2021-2022学年安徽省黄山市高二（上）期末物理试卷（含答案解析）

2021-2022学年安徽省黄山市高二（上）期末物理试卷

1.     下列物理量中，属于矢量的是(    )

A. 电场强度 B. 电势 C. 电流 D. 磁通量

2.     下列说法不正确的是(    )

A. 库仑通过库仑扭秤实验得到电荷间相互作用的规律
B. 法拉第通过实验发现了电磁感应现象
C. 爱因斯坦提出了光子假说，认为光的能量也是一份一份的
D. 无线电波、光波、阴极射线、X射线、射线都是电磁波

3.     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。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. 该粒子带负电荷
B. 空间存在的静电场场强E沿x轴正方向
C. 该粒子从原点O运动到过程中电势能增大
D. 该粒子运动到处的速度是

4.     如图为洛伦兹力演示仪的结构图，励磁线圈产生的匀强磁场方向垂直纸面向外，电子束由电子枪产生，其速度方向与磁场方向垂直。电子速度大小可通过电子枪的加速电压来控制，磁感应强度可通过励磁线圈的电流来调节。下列说法正确的是(    )

A. 仅减小电子枪的加速电压，电子束径迹的半径变小
B. 仅增大电子枪的加速电压，电子做圆周运动的周期变大
C. 仅减小励磁线圈的电流，电子束径迹的半径变小
D. 仅增大励磁线圈的电流，电子做圆周运动的周期变大

5.     下列给出了与感应电流产生条件相关的四幅情景图，其中判断正确的是(    )

A. 如图金属圆形线圈水平放置在通电直导线的正下方，增大直导线的电流，圆形线圈中一定有感应电流
B. 如图正方形金属线圈绕竖直虚线转动的过程中，正方形线圈中持续有感应电流
C. 如图闭合导线框以为轴在匀强磁场中旋转，闭合导线框有感应电流
D. 如图金属杆在F作用下向右运动的过程中，匀强磁场的磁感应强度随时间逐渐减小，闭合回路一定有感应电流

6.     如图所示，分别置于a、c两处的长直导线垂直纸面放置，通有大小相等方向相反的恒定电流，a，b，c，d在一条直线上，且。已知b点的磁感应强度大小为，d点的磁感应强度大小为，则a处导线在点d产生的磁感应强度的大小为(    )

A.  B.  C.  D.

7.     如图，在平行板器件中，电场强度E与磁感应强度B相互垂直。一带电粒子重力不计从左端以速度v沿虚线射入后做匀速直线运动，则该带电粒子(    )

A. 一定带正电
B. 可能带负电
C. 速度
D. 若此粒子从右端沿虚线方向以速度v射入，仍做直线运动

8.     如图，a、b、c为静电场中相邻的三条等差等势线，一质子仅在电场力作用下从A点沿实线经B点运动到C点，A、B、C三点的场强大小分别为、、；电势分别为、、；质子在A、B、C三点的电势能分别为、、；动能分别为、、，则正确的是(    )

A.  B.
C.  D.

9.     如图，E为电源，其内阻为r，L为小灯泡其灯丝电阻值视为定值，、为定值电阻，且，为光敏电阻，其阻值随光照强度的增加而减小，闭合开关S后，若照射的光照强度减弱，则(    )

A. 通过的电流变大 B. 两端的电压变大
C. 小灯泡消耗的功率变小 D. 电源的输出功率变大

10. 将一面积为，匝数匝的线圈放在匀强磁场中，已知磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度B随时间t变化规律如图所示，线圈总电阻为，则(    )

A. 第2s末，线圈的感应电动势为零
B. 在内线圈内的感应电动势为
C. 在内线圈内的感应电流为
D. 在内与内线圈内的感应电流方向相反
 

11. 某同学想通过一个多用电表的欧姆挡直接测量某电压表量程为的内阻约几十千欧，该多用电表刻度盘上电阻刻度的中间值为15。
    
    欧姆挡的选择开关拨至______选填“”或“”挡，先将红、黑表笔短接欧姆调零后，选用甲图中______选填“A”或“B”方式连接；
    该同学读出电压表的读数为，如图乙所示多用电表的读数为______，该多用电表欧姆挡电池的电动势为______ V。
12. 某实验小组用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，实验器材如下：
    A.电压表量程，内阻约
    B.电压表量程，内阻约
    C.电流表量程，内阻约
    D.电流表量程，内阻约
    E.滑动变阻器最大阻值
    F.开关和导线若干
    
    实验中电压表应选______，电流表应选______填器材前的字母代号；
    根据图甲的实验电路图，测出多组电压表、电流表对应的数值U和I，并画出图像如图乙所示，由图像可得该干电池的电动势______V，内阻______结果均保留两位小数；
    该实验测得干电池的电动势和内阻都存在系统误差，其测量值与真实值的关系为______，______选填“<”“=”或“>”。
13. 如图，在电场强度的匀强电场中有A、B两点，它们间距为，两点连线与电场线的夹角为，将一个电荷量为带电粒子由A点移到B点，求：
    、B两点间的电势差；
    该带电粒子电势能的变化量。
14. 如图，在平面直角坐标系xOy中，在的区域内有沿y轴负方向的匀强电场，在的区域内有垂直坐标平面向外的匀强磁场。一带正电的粒子质量为m、电荷量大小为从y轴上点以沿x轴正方向的初速度开始运动。当粒子第一次穿越x轴时，恰好经过x轴上的点，当粒子第二次穿越x轴时，恰好经过x轴上的点。不计带电粒子的重力。求：
    电场强度E的大小；
    磁感应强度B的大小。

15. 如图，两根相距长光滑导轨水平固定，导轨间接有阻值为的电阻，一根质量为、电阻为的金属杆ab始终与导轨保持垂直接触，处于磁感应强度大小为，方向竖直向上的匀强磁场中，导轨电阻不计。现给金属杆水平向右的初速度，使金属杆向右运动，求：
    开始运动的瞬间通过金属杆的电流大小和此时金属杆的加速度；
    在金属杆向右运动的整个过程中，电阻R产生的焦耳热Q。

答案和解析

1.【答案】A 

【解析】解：A、既有大小又有方向，运算时遵循平行四边形定则的物理量是矢量，电场强度是矢量，故A正确；
B、电势只有大小，没有方向，是标量，故B错误；
CD、电流和磁通量虽有方向，但电流和磁通量运算时不遵循平行四边形定则，所以电流、磁通量都是标量，故CD错误。
故选：A。
既有大小又有方向，运算时遵循平行四边形定则的物理量是矢量，如力、速度、加速度、位移、动量、电场强度等都是矢量；只有大小没有方向，运算时遵循代数运算法则的物理量是标量，如路程、时间、质量、动能、功、电势、电流等都是标量。
矢量与标量的最大区别是运算法则不同：矢量运算遵守平行四边形定则，标量运算遵守代数运算法则。
 

2.【答案】D 

【解析】解：A、根据物理学史可知，库仑通过库仑扭秤实验得到电荷间相互作用的规律，故A正确；
B、法拉第通过实验发现了电磁感应现象，故B正确；
C、为解释光电效应现象，爱因斯坦提出了光子假说，认为光的能量也是一份一份的，故C正确；
D、无线电波、光波、X射线、射线都是电磁波，阴极射线不是电磁波，故D错误。
本题选择不正确的，
故选：D。
根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可．
本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一．
 

3.【答案】B 

【解析】解：A、因为粒子从静止开始向低电势运动，所以粒子带正电，故A错误；
B、由图像的斜率可得，从图像可知，斜率不变，所以空间存在的静电场是沿x轴正方向的匀强电场，故B正确；
C、该粒子从原点O运动到过程中，电场力做正功，故电势能减小，故C错误；
D、根据动能定理可得，解得该粒子运动到处的速度是，故D错误。
故选：B。
根据图像的斜率可知该电场为匀强电场，正电荷从电势高处运动到电势低处，电势能减小，粒子受电场力不变则粒子做匀加速直线运动，根据动能定理求出粒子的速度。
本题考查电势差与电场强度的关系，解题关键掌握图像的认识，图像斜率恒定，则电场为匀强电场，注意正电荷从电势高处运动到电势低处，电势能减小。
 

4.【答案】A 

【解析】解：根据电子所受洛伦兹力的方向结合右手定则判断励磁线圈中电流方向是顺时针方向，电子在加速电场中加速，由动能定理有：
电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力，有：
联立解得：
周期为：
由可得，减小电子枪加速电压，电子束的轨道半径变小，增大电子枪加速电压，周期不变。故A正确，B错误；
同理可得减小励磁线圈中的电流，电流产生的磁场减弱，则电子束的轨道半径变大，仅增大励磁线圈的电流，由可知周期变小。故CD错误。
故选：A。
电子在电子枪里做加速直线运动，在磁场中做匀速圆周运动；电流周围的磁场与电流强度的大小有关，电流强度越大，则磁场越强；根据周期公式分析电子束的周期的变化。
本题考查了粒子在磁场中运动在实际生活中的应用，正确分析出仪器的原理是关键，知道带电粒子在电场中加速而在磁场中偏转做圆周运动，明确周期公式和半径公式的推导过程和应用．
 

5.【答案】C 

【解析】解：A、图甲金属圆形线圈水平放置在通电直导线的正下方，则直线电流产生的磁场穿过线圈的磁通量为零，即使增大通过导线电流，圆线圈中也不会有感应电流产生，故A错误；
B、图乙正方形金属线圈绕竖直虚线转动的过程中，在图示虚线右侧位置没有磁场的区域内转动时，没有穿过线圈的磁通量变化，所以正方形线圈中无感应电流，故B错误；
C、图丙闭合导线框以为轴在匀强磁场中旋转，闭合导线框中磁通量发生变化，故有感应电流，故C正确；
D、图丁金属杆在F作用下向右运动过程中，闭合线圈面积增大，若磁场减弱，则穿过闭合线圈的磁通量不一定改变，回路中不一定会产生感应电流，故D错误。
故选：C。
结合题干给出四个图进行分析，注意感应电流产生的条件为穿过闭合回路磁通量改变，根据楞次定律判断感应电流的方向。
本题考查电流周围的磁场、安培定则以及感应电流的产生，解决本题的关键掌握右手螺旋定则判断电流周围的磁场方向，掌握感应电流的产生条件。
 

6.【答案】B 

【解析】解：设a处导线在d点的磁感应强度的大小为B，方向方向竖直向下。根据通电直导线产生的磁场磁感应强度与电流成正比，与距离成反比，a处导线在b点的磁感应强度的大小为3B，方向竖直向下．由题知，两条长直导线恒定电流大小相等，则得到c处导
线在bd两点的磁感应强度的大小为3B，
则根据磁场叠加得，，根据数学知识得到，
故B正确，ACD错误；
故选：B。
通电直导线产生的磁场磁感应强度与电流成正比，与距离成反比，设得ac在bd的磁感应强度大小，根据矢量合成联立方程可解得。
本题考查通电导线周围的磁场，解题关键掌握右手螺旋定则的使用，同时注意磁感应强度为矢量，合成需符合平行四边形定则。
 

7.【答案】BC 

【解析】解：ABC、粒子从左射入，不论带正电还是负电，电场力大小为，洛伦兹力大小为，粒子做匀速直线运动，由平衡条件得：，解得粒子的速度大小，即与粒子带电性无关，故A错误，BC正确；
D、若此粒子从右端沿虚线方向进入，电场力与洛伦兹力在同一方向，则粒子做曲线运动，故D错误。
故选：BC。
带电粒子进入复合场，受电场力和洛伦兹力，通过比较电场力和洛伦兹力的大小和方向，判断是否平衡，从而确定能否沿虚线路径通过。
解决本题的关键知道在速度选择器中，从左边射入，速度满足条件，电场力与洛伦兹力平衡与电量、电性无关。
 

8.【答案】ABD 

【解析】解：等势线的疏密表示电场的强弱，越密集场强越大，故A正确；
质子受力指向凹面，并且质子带正电，所以电场方向指向凹面且与等势线垂直，因为沿电场方向，电势降低，所以有

根据沿电场线方向移动正电荷，电场力做正功，电势能减小，动能增加，则有
，
故BD正确，C错误。
故选：ABD。
由等势线的疏密判断电场的强弱，由粒子运动情况判断电性及电势、动能变化。
本题考查静电力，学生需熟练掌握电场强度与电势的关系，电场线密的地方等差等势线也密集，沿电场线方向电势逐渐降低等。
 

9.【答案】AC 

【解析】解：因为光照强度减弱，光敏电阻的阻值增大，电路中的总电阻增大，由闭合电路欧姆定律可得，电路中干路电流减小，因干路电流减小，电源的内电压减小，路端电压增大，同时两端的电压减小，故并联电路部分电压增大，则流过的电流增大，由并联电路的电流规律可知，流过灯泡的电流减小，由可知，小灯泡消耗的功率变小，故AC正确，B错误；
D.因，外电路总电阻，而外电阻增大，故电源的输出功率变小，故D错误。
故选：AC。
根据外电阻的变化分析总电流的变化、內电压的变化、路端电压的变化，再进一步分析灯泡消耗的电功率的变化。根据外电阻与内电阻相等时电源输出功率最大来分析输出功率的变化。
电路的动态分析的分析的顺序：外电路部分电路变化变化由，判断的变化由判断U的变化由部分电路欧姆定律分析固定电阻的电流、电压的变化用串、并联规律分析变化电阻的电流、电压和电功率。
 

10.【答案】BC 

【解析】解：由图知：，在内线圈内的感应电动势为：；
且在内，磁通量的变化率恒定，线框中产生的感应电动势不变，始终为，故A错误，B正确；
C.在内线圈内的感应电流为：，故C正确；
D.在内与内图象的斜率不变，感应电动势不变、感应电流的大小和方向均不变，故D错误。
故选：BC。
感应电流的方向根据楞次定律判断；感应电动势根据法拉第电磁感应定律求解；运用欧姆定律求解感应电流的大小．
本题主要是考查了法拉第电磁感应定律和楞次定律；根据楞次定律判断感应电流的方向的一般步骤是：确定原磁场的方向原磁场的变化引起感应电流的磁场的变化楞次定律感应电流的方向。
 

11.【答案】   

【解析】解：由题意知电压表的内阻大约几十千欧，用多用电表测电阻时，应让指针指在中间刻度附近，故应选“”挡。
欧姆表的正极插孔与内部电源的负极相连，与电压表构成一闭合回路，电流从黑表笔流出，进入电压表的正极，所以应选用图B方式连接；
由图乙可得欧姆表的读数为

该多用电表刻度盘上电阻刻度的中间值为15，即中值电阻为，则该欧姆表内阻也为。由闭合电路的欧姆定律知欧姆表中电池的电动势

故答案为：；B；；
根据指针的偏角角度选择合适的欧姆挡挡位，根据实验原理掌握正确的连接方式；
根据电表的读数规则结合图乙分析出电表的读数，结合欧姆定律分析出电池的电动势。
本题主要考查了多用电表的原理和使用，理解欧姆挡挡位的选择，熟悉读数规则，结合欧姆定律和电路特点完成分析。
 

12.【答案】 

【解析】解：因为一节干电池电动势大约，电压表应选A；电路最大电流约为零点几安培，电流表应选C。
根据图示电路图，由闭合电路欧姆定律得
由图示图象可知，干电池的电动势，
图象斜率的绝对值
如下图所示，把虚线部分看作等效电源，电动势的测量值等于等效电源的路端电压，小于干电池的电动势，内阻的测量值是等效电源的内阻，等于干电池的内阻与电压表内阻的并联值，小于干电池的内阻，所以电动势的测量值和内阻的测量值都小于真实值，都偏小，即，。

故答案为：；C；；；；<。
根据电池电动势选择电压表，根据电路最大电流选择电流表。
根据图示电路图应用闭合电路的欧姆定律求出图象的函数表达式，根据图示图象求出电池的电动势与内阻。
根据图示电路图分析实验误差。
理解实验原理是解题的前提与关键，应用闭合电路的欧姆定律求出图象的函数表达式，根据图示图象即可解题。
 

13.【答案】解：由匀强电场电势差与电场强度关系可得
，代入数据解得
由功能关系得

则
即电势能增加了。
答：、B两点间的电势差为2V；
该带电粒子电势能的变化量为。 

【解析】由匀强电场电势差与电场强度关系求解电势差，由功能关系求解电势能变化量。
本题考查静电力，学生需结合功能关系或动能定理分析能量变化。
 

14.【答案】解：粒子在电场区域内做类平抛运动，设运动时间为t，则水平方向

竖直方向根据牛顿第二定律有：
竖直方向位移：
联立解得电场强度：
粒子进入磁场后做匀速圆周运动，设粒子进入磁场时的速度大小为v，速度方向与水平方向的夹角为，进入磁场后做圆周运动的半径为r，则



由几何关系知

粒子做匀速圆周运动由洛伦兹力提供向心力
联立解得磁感应强度
答：电场强度E的大小为；
磁感应强度B的大小为。 

【解析】粒子在匀强电场中做类平抛运动，应用类平抛运动规律可以求出电场强度大小。
粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，应用牛顿第二定律求出磁感应强度。
本题考查了带电粒子在匀强电场与匀强磁场中的运动，根据题意分析清楚粒子运动过程是解题的前提，应用类平抛运动规律、牛顿第二定律与几何知识即可解题。
 

15.【答案】解：开始运动的瞬间，金属杆ab切割磁感线产生的感应电动势大小为
 
杆中的感应电流大小为
 
金属杆受到的安培力为
 
金属杆的加速度为
 
方向水平向左
由能量守恒定律得：
则电路中产生的总焦耳热
电阻R产生的焦耳热为
答：开始运动的瞬间通过金属杆的电流大小为；此时金属杆的加速度为，方向水平向左；
电阻R产生的焦耳热为40J。 

【解析】开始运动的瞬间，由求出金属杆产生的感应电动势大小，由闭合电路欧姆定律求出金属杆中电流大小，根据安培力公式求出金属杆受到的安培力，最后由牛顿第二定律求金属杆的加速度。
由能量守恒定律求出整个回路产生的总焦耳热，再求电阻R产生的焦耳热Q。
本题是电磁感应与力学规律的综合应用，要知道它们联系的桥梁是安培力，要掌握法拉第电磁感应定律、欧姆定律、安培力公式，结合力学知识进行处理。