浙江省温州市2021-2022学年高二上学期期末教学质量统一检测物理试题含解析

2021学年第一学期温州市高二期末教学质量统一检测

物理试题

考生须知：

1. 本试题卷分选择题和非选择题两部分，共6页，满分100分，考试时间90分钟。

2. 考生答题前，务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔成钢笔填写在答题卷上。

3. 选择题的答案须用2B铅笔将答题卷上对应题目的答案标号涂黑，如要改动，须将原填涂处用橡皮擦净。

4. 非选择题的答案须用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题卷上相应区域内，作图时可先使用2B铅笔，确定后须用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑，答案写在本试题卷上无效。

5. 可能用到的相关公式或参数：重力加速度取。

选择题部分

一、选择题Ⅰ（本题共12小题，每小题3分，共36分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）

1. 下列物理量属于矢量的是（    ）

A. 磁通量 B. 电势能 C. 电流强度 D. 磁感应强度

【答案】D

【解析】

【详解】标量是只有大小，没有方向的物理量，矢量是既有大小又有方向、运算时遵循平行四边形定则的物理量，磁通量、电势能、电流强度都为标量，而磁感应强度是矢量。

故选D。

2. 下列说法正确的是（    ）

A. 普朗克常量的单位是

B. 电阻率的单位是

C. 静电力常量的单位是

D. 自感系数的单位是

【答案】A

【解析】

【详解】A．由光子的能量公式

可得

可知的单位为

故A正确；

B．由电阻定律

可得

则电阻率的单位是，故B错误；

C．由

可得

静电力常量的单位是，故C错误；

D．由自感电动势为

可得

自感系数的单位是

故D错误。

故选A。

3. 能源、信息、材料是现代社会发展的三大支柱，下列说法不正确的是（    ）

A. 可以利用半导体材料制作光敏电阻

B. 煤、石油、天然气等都是不可再生能源

C. 手机利用电磁波传递信息，微波炉利用电磁波加热食物

D. 射线具有很高的能量、穿透能力很强，可以检查人体内部器官

【答案】D

【解析】

【详解】A．半导体材料可以用来制作光敏电阻，故A正确，不符合题意；

B．煤、石油、天然气等都是不可再生能源，故B正确，不符合题意；

C．手机利用电磁波传递信息，微波炉利用电磁波加热食物，故C正确，不符合题意；

D．射线具有很高的能量、穿透能力很强，对人体内部器官有损害，故D错误，符合题意。

故选D。

4. 下列有关说法正确的是（    ）

A. 安培发现电流的磁效应

B. 麦克斯韦预言电磁波的存在，赫兹捕捉到了电磁波

C. 库仑发现库仑定律并测出静电力常量

D. 法拉第发现电磁感应现象并得出法拉第电磁感应定律

【答案】B

【解析】

【详解】A．奥斯特发现电流的磁效应，安培提出分子电流假说，故A错误；

B．麦克斯韦预言电磁波的存在，赫兹捕捉到了电磁波，故B正确；

C．库仑发现库仑定律，但他没有测出静电力常量，故C错误；

D．法拉第发现电磁感应现象，纽曼和韦伯得出法拉第电磁感应定律，故D错误。

故选B。

5. 如图甲为磁电式电流表的结构，图乙为极靴和铁质圆柱间的磁场分布，线圈、两边通以图示方向的电流，线圈两边所在处的磁感应强度大小相等。则（    ）

A. 该磁场为匀强磁场

B. 线圈将逆时针转动

C. 线圈平面总与磁场方向垂直

D. 线圈转动过程中两边、受安培力大小不变

【答案】D

【解析】

【详解】A．该磁场不是匀强磁场而是均匀辐向磁场，匀强磁场应该是一系列平行的磁感线方向相同，故A错误；

B．由左手定则可知，a受到的安培力向上，b受到的安培力向下，故线圈顺时针旋转，故B错误；

C．由图可知，线圈平面总与磁场方向平行，故C错误；

D．a、b导线始终与磁感线垂直，故受到的安培力大小总为IlB，故D正确。

故选D。

6. 如图甲所示为一台小型发电机构造示意图。当线圈转动时，产生的电动势随时间变化的图像如图乙所示。发电机线圈的内阻为，外接灯泡的电阻为，则（    ）

A. 电压表的示数为

B. 电流表的示数一直变化

C. 小灯泡的功率为

D. 在时刻，穿过线圈的磁通量最大

【答案】C

【解析】

【详解】A．交流电压表示数为电压的有效值，由乙图知线圈电动势最大值为，则根据正弦式交变电流有效值和最大值的关系可知，其有效值，对整个闭合电路，由闭合电路欧姆定律

解得

I=0.6A，U=5.4V

所以电压表示数为5.4V，故A错误；

B．交流电流表显示的是电流的有效值，为0.6A，保持不变，故B错误；

C．由可解得

P=

故C正确；

D．在时刻，线圈上电动势达到最大值，由法拉第电磁感应定律可知此刻磁通量的变化率最大，磁通量为零，故D错误。

故选C。

7. 如图所示，在两水平金属板构成的器件中存在匀强电场与匀强磁场，电场强度和磁感应强度相互垂直，从点以水平速度进入的不计重力的带电粒子恰好能沿直线运动。下列说法正确的是（    ）

A. 粒子一定带正电

B. 粒子的速度大小

C. 若增大，粒子所受的电场力做负功

D. 若粒子从点以水平速度进入器件，也恰好能做直线运动

【答案】C

【解析】

【详解】AB．粒子从左射入，若带负电，则受到向上的电场力，和向下的洛伦兹力，若带正电，则受到向下的电场力和向上的洛伦兹力，只要满足

即速度

粒子就能做直线运动通过，故AB错误；

C．若增大，则洛伦兹力大于电场力，粒子向洛伦兹力方向偏转而做曲线运动，则电场力做负功，故C正确；

D．若粒子从点以水平速度进入器件，电场力和洛伦兹力同向，粒子将做曲线运动，即速度选择器的电场和磁场确定之后，也就确定了入口为P，出口为Q，故D错误。

故选C。

8. 如图所示为LC振荡电路中电容器极板上的电量q随时间t变化的图线，下列说法正确的是：

A. 在t1时刻，电路中的磁场能最大

B. 从t1到t2，电路中的电流值不断变大

C. 从t2到t3，电容器不断放电

D. 在t4时刻，电容器的电场能最大

【答案】B

【解析】

【分析】电路中由L与C构成的振荡电路，在电容器充放电过程就是电场能与磁场能相化过程．q体现电场能，i体现磁场能．

【详解】A、在t1时刻，电路中的q最大，说明还没放电，所以电路中无电流，则磁场能最小．故A错误；

B、在t1到t2时刻电路中的q不断减小，说明电容器在不断放电，由于线圈作用，电路中的电流在不断增加．故B正确；

C、在t2到t3时刻电路中的q不断增加，说明电容器在不断充电，故C错误；

D、在t4时刻电路中的q等于0，说明电容器放电完毕，则电场能最小，故D错误；

故选B

【点睛】电容器具有储存电荷的作用，而线圈对电流有阻碍作用．

9. 如图甲所示，面积为的100匝线圈处在匀强磁场中，线圈电阻，磁场方向垂直于线圈平面向里，已知磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，定值电阻。下列说法正确的是（    ）

A. 线圈中产生的感应电动势均匀增大

B. 、两点间电压为

C. 点电势比点电势低

D. 内通过电阻的电荷量为

【答案】D

【解析】

【详解】A．由图乙可知B随t均匀变化，所以线圈中的磁通量变化率恒定，产生的感应电动势恒定，故A错误；

B．根据法拉第电磁感应定律可得线圈产生的感应电动势大小为

根据闭合电路欧姆定律可得、两点间电压为

故B错误；

C．根据楞次定律可知电流从a点流出、b点流入，所以a点电势比b点电势高1.2V，故C错误；

D．通过电阻的电流为

内通过电阻的电荷量为

故D正确。

故选D。

10. 如图所示，两等量负点电荷固定在、两点。以、的连线中点为原点，沿、连线的中垂线建立轴。选无穷远处的电势为零。则关于轴上各处的电场强度、电势随轴坐标的变化规律，下列图像较合理的是（    ）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】AB．根据两个等量负点电荷电场特点，在x轴上O点右侧，电场方向向左（沿x轴负方向），从O点到无穷远处，场强E先增大后减小；在在x轴上O点左侧，电场方向向右（沿x轴正方向），从O点到无穷远处，场强E先增大后减小；故A正确，B错误；

CD．根据两个等量负点电荷中垂线上电场线指向O点的特点可知，O点是中垂线上电势最低的点，以无穷远处电势为零，则越接近O点，电势越低，为负值，故CD都错误。

故选A。

11. 如图所示为远距离输电示意图，某个小水电站发电机的输出功率为，发电机的电压为。通过升压变压器升高电压后向远处输电，输电线总电阻为，在用户端用降压变压器把电压降为。要求在输电线上损失的功率控制为（即用户得到的功率为）。下列说法正确的是（    ）

A. 输电线上通过的电流为

B. 降压变压器的输入电压为

C. 升压变压器的匝数比为

D. 降压变压器的匝数比为

【答案】C

【解析】

【详解】A．输电线上通过的电流

故A错误；

B．输电线上损失的电压

升压变压器的输出电压

则降压变压器输入电压

故B错误；

C．升压变压器的匝数比

故C正确；

D．降压变压器的匝数比

故D错误。

故选C。

12. 如图所示，在圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，是圆的一条直径。一带正电的粒子从点射入磁场，速度大小为，方向与成角时恰好从点飞出磁场，粒子在磁场中运动的时间为。若仅将速度大小改为，则粒子在磁场中运动的时间为（不计带电粒子所受重力）（    ）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】设圆形区域的半径为R，如图所示，当粒子从b点飞出磁场时，根据几何关系可知粒子转过的圆心角为60°，且粒子运动半径为

根据牛顿第二定律有

解得

若仅将速度大小改为，则粒子运动半径变为

如图所示，根据几何关系可知粒子转过的圆心角为120°。同一种粒子在磁场中运动时间正比于转过的圆心角，所以粒子速度大小改变后在磁场中运动的时间为

故选C。

二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题3分，共9分。每小题列出的四个备选项中至少有一个符合题目要求的，全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的0分）

13. 如图所示的电路中，、均为定值电阻，为光敏电阻（阻值随光照强度的增大而减小），电源的电动势为，内阻为，电压表和电流表均为理想电表。开关闭合后，当照射到的光照强度增大时，下列说法中正确的是（    ）

A. 电压表示数变大 B. 电流表示数变小

C. 电容器所带电荷量增加 D. 的功率变小

【答案】CD

【解析】

【详解】AB．当照射到的光照强度增大时，阻值减小，减小，导致外电阻减小，根据闭合电路欧姆定律

外电阻减小，总电流I总增大，路端电压U减小，则并联部分电压

得U并减小，所以电压表示数变小；

减小，减小，I总增大，可知电流表示数增大，故AB错误；

C．电容器两端电压等于两端电压

UR1=I总R1

随I总增大而增大，根据

知电容器所带电荷量增加，故C正确；

D．的功率

U并减小，的功率变小，故D正确。

故选CD。

14. 如图所示，是自感系数很大的线圈，其自身电阻几乎为0。和是两个相同的小灯泡。下列说法正确的是（    ）

A. 开关由断开变为闭合瞬间，、灯泡同时变亮

B. 开关闭合后，、灯泡亮度差不多

C. 开关由闭合变为断开瞬间，、都闪一下变暗

D. 开关由闭合变为断开瞬间，闪一下变暗，立即变暗

【答案】AD

【解析】

【详解】AB．刚闭合S时，电源的电压同时加到两灯上，A、B同时亮，随着L中电流增大，由于线圈L直流电阻可忽略不计，分流作用增大，B逐渐被短路直到熄灭，外电路总电阻减小，总电流增大，A灯更亮，故A正确，B错误；

CD．灯泡B与线圈L构成闭合回路，所以稳定后再断开开关S后，灯泡B由暗变亮再逐渐熄灭，灯泡A立即熄灭，故C错误，D正确；

故选AD。

15. 下列四幅图所涉及物理知识，说法正确的是（    ）

A. 图甲中避雷针的工作原理是静电屏蔽

B. 图乙中电磁炉加热食物是利用涡流加热

C. 图丙中手机无线充电是利用电磁感应原理

D. 图丁中射电望远镜是在无线电波段观测天体

【答案】BCD

【解析】

【详解】A．图甲中避雷针的工作原理是尖端放电，故A错误；

B．图乙中电磁炉加热食物是利用涡流加热，故B正确；

C．图丙中手机无线充电是利用电磁感应原理，故C正确；

D．图丁中射电望远镜是在无线电波段观测天体，故D正确。

故选BCD。

非选择题部分

三、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分）

16. 在“观察电容器的充、放电现象”实验中，

（1）用如图1所示的电容器做实验，电容器外壳上面标明的“”的含义是__________

A. 电容器的击穿电压为

B. 电容器的额定电压为

C. 电容器在电压下才正常工作

（2）把干电池、电阻箱、电容器、微安表、开关连成如图2所示的实验电路，闭合开关，观察到微安表指针偏转情况为__________

A. 逐渐变大后保持不变

B. 逐渐变大后迅速回到0

C. 迅速偏转到某一刻度后保持不变

D. 迅速偏转到某一刻度后逐渐减小

（3）电流传感器可以像电流表一样测量电流，不同是反应比较灵敏，可以和计算机相连直接显示电流与时间的变化图象。按如图3所示电路图连接好实验电路，开关与2接通待充电完成后，开关与1接通，电容器通过电阻放电，通过电阻的电流方向为__________（填“向左”或“向右”）。电流传感器将电流信息传入计算机，显示出电流随时间变化的图像如图4所示。根据图像估算出电容器全部放电过程中释放的电荷量为__________（保留三位有效数字）。

【答案】    ①. B    ②. D    ③. 向右    ④. ####

【解析】

【详解】（1）[1]电容器外壳上面标明的“”的含义是电容器的额定电压为，故选B。

（2）[2]闭合开关，电容器将充电，随着电容器所带电荷量逐渐增大，其两端电压逐渐增大，充电电流逐渐减小，所以此过程中微安表的指针会迅速偏转到某一刻度，然后逐渐减小，故选D。

（3）[3]根据电源正负极位置可知电容器充电后上极板带正电，所以其放电时通过电阻R的电流方向为向右。

[4]I-t图像与坐标轴所围的面积表示电容器全部放电过程中释放的电荷量，由图可知

17. 在“金属丝电阻率的测量”实验中。实验室器材有：一段粗细均匀的待测金属丝、电压表（）、电流表（）、两节干电池组、滑动变阻器、刻度尺、螺旋测微器、开关和导线若干。

（1）用刻度尺测量接入电路的金属丝长度；用螺旋测微器测金属丝的直径，其示数如图1所示，则金属丝直径__________；

（2）某同学设计了如图2所示的实验电路。在开关闭合前，请你帮该同学再检查一下这个电路。请指出电路中错误的或不合理的一处__________；

（3）电路正确调整后，改变滑动变阻器的阻值进行五次测量，获得五组、的数据。为使测量结果更准确，用平均值的方法来测定电阻丝的电阻。实验小组用表格、B记录和处理数据，你认为比较合理的是__________（填“”或“B”）；

B

（4）用测得的物理量表示金属丝的电阻率为___________ 。（用、、表示）

【答案】    ①. 0.796#0.797#0.798#0.799    ②. 电流表量程应选择，滑动变阻器滑片应置于最左端    ③. B    ④.

【解析】

【详解】（1）[1]螺旋测微器读数是固定刻度读数加可动刻度读数，图中读数为

（2）[2] 电流表量程应选择，滑动变阻器滑片应置于最左端；

（3）[3]金属丝两端电压、电流不同时，金属丝的阻值不同，所以每一组数据中电压与电流是瞬时对应关系，不能取各组中电压（电流）的平均值来进行计算电阻，所以B的处理方式合理；

（4）[4] 根据电阻定律有

联立得

四、计算题（本题共4小题，共39分。要求画出必要的图形，写出必要的文字说明、重要的方程式和演算步骤，有数值计算的必须明确写出数值和单位）

18. 如图所示，两平行光滑金属导轨间的距离，金属导轨所在的平面与水平面夹角，空间内存在匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势、内阻的直流电源。现把一质量的导体棒放在金属导轨上，当电阻箱的电阻调为时，导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，金属导轨和导体棒电阻不计，，。

（1）求通过导体棒的电流大小；

（2）若磁场方向竖直向下，求磁感应强度的大小；

（3）保持导体棒静止，磁感应强度至少多大，此时方向如何？

【答案】（1）；（2）；（3）至少为，方向垂直斜面向下

【解析】

【详解】（1）根据闭合回路欧姆定律

可得

（2）设安培力为F，根据平衡情况可知

可得

（3）根据平衡情况可知，当最小时F最小，沿斜面向上，则

解得

由左手定则知方向垂直斜面向下。

19. 如图甲所示，是一长的绝缘水平轨道，固定在离水平地面高处。一质量、电荷量的可视为质点的滑块静止处于点。从时刻开始，在上方空间加如图乙所示的电场，方向水平向右为正方向。已知滑块与轨道间动摩擦因数。求：

（1）末滑块的速度大小；

（2）滑块运动到处速度大小；

（3）滑块落地点距点的水平距离。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）内滑块向右做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可得

解得

根据匀变速运动公式，末速度

可得

（2）内滑块向右运动的位移

解得

后滑块做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律可得

可得

滑块到点时的速度，根据匀变速运动公式

可得

（3）滑块从点飞出做平抛运动

解得

20. 如图所示，一电子静止开始经电场加速后，沿平行于板面的方向射入偏转电场，射出后进入垂直纸面向外的匀强磁场。两板间的电场看做匀强电场，忽略两板边缘的电场。、是磁场的边界，宽度为。若加速电场电压为时，电子射出偏转电场时速度方向与水平方向夹角为。现调整加速电场的电压，使电子射出偏转电场时速度方向与水平方向夹角为，电子刚好没能从边界射出磁场。已知电子的电荷量为，质量为。求：

（1）加速电压为时，电子射入偏转电场时的初速度；

（2）调整后的加速电场电压；

（3）匀强磁场的磁感应强度大小。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）根据动能定理

可得

（2）设偏转电场的板长为，电子在偏转电场中的加速度为a，则

则射出偏转电场的速度方向与水平方向的夹角满足关系

联立可得

改变加速电压，电子在偏转电场中的加速度不变，反比于加速电压。

当加速电压为时，则时，加速电场电压

（3）根据调整后的加速电场电压为，则进入偏转电场的速度为

可得进入磁场的速度大小

由于电子刚好没能从磁场边界射出，轨迹恰好与边界相切

得

由圆周运动规律

联立解得

21. 如图所示，宽度为的光滑平行金属导轨Ⅰ，左端连接阻值为的电阻，右端连接半径为的四分之三光滑圆弧导轨，圆弧最高端与足够长且宽度为的水平粗糙平行金属导轨Ⅱ右端对齐、上下错开。圆弧所在区域有磁感应强度为、方向竖直向上的匀强磁场，导轨Ⅱ所在区域有磁感应强度为、方向竖直向上的匀强磁场。导轨Ⅱ左端之间连接电动势为、内阻为的直流电源。一根质量为、电阻为金属杆从导轨Ⅰ上处静止释放，沿着圆弧运动到最低处时，对轨道的压力为。金属杆经过最低处时施加外力使金属杆沿圆弧轨道做匀速圆周运动，到时立即撤去外力，金属杆进入导轨Ⅱ穿过、叠加磁场区域后，在磁场区域做加速运动，运动一段时间后达到稳定速度，运动过程中导轨Ⅱ对金属杆的摩擦力为。金属杆与导轨始终接触良好，导轨的电阻不计，求：

（1）金属杆滑至处时的速度大小；

（2）金属杆从处滑至处的过程中，通过电阻的电荷量；

（3）金属杆从处运动到处的过程中，外力对金属杆所做的功；

（4）若导轨Ⅱ所在区域的匀强磁场的磁感应强度大小可调节，求稳定速度的最大值。

【答案】（1）；（2）；（3）；（4）

【解析】

【详解】（1）由牛顿第三定律，在处时轨道对金属杆的支持力

解得

（2）金属杆从处滑至处的过程中，回路中磁通量变化量

通过电阻的电荷量

（3）金属杆从处运动到处的过程中，通过的为余弦交流电，电动势峰值

电流峰值

电流有效值

运动时间

产生的焦耳热

对金属杆在全过程中使用动能定理

解得：

（4）稳定时回路中的电流为

化简可得

可知当时，可得

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