2021-2022学年湖南省长沙市长沙县、望城区、浏阳市高二上学期期末调研考试物理试题 （解析版）

2021年下学期期末调研考试试卷

高二物理

一、选择题．（本大题共12小题，每小题4分，共48分．1~8小题为单选题，每个小题给出的四个选项中只有一个选项符合题目要求；9~12题为多选题，全部选对的得4分，选不全的得2分，有错选或不答的得0分）

1. 下列有关磁感应强度的说法错误的是（　　）

A. 磁感应强度是表示磁场强弱和方向的物理量

B. 小磁针在磁场中静止时N极的指向就是该处磁感应强度的方向

C. 若有一小段通电导体在某处不受磁场力的作用，则该处的磁感应强度不一定为0

D. 若有一小段长为L、通以电流为I的导体，在磁场中某处受到的磁场力为F，则该处磁感应强度的大小一定是

【答案】D

【解析】

【详解】A．磁感应强度是用来表示磁场强弱和方向的物理量，故A正确；

B．小磁针在磁场中静止时N极的指向就是该处磁感应强度的方向。故B正确；

C．若有一小段通电导体在某点不受磁场力的作用，也可能是导体与磁场方向平行，该点的磁感应强度不一定为0，故C正确；

D．导体与磁场方向不一定是垂直的，则该处磁感应强度的大小不一定是

故D错误。

本题选错的，故选D。

2. 如图所示，面积为S的长方形线框放在垂直纸面向里、足够大的、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，下列分析正确的是（　　）

A. 图示位置，穿过线框中的磁通量

B. 以边为轴，让线框转过，这一过程中，线框中的磁通量变化量

C. 线框以边为轴在磁场中转动，线框中会产生感应电流

D. 线框绕过D点与磁场平行的轴转动，线框中会产生感应电流

【答案】C

【解析】

【详解】A．图示位置，线框平面与磁场垂直，线框中的磁通量

故A错误；

B．以边为轴，让线框转过，磁感线进入平面的方向发生了改变，线框中的磁通量变化量

故B错误；

C．线框以边为轴在磁场中转动，线框中的磁通量时刻在发生改变，线框中会产生感应电流，故C正确。

D．线框绕过D点的与磁场平行的轴转动线框中的磁通量始终为，线框中不会产生感应电流，故D错误。

故选C。

3. 避雷针上方有雷雨云时避雷针附近的电场线分布如图所示，图中中央的竖直黑线AB代表了避雷针，CD为水平地面。MN是电场线中两个点，下列说法正确的是（　　）

A. M点的场强比N点的场强大

B. M点的电势比N点的电势高

C. 试探电荷从M点沿直线移动到N点，电场力做功最少

D. CD的电势为零，但其表面附近的电场线有些位置和地面不垂直

【答案】B

【解析】

【详解】A．电场线越密集则场强越大，可知M点的场强比N点的场强小，故A错误；

B．沿电场线电势降低，可知M点的电势比N点的电势高，故B正确；

C．电场力做功与路径无关，则在试探电荷从M点到N点的多条路径中，电场力做功相同，故C错误；

D．CD的电势为零，是等势面，电场线与等势面正交，可知CD表面附近的电场线和地面都垂直，故D错误。

故选B。

4. 如图是一检验酒精浓度的电路示意图。其中R3为检验酒精浓度的传感器，这种传感器的电阻随酒精浓度的升高而减小。检测人员观察到的显示器为电路中的电流表，电源两端接有报警器。当饮过酒的人对感器R3吹气时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是

A. I变小，U变大

B. I变大，U变小

C. I变小，U变小

D. I变大，U变大

【答案】B

【解析】

【详解】当饮过酒的人对感器R3吹气时，R3的阻值变小，电路总电阻变小，由闭合欧姆定律可知，电路中的总电流变大即电流表的示数变大，由公式可知，路端电压变小，即电压表示数变小，故B正确。

故选B。

5. 质量为150g的手机（包括外套）从1.25m高度处不小心跌落，由于手机外套的保护作用使手机与地面碰撞的时间为0.1s，g取10m/s2，则碰撞过程中手机受到地面的平均作用力大小为（　　）

A. 9N B. 7.5N C. 6N D. 1.5N

【答案】A

【解析】

【详解】由

得手机落地时的速度为

乙向下为正方向，根据动量定理得

可得碰撞过程中手机受到地面的平均作用力大小为

故A正确，BCD错误。

故选A。

6. 在飞机的发展史中有一个阶段，飞机上天后不久，飞机的机翼（翅膀）很快就抖动起来，而且越抖越厉害．后来经过人们的探索，利用在飞机机翼前缘处装置一个配重杆的方法，解决了这一问题．在飞机机翼前装置配重杆的目的主要是（　　）

A. 加大飞机的惯性 B. 使机体更加平衡

C. 使机翼更加牢固 D. 改变机翼的固有频率

【答案】D

【解析】

【详解】飞机振动的原因是气流使机翼的振动周期与机翼的固有周期相互接近发生了共振现象，通过装置一个配重杆的方法改变固有周期，从而避免共振的发生，D对；

7. 如图所示，光滑圆槽的半径R远大于小球运动的弧长。甲、乙、丙三个小球（均可视为质点）同时由静止释放，开始时，甲球比乙球离槽最低点O远些，丙球在槽的圆心处。则以下关于它们第一次到达点O的先后顺序的说法正确的是（  ）

A. 乙先到，然后甲到，丙最后到 B. 丙先到，然后甲、乙同时到

C. 丙先到，然后乙到，甲最后到 D. 甲、乙、丙同时到

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】对于丙球，根据自由落体运动规律有

解得

对于甲乙两球，做简谐运动，其运动周期为

甲乙两球第一次到达点O时运动周期，则

故丙先到，然后甲、乙同时到。

故选B

8. 如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地．一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态．现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，则下列说法正确的是（　　）

A. 带电油滴将沿竖直方向向上运动

B. P点的电势将升高

C. 油滴带正电

D. 电容器的电容减小，极板带电量将减小

【答案】D

【解析】

【详解】A．将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，由于电容器两板间电压不变，根据得知板间场强减小，油滴所受的电场力减小，则油滴将向下运动．故A错误；

B．场强减小，而P点与下极板间的距离不变，则由公式分析可知，P点与下极板间电势差将减小，而P点的电势高于下极板的电势，则知P点的电势将降低．故B错误；

C．由带电油滴原来处于平衡状态可知，受电场力向上，而上极板带正电，故说明油滴带负电，故C错误；

D．由可知电容C减小，根据，由于电势差不变，电容器的电容减小，故带电量减小，故D正确．

9. 在如图所示的图象中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图线，直线Ⅱ为某一电阻R的图线．用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路，由图象可知（　　）

A. 电源的电动势为，内阻为 B. 电阻R的阻值为

C. 电源的输出功率为 D. 电源的效率为

【答案】AC

【解析】

【详解】由图线Ⅰ可知，电源的电动势为3V，内阻为

r==0.5Ω

由图线Ⅱ可知，电阻R的阻值为1Ω，该电源与电阻R直接相连组成的闭合电路的电流为

I==2A

路端电压

U=IR=2V

电源的输出功率为

P=UI=4W

电源的效率为

=×100%≈66.7%

故选AC。

10. 如图所示，一带电粒子在电场中的运动轨迹如虚线所示（只受电场力），下列说法中正确的是（　　）

A. 粒子一定带正电 B. 粒子受到的电场力做正功

C. 粒子在B点电势能大于在A点的电势能 D. 粒子在A点的加速度比B点的大

【答案】CD

【解析】

【详解】A．由粒子的运动轨迹弯曲方向可知，带电粒子受到的电场力大致斜向左上方，与电场强度方向相反，故粒子一定带负电，故A错误；

B．由于不知道粒子是从A到B，还是从B到A，不能判断电场力做功的正负，故B错误；

C．沿着电场线电势逐渐降低，等势面与电场线垂直，可以知道A点电势高，而负电荷在电势高的点电势能低，所以粒子在B点的电势能大于在A点的电势能，故C正确；

D．A点电场线密集，故电场强度大，粒子所受的电场力大，故A点的加速度比B点的大，故D正确。

故选CD。

11. 如图所示，一列简谐横波平行于x轴传播，图中的实线与虚线分别为和时的波形图。已知平衡位置在处的质点在0到内运动方向不变。关于这列简谐波的说法中正确的是（　　）

A. 该波向左传播

B. 该波向右传播

C. 该波波源的振动频率是

D. 从O时刻起内处的质点经过的路程为

【答案】AD

【解析】

【详解】AB．由题意可知，在内cm处质点振动方向没有变化，故该处质点只能向上振动到达虚线对应位置，由“同侧法”可知波只能向左传播，A正确，B错误；

C．在0.1s内cm处质点路程为振幅A，即历时，故波的周期为0.4s，频率为2.5Hz，C错误；

D．在1s内，即2.5T，cm处质点通过的路程为

D正确。

故选AD。

12. 如图，一平行板电容器连接在直流电源上，电容器的极板水平，两微粒a、b所带电荷量大小相等、符号相反，使它们分别静止于电容器的上、下极板附近，与极板距离相等。现同时释放a、b，它们由静止开始运动，在随后的某时刻t，a、b经过电容器两极板间下半区域的同一水平面，a、b间的相互作用和重力可忽略。下列说法正确的是（  ）

A. a的质量比b的大

B. 在t时刻，a动能比b的大

C. 在t时刻，a和b的电势能相等

D. 在t时刻，a和b的动量大小相等

【答案】BD

【解析】

【分析】

【详解】A．根据题述可知，微粒a向下加速运动，微粒b向上加速运动，根据a、b经过电容器两极板间下半区域的同一水平面，可知a的加速度大小大于b的加速度大小，即

aa>ab

对微粒a，由牛顿第二定律

qE=maaa

对微粒b，由牛顿第二定律

qE =mbab

联立解得

>

由此式可以得出a的质量比b小，故A错误；

B．在a、b两微粒运动过程中，a微粒所受合外力等于b微粒，a微粒的位移大于b微粒，根据动能定理，在t时刻，a的动能比b大，故B正确；

C．由于在t时刻两微粒经过同一水平面，电势相等，电荷量大小相等，符号相反，所以在t时刻，a和b的电势能不等，故C错误；

D．由于a微粒受到的电场力（合外力）等于b微粒受到的电场力（合外力），根据动量定理，在t时刻，a微粒的动量等于b微粒，故D正确。

故选BD。

二、实验题（本大题3小题，每空2分，共16分．把答案填在题中的横线上或按题目要求作答．

13. 在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径d，如图甲所示，则金属丝的直径为_______．用游标卡尺测量金属丝的长度L，如图乙所示，则长度为_______．

【答案】    ①. 0.313##0.314##0.315##0.316##0.317    ②. 13.40

【解析】

【详解】[1]根据图甲可知，金属丝的直径为

[2]根据图乙可知，游标卡尺测量金属丝的长度

14. 在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中

（1）下列说法正确是______（多选）

A．摆球偏离平衡位置的角度越大越好

B．摆球尽量选择质量大些的、体积小些的

C．摆球摆动时要使之保持在同一个竖直平面内

D．单摆悬线的上端不可随意卷在横杆上，应夹紧在铁夹中

（2）为了提高周期的测量精度，应该将摆球到达________（填“最高点”或“平衡位置”）作为计时开始与停止的时刻比较好．

【答案】    ①. BCD    ②. 平衡位置

【解析】

【详解】（1）[1]A．单摆在小摆角情况下的振动是简谐运动，摆球偏离平衡位置的角度不能太大，A错误；

B．为减小空气阻力对实验的影响，摆球尽量选择质量大些的、体积小些的，B正确；

C．摆球摆动时要使之保持在同一竖直平面内，不能形成圆锥摆，C正确；

D．实验过程，单摆摆长应保持不变，为保证保持摆长不变，单摆悬线的上端不可随意卷在横杆上，应夹紧在铁夹中，D正确。
故选BCD。

（2）[2]为了提高周期的测量精度，减小实验误差，应该将摆球到达平衡位置作为计时开始与停止的时刻。

15. 用如图甲所示的电路测量一节蓄电池的电动势和内电阻．蓄电池的电动势约为，内电阻很小．除蓄电池、开关、导线外可供使用的实验器材还有：

A．电压表V（量程）；     B．电流表（量程）；

C．电流表（量程）；    D．定值电阻（阻值，额定功率）；

E．滑动变阻器R（阻值范围，额定电流）；

（1）电流表应选________（填器材前的字母符号）

（2）试在图乙中画出连线，将器件按图甲的原理图连接成实验电路．______

（3）根据实验数据作出图象（如图乙所示），则蓄电池的电动势_______V，内阻______．

【答案】    ①. B    ②.     ③. 2.10    ④. 0.20

【解析】

【详解】（1）[1]由题意可知，电源电动势约为2V，保护电阻为，故电路中的最大电流

所以电流表选B；

（2）[2]器件按图甲的原理图连接成实验电路如下图所示

（3）[3][4]由闭合电路欧姆定律

由数学知识可知，图像与纵坐标的交点为电源电动势

而图像的斜率表示保护电阻与电源内阻之和，得

解得

三、计算题（本题共3小题，共36分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．）

16. 如图所示，一梯形透明介质ABCD，，。一光线垂直于BC面从E点射入介质后，射到AB面时恰好发生全反射，从AD面上的某点射出。

求：

（1）介质对该光线的折射率n；

（2）该光线从AD面射出的折射角r。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）该光线在介质中传播的光路如图所示

根据几何关系，该光线在介质中发生全反射的临界角

又

解得

（2）根据几何关系，该光线射到AD面的入射角

据折射定律可得

解得

17. 如图，竖直放置的半圆形光滑绝缘轨道半径为R（C点为半圆最高点，B点为半圆最低点），下端与光滑绝缘水平面平滑连接，整个装置处于竖直向上的匀强电场中，场强大小为，一带负电的物块（可视为质点）质量为m、电量为q，从水平面上的A点以某一初速度水平向左运动，沿半圆形轨道通过最高点C时，对轨道的压力大小恰好等于，求：

（1）物块在最高点C的速度大小；

（2）物块从C点飞出后落回到水平面时距B点的水平距离。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）由作用力和反作用力的特点可知：轨道对物块的支持力为mg，方向竖直向下；

物块在C点受重力、电场力和轨道支持力作用，故由牛顿第二定律可得

所以，物块在最高点C的速度为

（2）物块从C点飞出后，有

水平方向有

竖直方向有

解得

18. 如下图所示，质量为M的平板车P高h，质量为m的小物块Q的大小不计，位于平板车的左端，系统原来静止在光滑水平地面上。一不可伸长的轻质细绳长为R，一端悬于Q正上方高为R处，另一端系一质量也为m的小球（大小不计）。今将小球拉至悬线与竖直位置成60°由静止释放，小球到达最低点时与Q的碰撞时间极短，且无机械能损失。已知Q离开平板车时速度大小是平板车速度的两倍，Q与P之间的动摩擦因数为μ，平板车与Q的质量关系是M∶m=4∶1，重力加速度为g。求：

(1)小物块Q离开平板车P时，P和Q的速度大小？

(2)平板车P的长度为多少？

(3)小物块Q落地时与平板车P的水平距离为多少？

【答案】(1)、，(2)，(3)

【解析】

【分析】

【详解】(1)设小球与Q碰前的速度为v0，小球下摆过程机械能守恒。

mgR（1-cos60°）＝

解得

v0＝

小球与Q进行弹性碰撞，质量又相等，二者交换速度。

Q与P组成的系统，由动量守恒定律可得：

Mv0＝mv1＋Ｍv2

其中v２＝，Ｍ＝４m

将以上数据代入解得

(2)对系统由能量守恒

解得

L＝

(3)Q脱离P后做平抛运动，由平抛运动规律可得

解得

Q落地时二者相距

解得