白河高中2021-2022學年第一學期期末考試高二年級物理試卷（實驗班）試卷總分：100分考試時間：100分鐘一.選擇題：本題共12小題，每小題4分，共計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。1.下列說法正確的是A.某物體帶電荷量有可能為3.3×10-19CB.由可知，當兩電荷間的距離r趨近于零時，靜電力將趨向無窮大C.若點電荷q1的電荷量大于q2的電荷量，則q1對q2的靜電力大于q2對q1的靜電力D.電場中某點的電場強度，由電場本身的性質決定，與試探電荷在該點所受的靜電力及電荷量均無關【答案】D【解析】【詳解】A．由可得物體所帶電荷量只能是元電荷的整數倍，某物體帶電荷量不可能為3.3×10-19C，A錯誤；B．適用于真空中的點電荷，當兩電荷間的距離r趨近于零時，兩個電荷不能當做點電荷處理，故當兩電荷間的距離r趨近于零時，不適用，B錯誤；C．q1對q2的靜電力與q2對q1的靜電力是一對作用力與反作用力，大小始終相等，與點電荷q1、q2的電荷量大小無關，C錯誤；D．電場中某點的電場強度，由電場本身的性質決定，與試探電荷在該點所受的靜電力及電荷量均無關，D正確；故選D。2.在地球同步軌道衛星軌道平面內運行的低軌道衛星，其軌道半徑為同步衛星半徑的，則該低軌道衛星運行周期為（）A.1h B.3h C.6h D.12h【答案】B【解析】【詳解】根據開普勒第三定律解得故選B。3.如圖所示，一帶負電粒子以某速度進入水平向右的勻強電場中，在電場力作用下形成圖中所示的運動軌跡。M和N是軌跡上的兩點，其中M點是軌跡的最右點，不計粒子受到的重力，下列說法正確的是A.粒子在電場中的加速度先增大后減小 B.粒子所受電場力的方向沿軌道方向C.粒子在M點的速率最大 D.粒子在電場中的電勢能先增大后減小【答案】D【解析】【詳解】A．粒子在勻強電場中所受的電場力不變，則加速度不變，選項A錯誤；B．帶負電的粒子所受電場力的方向水平向左，選項B錯誤；C．從N到M電場力做負功，則粒子在M點的速率最小，選項C錯誤；D．粒子從N到M電場力做負功，電勢能增加；然后從M向左下方運動，電場力做正功，電勢能減小，則粒子在電場中的電勢能先增大后減小，選項D正確；故選D.4.如圖所示，電熱水器金屬內膽出水口加接一個電阻，在電熱水器漏電且接地線失效時，能保障人安全。當熱水器漏電且接地線失效時，其金屬內膽與大地間電壓為220V，由于出水口處有電阻（簡稱“隔電電阻”），使人體兩端的電壓不高于12V，下列說法正確的是（）A.“隔電電阻”應選用阻值較小的電阻B.“隔電電阻”大于“人體電阻"，且兩者串聯C.熱水器漏電且接地線失效時，“隔電電阻”使人體內無電流通過D.在電熱水器漏電且接地線失效時，通過“隔電電阻”的電流遠大于通過人體的電流，所以人是安全的【答案】B【解析】【詳解】AB．根據題圖可知，人體和管道串聯，因此“隔電電阻”起到了分壓的作用，“隔電電阻”應選用阻值較大的電阻，使得“隔電電阻”分壓遠遠大于人體分壓，從而保護人體，A錯誤，B正確；CD．熱水器漏電且接地線失效時，人體內和“隔電電阻”會有相同電流通過，不過由于“隔電電阻”較大，使得通過人體的電流很小，CD錯誤。故選B。5.最近，我國為“長征九號”研制的大推力新型火箭發動機聯試成功，這標志著我國重型運載火箭的研發取得突破性進展．若某次實驗中該發動機向后噴射的氣體速度約為3km/s，產生的推力約為4.8×106N，則它在1s時間內噴射的氣體質量約為A.1.6×102kg B.1.6×103kg C.1.6×105kg D.1.6×106kg【答案】B【解析】【詳解】設該發動機在s時間內，噴射出的氣體質量為，根據動量定理，，可知，在1s內噴射出的氣體質量，故本題選B．6.如圖所示，紙面內豎直向上的長直絕緣導線通有向上的電流，導線左右有a、b兩點，它們相對于導線對稱，整個系統處于勻強外磁場中，外磁場的磁感應強度大小為B，方向垂直于紙面向外（未畫出）。若通電導線在a點產生的磁感應強度大小為B，則（）A.a點磁感應強度大小為BB.b點磁感應強度大小為BC.a、b兩點磁感應強度大小、方向都不同D.a點磁感應強度方向垂直紙面向里【答案】B【解析】【詳解】由右手螺旋定則可知，直導線在a點產生的磁場方向垂直紙面向里，在b點產生的磁場垂直紙面向外，由疊加原理可知，a點磁感應強度大小為方向垂直紙面向外，由于a、b兩點相對于導線對稱，則b點磁感應強度大小為方向垂直紙面向外故選B。7.如圖所示，圖中邊長為a的正三角形ABC的三個頂點分別固定有三個點電荷+q、+q、-q，則該三角形中心O點處的場強為（）

A.，方向由C指向O B.，方向由O指向CC，方向由O指向C D.，方向由C指向O【答案】C【解析】【詳解】O點是三角形的中心，到三個電荷的距離為三個電荷在O處產生的場強大小均，根據對稱性和幾何知識得知：兩個+q在O處產生的合場強為，再與-q在O處產生的場強合成，得到O點的合場強為方向由O指向C，故C正確，ABD錯誤。故選C8.如圖，空間某區域存在勻強電場和勻強磁場，電場方向豎直向上（與紙面平行），磁場方向垂直于紙面向里，三個帶正電的微粒a，b，c電荷量相等，質量分別為ma，mb，mc，已知在該區域內，a在紙面內做勻速圓周運動，b在紙面內向右做勻速直線運動，c在紙面內向左做勻速直線運動，下列選項正確的是（）A.ma>mb>mc B.mb>ma>mcC.mc>ma>mb D.mc>mb>ma【答案】B【解析】【詳解】由題意知mag=qEmbg=qE+Bqvmcg+Bqv=qE所以故選B。9.如圖所示，在勻強電場中有直角三角形OBC，電場方向與三角形所在平面平行，若三角形三點處的電勢分別用，已知＝0V，＝3V，＝6V，且邊長OB=cm，OC=6cm，則下列說法中正確的是A.勻強電場中電場強度的大小為200V/mB.勻強電場中電場強度的大小為V/mC.勻強電場中電場強度的方向斜向左下與OC夾角（銳角）為60°D.一個電子由C點運動到O點再運動到B點的過程中電勢能減少了3eV【答案】AC【解析】【詳解】AB.如圖，根據勻強電場的特點，OC中點D的電勢為3V，則BD為一條等勢線，電場方向如圖：由幾何關系得，O到BD的距離cm，根據可得V/m，故A正確，B錯誤；C.電場方向垂直于等勢面，并指向電勢降落的方向，由幾何關系，勻強電場中電場強度的方向斜向左下與OC夾角（銳角）為60°，故C正確；D.電場力做功只與初末位置有關，與路徑無關，由=3V，=6V，則一個電子由C點運動到B點的過程中電勢能增加了3eV，故D錯誤．10.如圖所示，直線MN上方有磁感應強度為B的勻強磁場.正、負電子同時從同一點O以與MN成30°角的同樣速度v射入磁場，設電子質量為m、電荷量為e，則()A.正、負電子在磁場中運動的半徑和周期是相同的B.正、負電子從磁場中射出點到O點的距離相等C.正、負電子在磁場中運動的時間差是D.正、負電子在磁場中運動的時間差是【答案】ABC【解析】【詳解】A．正、負電子在磁場中的回旋軌跡如圖所示由解得：粒子運動周期：所以正、負電子在磁場中運動的半徑和周期相同，故A正確；B．由圖根據幾何關系可知，正、負電子從磁場中射出點到O點的距離相等，都等于：故B正確；CD．正電子受力的方向向下，偏轉角是60°，在磁場中運動的時間為：負電子受力的方向向上，偏轉角是300°，在磁場中運動的時間為：射出的時間差為：故C正確，D錯誤；故選ABC。【點睛】本題考查帶電粒子在有界磁場中的運動，解題關鍵在于由幾何關系找出圓心和半徑，再由洛侖茲力充當向心力及圓的性質可得出幾何關系及轉動時間。11.如圖所示，電源的電動勢為E，內阻為r，R1、R2、R3為定值電阻（阻值均大于電源內阻r），R為滑動變阻器，A為理想電流表，V為理想電壓表。開關S閉合，一帶電油滴P靜止在平行金屬板之間，當滑動變阻器的滑片向a端移動時，下列說法正確的是（）A.電源輸出功率逐漸減小B.電壓表和電流表的讀數都變小C油滴P將向上運動D.R1和R3的功率都變小【答案】AC【解析】【詳解】B．當滑動變阻器的滑片向a端移動時，滑動變阻器接入電路的阻值變大，電路中的總電流變小，電源的內電壓、R1兩端的電壓都變小，則并聯部分電壓變大，通過R3的電流變大，則通過R2的電流變小，即電流表的讀數變小，R2兩端電壓變小，則電壓表的讀數變大，故B錯誤；A．由題意可知，外電路總電阻大于電源的內阻r，當外電阻增大時，電源的輸出功率逐漸減小，故A正確；C．電容器兩端的電壓與R3兩端的電壓相等，都變大，所以P向上運動，故C正確；D．R1兩端電壓變小，功率變小，通過R3的電流變大，R3的功率變大，故D錯誤。故選AC。12.如圖，一粗糙斜面固定在地面上，斜面頂端裝有一光滑定滑輪．一細繩跨過滑輪，其一端懸掛物塊N．另一端與斜面上的物塊M相連，系統處于靜止狀態．現用水平向左的拉力緩慢拉動N，直至懸掛N的細繩與豎直方向成45°．已知M始終保持靜止，則在此過程中（）A.水平拉力的大小可能保持不變B.M所受細繩的拉力大小一定一直增加C.M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加D.M所受斜面的摩擦力大小可能先減小后增加【答案】BD【解析】【詳解】如圖所示，以物塊N為研究對象，它在水平向左拉力F作用下，緩慢向左移動直至細繩與豎直方向夾角為45°的過程中，水平拉力F逐漸增大，繩子拉力T逐漸增大；對M受力分析可知，若起初M受到的摩擦力f沿斜面向下，則隨著繩子拉力T的增加，則摩擦力f也逐漸增大；若起初M受到的摩擦力f沿斜面向上，則隨著繩子拉力T的增加，摩擦力f可能先減小后增加．故本題選BD．二.實驗題（共14分）13.某同學用伏安法測量待測電阻的阻值。現有器材為：待測電阻R（阻值約為），電源（電動勢3V），滑動變阻器（阻值范圍），電流表（量程0~0.6A，0~3A），電壓表（量程0~3V，0~15V），開關，導線若干。實驗要求在測量電路中將電流表外接，滑動變阻器起限流作用。回答下列問題：（1）按照實驗要求在圖甲中畫出實物連線圖（）。（2）在連線正確后，閉合開關。電壓表和電流表的示數分別如圖乙和圖丙所示。由圖可知，電壓表讀數為______V，電流表讀數為________A。由此可得待測電阻的阻值為______Ω（計算結果保留2位小數）。【答案】①.見解析②.2.20③.0.48④.4.58【解析】【詳解】（1）[1]電流表采用外接，滑動變阻器采用限流法，因為電源電動勢為3V，則電壓表的量程選用3V，根據歐姆定律知，電流的最大值大約0.6A，則電流表量程選擇0.6A，根據實物圖進行連線，按照要求連接實物如圖（2）[2]電壓表3V量程的精確度為0.1V，估讀到0.01V，則；[3]電流表0.6A量程的精確度為0.02A，估讀到0.01A，則；[4]由部分電路的歐姆定律可得14.某同學研究小燈泡的伏安特性,所使用的器材有：小燈泡L(額定電壓3.8V，額定電流0.32A)電壓表V(量程3V，內阻3kΩ)電流表A(量程0.5A，內阻0.5Ω)固定電阻(阻值1000Ω)滑動變阻器R(阻值0～9.0Ω)電源E(電動勢5V，內阻不計)開關S，導線若干．（1）實驗要求能夠實現在0～3.8V的范圍內對小燈泡的電壓進行測量，畫出實驗電路原理圖____．（2）實驗測得該小燈泡伏安特性曲線如圖（a）所示．

由實驗曲線可知，隨著電流的增加小燈泡的電阻___(填“增大”“不變”或“減小”)，燈絲的電阻率____(填“增大”“不變”或“減小”)．（3）用另一電源(電動勢4V，內阻1.00Ω)和題給器材連接成圖（b）所示的電路，調節滑動變阻器R的阻值，可以改變小燈泡的實際功率，閉合開關S，在R的變化范圍內，小燈泡的最小功率為___W．(結果均保留2位有效數字)【答案】①.電路圖見解析；②.增大；③.增大；④.0.39【解析】【詳解】（1）[1]．因本實驗需要電流從零開始調節，因此應采用滑動變阻器分壓接法；因燈泡內阻與電流表內阻接近，故應采用電流表外接法；另外為了擴大電壓表量程，應用R0和電壓表串聯，故原理圖如圖所示；

（2）[3][4]．I-U圖象中圖象的斜率表示電阻的倒數，由圖可知，圖象的斜率隨電壓的增大而減小，故說明電阻隨電流的增大而增大；其原因是燈絲的電阻率隨著電流的增大而增大；（3）[5]．當滑動變阻器的阻值最大為9.0Ω時，電路中的電流最小，燈泡實際功率最小，由E=U+I（R+r）得U=-10I+4，作出圖線①如圖所示．由交點坐標可得U1=1.78V，I1=221mA，P1=U1I1≈0.39W；

三.計算題（共38分）15.如圖所示，在水平地面上固定一對與水平面傾角為α的光滑平行導電軌道，軌道間的距離為l，兩軌道底端的連線與軌道垂直，頂端接有電源．將一根質量為m的直導體棒ab放在兩軌道上，且與兩軌道垂直，已知通過導體棒的恒定電流大小為I，方向由a到b，重力加速度為g，在軌道所在空間加一豎直向上的勻強磁場，使導體棒在軌道上保持靜止．（1）求磁場對導體棒的安培力的大小；（2）如果改變導軌所在空間的磁場方向，試確定使導體棒在軌道上保持靜止的勻強磁場磁感應強度B的最小值和方向．【答案】（1）mgtanα（2）垂直軌道平面斜向上【解析】【分析】由題意可知考查安培力作用下靜態、動態平衡問題，根據平衡條件運用圖解法分析計算可得．【詳解】（1）導體棒受力如圖所示根據共點力平衡條件可知，磁場對導體棒的安培力的大小F安＝mgtanα.（2）要使磁感應強度最小，則要求安培力最小．根據受力情況可知，最小安培力F安min＝mgsinα，方向平行于軌道斜向上所以最小磁感應強度Bmin＝＝根據左手定則可判斷出，此時的磁感應強度的方向為垂直軌道平面斜向上．【點睛】當三個共點力中，有一個力大小、方向都不變，一個力方向不變，則另一個力有最小值．本題中當安培力垂直支持力時有最小值，對應的磁感應強度為最小值，由左手定則可確定磁感應強度的方向．16.如圖所示，一條軌道固定在豎直平面內，粗糙的ab段水平，bcde段光滑，cde是以O為圓心，R為半徑的一小段圓弧，可視為質點的物塊A和B緊靠在一起，中間夾有少量炸藥，靜止于b處，A的質量是B的3倍．某時刻炸藥爆炸，兩物塊突然分離，分別向左、右沿軌道運動．B到d點時速度沿水平方向，此時軌道對B的支持力大小等于B所受重力的3/4，A與ab段的動摩擦因數為μ，重力加速度g，求：（1）物塊B在d點的速度大小；（2）物塊A滑行的距離s．【答案】（1）；（2）；【解析】【詳解】（1）設物塊A和B的質量分別為和B在d處的合力為F，依題意①由牛頓第二定律得②③（2）設A、B分開時的速度分別為v1、v2，系統動量守恒④B由位置b運動到d的過程中，機械能守恒⑤A在滑行過程中，由動能定理⑥聯立③④⑤⑥，得⑦17.如圖所示，一帶電荷量為＋q、質量為m的小物塊處于一傾角為37°的光滑斜面