2021-2022学年湖南省邵阳市邵东市第一中学高二上学期期中考试物理试题（解析版）

2021-2022学年湖南省邵阳市邵东市第一中学高二上学期期中考试物理试题（解析版）

考试时间：75分钟

注意事项：

1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息

2.请将答案正确填写在答题卡上

第I卷（选择题）

一、单选题（每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中只有一项符合题目要求。）

1. 下列现象中，属于电磁感应现象的是（　　）

A. 闭合线圈靠近磁铁时产生电流

B. 通电线圈在磁场中受磁场作用力转动

C. 磁铁吸引小磁针

D. 小磁针在通电导线附近发生偏转

【答案】A

【解析】

【分析】产生感应电流现象是电磁感应现象，感应电流的产生条件是闭合回路磁通量发生变化。

【详解】A.闭合线圈靠近磁铁时，闭合回路磁通量发生变化，产生感应电流，是电磁感应现象，故A正确；
B.通电线圈在磁场中发生转动属于电流受到安培力的作用产生的，不是电磁感应现象，故B错误；
C.磁铁吸引小磁针属于磁现象，不是电磁感应现象，故C错误；
D.小磁针在通电导线附近发生偏转是由于电流产生磁场引起的，不是电磁感应现象，故D错误。
故选A。

2. 关于静电平衡，下列说法中不正确的是（　　）

A. 当导体达到静电平衡时，导体上任意两点间的电势一定相等

B. 当导体达到静电平衡时，其外表面附近的电场方向一定与导体的表面垂直

C. 绝缘体也有静电平衡状态

D. 达到静电平衡时，电荷分布在导体的外表面

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A．当导体达到静电平衡时，导体是等势体，导体上任意两点间的电势一定相等，故A正确；

B．当导体达到静电平衡时，导体是等势体，其外表面附近的电场方向一定与导体的表面垂直，故B正确；

C．绝缘体内部几乎没有自由电荷，不会达到静电平换状态，故C错误；

D．达到静电平衡时，电荷分布在导体的外表面，内部电中性，故D正确。

本题选不正确项，故选C。

3. 如图所示，一匀强电场平行于纸面，由A、B、C、D、E、F六个点组成了一个边长为a=1cm的正六边形，已知=3V，=-1V，=0V，一质子沿BD方向射入该电场。则下列说法正确的是（　　）

A. 质子沿BD方向运动电场力不做功

B. 该电场的电场强度为100V/m

C. 该电场中A点电势为=1V

D. 如果质子从CD中点经过，则该质子在中点的电势能为-0.5eV

【答案】D

【解析】

【详解】A．因为是匀强电场，=3V，=-1V ，可知BD与FC的交点G点的电势为0，可知BD为等势面，场强沿FC方向斜向上，则质子沿BD方向射入该电场，受到的电场力沿FC方向，电场力做正功，选项A错误；

B．电场强度为

B错误；

C．因AF与CD平行，所以

φA-φF=φC-φD

则

=2V

选项C错误；

D．CD中点的电势为-0.5 V，质子在CD中点的电势能为-0.5eV，选项D正确。

故选D。

4. 两个可自由移动的点电荷分别放在A、B两处，如图所示。A处电荷带正电Q1，B处电荷带负电Q2，且Q2=2Q1，另取一个可以自由移动的电荷Q3放在AB连线上。欲使整个系统处于平衡状态，则（　　）

A. Q3为负电荷，且放于A左方 B. Q3为负电荷，且放于B右方

C. Q3为正电荷，且放于AB之间 D. Q3为正电荷，且放于B右方

【答案】A

【解析】

分析】

【详解】假设Q3放在Q1、Q2之间，那么Q1对Q3的电场力和Q2对Q3的电场力方向相同，Q3不能处于平衡状态，所以假设不成立，设Q3所在位置与Q1的距离为r13，Q3所在位置与Q2的距离为r23，并且处于平衡状态，所以Q1对Q3的电场力大小等于Q2对Q3的电场力大小

由于，所以

所以Q3位于Q1的左方，根据同种电荷排斥，异种电荷吸引，可判断Q3带负电，故A正确，BCD错误。

故选A。

5. 将两个定值电阻、电阻箱和理想电压表按照如图所示方式连接，其中电源的内阻为r，且，闭合开关，逐渐增大电阻箱的阻值，同时观察电压表的示数，使其读数增加ΔU，则在该过程中（　　）

A. 如果流过电阻箱的电流改变ΔI，则

B. 定值电阻R2两端的电压逐渐减小，且减少量为ΔU

C. 如果流过定值电阻R2的电流改变ΔI2，则

D. 电源的输出电压增加了ΔU

【答案】C

【解析】

【详解】A．逐渐增大电阻箱的阻值时，电路中总电阻增大，总电流减小，电压表的示数增大，通过R1的电流增大，根据并联电路分流规律可知，流过R1的电流增加量ΔI1小于流过电阻箱的电流变化量ΔI，则有，A错误；

B．外电路总电阻增大时，总电流减小，则R2的电压减小，由于路端电压增大，所以R2两端的电压减少量一定小于ΔU，B错误；

C．如果流过定值电阻R2的电流改变ΔI2，根据闭合电路欧姆定律得

可得

故C正确；

D．因为，电压表读数增加ΔU，由于电阻R2的电压减小，减少量小于ΔU，则电源输出电压增加量小于ΔU，D错误。

故选C。

6. 已知日地距离为，天王星和地球的公转周期分别为T和，则天王星与太阳的距离为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】天王星和地球绕太阳做圆周运动，根据开普勒第三定律

解得

故选A。

二、多选题（每小题5分，共20分，在每小题给出的四个选项中有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）

7. 有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I，设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电荷量为e，此时电子定向移动的平均速率为v，在t时间内，通过导线横截面的自由电子数可表示为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】AC

【解析】

【详解】AB．通过铜导线横截面的自由电子数目可表示为单位体积的自由电子数乘以体积，即

故A正确，B错误；

CD．根据电流的定义式

则通过铜导线横截面的自由电子数目可表示为

故C正确，D错误。

故选AC。

8. 一对长度为L的平行金属板如图1所示，在两板之间加上如图2所示的电压。现沿两板间的中轴线从左端向右端连续不断地射入初速度v0=的相同带电粒子(重力不计)，若所有粒子均能从两极板间飞出，则（　　）

A. 所有粒子在两极板间运动的时间均为T

B. 一个周期T内，粒子飞出两极板时的速度不可能相同

C. 粒子飞出时的最小偏转位移与最大偏转位移大小之比是 1∶3

D. 粒子飞出时的最小偏转位移与最大偏转位移大小之比是1∶4

【答案】AC

【解析】

【详解】A．粒子在水平方向做匀速运动，由于

L=v0t

则

t=T

A项正确；

B．在竖直方向上，粒子加速的时间为，则竖直末速度

vy=a·

相同，所有粒子飞出两极板时的速度均相同，B项错误；

CD．在t=nT时刻进入的粒子的侧移量最大，在竖直方向上前半个周期加速，后半个周期匀速

在时刻进入的粒子，在前半个周期在水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上速度为零，后半个周期在竖直方向上做匀加速运动，侧移量最小

故

ymin：ymax=1：3

C项正确，D项错误。

故选AC。

9. 如图所示电路中，电源电动势为12V，内阻为，指示灯的阻值为，电动机M线圈电阻为。当开关S闭合时，指示灯的电功率为4W。电流表内阻不计，那么下列说法中正确的是（　　）

A. 流过电动机M的电流为4A B. 流过电流表的电流为4.5A

C. 电动机M输出的机械功率7.5W D. 电源的总功率为24W

【答案】CD

【解析】

【分析】

【详解】AB．指示灯的电压为

指示灯的电流为

根据闭合电路欧姆定律可得

解得，流过电流表的电流为

流过电动机M的电流为

所以AB错误；

C．电动机M输出的机械功率为

所以C正确；

D．电源的总功率为

所以D正确；

故选CD。

10. 在x轴上有两个点电荷q1、q2，其静电场的电势φ在x轴上分布如图所示．下列说法正确的有（　　）

A. q1和q2带有异种电荷

B. x1处的电场强度为零

C. 负电荷从x1移到x2，电势能减小

D. 负电荷从x1移到x2，受到的电场力增大

【答案】AC

【解析】

【分析】本题的核心是对φ–x图象的认识，利用图象大致分析出电场的方向及电场线的疏密变化情况，依据沿电场线的方向电势降低，图象的斜率描述电场的强弱——电场强度进行分析解答．

【详解】A．由图知x1处的电势等于零，所以q1和q2带有异种电荷，A正；

B．图象的斜率描述该处的电场强度，故x1处场强不为零，B错误；

C．负电荷从x1移到x2，由低电势向高电势移动，电场力做正功，电势能减小，故C正确；

D．由图知，负电荷从x1移到x2，电场强度越来越小，故电荷受到的电场力减小，所以D错误．

三、实验题（11题 每小题2分，12题每空2分，共16分）

11. （1）一同学用精确度为游标卡尺测一根金属丝的长度时，游标卡尺上的游标尺和主尺的相对位置如图甲所示，则这根金属管的长度L=______mm；该同学又利用螺旋测微器测量电阻丝直径时，螺旋测微器示数如图乙所示，则_______。

接下来该同学使用多用电表来测该金属丝的电阻大小：

（2）若多用电表未接入电路时，指针如图甲所示，接着的操作是___________。调整好后将选择开关拨至“50mA”档，将多用电表串联接入待测电路中，指针如图乙所示，电路中的电流为___________mA。

（3）若使用多用电表测电阻时，将选择开关拨至“×10”档，进行欧姆调零。将两笔接在待测电阻两端，指针如图甲所示，为了使多用表测量的结果更准确，该同学应该进行哪些操作？请从下面的操作中选出合理的步骤进行正确排序___________

A.将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指向欧姆档零刻度线

B.将选择开关拨至“×100”档

C.将选择开关拨至“×1”档

D.将开关拨至“OFF”档

E.再将待测电阻接到两表笔之间测量其阻值并读出示数

【答案】    ①. 30.60    ②. 0.730    ③. 进行机械调零    ④. 29.5    ⑤. BAED

【解析】

【详解】（1）[1]金属管的长度为

L=30mm+12×0.05mm=30.60mm

[2]螺旋测微器示数，即

d=0.5mm+23.0×0.01mm=0.730mm

（2）[3]使用多用电表进行测量前，首先的操作是进行机械调零。

[4]选择开关拨至“50mA”档测量直流电流时，电流表分度值为1mA，应估读到分度值的下一位，则电路中的电流为29.5mA。

（3）[5]测电阻时，指针如图甲所示，表针偏转角度较小，说明待测电阻较大，为了使多用表测量的结果更准确，应更换大倍率“×100”档，并重新进行欧姆调零，然后进行测量，测量后将选择开关拨至“OFF”档，则合理步骤及正确排序为BAED。

12. 小明在超市中发现两种品牌的5号干电池，他利用电流表和电压表设计实验，分别测定一节这两种品牌干电池的电动势和内阻。

（1）实验时有开关和导线若干，以及以下器材：

A．电压表（，内阻约为）

B．电流表（，内阻为）

C．电流表（，内阻为）

D．滑动变阻器（，允许通过的最大电流为）

E．滑动变阻器（，允许通过的最大电流为）

实验中电流表应选用___________；滑动变阻器应选用___________（均填相应器材前的字母）

（2）小明应该选择的实验电路是图___________（填“甲”或“乙”）。

（3）小明分别记录了6组数据并在同一坐标纸内画出两个干电池图线，如图丙所示。根据所画图线可得出品牌I干电池的电动势___________，内阻___________。（结果均保留两位小数）

【答案】    ①. C    ②. D    ③. 乙    ④. 1.50（1.49～1.51均可）    ⑤. 0.33（0.30～0.40均可）

【解析】

分析】

【详解】（1）[1][2]实验中电流表应选用量程为0.6A的C即可；滑动变阻器应选用最大阻值为20Ω的D。

（2）[3]因电流表的内阻已知，则小明应该选择的实验电路是图乙；

（3）[4]根据所画图线可得出品牌I干电池的电动势

E=1.50V

[5]内阻

四、解答题（满分41分，其中13题12分，14题13分，15题15分。每小题需写出必要的解题步骤，只有答案不得分）

13. 2021年6月17日15时54分，中国神舟十二号载人飞船与“天和核心舱”完成自主快速交会对接，下图是采用动力学方法测量空间站质量的原理图。若已知飞船的质量为，其推进器的平均推力为，在飞船与空间站对接后，推进器工作内，忽略飞船质量的变化，测出飞船和空间站组合体的速度变化为，求：

（1）空间站的质量；

（2）若对接前空间站的速度为，飞船的速度为，对接过程中推进器不工作，则对接后组合体的速度是多少。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【分析】

【详解】（1）根据牛顿第二定律得，组合体的总质量为

组合体的加速度为

联立两式求得空间站的质量为

（2）设对接前空间站的速度为，飞船的速度为，对接后组合体的速度为，根据系统动量守恒定律得

联立两式可得

14. 如图，在离水平面高度m的光滑水平面上有一靠墙的轻质弹簧，一个质量kg的物块（可看为质点）紧贴弹簧，压缩弹簧储存一定弹性势能后由静止释放，物块与弹簧分离后以一定初速度从A点飞出平台，恰好从B点能无碰撞进入光滑圆弧轨道，C点为轨道最低点，已知圆弧轨道半径m，B点到地面高度为m，已知重力加速度。

（1）求弹簧所储存的弹性势能；

（2）求物块对圆弧形轨道最低点的压力；

（3）判断物块从D点飞出后的第一碰撞点在墙面上还是在地面上，并求出碰撞点到D点的水平距离。

【答案】（1）；（2），方向垂直地面向下；（3）碰撞点在地面上，

【解析】

【分析】

【详解】（1）由于恰好能无碰撞进入光滑圆弧轨道BC，所以在B点的速度方向与OB垂直，作出速度矢量三角形如图

由几何关系可知

联立解得

（2）从A到C过程中，根据动能定理

在C点

联立解得

根据牛顿第三定律可知物块对圆弧形轨道最低点的压力大小为，方向垂直地面向下。

（3）设物块在D点的速度为vD，墙到D水平距离

联立解得

根据能量守恒

当物块落到地面时

此时水平位移

解得

因此未撞在墙上，所以碰撞点在地面上，到D距离为

15. 如图所示，是光滑绝缘的圆形轨道，位于竖直平面内，轨道半径为，下端与水平绝缘轨道在点平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中。现有一质量为、带正电的小滑块（可视为质点）置于水平轨道上，滑块受到的电场力大小为，滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5，重力加速度为。

（1）若滑块从水平轨道上距离点的点由静止释放，滑块到达点时速度为多大；

（2）在（1）的情况下，求滑块到达点时受到轨道的作用力大小；

（3）改变的大小，使滑块恰好始终沿轨道滑行，且从点飞出轨道，求S的大小。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【分析】

【详解】（1）设滑块到达点时的速度为，从点到点，由动能定理得

而

解得

（2）设滑块到达点时速度大小为，从点到点，由动能定理得

解得

根据牛顿第二定律有

解得滑块到达点时受到轨道的作用力大小

（3）要使滑块恰好始终沿轨道滑行，则滑至圆轨道间点时，由电场力和重力的合力提供向心力，此时的速度最小（设为），则有

又从到n过程由动能定理得

解得