精品解析：黑龙江省哈尔滨市宾县第二中学2021-2022学年高二（上）期末考试物理试题

宾县第二中学2021-2022学年度上学期期末考试

高二物理试卷

（考试时间：90分钟；总分：100分）

一、选题题：（1-8题为单项选择题，9-12题为不定项选择题，每道题4分，计48分）

1. 如图所示为电流产生磁场的分布图.正确的是（  ）

A.  B.

C.  D.

【1题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】A．电流方向向上，由右手螺旋定则可得磁场为右边进，左边出，故A错误；

B．电流沿顺时针方向，由右手螺旋定则可得内部磁场方向垂直纸面向里，故B错误；

C．由右手螺旋定则可知，环形电流内部磁场应向下，故C正确；

D．根据图示电流方向，由右手螺旋定则可知，螺线管内部磁场方向向上，小磁针处磁场方向向下，故小磁针N极应该指向下方，故D错误.

2. 如图所示，直线A为电源的图线，电源电动势为E，内阻为r，曲线B为灯泡的U-I图线，现将该小灯泡接在该电源两端，此时灯泡电阻为R，则以下说法正确的是（　　）

A. R=2Ω

B. E=3V，r=0.5Ω

C. 电源的输出功率为6W

D. 可见含有灯泡的电路是非纯电阻电路

【2题答案】

【答案】B

【解析】

【详解】A．由欧姆定律得

故A错误；

B．由图可得，电源电动势为

内阻

故B正确；

C．此时电源的输出功率

故C错误；

D．灯泡将所消耗的电能全部转化为焦耳热，含有灯泡的电路是纯电阻电路，故D错误。

故选B。

3. 如图所示有三种实验装置，下列选项中能使装置产生感应电流的操作是（    ）

A. 甲图中，使导体棒AB顺着磁感线方向运动

B. 乙图中，使条形磁铁在线圈中保持不动

C. 乙图中，使条形磁铁和线圈一起向左平动

D. 丙图中，使小螺线管A在大螺线管B中保持不动，开关S闭合瞬间

【3题答案】

【答案】D

【解析】

【详解】A．产生感应电流的条件是闭合导体回路的磁通量发生变化，甲图中，使导体棒AB顺着磁感线方向运动，闭合回路的磁通量没有发生变化，则不会产生感应电流，故A错误；

BC．乙图中，使条形磁铁在线圈中保持不动和使条形磁铁和线圈一起向左平动，都没有使此回路中磁通量的变化，故BC错误；

D．丙图中，使小螺线管A在大螺线管B中保持不动，开关S闭合瞬间，导致小螺线管A周围产生磁场，使得大螺线管B中磁通量发生改变，则大螺线管B中产生了感应电流，故D正确。

故选D。

4. 如图所示，真空中两点电荷固定在M、N两点，在MN连线上有关于中点O点对称的两点a、c，在MN连线的中垂线上有关于O点对称的两点b、d，则（　　）

A. 若两点电荷为等量同种点电荷，则b点与d点电场强度大小相等

B. 若两点电荷为等量同种点电荷，则a点与c点电场强度相同

C. 若两点电荷为等量异种点电荷，一正点电荷从b点到d点，受到电场力先减小后增大

D. 若两点电荷为等量异种点电荷，一正点电荷从a点移到c点电势能先减小后增大

【4题答案】

【答案】A

【解析】

【详解】A．若两点电荷为等量同种电荷，因bd关于O点对称，所以b点与d点的电场强度大小相等，故A正确；

B．若两点电荷为等量同种电荷，则a点与c点的电场强度大小相等，方向相反，故B错误；

C．若两点电荷为等量异种电荷，则中垂线上的O点电场线最密场强最大，往外电场线线变疏，则一正点电荷从b点到d点，受到电场力先增大后减小，选项C错误；

D．若两点电荷为等量异种电荷，若N点为正电荷时，则a点的电势低于c点，一正点电荷在a点时的电势能小于放在c点时的电势能，故D错误；

故选A。

5. 如图，足够长的固定光滑斜面倾角为θ=30o，质量为1kg的物体以初速度5m/s从斜面底端冲上斜面，取g=10m/s2，则小球从斜面底端到达最高点的过程中（  ）

A. 斜面对物体的弹力的冲量为零

B. 物体受到的重力的冲量大小为5Ns

C. 物体动量的变化量大小为2.5Ns

D. 物体受到的合力的冲量大小为5Ns

【5题答案】

【答案】D

【解析】

【详解】小球从斜面底端到达最高点的过程，用时

A．根据冲量的公式可知，斜面对物体的弹力的冲量大小

弹力的冲量不为零，故A错误；

B．物体所受重力的冲量大小为

故B错误；

CD．物体受到的合力大小

合力的冲量大小为

由动量定理得动量的变化量大小

故C错误，D正确。

故选D。

6. 某同学用一个微安表头（量程1mA，内阻90Ω）电阻箱R1和电阻箱R2组装一个多用电表，有电流10mA和电压3V两档，改装电路如图所示，则R1、R2应调到多大阻值（    ）

A. R1=100Ω，R2=300Ω B. R1=10Ω，R2=291Ω

C. R1=100Ω，R2=291Ω D. R1=10Ω，R2=300Ω

【6题答案】

【答案】B

【解析】

【详解】微安表并联一个小电阻改装成大量程得电流表，串联一个大电阻改装成大量程的电压表，改装图如图所示

当接O、a接线柱时改装为电流表，根据并联电路特点得

代入数据解得

当接O、b接线柱时改装为电压表，根据串联电路特点得

解得

故B正确，ACD错误。

故选B。

7. 如图所示实线为某电场中的三条电场线，一点电荷从M点射入电场，只受电场力作用下沿图中虚线运动到N点，则下述错误的是（  ）

A. 该点电荷可能带负电

B. 从M向N运动的过程中点电荷的电势能一直增加

C. 从M向N运动的过程中点电荷的动能一直减小

D. 从M向N运动的过程中电场力对电荷做正功

【7题答案】

【答案】D

【解析】

【详解】A．由运动与力关系可知，电场力方向与速度方向分居在运动轨迹两边，且电场力偏向轨迹的内侧，故在M点电场力沿电场线向左，由于电场线方向未知，所以不能确定点电荷的电性，该点电荷可能带负电，故A正确，不符合题意；

BCD．粒子从M向N的过程中，电场力与速度方向夹角为钝角，电场力做负功，动能一直减小，电势能一直增加，故BC正确，不符合题意，D错误，符合题意。

故选D。

8. 如图所示的实验装置中，极板A接地，平行板电容器的极板B与一个灵敏的静电计相连。保持电容器所带的电荷量不变，现将A极板向左平移，增大电容器两极板间的距离时（    ）

A. 静电计指针的偏角变大

B. 两板间电场强度变小

C. 电容器的电容变大

D. 电容器两板间电压变小

【8题答案】

【答案】A

【解析】

【详解】增大电容器两极板间的距离时，由决定式

可知电容器的电容C减小，根据电容C减小，Q不变，由定义式

联立解得

可知两极板间电场强度不变，由于电容C减小，Q不变，由定义式

可知U变大，则静电计指针的偏角变大，BCD错误，A正确。

故选A。

9. 如图所示电路中，电源电动势为 E，内阻为 r。开关 S 闭合后， 平行金属板中的带电液滴处于静止状态，电流表和电压表均为理想电表，R2为光敏电阻（阻值随光照强度的增大而减小），当光照强度增大时，下列说法正确的是（　　）

A. R3的功率增大

B. 电压表、电流表示数都增大

C. 电压表示数增大，电流表示数减小

D. 电容器 C 所带电荷量减少，液滴向下加速运动

【9题答案】

【答案】BD

【解析】

【分析】

【详解】电路中R2、R3、电容器C先并联再与R1串联，当光照强度增大时，R2阻值减小，根据“串反并同”可知，R3的功率减小，电压表、电流表示数都增大，电容器C两端电压减小，根据可知，电荷量减少，根据可知，两板间电场强度减小，则电场力减小，故液滴向下加速运动。

故选BD。

10. 如图所示，在匀强电场中有一直角三角形OBC，电场方向与三角形所在平面平行，若三角形三点处的电势分别为φO、φB、φC，已知φO=0V，φB =3V，φC =6V，OB=4cm，OC=6cm。则下列说法中正确的是（　　）

A. 匀强电场中电场强度的大小为200V/m

B. 匀强电场中电场强度的大小为125V/m

C. 匀强电场中电场强度的方向斜向左下与OC夹角为37°

D. 一个电子由C点运动到O点再运动到B点过程中电场力做功3eV

【10题答案】

【答案】BC

【解析】

【详解】ABC．如图，根据匀强电场的特点，OC中点D的电势为3V，则BD为一条等势线，电场方向如图

电场强度的方向斜向下与OC夹角为

可得

θ=37°

由几何关系得，O到BD的距离为

d＝2.4cm

在匀强电场中

A错误，BC正确；

D．根据

W=qU

可知一个电子由C点运动到O点再运动到B点的过程中电场力做功为

故D错误。故选BC。
 

11. 如图，固定在竖直面内、半径为R的光滑绝缘半圆形轨道ABC，圆心为O，AC为水平直径，处在水平向右的匀强电场中，电场线与轨道平面平行。一个质量为m、电荷量为q、可视为质点的带电小球从轨道上的A点由静止释放，小球始终沿圆弧轨道运动。下列说法正确的是（　　）

A. 小球一定带正电

B. 小球一定会运动到C点

C. 小球运动速度最大的位置一定在AB段圆弧上的某一点

D. 小球从A运动到B的过程中，小球的机械能一定减小

【11题答案】

【答案】CD

【解析】

【详解】A．小球沿圆弧轨道运动 ，所以受到的电场力水平向左，则小球一定带负电，A错误；

B．小球向右运动过程中，电场力做负功，电势能增大，机械能减小，因此小球不可能到达C点，B错误；

D．小球从A运动到B的过程中，电场力做负功，电势能增大，机械能减小， D正确；

C．小球在电场和重力场的合力场中运动，电场力水平向左，重力方向竖直向下，所以电场和重力场的合力场的最低点在圆弧AB段上，因此小球速度最大的位置一定在AB段圆弧上某一点，C正确。

故选CD。

12. A、B两球沿一直线运动并发生正碰过程，A、B组成的系统，外力矢量和为0，如图所示为两球碰撞前、后的位移随时间变化的图像，a、b分别为A、B两球碰前的位移随时间变化的图像，c为碰撞后两球共同运动的位移随时间变化的图像，若A球质量是mA=2kg，B球质量mB=kg，则由图判断下列结论正确的是（  ）

A. 碰撞前、后B球的动量变化量为-4 kg·m/s

B. 碰撞前、后A球的动量变化量为-4 kg·m/s

C. 碰撞中A、B两球组成的系统损失的动能为10J

D. A、B两球碰撞前的总动量为kg·m/s

【12题答案】

【答案】AC

【解析】

详解】ABD．由题图可知，碰前A球速度

B球速度

碰后A、B两球共同速度

因此碰撞前、后A球的动量变化

碰撞前、后B球的动量变化量为

A、B两球碰撞前的总动量为

故A正确，BD错误；

C．碰撞中A、B两球组成的系统损失的动能

故C正确。

故选AC。

二、实验题：（每空2分，共16分）

13. 某同学欲采用气垫导轨和光电计时器等器材进行“验证动量守恒定律”的实验。实验装置如图所示，下面是实验的主要步骤：

①测得A和B两滑块上挡光片的宽度均为d；

②安装好气垫导轨和光电门，向气垫导轨通入压缩空气，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；

③利用固定在气垫导轨两端弹射装置，使滑块A向右运动、滑块B向左运动，测出滑块A、B在碰撞前经过光电门过程中挡光时间分别为和；

④观察发现滑块A、B碰撞后粘在一起，且运动方向与滑块A碰撞前运动方向相同；

⑤碰撞后测得滑块B经过光电门b时的挡光时间为；

（1）在调节导轨水平时，只放上滑块A，并利用弹射装置使其向右运动，若滑块A经过光电门a的挡光时间_________经过光电门b的挡光时间（选填“大于”、“等于”或“小于”），则说明导轨水平；

（2）为验证滑块A、B碰撞过程中动量守恒，除了上述已知条件外，还必须要测量的物理量有____________ ；

A.两个光电门之间的距离L

B.A、B两滑块（包含挡光片）的质量、

C.碰撞后滑块A再次经过光电门a时的挡光时间

（3）为了验证滑块A、B碰撞过程中动量守恒，需要满足的关系式是________________（用上述实验过程中测出的相关物理量表示）。

【13题答案】

【答案】    ①. 等于    ②. B    ③.

【解析】

【分析】

【详解】(1)[1]在调节导轨水平时，只放上滑块A，并利用弹射装置使其向右运动，若滑块A经过光电门a的挡光时间等于经过光电门b的挡光时间，则说明滑块做的是匀速直线运动，则说明导轨水平。

(2)[2]若碰撞过程动量守恒，则有

因为遮光片很短，滑块经过光电门的瞬时速度等于遮光片经过光电门的平均速度，有

则有

因此，还必须要测量的物理量是A、B两滑块（包含挡光片）的质量、。

故选B。

(3)[3]根据以上分析可知，为了验证滑块A、B碰撞过程中动量守恒，需要满足的关系式是

14. 利用一段阻值约为5Ω的康铜电阻丝，测定康铜材料的电阻率。

（1）如图，用螺旋测微器测量电阻丝直径，其读数为______mm；

（2）现有电源（3V，内阻可不计）、滑动变阻器（0~20Ω，额定电流2A），开关和导线若干，电流表和电压表均有两个量程：

电流表：0~0.6A，内阻约0.125Ω ；0~3A，内阻约0.025Ω

电压表：0~3V，内阻约3kΩ ；0~15V，内阻约15kΩ

为减小测量误差，在实验中电流表量程应选用0~______A，电压表量程应选用0~______V；实验电路应采用图中的______（“甲”或“乙”）；

（3）实验测得以下数据：电压表示数为U，电流表示数为I，电阻丝长度为l、直径为d，则电阻率表达式为ρ=______；

【14题答案】

【答案】    ①. 0.217    ②. 0.6    ③. 3    ④. 甲    ⑤.

【解析】

【详解】（1）[1]电阻丝直径为

d=0.01mm×21.7=0.217mm

（2）[2][3]用伏安法测量该电阻丝的电阻，利用所给电源电压可大致求出电路中的电流

所以电流表量程应选择0~0.6A，为使读数更准确，电压表应选较小的0~3V量程。

[4]由于该待测电阻丝阻值远小于所选电压表内阻，为了减小测量误差，电流表应采用图甲的外接法。

（3）[5]根据电阻定律

欧姆定律

由面积公式

得到

三、解答题：（共36分）

15. 如图所示，质量为、带电量为的小物块置于倾角为、长为的绝缘光滑斜面上，当整个装置处于竖直向下的匀强电场中时，小物块恰好静止在斜面顶端。（重力加速度大小为，，）

（1）请判断小物块带正电还是带负电；

（2）请求出电场强度的大小；

（3）现将电场方向突然改为竖直向上，而场强大小不变，请求出小物块到达斜面底端的时间。

【15题答案】

【答案】（1）负电；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）电场力方向向上与电场强度方向相反，所以小物块带负电

（2）平衡时重力等于电场力则有

解得

（3）改变电场方向后，根据牛顿第二定律有

由运动学公式

解得

16. 如图所示，电源电动势为，内阻为，电阻、阻值分别为2Ω、6Ω，平行板电容器的电容。开关闭合后，电动机恰好正常工作。已知电动机的额定电压，线圈的电阻，求：

（1）开关闭合后，电容器的带电量；

（2）电动机正常工作时产生的机械功率是多大？

【16题答案】

【答案】（1）；（2）8W

【解析】

【详解】(1)当开关S闭合时，电动机恰好正常工作，两端的电压等于额定电压

电阻与电动机并联，两端的电压等于电动机两端电压，由欧姆定律，流过电阻的电流为

由闭合电路欧姆定律可得流过电阻R1的电流为

电阻两端的电压

电容器的带电量为

 (2)根据干路、支路电流的关系，流过电动机的电流为

电动机消耗的电功率为

电动机发热的功率为

根据能量守恒定律，电动机正常工作时产生的机械功率为

17. 如图所示，两个质量都为M的木块A、B用轻质弹簧相连放在光滑的水平面上，一颗质量为m的子弹以速度v射向A块并嵌在其中，求：

（1）子弹嵌入木块A的瞬间A的速度大小；

（2）弹簧被压缩后的最大弹性势能。

【17题答案】

【答案】（1）；（2）

【解析】

【分析】

【详解】（1）子弹击中木块A过程，子弹和A组成的系统动量守恒，由动量守恒得

解得

（2）当子弹、两木块速度相等时，弹簧压缩量最大，弹性势能最大，在该过程中，子弹、两木块组成的系统动量守恒、机械能守恒，由动量守恒定律得

解得

由能量守恒定律（或机械能守恒定律）得，弹簧弹性势能的最大值

18. 如图所示，一静止的电子经过电压为U的电场加速后，立即从A点射入偏转匀强电场中，射入方向与偏转电场的方向垂直，最终电子从B点离开偏转电场。已知偏转电场的电场强度大小为E，宽度为L，方向竖直向上（如图所示），电子的电荷量为e，质量为m，重力忽略不计。

（1）求电子离开加速电场时的速度；

（2）求电子在偏转电场中的偏转距离；

（3）若仅将加速电场的电压提高为原来的2倍，使电子仍从B点经过，求偏转电场的电场强度的大小。

【18题答案】

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）电子在电场中加速，由动能定理得

解得

（2）设电子的竖直偏移量为y，则根据类平抛运动规律水平方向有，竖直方向有，由牛顿第二定律得

联立解得

（3）当电压U1=2U时，使电子仍从B点经过，则电子的水平位移和偏转位移不变，同理水平方向有，竖直方向有，由牛顿第二定律得

联立解得

则可得