2021-2022学年吉林省长春希望高中高二上学期期末考试物理试题 解析版

吉林省长春希望高中2021-2022学年高二上学期期末考试物理试卷

本试卷分为第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间为90分钟。

注意事项：

1.答题前，考生必须将自己的姓名、准考证号填写清楚，并将准考证号准确的填涂在答题卡上。

2.选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字迹工整、笔迹清楚。

3.请按照题号顺序在各题目的区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。

4.保持卡面清洁，不要折叠、不要弄破、不准使用涂改液、刮纸刀。

第I卷 选择题（ 共48分）

一、单选题（共8道小题，每题3分）

1．两个电量分别为-2Q和+4Q的相同金属小球（均可视为点电荷），相距r时两小球间的库仑力大小为F，现将两小球相互接触后放回原处，则两小球间的库仑力大小变为（　　）

A．F B． C． D．

2．如图所示，粗细均匀的、电阻为r的金属圆环，放在图示的匀强磁场中，磁感应强度为B，圆环直径为l；长为l、电阻为的金属棒ab放在圆环上，以v0向右运动，当ab棒运动到图示虚线位置时，金属棒两端的电势差为（　　）

A．0 B．Blv0 

C． D．

3．如图所示为某污水流量计的原理简化模型。圆柱形管道置于水平桌面上，含有大量正、负离子的废液从管道左侧流入，从右侧流出。空间有平行于桌面且垂直于纸面向外的匀强磁场。若磁感应强度B及管道直径d均为已知，M、N为管道竖直截面的最高点和最低点，则（液体流量Q等于单位时间通过横截面的液体体积）（　　）

A．管道上部电势高于下部电势

B．带电离子所受洛伦兹力方向是水平方向

C．正、负离子所受洛伦兹力方向是相同的

D．只需测量M、N间的电压就能推算废液的流量

4．如图所示，O为两个等量异种电荷连线的中点，P为连线中垂线上的一点，对O、P两点的比较，正确的是(   )

A． B．

C．负电荷在P点的电势能大 D．正电荷在P点的电势能大

5．如图所示，电路中A、B为两块竖直放置的金属板，C是一只静电计，开关S合上后，静电计指针张开一个角度。下列说法正确的是（　　）

A．使A、B两板靠近一些，静电计指针张角增大

B．使A、B两板正对面积减小一些，静电计指针张角减小

C．断开开关S，使A板向右平移一些，静电计指针张角增大

D．断开开关S，在两板间插入有机玻璃，静电计指针张角减小

6．有一未知电阻Rx，为较准确地测出其阻值，先后用如下图（a）、（b）两种电路进行测试，利用（a）测得数据为“2.7 V5.0 mA”，利用（b）测得数据为“2.8 V4.0 mA”，那么，该电阻测得值较准确的数值及它比真实值偏大或偏小的情况是（　　）

A．560 Ω，偏大 B．560 Ω，偏小 C．700 Ω，偏小 D．700 Ω，偏大

7．如图所示，一个可自由转动的小磁针在水平方向上静止不动，一束带电的粒子从左向右沿水平方向飞过小磁针的正上方，关于小磁针的转动情况下列说法中正确的是（　　）

A．如果是带负电的粒子，S极转向纸外 

B．如果是带正电的粒子，N极转向纸外

C．如果是带负电的粒子，N极转向纸外 

D．无论带什么电，S极都转向纸外

8．如图所示，两个宽度均为a的竖直边界区域，区域内匀强磁场的磁感应强度的大小相等，方向相反，且与纸面垂直。现有直角边长为a的等腰直角三角形导线框从图示位置开始向右匀速穿过磁场区域。若以逆时针方向为电流的正方向，则线框中产生的感应电流i与线框移动的位移x的关系图象是（　　）

A． B．

C． D．

二、多选题（共6道小题，每题4分  部分选对得2分）

9．、、为一条电场线上的三点，一电子仅在电场力作用下由点经点向点运动，以点为零电势点，该电子运动过程中电势能随移动距离的变化规律如图所示，则下列说法中正确的是（　　）

A．该电场可能是孤立点电荷形成的电场

B．点的电场强度等于点的电场强度

C．电子由点运动到点的过程中电场力对其所做的功

D．电子在点的动能小于在点的动能

10．四个相同的小量程电流表（表头）分别改装成两个电流表、和两个电压表、已知电流表的量程大于的量程，电压表的量程大于的量程，改装好后把它们按图所示接法连入电路，则（　　）

A．电流表的读数大于电流表的读数

B．电流表指针的偏转角小于电流表指针的偏转角

C．电压表的读数小于电压表的读数

D．电压表指针的偏转角等于电压表指针的偏转角

11．一段电流元放在同一匀强磁场中的四个位置，如图所示，已知电流元的电流I、长度L和受力F，则可以用 表示磁感应强度B的是(　　)

A． B．

C． D．

12．如图所示，A1和A2是两个规格完全相同的灯泡，A1与自感线圈L串联后接到电路中，A2与可变电阻串联后接到电路中。先闭合开关S，缓慢调节电阻R，使两个灯泡的亮度相同，再调节电阻R2，使两个灯泡都正常发光，然后断开开关。对于这个电路，下列说法中正确的是（　　）

A．再闭合开关S时，A1和A2同时亮

B．再闭合开关S时，A2先亮，A1后亮

C．再闭合开关S，待电路稳定后，重新断开开关S，A1和A2都要过一会儿才熄灭

D．再闭合开关S，待电路稳定后，重新断开开关S，A2立刻熄灭，A1过一会儿熄灭

13．如图甲所示，线圈的匝数匝，横截面积。线圈总电阻，沿线圈轴向有水平方向的磁场，设图示磁场方向为正方向，磁场的磁感应强度随时间按如图乙所示规律变化，在内，下列说法正确的是（　　）

A．线圈内磁通量的变化量为

B．线圈内磁通量的变化率为

C．在a，b间接一个的电阻时，该电阻两端的电压为

D．在a，b间接一个的电阻时，该电阻两端的电压为

14．如图所示电路中，三只灯泡原来都正常发光，当滑动变阻器的滑动触头P向左移动时，下面判断正确的是（   ）

A．L1和L3变亮，L2变暗

B．L1变暗，L2变亮，L3亮度不变

C．L1中电流变化值小于L3中电流变化值

D．L1中电流变化值等于L3中电流变化值

第II卷 非选择题（共6题， 共52分）

三、实验题（15题每空2分，16题前两个空1分其他的每空2分共18分）

15．在相应横线上写出测量器材的读数：

（1）游标卡尺______；      （2）螺旋测微器______；

（3）电流表______A；          （4）电压表______V。

16．（10分）如图所示为某兴趣小组测量电池组的电动势和内阻的实验原理图，已知电池组的电动势约3 V，内阻约2 Ω。现提供的器材如下：

A．电池组

B．电压表V1(量程0～10 V，内阻约10 000 Ω)

C．电压表V2(量程0～3 V，内阻约3 000 Ω)

D．电阻箱R(0～99.9 Ω)

E．定值电阻R1＝20 Ω

F．定值电阻R2＝1 000 Ω

G．开关和导线若干

(1)如果要准确测量电源的电动势和内阻，电压表V应选择________(选填“B”或“C”)；定值电阻R0应选择________(选填“E”或“F”)。

(2)改变电阻箱的阻值R，记录对应电压表的读数U，作出的­-图像如图所示，图线与横、纵坐标轴的截距分别为－b、a，定值电阻的阻值用R0表示，则可得该电池组的电动势为_______，内阻为_______(用字母表示)。

(3)该实验测得的电动势与真实值相比________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)，内阻的测量值与真实值相比________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。

四、解答题（共4个题17题6分18题6分19题12分20题10分）

17．质量m＝0.02 kg的子弹以v0＝300 m/s的速度射入质量为M＝2 kg的静止在光滑的水平桌面的木块，子弹穿出木块的速度v＝100 m/s，求：

(1) 子弹射出木块时木块的速度；

(2) 若子弹射穿木块的时间为Δt＝0.02 s，子弹对木块的平均作用力F的大小．

18．如图所示，光滑金属直轨道MN和PQ固定在同一水平面内，MN、PQ平行且足够长，两轨道间的宽度L=0.5m，轨道左端接一阻值R=0.50Ω的电阻。轨道处于磁感应强度大小B=0.4T，方向竖直向下的匀强磁场中。质量m=0.5kg，电阻r=0.5Ω的导体棒ab垂直于轨道放置。导体棒在沿着轨道方向向右的力作用下，以速度v=5.0m/s做匀速直线运动，导体棒与轨道始终接触良好并且相互垂直。不计轨道的电阻，不计空气阻力。求： 

（1）棒产生的感应电动势E；

（2）电阻上消耗的功率P；

（3）保持导体棒做匀速运动的拉力F的大小。

19．如图所示，在y＞0的空间中存在匀强电场，场强沿y轴负方向；在y＜0的空间中，存在匀强磁场，磁场方向垂直xOy平面（纸面）向外。一电荷量为q、质量为m的带正电的运动粒子，经过y轴上y＝h处的点P1时速率为v0，方向沿x轴正方向；然后，经过x轴上x＝2h处的P2点进入磁场，并经过y轴上y＝－2h处的P3点。不计重力。求：

（1）电场强度的大小；

（2）粒子到达P2时的速度；

（3）磁感应强度的大小。

20．两根金属导轨平行放置在倾角为θ=30°的斜面上，导轨底端接有电阻R=8Ω，导轨自身电阻忽略不计。匀强磁场垂直于斜面向上，磁感强度B=0.5T。质量为m=0.1kg，电阻r=2Ω的金属棒ab由静止释放，沿导轨下滑。如图所示，设导轨足够长，导轨宽度L=2m，金属棒ab下滑过程中始终与导轨接触良好，当金属棒下滑h=3m时，速度恰好达到最大速度2m/s，求：

(1)滑动摩擦力的大小？

(2)此过程中电阻R上产生的热量？（g取10m/s2）

参考答案

1．D

【详解】

由库仑定律可知

两相同小球接触后，电荷先中和后均分，带电量均为+Q，则

故选D。

2．D

【详解】

感应电动势

左右侧圆弧均为半圆，电阻均为，并联的总电阻即外电路电阻

金属棒的电阻等效为电源内阻

金属棒两端的电势差为路端电压

故D正确。

故选D。

3．D

【详解】

ABC．根据左手定则，正离子受到竖直向下的洛伦兹力，负离子受到竖直向上的洛伦兹力，则N点电势高于M点电势，故ABC错误；

D．根据

可得液体流速

则废液的流量

由上式可知，只需测量M、N间的电压就能推算废液的流量，故D正确。

故选D。

4．A

【详解】

AB．等量异种电荷连线的中垂线是等势面，可知

根据电场线分布可知O点电场线较P点密集，可知

选项A正确，B错误；

CD．因PO两点电势相等，可知无论是正负电荷，在PO两点的电势能相等，选项CD错误。

故选A。

5．D

【详解】

AB．开关S闭合时，电容器的电压保持不变，则静电计的指针不发生改变，选项AB错误；

C．断开开关后，使A板向右平移，电容器的电容增大，电容器的电压减小，静电计指针变小，选项C错误；

D．断开开关后，在两板间插入有机玻璃，电容器的电容增大，电容器的电压减小，静电计指针变小，选项D正确。

故选D。

6．D

【详解】

比较（a）（b）两图电压读数，可知电压变化

可得

比较（a）（b）两图电流读数，可知电流变化

可得

可见

即电流变化明显，可见电压表电阻带来的影响比电流表电阻带来的影响大，故采用电流表内接的方法，即图（b）测量较准确

此种接法测量值偏大，故ABC错误，D正确。

故选D。

7．C

【详解】

ACD．如果是带负电的粒子，小磁针正上方电流的方向从右向左，根据安培定则知，小磁针所在位置的磁场方向垂直纸面向外，所以小磁针N极转向纸外，故C正确，AD错误；

B．如果是带正电的粒子，小磁针正上方电流的方向从左向右，根据安培定则知，小磁针所在位置的磁场方向垂直纸面向内，所以小磁针N极转向纸内，故B错误。

故选C。

8．A

【详解】

线框刚进入磁场时磁通量向外增加，感应磁场向里，因此感应电流方向为顺时针，电流i应为负；随着线框的运动，导线切割磁感线长度增加，感应电流增加，由于三角形边的长度为a，故在0-a距离内电流负方向增加；线框进入右边磁场之后，由楞次定律可知，磁通量向外减小，根据楞次定律可知感应电流为逆时针，且逐渐增加，且两边均切割磁感应线，感应电流方向一致，所以最大电流为完全进入磁场时的2倍；当线框出磁场的过程中，磁通量向里减小，根据楞次定律可知感应电流为顺时针负方向，且电流强度逐渐增大，故A正确、BCD错误。

故选A。

9．BC

【详解】

C．电子在、两点的电势能分别为和，且

说明电子由点运动到点时电势能增大，电场力做负功，电场力对其所做的功为

C正确；

D．电子所受的电场力对电子做负功，电子的动能减小，故电子在点的动能大于在点的动能，D错误；

A．由题图可知，从点到点，电子的电势能随移动距离均匀增加，则电势随移动距离也均匀增加，该电场一定为匀强电场，不可能为孤立点电荷形成的电场，、两点的电场强度相等，A错误，B正确。

故选BC。

10．AD

【详解】

AB．电流表的量程大于的量程，故电流表的内阻小于的内阻；由图可知，两电流表并联，故两流表两端的电压相等，两表由同一电流表改装而成，而将电流表扩大量程时为并联一小电阻，故相当于为四个电阻并联，故两表头中电流相同，故两表的偏角相同，因表量程大于表，故的读数比的读数大，A正确，B错误；

CD．电压表的量程大于的量程，故的电阻大于的电阻；两电压表串联，故通过两表的电流相等，故的读数比的读数大，两电压表串联，通过表头的电流相等，表头指针偏转角度相等，电压表的偏转角等于电压表的偏转角，C错误，D正确。

故选AD。

11．AC

【详解】

当通电导线垂直于磁场方向时，可用表示B，由图知AC正确，BD错误。

故选AC。

12．BC

【详解】

AB．再闭合开关S时，A2立刻导通，从而发光，电感L有阻碍电流变化的作用，A1在电感L的作用下，缓缓发光，故A错误，B正确；

CD．重新断开S后，A1、A2、电感L及滑动电阻器R组成一个回路，并且稳定时两灯都正常发光，电流相等，由于电感的作用，在断开S后，该回路仍有电流通过，所以两灯泡都要过一会才熄灭，故C正确，D错误。

故选BC。

13．BD

【详解】

A．由图乙可知，线圈内磁通量的变化量为

故A错误；

B．线圈内磁通量的变化率为

故B正确；

CD．由法拉第电磁感应定律得线圈产生的感应电动势为

在a，b间接一个的电阻时，该电阻两端的电压为

故D正确，C错误。

故选BD。

14．AC

【详解】

AB、当滑片左移时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知电路中总电流增大，故L1变亮；电路中总电流增大，故内电压及R0、L1两端的电压增大，而电动势不变，故并联部分的电压减小，故L2变暗；因L2中电流减小，干路电流增大，故流过L3的电流增大，故L3变亮，A正确B错误．

CD、因L1中电流增大，L3中电流增大，而L2中电流减小；开始时有：I1=I2+I3，故L3上电流变化量大于LI上的电流变化量，C正确D错误．

15．5.02    4.812-4.815    0.44    2.20   

【详解】

(1)[1]游标卡尺的读数为

50mm+2×0.1mm=50.2mm=5.02cm

(2)[2]螺旋测微器的读数为

4.5mm+31.5×0.01mm=4.815mm

(3)[3]电流表量程0.6A，最小分度为0.02A，不需要估读到下一位，故读数为0.44A。

(4)[4]电压表量程为3V，最小分度为0.1V，需估读到0.01V，故读数为2.20V。

16．解析：(1)电压表V1的量程太大，使得电压表指针的偏角太小，测量误差太大，R2＝1 000 Ω的定值电阻太大，使得电压表指针的偏角太小，且在改变电阻箱阻值时，电压表的示数变化不明显，故电压表选择C，定值电阻选择E。

(2)由闭合电路欧姆定律得U＝E－(r＋R0)，

化简得＝·＋，则有k＝＝，a＝，

解得E＝，r＝－R0。

(3)考虑到电压表的分流作用，

则有E＝U＋(r＋R0)，

变形得＝·＋＋，纵轴截距变大，为＋，计算时依然用＝·＋求解E和r，则求得的值均偏小。

答案：(1)C　E　(2)　－R0　(3)偏小　偏小

17．（1）2 m/s.(2)200 N

【解析】(1) 由子弹打木块过程动量守恒，规定子弹初速度方向为正方向，

mv0＝mv＋Mv′，解得v′＝2 m/s.

(2) 对木块由动量定理FΔt＝Mv′－0，

解得F＝200 N.

18．（1）1.0V；（2）0.5W；（3）0.2N

【详解】

（1）导体棒匀速运动，感应电动势

（2）导体棒上通过的感应电流

电阻上消耗的功率

（3）导体棒匀速，受力平衡

此时

解得

19．（1）；（2）v0，方向与x轴正方向成45°角；（3）

【详解】

（1）粒子在电场中做类平抛运动，设粒子从P1到P2的运动时间为t，电场强度的大小为E，粒子在电场中的加速度为a，由牛顿第二定律及运动学公式有

联立可得

（2）设粒子到达P2时速度为v，方向与x轴正方向的夹角为θ，其竖直分速度为v1，则

解得

则

速度的大小为

。

（3）如图是粒子在电场、磁场中运动的轨迹图。设磁场的磁感应强度为B，在洛伦兹力作用下粒子做匀速圆周运动的半径为r，根据几何关系可知

由牛顿第二定律

所以

20．(1)0.3N；(2)0.8J

【详解】

(1)由

E=BLv，

得安培力

设金属棒下滑过程所受摩擦力大小为f，则由平衡条件得到

mgsin30°=f+F

联立得

(2) 在金属棒ab静止释放到速度刚达到最大的过程中，金属棒的重力转化为金属棒的动能、焦耳热和摩擦生热，根据能量守恒定律得，电路中产生的焦耳热为

代入解得，

Q=1J

则电阻R上产生的热量为