2021-2022学年新疆乌鲁木齐市第三十一中学高二（上）期末物理试题含解析

2021-2022学年新疆乌鲁木齐市第三十一中学高二（上）期末物理试题

高二物理

（卷面分值：100分；考试时间：90分钟）

一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）

1. 下列说法正确的是（　　）

A. 自然界中的电荷除了正、负电荷外还有很多种

B. 带电物体的带电量只能是元电荷的整数倍

C. 真空中点电荷间相互作用力的规律是法拉第发现的

D. 感应起电过程中创造了电荷

【答案】B

【解析】

【详解】A．自然界中只有正、负两种电荷，选项A错误；

B．带电物体的带电量只能是元电荷的整数倍，选项B正确；

C．真空中点电荷间相互作用力的规律是库伦发现的，选项C错误；

D．感应起电过程中是电荷的转移，不是创造了电荷，选项D错误。

故选B。

2. 关于库仑定律，下列说法正确的是（　　）

A. 库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积最小的带电体

B. 根据，当两个带电体间距离趋近于零时，库仑力将趋向于无穷大

C. 所带电荷量分别为和的点电荷A、B相互作用时，A、B受到的静电力大小相等

D. 库仑定律也适用于计算电荷分布不均匀的球体间的库仑力

【答案】C

【解析】

【详解】A．库仑定律适用于真空中静止的点电荷，点电荷并不是体积最小的带电体，故A错误；

B．当两个带电体间的距离趋近于零时，两带电体不能看作点电荷，公式

不再适用，库仑力不会趋向于无穷大，故B错误；

C．所带电荷量分别为Q和3Q点电荷A、B相互作用时，A、B受到的静电力是作用力与反作用力，它们大小相等，故C正确；

D．如果电荷分布不均匀的球体可以看做点电荷，可以用库仑定律计算球体间的库仑力，如果电荷分布不均匀的球体不能看做点电荷，则不能用库仑定律计算两球体间的库仑力，故D错误。

故选C。

3. 如图所示，M，N是正点电荷电场中一条电场线上的两点，用  EM、 EN分别表示两点电场强度的大小，关于两点电场强度的判断正确的是（　　）

A. EM<EN，方向不同 B. EM>EN，方向相同

C. EM=EN，方向不同 D. EM=EN，方向相同

【答案】B

【解析】

【详解】MN两点场强方向均指向右，方向相同；M处电场线较N点密集，可知M点场强大，即

EM>EN

故选B。

4. 下列关于磁场的说法中，正确的是（　　）

A. 只有磁铁周围才存在磁场

B. 磁场是假想，不是客观存在的

C. 磁场只有在磁体与磁体、磁体与通电导体发生作用时才产生

D. 磁体与磁体、磁体与通电导体、通电导体与通电导体之间都是通过磁场发生相互作用

【答案】D

【解析】

【详解】A．电磁铁还是永久磁体，或电流的周围都存在着磁场，故A错误；

B．磁场是真实存在的一种物质，且具有方向性，故B错误；

CD．磁场只对放入磁场中的磁体有力的作用，磁极与磁极，磁极与电流、电流与电流之间都是通过磁场发生相互作用，故C错误，D正确。

故选D。

5. 如图所示，A，B，C，D为匀强电场中相邻的四个等势面，一个电子垂直经过等势面D时，动能为，飞经等势面C时，电势能为，飞至等势面B时速度恰好为零，已知相邻等势面间的距离均为，则下列说法错误的是（　　）

A. 等势面A的电势为

B. 等势面B的电势为零

C. 电子再次飞经等势面D时，动能为

D. 电子在等势面D时的电势能为

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】AB．电子从D到B的过程，根据动能定理得

解得

即D点电势高于B点电势，电场方向竖直向上，则电场强度为

电子经过等势面C时的电势能为，则C点的电势为

所C点与B点的电势差为

代入数据可得B点电势为0，因为CA间的电势差等于DB间的电势差，可知A点电势为，AB正确；

C．整个过程中，只有电场力对电子做功，根据能量守恒定律得，电子再次经过D等势面时，动能不变，仍然为，C错误；

D．由前面的分析，可得D点的电势为20V，所以电子在D点时具有电势能为

D正确。

故选C。

6. 如图所示实线表示某静电场等势面的分布，电荷量为1.6×10－9 C的正电荷从A经B、C到达D点．从A到D，静电力对电荷做的功为(　　)

A. 4.8×10－8 J B. －4.8×10－8 J

C. 8.0×10－8 J D. －8.0×10－8 J

【答案】B

【解析】

【详解】试题分析：电场力做功只与初末位置的电势差有关，与路径无关，所以从A到D或从A经B、C到达D点，电场力做功为-4.8×10-8J，B对；故选B

考点：考查电场力做功

点评：难度较小，明确电场力做功与运动路径无关，只与粒子的初末位置有关，注意公式中W和U的下脚标

7. 磁感应强度的单位是特斯拉（T），与它等价的是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】当导线与磁场方向垂直时，由公式知磁感应强度B的单位由F、I、L的单位决定．

在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉，简称T，。

故选B。

8. 如图，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向（垂直于纸面向里）垂直．线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠abc=∠bcd=135º．流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示．导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力

A. 方向沿纸面向上，大小为(+1)ILB

B. 方向沿纸面向上，大小为(-1)ILB

C. 方向沿纸面向下，大小为(+1)ILB

D. 方向沿纸面向下，大小为(-1)ILB

【答案】A

【解析】

【详解】导线段abcd在磁场中的等效长度为ad两点连线的长度，则；等效电流方向由a→d，据左手定则，安培力方向沿纸面向上，A正确．

【点睛】本题也可求出ab、bc和cd所受安培力的大小和方向，然后合成．

二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）

9. 如图所示，光滑水平面上有一轻弹簧，其左端固定在竖直墙壁上。一质量可视为质点的滑块A以的水平速度向左运动，撞上静止的质量可视为质点的滑块并粘在一起向左运动，两滑块与弹簧作用后原速率弹回，则下列说法正确的是（  ）

A. 两滑块组成的系统碰撞过程中动量守恒

B. 两滑块碰撞结束时的速度大小为

C. 在整个过程中，两滑块组成的系统动量守恒

D. 在整个过程中，弹簧对A、系统的冲量大小为

【答案】ABD

【解析】

【分析】

【详解】A．两滑块组成的系统碰撞过程所受外力的矢量和为0，则动量守恒，故A正确；

B．以向左为正方向，由动量守恒定律得

代入数据解得

故B正确；

C．在整个过程中，两滑块与弹簧有相互作用，两滑块组成的系统动量不守恒，故C错误；

D．以向左为正方向，A、与弹簧作用过程，由动量定理得

代入数据解得

冲量方向向右，故D正确。

故选ABD。

10. 水平放置的平行板电容器与电源相连，下极板接地．带负电的液滴静止在两极板间P点，以E表示两极板间的场强，U表示两极板间的电压，φ表示P点的电势．若电容器与电源断开，保持下极板不动，将上极板稍微向上移到某一位置，则

A. U变大，E不变，φ不变 B. U不变，E变小，φ降低

C. 液滴将向下运动 D. 液滴仍保持静止

【答案】AD

【解析】

【详解】电容器与电源断开，则带电量Q不变，保持下极板不动，将上极板稍微向上移到某一位置，则d变大，根据可知C变小，根据Q=CU可知U变大，由与上述式子联立可得：,则E不变；因P点与下极板的距离不变，根据U=Ed可知P点与下极板的电势差不变，即P点的电势φ不变，选项A正确，B错误；由于E不变，则液滴受的电场力不变，则液滴仍保持静止，选项C错误，D正确.

11. 如图为一对等量异种点电荷，电量分别为、。实线为电场线，虚线圆的圆心在两电荷连线的中点，，，，为圆上的点，下列说法正确的是（　　）

A. ，两点的电势相同

B. ，两点的电场强度相同

C. 同一负电荷在点的电势能等于点的电势能

D. 正电荷从点运动到点的过程中，电场力做负功

【答案】BC

【解析】

【详解】A．沿电场线方向电势逐渐降低，c点的电势低于d点的电势，d点的电势等于a点的电势，故A错误；

B．电场线切线方向为场强方向，电场线的疏密反映场强的强弱，所以图知b、d两点的电场强度方向相同，大小相等，故B正确；

C．因为d点的电势等于a点的电势，所以同一负电荷在a点的电势能等于d点的电势能，故C正确；

D．因为d点的电势等于a点的电势，沿电场线方向电势逐渐降低，a点的电势高于b点的电势，正电荷从d点运动到b点的过程中，电场力做正功，故D错误。

故选BC。

12. 在同一光滑斜面上放同一导体棒，下图所示是两种情况的剖面图。它们所在空间有磁感应强度大小相等的匀强磁场，但方向不同，一次垂直斜面向上，另一次竖直向上，两次导体A分别通有电流I1和I2，都处于静止平衡．已知斜面的倾角为θ，则（　　）

A. I1∶I2=cosθ：1

B I1∶I2=1∶1

C. 导体A所受安培力大小之比F1∶F2=sinθ∶cosθ

D. 斜面对导体A的弹力大小之比N2∶N2=cos2θ∶1

【答案】AD

【解析】

【详解】两种情况下，导体棒受力如图所示，I1所受的安培力沿斜面向上，I2所受的安培力水平向右；
 

I1 所受的安培力沿斜面向上，如左图，根据共点力平衡得：

F1=mgsinθ

N1=mgcosθ

I2所受的安培力水平向右，如右图，根据共点力的平衡得：

F2=mgtanθ

又：

F1=BI1L

F2=BI2L

所以：

斜面对导体A的弹力大小之比

AD正确，BC错误。

故选AD。

三、实验题（本大题共2小题，共20.0分）

13. 某个演示用多用电表只有两个挡位，其内部电路如图甲所示，其中为定值电阻，表盘如图乙所示。

（1）这个多用电表内部电流表G的左侧为________（填“正”或“负”）接线柱，用电表表笔应为________（填“红”或“黑”）色。

（2）挡位为________（填“电流”或“欧姆”）挡。

（3）若挡位置于欧姆挡，其倍率为“”挡，测某电阻的阻值时，多用电表指针如图乙中所示，则其示数为________；

（4）作为欧姆表使用时其内部总电阻为________。

【答案】    ①. 正    ②. 红    ③. 欧姆    ④. 15.0    ⑤. 15

【解析】

【详解】（1）[1][2]黑表笔接内部电源的正极，红表笔接内部电源的负极，标示为“+”，故这个多用电表内部电流表G的左侧为正接线柱；所以多用电表a表笔应为红色；

（2）[3]只有欧姆挡内部才接有电源，故挡位d为欧姆挡；

（3）[4]若挡位置于欧姆挡，其倍率为“×1 ”挡，测某电阻的阻值时，多用电表指针如图乙中①所示，则其示数为

（4）[5]由表盘刻度，作为欧姆表使用时，其中值电阻为15Ω，所以欧姆表的内部总电阻为15Ω。

14. 某学习小组探究一标有“3 V，”小电珠在不同电压下的电功率大小，实验器材如下：

A.电池组电动势为，内阻约；   B.直流电流表内阻约为

C.直流电压表内阻约        D.直流电压表内阻约

E.滑动变阻器      F.滑动变阻器     G.开关、导线若干

本实验中电压表选用________，滑动变阻器应选用________选填“C”或“D”，“E”或“F”．

如图甲所示，现已完成部分导线的连接实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大，请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接（   ）；

某次测量，电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的示数为________A；

该小组描绘出的伏安特性曲线如图丙所示，将这个小电珠与阻值为的定值电阻串联，接到电动势为4 V、内阻为的电源两端，这个小电珠的实际功率为________W．

【答案】    ①. C    ②. E    ③.     ④. 0.44    ⑤. 0.3

【解析】

【详解】（1）由题意知，小电珠的额定电压为3V，故电压表选择3V量程的C；该实验中电流需从零开始测量多组，故滑动变阻器需采用分压式接法，为调节方便，滑动变阻器选择阻值小额定电流大的E；

（2）小电珠内阻较小，测量电路用外接法，滑动变阻器用分压式，所以实物图如图所示；

（3）电流表量程为0.6A，知图中电表的读数为0.44A；

（4）根据闭合电路的欧姆定律：E=U+I（r+R0），整理得：U=-10I+4，在小电珠伏安特性曲线的同一坐标内画出该回路的U-I图线，其与伏安特性曲线的交点坐标值即为小电珠实际的电压和电流，如图所示．小电珠在该闭合回路中电压U=1.0V，电流I=0.3A，实际功率P=UI=0.3W

四、计算题（本大题共3小题，共32.0分）

15. 一枚在空中飞行的炮弹，质量M=6kg，在最高点时的速度=900m/s，炮弹在该点突然炸裂成A、B两块，其中质量m=2kg的B做自由落体运动．求：

①爆炸后A的速度大小；

②爆炸过程中A受到的冲量大小．

【答案】①1350m/s②1800 N·s

【解析】

【分析】①根据动量守恒定律进行求解即可；

②根据动量定理进行求解即可；

【详解】①炮弹爆炸过程系统动量守恒，以炮弹的初速度方向为正方向

根据动量守恒定律有：，解得，方向与初速度方向相同；

②根据动量定理可知A的冲量为：，方向与初速度方向相同．

【点睛】本题考查了动量守恒和动量定理的应用，分析清楚物体的运动过程，应用动量守恒定律和动量定理进行求解即可．

16. 如图所示，虚线MN、PQ之间存在水平向右的匀强电场，两虚线间距离为d。一质量为m、电荷量为+q的带电粒子，从a点由静止释放，经电压为U的电场加速后，由b点垂直进入水平匀强电场中，从MN上的某点c（图中未画出）离开，其速度与电场方向成45°角。不计粒子的重力，求：

（1）粒子刚进入水平匀强电场时的速率v0；

（2）水平匀强电场的场强大小E；

（3）bc两点间的电势差Ubc。

【答案】(1) ； (2) ；(3)

【解析】

【分析】

【详解】(1)根据动能定理得

解得

(2)设离开水平电场时的速度为v，则有

在水平方向有

解得

(3)根据动能定理得

解得

17. 如图所示的狭长区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，区域的左、右两边界均沿竖直方向，磁场左、右两边界之间的距离L，磁场磁感应强度的大小为B。某种质量为m，电荷量q的带正电粒子从左边界上的P点以水平向右的初速度进入磁场区域，该粒子从磁场的右边界飞出，飞出时速度方向与右边界的夹角为30º。重力的影响忽略不计。

（1）求该粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径；

（2）求该粒子的运动速率；

（3）求该粒子在磁场中运动的时间

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）由图中几何关系可得

解得

（2）由于粒子受到的洛伦兹力做向心力，则

得

（3）粒子圆周运动的周期

根据运动轨迹几何关系可知运动时间

【点睛】此题考查了带电粒子在匀强磁场中的运动问题；解题的关键是画出粒子在磁场中运动的轨迹图，结合结合关系，找到圆心和半径，再结合牛顿第二定律求解速度；记住粒子做圆周运动的周期公式：