的庫侖力變?yōu)樵瓉淼?倍，勻強電場的作用力不變，N不能在原位置平衡，D錯誤。故選B。6.輸電能耗演示電路如圖所示。左側(cè)ab之間正弦交流電電壓不變，輸電線的電阻r為10Ω。開關(guān)S接2時，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1:3，負載R上的功率為10W；開關(guān)S接1時，原、副線圈匝數(shù)比為2:1，R上的功率也為10W，則負載R的阻值為（）A.15Ω B.5Ω C.30Ω D.10Ω【答案】A【解析】【詳解】因為R的功率不變，所以R的電流不變，設R的電流為I；當開關(guān)接2時，原線圈的電流為3I，副線圈電壓為IR，原線圈電壓為，r電壓為3Ir，電源電壓為開關(guān)接1時，原線圈的電流為，副線圈電壓為IR，原線圈電壓為2IR，r電壓為，電源電壓為解得故選A。7.如圖所示，等腰直角三角形OPQ區(qū)域內(nèi)（含邊界）存在方向垂直于紙面向外的勻強磁場，磁感應強度大小為B。一質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子1從O點沿OP方向射入磁場，質(zhì)量為2m、帶電量為-q的粒子2從P點沿PO方向射入磁場，不計粒子的重力和它們之間的相互作用，則（）A.粒子1不能經(jīng)過Q點B.粒子2可以經(jīng)過Q點C.粒子1在磁場中運動的時間可能為D.粒子2在磁場中運動的時間可能為【答案】D【解析】【詳解】AC．粒子1能經(jīng)過Q上，如圖所示該粒子在磁場中運動最大時間為解得AC錯誤；BD．粒子2不能經(jīng)過Q點，如圖所示當運動軌跡與斜邊相切時，粒子在磁場中運動的時間為解得B錯誤，D正確。故選D。8.如圖所示，理想變壓器原線圈ab端輸入電壓恒定的正弦交流電，副線圈兩端電路中，定值電阻R0、最大阻值為3R的滑動變阻器和阻值為R的定值電阻按如圖所示連接，電流表和電壓表均為理想電表，在滑動變阻器滑片從a端向b端緩慢移動的過程中（）A.電流表A示數(shù)增大B.電壓表V示數(shù)先減小后增大C.原線圈輸入功率不斷減小D.定值電阻R0消耗的功率減小【答案】CD【解析】【詳解】A．在滑動變阻器滑片從a端向b端緩慢移動的過程中，副線圈回路的總電阻增大，副線圈兩端電壓不變，副線圈的電流減小，原線圈電流減小，電流表A示數(shù)減小，A錯誤；B．在滑動變阻器滑片從a端向b端緩慢移動的過程中，副線圈回路的總電阻增大，副線圈兩端電壓不變，副線圈的電流減小，R0的電壓減小，電壓表V示數(shù)增大，B錯誤；C．在滑動變阻器滑片從a端向b端緩慢移動的過程中，副線圈回路的總電阻增大，副線圈兩端電壓不變，副線圈的電流減小，原線圈電流減小，原線圈輸入功率不斷減小，C正確；D．在滑動變阻器滑片從a端向b端緩慢移動的過程中，副線圈回路的總電阻增大，副線圈兩端電壓不變，副線圈的電流減小，R0的電流減小，定值電阻R0消耗的功率減小，D正確。故選CD。9.如圖所示，A、B、C為勻強電場中的三點，它們的連線構(gòu)成一直角三角形，其中AC邊與電場線垂直，，，點為AC邊的中點。一個電荷量為Q的正點電荷固定在B點，下列說法正確的是（）

A.A點的電勢高于C點電勢B.A、D兩點的場強相同C.將電子沿直線從A點移動到D點，電場力做正功D.將電子沿直線從A點移動到C點，電勢能先減小后增大【答案】B【解析】【詳解】A.因為AC邊與電場線垂直，A點和C點在同一等勢面上，所以A點的電勢等于C點電勢，A錯誤；B.因為是勻強電場，所以A、D兩點的場強相同，B正確；C.將電子沿直線從A點移動到D點，電場力不做功，C錯誤；D.將電子沿直線從A點移動到C點，電勢能不變，D錯誤。故選B。10.如圖所示電路中，R1、R2為兩只定值電阻，L為阻值恒定的燈泡，C為電容器，R為光敏電阻（光照越強，阻值越小），閉合開關(guān)S后，隨著光照強度逐漸增大（）A.燈泡L變亮B.電容器C極板間的電場強度變大C.電阻R1消耗的功率將會變大D.燈泡兩端電壓的變化量與通過R2電流的變化量之比不變【答案】BD【解析】【詳解】A．隨著光照強度逐漸增大，光敏電阻的阻值減小，燈泡與光敏電阻并聯(lián)，根據(jù)串反并同規(guī)律，燈泡兩端電壓減小，L變暗，A錯誤；B．隨著光照強度逐漸增大，光敏電阻的阻值減小，電容器與光敏電阻是串聯(lián)關(guān)系，根據(jù)串反并同規(guī)律，電容器C極板間的電壓增大，電場強度變大，B正確；C．隨著光照強度逐漸增大，光敏電阻的阻值減小，R1與光敏電阻并聯(lián)，根據(jù)串反并同規(guī)律，電阻R1兩端的電壓變小，消耗的功率將會變小，C錯誤；D．把R1、R2、電源看作等效電源，燈泡兩端電壓的變化量與通過R2電流的變化量之比等于等效電源的內(nèi)阻，隨著光照強度逐漸增大，該比值保持不變，D正確。故選BD。二、非選擇題：本題共6小題，共60分。11.酒精檢測儀是交警執(zhí)法時通過呼氣來檢測司機飲酒多少的檢測工具。現(xiàn)有一個酒精檢測儀的主要元件“酒精氣體傳感器”，即氣敏電阻，氣敏電阻的阻值隨酒精氣體濃度的變化而變化，下表顯示了某氣敏電阻Rx的阻值隨酒精氣體濃度變化的情況。酒精氣體濃度（mg/ml）00.10.20.30.40.50.60.70.8阻值（Ω）1007055453935333130為了較準確測量酒精氣體濃度為0.35mg/ml時氣敏電阻的阻值，實驗室提供了如下器材：A．電流表A1（量程0～150mA，內(nèi)阻約2Ω）B．電流表A2（量程0～0.6A，內(nèi)阻約1Ω）C．電壓表V1（量程0～5V，內(nèi)阻約5kΩ）D．電壓表V2（量程0～15V，內(nèi)阻約20kΩ）E．滑動變阻器R1（阻值范圍0～20Ω，允許最大電流2A）F．滑動變阻器R2（阻值范圍0～5Ω，允許的最大電流0.2A）G．待測氣敏電阻RxH．電源E（電動勢6V，內(nèi)阻r約2Ω）I．開關(guān)和導線若干J．恒溫室(1)為了獲得更多數(shù)據(jù)使測量結(jié)果更準確，采用下列實驗電路進行實驗，較合理的是___________。實驗時滑動變阻器應選__________，電壓表應選__________，電流表應選__________。（填器材前面的序號）A.B.C.D.(2)小明同學設計了一個測定氣體酒精濃度的電路用來檢測是否酒駕，如圖所示，該電路只使用一個電壓表，且正常工作時，被測氣體酒精濃度若為0，則電壓表指針滿偏。使用一段時間后，電源電動勢稍微變小，內(nèi)阻稍微變大，則對于酒精氣體濃度的測量值將__________（選填“偏大”或“偏小”）。【答案】①.A②.E③.C④.A⑤.偏大【解析】【詳解】(1)[3]根據(jù)表格，酒精氣體濃度為0.35mg/ml時氣敏電阻的阻值約為40Ω，電源電動勢為6V，電壓表選擇C；[4]氣敏電阻的最大電流為電流表選擇A；[2]滑動變阻器F的額定電流太小，所以滑動變阻器選擇E；[1]滑動變阻器阻值均比較小，所以采用分壓接法；又因為采用電流表外接法；實驗電路選擇A。(2)[5]電壓表滿偏時，根據(jù)閉合電路歐姆定律得使用一段時間后，電源電動勢稍微變小，內(nèi)阻稍微變大，調(diào)解R1后，電壓表仍然能滿偏，因為電動勢變小，回路的總電阻變小，電表的刻度必須隨之變小才能準確測量，因為電表沒有隨著更改，所以酒精氣體濃度的測量值將偏大。12.某實驗小組為了探究多用電表的工作原理，設計了如圖所示的電路，所用到的器材有：A．干電池：電動勢E及內(nèi)阻r未知B．電流表G：滿偏電流，內(nèi)阻C．定值電阻R0D．滑動變阻器RE．電阻箱R1F．電鍵及單刀雙擲開關(guān)各一個，紅、黑表筆各1支，導線若干(1)當選擇開關(guān)S2接b，開關(guān)S1閉合，此時多用電表為量程的電流表，則定值電阻R0的阻值為__________Ω。(2)當選擇開關(guān)S2接a，開關(guān)S1閉合：①紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)R使電表指針滿偏；②將電阻箱R1接在紅、黑表筆之間，發(fā)現(xiàn)當電阻箱的阻值調(diào)節(jié)到時，可以使電流表G的指針指在處，則此多用電表中所用電源的電動勢為__________V。(3)當選擇開關(guān)S2接，開關(guān)S1斷開：①紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)R使電表指針滿偏；②將電阻箱R1接在紅、黑表筆之間，當電阻箱的阻值調(diào)節(jié)到R1＇=__________Ω時，可以使電流表G的指針指在處。(4)通過上述探究，下列關(guān)于歐姆表實現(xiàn)不同倍率轉(zhuǎn)換的說法中正確的是__________。A.開關(guān)S1斷開時歐姆表倍率是開關(guān)S1閉合時歐姆表倍率的10倍B.開關(guān)S1斷開時歐姆表倍率是開關(guān)S1閉合時歐姆表倍率的100倍C.開關(guān)S1閉合時歐姆表倍率是開關(guān)S1斷開時歐姆表倍率的10倍D.開關(guān)S1閉合時歐姆表倍率是開關(guān)S1斷開時歐姆表倍率的100倍【答案】①.1②.9③.4500④.B【解析】【詳解】(1)[2]當選擇開關(guān)S2接b，開關(guān)S1閉合，此時多用電表為量程的電流表，則定值電阻R0的阻值為(2)[2]根據(jù)閉合電路歐姆定律解得(3)[3]根據(jù)閉合電路歐姆定律解得(4)[4]開關(guān)S1斷開時歐姆表的內(nèi)阻為開關(guān)S1閉合時歐姆表的內(nèi)阻為所以開關(guān)S1斷開時歐姆表倍率是開關(guān)S1閉合時歐姆表倍率的100倍。故選B。13.如圖所示，間距為d的兩平行線間存在垂直紙面向里的勻強磁場（含邊界），磁感應強度大小為B，在左邊界上M點處有一粒子源能射出帶負電的粒子。若粒子在紙面內(nèi)從M點垂直于左邊界以速度v射入磁場，在N點穿出磁場時速度方向與原來射入方向的夾角為。不計粒子重力。（1）求粒子的比荷和穿越磁場的時間；（2）若粒子在M點的速度沿順時針方向旋轉(zhuǎn)射入磁場，速度大小不變，求粒子穿越磁場的時間。

【答案】（1）；；（2）【解析】【詳解】（1）粒子在磁場中做勻速圓周運動，由幾何關(guān)系可知又由于可得粒子在磁場中運動的時間圓心角聯(lián)立解得（2）若在紙面內(nèi)將粒子在M點的速度沿順時針方向旋轉(zhuǎn)30°，則粒子恰能到達右側(cè)邊界并從左側(cè)邊界穿出，粒子在磁場中運動的時間圓心角聯(lián)立解得14.如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一直角坐標系xOy，第一象限存在垂直平面向里的磁場區(qū)域，磁感應強度沿y軸正方向不變，沿x軸正方向按照（為已知常數(shù)）的規(guī)律變化。一個質(zhì)量為m、邊長為L且位于第一象限內(nèi)的正方形導線框abcd電阻為R，初始時ad邊與x軸重合，ab邊與y軸重合，a點位于坐標原點O處。將導線框以速度v0沿與x軸正方向成拋出，一段時間后導線框速度恰好減為0，整個運動過程中導線框的兩鄰邊始終分別平行于兩坐標軸。，。求：（1）從導線框開始運動到速度恰好減為零的過程中，線框中產(chǎn)生的焦耳熱；（2）若導線框在時刻的水平分速度大小為v，此時導線框受到安培力的大小。【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）導線框邊與邊框受到的安培力大小相等，方向相反，可知導線框在豎直方向做豎直上拋運動，當導線框速度減為零時，其豎直方向上升的高度根據(jù)能量守恒，線框中產(chǎn)生的焦耳熱聯(lián)立解得（2）導線框在時刻的水平分速度大小為v，水平位移為x，則在此時刻導線框產(chǎn)生感應電動勢大小為導線框內(nèi)的感應電流大小為所以導線框受到安培力的大小為聯(lián)立解得15.如圖1所示，非線性元件H和定值電阻R串聯(lián)后與擊穿電壓為Um、電容為C的電容器并聯(lián)，通過單刀雙擲開關(guān)接在豎直放置、間距為L的兩平行光滑長直金屬導軌上端。有一勻強磁場與兩金屬導軌平面垂直，磁感應強度大小為B。現(xiàn)有一質(zhì)量為m的金屬桿ab始終水平且與導軌保持良好接觸。非線性電子元件H的U-I圖像如圖2所示，當流過H的電流大于或等于I0時，電壓穩(wěn)定為U0，且，。忽略回路中的電流對原磁場的影響，不計空氣阻力，金屬桿和導軌的電阻不計，重力加速度為g。（1）單刀雙擲開關(guān)接1時，由靜止釋放金屬桿，求金屬桿ab運動多長時間電容器被擊穿；（2）單刀雙擲開關(guān)接2時，由靜止釋放金屬桿，求金屬桿ab的最大速度。【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1