2021-2022学年新疆和田地区皮山县高级中学高二（上）期末物理试题（理）含解析

皮山县高级中学2021-2022学年第一学期期末考试试卷

高二物理（理科）

一、选择题（每题4分。第1-8题有且只有一个选项正确，第9-12题有多个选项正确，请把你认为正确的选项填涂到答题卡相应位置）

1. 下列关于起电的说法错误的是（　　）

A. 不管是何种起电方式，都要遵循电荷守恒定律

B. 摩擦起电时，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电

C. 一个带电体接触一个不带电的物体，则两个物体带上等量异种电荷

D. 摩擦和感应都能使电子转移，只不过前者使电子从一个物体转移到另一个物体上，而后者则使电子从物体的一部分转移到另一部分

【答案】C

【解析】

【详解】A．电荷不能凭空产生，也不能凭空消失，电荷只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分，在转移的过程中，电荷的总量保持不变，则不管是何种起电方式，都要遵循电荷守恒定律，故A正确，不符合题意；

B．摩擦起电时，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电，故B正确，不符合题意；

C．一个带电体接触一个不带电的物体，电荷会发生转移，使两个物体带上同种电荷，故C错误，符合题意；

D．摩擦和感应都能使电子转移，只不过前者使电子从一个物体转移到另一个物体上，而后者则使电子从物体的一部分转移到另一部分，故D正确，不符合题意。

故选C。

2. 安德烈·玛丽·安培（1775～1836）法国物理学家、数学家，电动力学的奠基人之一，对电磁学的基本原理有许多重要发现。如安培力公式、安培定则、安培环路定律等都是他发现的。为了纪念他，后人以他的名字安培命名了电流的单位。下列关于电流叙述正确的是（　　）

A. 只要电路中有电源，电路中就有电流

B. 电路中有电流，则一定有电阻

C. 由电流的定义可知，通电时间越长，电流越小

D. 电路中有电流通过，则一定有自由电荷

【答案】D

【解析】

【详解】A. 电路中有电源和闭合回路，电路中才有电流，A错误；

B. 电路中有电流，则不一定有电阻，若超导体中有电流，超导体没有电阻，B错误；

C. 由电流的定义可知，通过相等电荷量时，通电时间越长，电流越小，C错误；

D. 电路中有电流通过，则一定有自由电荷，D正确。

故先D。

3. 如图所示为某区域的电场线分布，A、B为同一条电场线上的两点，则下列说法中正确的是（　　）

A. B点电势高于A点电势

B. B点电场强度大于A点电场强度

C. 同一负电荷在B点的电势能小于在A点的电势能

D. 将正电荷在A点由静止释放，该电荷将沿电场线运动到B点

【答案】B

【解析】

【详解】A．沿着电场线方向，电势逐渐降低，A点电势高于B点，选项A错误；

B．B点电场线比A点的电场线密，B点电场强度比A点的电场强度大，选项B正确；

C．同一负电荷从A运动到B，电场力做负功，电势能增大，负电荷在B点的电势能大于在A点的电势能，选项C错误；

D．因AB之间的电场线是曲线，则将正电荷在A点由静止释放，该电荷不能沿电场线运动到B，选项D错误。

故选B。

4. 下列说法中正确的是（　　）

①由R＝可知，电阻与电压、电流都有关系

②由R＝可知，电阻与导体的长度和横截面积都有关系

③各种材料的电阻率都与温度有关，金属的电阻率随温度的升高而减小

④所谓超导体，当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，它的电阻率突然变为零

A. ①② B. ③④ C. ①③ D. ②④

【答案】D

【解析】

【详解】①．R＝是电阻的比值定义式，电阻与电压、电流无关，故①错误；

②．R＝为电阻的决定式，电阻与导体的长度和横截面积都有关系，故②正确；

③．各种材料的电阻率都与温度有关，金属的电阻率随温度的升高而增大，半导体的电阻率随温度的升高而减小，故③错误；

④．所谓超导体，当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，它的电阻率突然变为零，故④正确；

综上②④正确；故选D。

5. 如图所示，电源电动势为E，内阻为r，R1为定值电阻（R1＞r），R2为可变电阻，C为电容器，闭合开关后改变R2的阻值，则（　　）

A. 增大R2阻值，电阻R1上的电压也增大

B. 增大R2的阻值，电容器C上的电荷量增加

C. R2越大，电源的输出功率越大

D. 当R2=0时，电源的效率最大

【答案】B

【解析】

【详解】AB．增大R2的阻值，则总电流减小，则电阻R1以及电源内阻r上的电压都减小，电阻R2上的电压变大，则根据Q=CU可知，电容器C上的电荷量增加，选项A错误，B正确；

C．当外电路电阻等于电源内阻时电源的输出功率最大，因为R1＞r ，则R2越大，外电路电阻越远离电源内阻，可知电源的输出功率会越小，选项C错误；

D．根据

可知，外电阻越大，电源的效率越大，则当R2最大时，电源的效率最大，选项D错误。

故选B。

6. 磁感线是用来形象地描述磁场曲线，下图分别描述的是条形磁铁．蹄形磁铁、通电直导线、环形电流的磁感线分布，其中正确的是（ ）

A.  B.

C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】A B．根据磁体外部的磁感线从N极到S极，而内部是从S极到N极的，可知，故AB均错误，

C．根据安培定则，直导线的电流向下，则磁感线的方向（俯视）顺时针方向，故C错误；

D．根据安培定则，环形导线的电流方向与磁感线的方向关系如图所示，故D正确．

【点睛】根据磁体外部的磁感线从N极到S极，而内部是从S极到N极的，并依据安培定则，从而判定直导线与环形导线的电流方向与磁场方向的关系．

7. 如图所示，匀强电场方向竖直向下，一个带电粒子在电场中在竖直平面内做直线运动（图中箭头所示），则下列判断正确的是 （　　）

A. 粒子一定带正电 B. 粒子一定做减速运动

C. 粒子的电势能一定增加 D. 粒子的电势能与重力势能的和为一定值

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】粒子做直线运动，受向下的重力，则电场力一定竖直向上，可知粒子一定带负电，且重力一定等于电场力，粒子做匀速直线运动；电场力做正功，则电势能一定减小；由于只有电场力和重力做功，则粒子的电势能与重力势能的和为一定值。

故选D。

8. 倾角为θ的光滑固定斜面体处于竖直向下的匀强磁场中，在斜面上有一根长为L、质量为m的导线，导线与磁场垂直，导线中电流为I，方向如图所示，导线恰能保持静止，重力加速度为g。则磁感应强度B的大小为（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】导线的受力情况如图

受重力、斜面的支持力、安培力，根据共点力平衡有

又

解得

ABD错误，C正确。

故选C。

9. 光敏电阻是利用半导体制成的一种电阻，其阻值随光照强度增加而变小。某同学设计如图所示的自动控制电路，其中Rt是光敏电阻，R0为定值电阻，电表均可视为理想电表。闭合开关，当照射光敏电阻的光照强度增加时（　　）

A. 电压表V的示数变大

B. 光敏电阻Rt两端的电压减小

C. 灯泡L变暗

D. 电流表A的示数变大

【答案】BCD

【解析】

【详解】AD．当照射光敏电阻的光照强度增加时，光敏电阻的阻值减小，根据串反并同规律，电流表读数增大，电压表读数减小，A错误，D正确；

C．当照射光敏电阻光照强度增加时，光敏电阻的阻值减小，根据串反并同规律，灯泡两端电压减小，灯泡变暗，C正确；

B．把R0看作电源内阻，光敏电阻的阻值减小，外电阻减小，总电流增大，内电压增大，外电压减小，光敏电阻两端电压减小，B正确。

故选BCD。

10. 关于磁场和磁感线的描述，正确的说法有（　　）

A. 磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种物质

B. 磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁场

C. 磁感线可以形象地表示磁场的强弱与方向

D. 磁感线总是从磁铁的北极出发，到南极终止

【答案】AC

【解析】

【详解】A．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种看不见摸不到的物质，故A确；

B．磁感线是为了形象的描述磁场假想的线，是不存在，但磁场是客观存在的物质，故B错误；

C．磁感线的疏密可以表示磁场的强弱，切线方向表示磁场的方向，故C正确；

D．磁感线总是从磁铁的北极出来，进入南极，是闭合曲线，故D错误。

故选AC。

11. 如图所示，实线表示匀强电场中的电场线，一带电粒子(不计重力)经过电场区域后的轨迹如图中虚线所示，a、b是轨迹上的两点，关于粒子的运动情况，下列说法中可能的是(　　)

A. 该粒子带正电荷，运动方向为由a到b

B. 该粒子带负电荷，运动方向为由a至b

C. 该粒子带正电荷，运动方向为由b至a

D. 该粒子带负电荷，运动方向为由b至a

【答案】BD

【解析】

【详解】因为合力大致指向轨迹凹的一向，可知粒子电场力方向水平向左，则粒子带负电，运动方向可能由a到b，可能由b到a．故BD正确，AC错误．故选BD．

点睛：解决本题的关键知道合力大致指向轨迹凹的一向，知道正电荷所受电场力方向与电场强度方向相同，负电荷所受电场力方向与电场强度方向相反．

12. 如图所示，在某空间的一个区域内有一直线PQ与水平面成45°角，在PQ两侧存在垂直于纸面且方向相反的匀强磁场，磁感应强度大小均为B．位于直线上的a点有一粒子源，能不断地水平向右发射速率不等的相同粒子，粒子带正电，电荷量为q，质量为rn，所有粒子运动过程中都经过直线PQ上的b点，已知ab＝d，不计粒子重力及粒子相互间的作用力，则粒子的速率可能为

A.  B.  C.  D.

【答案】ABC

【解析】

【详解】由题意可知粒子可能的运动轨迹如图所示

所有圆弧的圆心角均为90°,所以粒子运动的半径（n=1，2，3…），由洛伦兹力提供向心力得，则（n=1，2，3…），故ABC正确，D错误；

故选ABC．

【点睛】根据题意画出粒子的运动轨迹两条，由几何知识可知，运动所有圆弧的圆心角都为90°，求出运动半径的通式；由洛伦兹力提供向心力，列式求出速度表达式，结合选项判断．

二、实验题

13. 现测定长金属丝的电阻率。

（1）某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示，其读数是________mm。

（2）现有下列器材设计一个电路，为了尽量准确地测量一段金属丝的电阻，这段金属丝的电阻Rx约为100Ω，某同学设计如图所示电路图进行试验。

电源E（电动势10V，内阻约为10Ω）

电流表A1（量程0～250mA，内阻R1＝5Ω）

电流表A2（量程0～300mA，内阻约为5Ω）

滑动变阻器R（最大阻值10Ω，额定电流2A）

开关S及导线若干

实验时，测量得到电流表A1的读数为I1，电流表A2的读数为I2，则这段金属丝电阻的计算式Rx＝________；从设计原理看，则测量值与真实值相比________（填“偏大”“偏小”或“相等”）。

【答案】    ①. 0.200（0.199~0.201）    ②.     ③. 相等

【解析】

【详解】（1）[1]螺旋测微器的精度为0.01mm，则金属丝的直径为

（0199~0.201）

（2）[2]因电流表A1的内阻已知，则可以当成电压表使用，两电流表的电流之差为待测电阻的电流，由欧姆定律可得

[3]因待测电阻的电压值和电流均为准确值，则测量值与真实值相比相等。

14. 测定一节干电池的电动势和内阻，要求尽量减小实验误差．

（1）应该选择的实验电路得图1中的_____（选填“甲”或“乙”）

（2）现有电流表（0﹣0.6A）、开关和导线若干，以及以下器材：

A．电压表（0﹣15V）

B．电压表（0﹣3V）

C．滑动变阻器（0﹣50Ω）

D．滑动变阻器（0﹣500Ω）

实验中电压表应选用_____，滑动变阻器应选用_____；（选填相应器材前的字母）

（3）实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数U及干电池的输出功率·都会发生变化，图2的各示意图中的正确反映P﹣U关系的是_____．

【答案】    ①. 甲    ②. B    ③. C    ④. C

【解析】

【详解】（1）[1]干电池内阻较小，为减小实验误差，电流表外接，应选题甲所示电路图；

（2）[2][3]一节干电池电动势约为1.5V，为了测量准确，电压表应选B；因电源内阻较小，故滑动变阻器应选总阻值较小的C；

（3）[4]电压表测量路端电压，其示数随滑动变阻器的阻值增大而增大；而当内阻和外阻相等时，电源的输出功率最大；此时输出电压为电动势的一半．外电路断开时，路端电压等于电源的电动势，此时输出功率为零；故符合条件的图象应为C。

三、计算题

15. 有一个电流表G，内阻Rg=10Ω，满偏电流Ig=3mA。求：

（1）要把它改装为量程0-3V的电压表，要串联多大的电阻？改装后电压表的内阻是多大？

（2）要把它改装为量程0-15mA的电流表，要并联多大的电阻？改装后电流表的内阻是多大？

【答案】（1）990Ω，1000Ω；（2）2.5Ω，2Ω

【解析】

【详解】（1）把电流表改装成量程0-3V的电压表，串联的电阻大小为

电压表内阻为

故要把它改装为量程0-3V的电压表，要串联990Ω的电阻，改装后电压表的内阻为1000Ω。

（2）把电流表改装为量程0-15mA的电流表，并联的电阻大小为

内阻为

故要把它改装为量程0-15mA的电流表，要并联2.5Ω的电阻，改装后电流表的内阻为2Ω。

16. 如图所示，电源内阻r=1Ω，R1=2Ω，R2=6Ω，灯L上标有“3V,1.5W”的字样，当滑动变阻器R3的滑片P移动至最右端时，电流表示数为1A，灯L恰能正常发光电流表为理想电表.

（1）求电源的电动势；

（2）求当P移到最左端时，电流表的示数；

（3）当滑动变阻器的Pb段电阻为多大时，变阻器R3上消耗的功率最大？最大值多大？

【答案】(1)6V；(2)2A；(3)2Ω，2W

【解析】

【详解】（1）电源的电动势

E=UL十IR1十Ir=3V十1×2V十1×1V=6V

（2）当P移到最左端时，由闭合电路欧姆定律，

（3）灯L电阻

RL=U2/P=6Ω

设滑动变阻器的Pb段电阻为R3，R3与RL并联

等效电阻

由闭合电路欧姆定律

将已知量代入化简得

当R3=2Ω时变阻器R3上消耗的功率最大，且最大值为2W

17. 如图所示，在平面直角坐标系xOy的第四象限存在匀强磁场，方向垂直于纸面向里。一不计重力的带电粒子从P点以200m/s的速度进入第四象限，方向与y轴负方向成。已知带电粒子的质量为、电荷量为，，试求：

（1）若粒子恰好不能进入第一象限，则磁感应强度B的大小；

（2）若磁感应强度，则粒子通过x轴位置到O点距离。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）带电粒子受洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动，有

可得

粒子恰好不能进入第一象限，即轨迹与x轴相切，如图所示

由几何关系有

联立解得

（2）当磁感应强度，可知匀速圆周运动的半径为

而由几何关系有

则圆心在x轴上，轨迹如图所示

粒子通过x轴的位置到O点距离为