精品解析：广东省珠海市2021-2022学年高二（上）期末物理试题

珠海市2021一2022学年第一学期期末普通高中学生学业质址监测

高二物理

试卷共17小题，分100分，考试用时：75分钟

第I卷选择题（共48分）

一、单项选择题（木题共7小题，每小题4分，共28分，小题只有一个选项正确）

1. 下列说法中，正确的是（　　）

A. 公式，其中电容器的电容C与电容器两极板间电势U无关

B. 由可知、电场中某点的电场强度E与q成反比

C. 由公式知，电场中某点的电势与q成反比

D. 根据可知，电流元某处受到的安培力越大，说明该处磁感应强度越大

【答案】A

【解析】

【详解】A．公式C=是电容的定义式，电容C与电容器带电量Q和两极板间电势差U无关，由电容器本身决定，故A正确；

B．公式是电场强度定义式，采用比值法定义，E与F、q无关，由电场本身决定，故B错误；

C．公式是电势的定义式，采用比值法定义，与Ep、q无关，由电场本身决定，故C错误；

D．是磁感应强度的定义式，当电流源电流方向垂直于磁场方向时，电流源受到的安培力越大，说明所在位置磁场越强，不确定电流方向与磁场方向的关系，无法通过安培力大小来比较磁场强弱，故D错误。

故选A。

2. 三根长直导线垂直于纸面放置，通以大小相同、方向如图所示的电流，且ab=ad=ac，若导线c在a点的磁感应强度大小为B，则a点处的合磁感应强度大小为（  ）

A. B B. B

C. 3B D. B

【答案】D

【解析】

【详解】根据安培定则判断三根直流导线在点磁感应强度的方向如图：

根据几何关系可知：

所以三根导线在a点处的合磁感应强度大小为，ABC错误，D正确。

故选D。

3. 如图所示，在O点放置一点电荷+Q，a、b、c、d、e、f是以O点为球心的球面上的点，acef平面与bedf平面垂直，则下列说法中正确的是（　　）

A. a、c两点的电场强度相同

B. d、f两点的电势相等

C. 点电荷-q在球面上任意两点之问移动时，电场力要做功

D. 图中O、b两点之间的电势差与O、e两点之问的电势差不同

【答案】B

【解析】

【详解】A．a、c两点场强大小相等，方向不同，A错误；

B．整个球面为一等势面，d、f两点的电势相等，B正确；

C．整个球面为一等势面，在球面上任意两点之间移动电荷，电场力不做功，C错误；

D．整个球面为一等势面

D错误。

故选B。

4. 医用口罩的熔喷布经过驻极处理可增加静电吸附作用，其中一类吸附过程可作如图简化：经过驻极处理后某根绝缘纤维带有正电荷，其附近a点处有一带负电的颗粒以平行于该段直纤维的初速度通过a点，被吸附到纤维上的b点，忽略其它电场影响，则（　　）

A. 颗粒做匀变速曲线运动 B. 颗粒受到的电场力恒定

C. a点的电势比b点的低 D. 颗粒的电势能逐渐增大

【答案】C

【解析】

【详解】AB．带电的绝缘纤维产生的电场为非匀强电场，故颗粒受到的电场力为变力，做非匀变速曲线运动，故A、B错误；

C．由于绝缘纤维带正电，故b点电势高于a点，故C正确；

D．由于颗粒带负电，绝缘纤维带正电，因此电场力对颗粒做正功，电势能减小，故D错误。

故选C。

5. 在一水平通电直导线的正下方，有一半圆形光滑圆弧轨道，一导体圆环自轨道左侧的A点无初速度释放、下滑过程中环平面始终保持与弧轨道平面平行，则下列说法中正确的是（　　）

A. 圆环中没有感应电流产生

B. 安培力始终阻碍圆环相对轨道的运动，以阻碍圆环中的磁通量变化

C. 圆环能滑到轨道右侧与A点等高的C处

D. 圆环在整个运动过程中机械能不变

【答案】B

【解析】

【详解】A．水平通电导线周围有磁场，且离导线越远磁场强度越小，在圆环下落过程中，通过圆环的磁通量变小故有感应电流产生，故A错误；

B．根据楞次定律可知，安培力始终阻碍圆环相对轨道的运动，以阻碍圆环中的磁通量变化，故B正确；

C．因为圆环在运动过程中，有感应电流，对整个过程由能量守恒定律得，重力势能转化为电能，故不能上升到右侧与A点等高处，故C错误；

D．整个过程重力势能转化为电能，机械能不守恒，故D错误；

故选B。

6. 用充电宝给手机电池充电时，充电宝输出电能转化为手机电池的化学能和内能，等效电路如图所示。在充电开始后的时间t内，充电宝的输出电压U和输出电流I都可认为是恒定的，若手机电池的内阻为r，则t时间内（　　）

A. 充电宝输出的电流为 B. 充电宝输出的电功为

C. 手机电池产生的焦耳热为 D. 手机电池储存的化学能为

【答案】D

【解析】

【详解】A．手机电池不是纯电阻，则输出电流

故A错误；

B．因为充电宝的输出电压为U和输出电流为I，故充电宝输出的电功为，故B错误；

C．手机电池产生的焦耳热为

故C错误；

D．手机电池储存的化学能为

故D正确。

故选D。

7. 如图甲所示，一带正电粒子以水平初速度（）先后进入方向垂直的宽度相同且紧相邻在一起的匀强电场和匀强磁场区域，已知电场方向竖直向下，在带电粒子穿过电场和磁场的过程中（重力忽略不计），电场力和磁场力对粒子所做的总功大小为；若把电场和磁场正交重叠，如图乙所示，粒子仍以水平初速度穿过重叠场区，在粒子穿过电场和磁场的过程中，电场力和磁场力对粒子所做的总功大小为。则（　　）

A. 一定是 B. 一定是

C. 一定是 D. 可能是，也可能是

【答案】A

【解析】

【详解】不论带电粒子带何种电荷，由于

所以电场力qE大于洛伦兹力qBv0，根据左手定则判断可知：洛伦兹力有与电场力方向相反的分力，所以带电粒子在电场中的偏转位移比重叠时的偏转位移大，所以不论粒子带何种电性，甲中带电粒子在电场中偏转位移一定大于乙中的偏转位移，而洛伦兹力对带电粒子不做功，只有电场力做功，所以一定是

W1＞W2

故A正确，BCD错误。
故选A。

二、多项选择题（本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题都有多个选项符合题意，全选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）

8. 图甲为交流发电机示意图，匀强磁场磁感应强度为B，矩形线圈abcd的匝数为n、面积为S、总电阻为r，绕轴OO′以角速度ω做匀速转动，线圈与外电阻R和理想交流电流表形成闭合回路。图乙是线圈转动过程中产生的感应电动势e随时间t变化的图像，下列说法中正确的是（　　）

A. 电动势的最大值为 B. 电流的最大值为

C. t3时刻穿过线圈的磁通量为BS D. t1～t3时间内穿过线圈的磁通量变化量为0

【答案】AD

【解析】

【详解】A．由图像可知，此为正弦式交流电，故电动势最大值为

故A正确；

B．电流的最大值为

故B错误；

C．由图像知t3时刻电动势最大，则此时穿过线圈的磁通量为0，故C错误；

D．由图像知t1和t3时刻磁通量为0，故t1～t3时间内穿过线圈的磁通量变化量为0，故D正确。

故选AD。

9. 如图所示，电源电动势为E，内阻为r，R0为定值电阻，R1为光敏电阻（电阻值随光照强度增强而减小）。电键S闭合时，电容器C中的带电微粒恰好处于静止状态。下列说法中正确的是（　　）

A. 只逐渐减小R1的光照强度，电阻R0消耗的电功率变大，电阻R3中有向上的电流

B. 只将R3的滑片向上移动时，电源消耗的功率变小，R3中有向下的电流

C. 只将R2的滑片向下移动时，电压表示数不变，带电微粒向上运动

D. 若断开电键S，带电微粒将向下运动

【答案】CD

【解析】

【详解】A．只逐渐减小R1的光照强度，R1的阻值增大，总电阻增大，总电流减小，电阻R0消耗的电功率变小，滑动变阻器的电压变小，电容器两端的电压减小，电容下极板带的电荷量变小，所以电阻R3中有向下的电流，故A错误；

B．电路稳定时，电容相当于开关断开，只调节电阻R3的滑动端P2向上端移动时，对电路没有影响，故B错误；

C．只调节电阻R2的滑动端P1向下端移动时，对电路没有影响，电压表读数不变；电容器并联部分的电阻变大，所以电容器两端的电压变大，由可知，电场力变大，带电微粒向上运动，故C正确；

D．若断开电键S，电容器处于放电状态，电荷量变小，则场强减小，带电微粒向下运动，故D正确。

故选CD。

10. 如图所示，光滑导轨水平放置，左端通过开关S与电动势为E、内阻不计的电源相连。一根质量为m、电阻为R的导体棒ab，用长为l的绝缘细线悬挂。细线竖直时，导体棒恰好与导轨良好接触，空间有竖直方向的匀强磁场（图中未画出）。闭合开关S瞬间，导体棒向右摆动离开导轨，到达最大高度时细线与竖直方向的夹角为θ，则（　　）

A. 磁场方向一定竖直向上

B. 导体棒离开导轨前，受到的安培力方向一定向右

C. 导体棒摆动到最大高度时，重力势能增加量等于mgl（1-cosθ）

D. 导体棒离开导轨前，电源提供的电能小于mgl（1-cosθ）

【答案】BC

【解析】

【详解】A．当开关S闭合时，导体棒向右摆起，说明其所受安培力水平向右或水平向右的分量，但安培力若有竖直向上的分量，应小于导体棒所受重力，否则导体棒会向上跳起而不是向右摆起，由左手定则可知，磁场方向斜向下或竖直向下都成立，由题意可知，磁场方向一定竖直向下，A错误；

B．由左手定则可知导体棒受到的安培力向右，故B正确；

C．导体棒摆到最大高度时重力势能的增加量等于mgl（1-cos θ），故C正确；

D．设导轨棒右端的初动能为Ek，摆动过程中机械能守恒，有

Ek=mgl（1-cosθ）

导体棒的动能是电流做功而获得的，若回路电阻不计，则电流所做的功全部转化为导体棒的动能，此时有

W =Ek

得

W=mgl（1-cosθ）

题设条件有电源内阻不计而没有“其他电阻不计”的相关表述，因此其他电阻不可忽略，那么电流做的功就大于mgl（1-cosθ）D错误。

故选BC。

11. 空间存在平行于x轴方向的静电场，其电势随x的分布如图所示。一质量为m、电荷量大小为q的带电粒子从坐标原点O由静止开始，仅在电场力作用下沿x轴正方向运动，则下列说法正确的是（　　）

A. 该粒子带负电

B. 空间存在的静电场场强E是沿x轴正方向均匀减小的

C. 该粒子从原点O运动到过程中电势能是减小

D. 该粒子运动到处的速度大小是

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A．沿电场线方向电势降低，由图可知电场方向沿x正方向．带电粒子仅在电场力作用下由静止开始沿x轴正方向运动，受力方向与电场方向一致， 带电粒子带正电，A错误；

B．沿x正方向电势均匀降低，电场为匀强电场，B错误；

C．沿x轴正方向运动，电场力做正功，电势能减小，C正确；

D．根据动能定理

D错误。

故选C。

12. 如图所示，在方向垂直纸面向里，磁感应强度为匀强磁场区域中有一个由均匀导线制成的单匝矩形线框，线框以恒定的速度沿垂直磁场方向向右运动，运动中线框边始终与磁场右边界平行，线框边长，，线框导线的总电阻为，则在线框离开磁场的过程中，下列说法中正确的是(　　)

A. 间的电压为

B. 流过线框截面的电量为

C. 线框所受安培力的合力为

D. 线框中的电流在边产生的热量为

【答案】ABD

【解析】

【分析】

【详解】A．在线框离开磁场的过程中，边产生的感应电动势为

线框中的感应电流为

间的电阻设为，则有

得

故间的电压为

故A正确；

B．流过线框截面的电量为

故B正确；

C．由左手定则判断知，与所受的安培力大小、方向相反，合力为零，则线框所受安培力的合力等于边所受的安培力，为

故C错误；

D．线框中的电流在边产生的热量为

联立解得

故D正确。

故选ABD。

第II卷非选择题（共52分）

三、实验题（共17分）

13. 欲用伏安法测定一段阻值值约为5Ω的金属导线的电阻率，要求测结果尽量准确，现各有以下器材：

A.电池（3V，内阻1Ω）

B.电流（0～3A，内阻约0.0125Ω）

C.电流表（0-0.6A，内阻约0.125Ω）

D.电压表（0～3V，内阻约3kΩ）

E.电压表（0～15V、内阻约15kΩ）

F.滑动变阻器（0～20Ω，额定电流1A）

G.滑动变阻器（0一2000Ω，额定电流0.3A）

H.开关、导线

（1）为了使测量结果尽量准确电流表应选用_________；电压表应选用_________；（填写各器材前的字母代号）

（2）实验中路应采用图（1）中的_________；（填“甲”或“乙”）

（3）该实验中电流表、电压表的某组小数如图（2）所示，图示中I=_________A，U=_________V。

（4）待测电阻是一均匀材料制成的圆柱体，用螺旋测微器测得其直径示数如图（3）丙图，则直径d=________mm；用游标卡尺测其长度，如图（3）丁所示，由图可知其长度l=_________cm。

（5）计算待测金属导线电阻率的表达式=___________（用U、I、d和l表示）

【答案】    ①. C    ②. D    ③. 乙    ④. 0.50##0.52##0.51    ⑤. 1.18##1.22##1.19##1.20##1.21    ⑥. 0.607##0.609##0.608    ⑦. 11.050    ⑧.

【解析】

【详解】（1）[1][2]测量电阻需要电源、电流表、电压表、滑动变阻器、电键导线，由于电源电压为3V，所以电压表选择D，电路中的电流大约

，

所以电流表选择C；

（2）[3]由题得

所以电流表采取外接法，可减小误差故，选乙；

（3）[4][5]电流表分度值为0.02A，知电流表的读数为0.50A，电压表分度值为0.1V，所以电压表的读数为1.20V；

（4）[6][7] 螺旋测微器读数是固定刻度读数(0.5mm的整数倍)加可动刻度（0.5mm以下的小数）读数，图中读数为

游标卡尺读数是主尺读数（mm的整数倍）加上油标尺的读数（mm的小数位），由图可读出为

（5）[8] 根据欧姆定律和电阻定律得

解得

14. 某同学利用电阻箱和内阻很大的电压表测定干电池的电动势和内阻，使用的器材还包括定值电阻（）那个，开关两个，导线若干，实验原理图如图（a）

（1）在图（b）的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成余下电路的连接________

（2）请完成下列下要实验步骤：

A.检查并调节电压表指针指零；调节电阻箱，示数如图（c）所示，读得电阻值________；

B.将开关S1闭合，开关S2断开，电压表的示数是1.48V；

C.将开关S2_________，电压表的示数是1.14V；断开开关S1.

（3）使用测得的数据，计算出干电池的内阻是_________（计算结果保留二位有效数字）.

（4）由于所用电压表不是理想电压表，所以测得的电动势比实际值偏__________（填“大”或“小”）。

【答案】    ①. 见详解    ②.     ③. 闭合    ④.     ⑤. 小

【解析】

【详解】（1）[1]根据图（a）电路图，把图（b）的实物图补充完整，如图所示

（2）A.[2]由图（c）可知，电阻箱的阻值为

C.[3]根据题意可知，将开关S2闭合。

（3）[4]根据（2）中步骤B可知，电源的电动势为

由步骤C，根据闭合电路欧姆定律可知

代入数据解得

（4）[5]由于所用电压表不是理想电压表，则由步骤B根据闭合电路欧姆定律有

可知

所以测得的电动势比实际值偏小。

四、计题（共3小题，共35分，解答应写出必要的文字说明、方程式和要演邻步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）

15. 如图所示，一带电荷为+q、质量为m的小物块，处于倾角为37°足够长的光滑绝缘斜面上的A点，AB相距为5L，当整个装置置于一水平向右的匀强电场中时.小物块恰好静止，设重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：

（1）匀强电场的电场强度大小；

（2）若将电场强度减小为原来的，小物块由静止沿斜面从A下滑至B点时，求小物块运动到B处的速度大小。

【答案】（1）E＝；（2）

【解析】

【详解】（1）小物块静止在斜面上，受重力、电场力和斜面支持力

可得电场强度

（2）若电场强度减小为原来的，则变为

由牛顿第二定律

可得加速度

由运动学公式

解得

16. 如图所示，固定于水平桌面上的光滑金属柜架cdef处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab搁在框架上，abcd构成一个边长为l的正方形，棒的电阻为r，其余部分电阻不计.开始时磁感应强度为B0，从t=0时刻起，磁感应强度均匀增大，每秒增量为k；同时给棒施加水拉力使棒保持静止。

（1）棒中的感应电流沿什么方向？水平拉力沿什么方向？

（2）求感应电流的大小；

（3）求水平拉力F与时间t的关系式。

【答案】（1）棒中的感应电流由b指向a，水平拉力水平向右；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）棒中的感应电流由b指向a，水平拉力水平向右。

（2）由闭合电路欧姆定律

由法拉第电磁感应定律

由题意有

而

联立以上式解得

（3）由平衡条件

由安培力公式

由题意得

联立解得

17. 如图所示，竖直虚线ab的左侧区域存在匀强磁场和竖直向下的匀强电场，电场的电场强度大小为E，在ab右侧一定距离的某矩形区城内存在匀强磁场（图中未画出），磁场均水平向里、感应强度大小均为B。一质为m、带电荷量为+q的带电粒子从c点沿水平线cd向右运动经过d，进入ab右侧的矩形匀强磁场区域，当带电粒子再次运动到ab线时速度方向与ab成θ=60°角，不计粒子的重力，（，）求：

（1）带电粒子在ab右侧的磁场中做匀速圆周运动的半径；

（2）带电粒子在ab右侧的磁场中的运动时间；

（3）右侧的矩形磁场区域的最小面积。

【答案】（1）；（2），；（3）

【解析】

【详解】（1）带电粒子在复合场中做匀速直线运动，则

粒子进入磁场做匀速圆周运动，有洛伦兹力提供向心力，有

联立解得

（2）带电粒子在ab右侧的磁场中做匀速圆周运动，运动周期为

粒子再次经过ab线时速度方向与ab成θ=60°角，有两种情况，如图所示

①从M点进入磁场，从P点离开磁场，转过角度=150°，运动时间为

联立解得

②从M点进入磁场，从Q点离开磁场，转过角度为，由数学知识得

运动时间为

联立解得

由（2）问可知矩形磁场区域最小时为包含圆弧PM的矩形，即图中阴影部分，由数学知识可知

矩形长度PM为

矩形宽度PD为

则矩形的最小面积为