2021-2022学年四川省泸州市高二上学期期末统一考试物理试题 （解析版）

泸州市高2020级高二上学期末统一考试

物理

第一部分  选择题（共54分）

注意事项：

每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标黑。如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。

一、本题共9个小题，共54分。其中第1-6题每小题6分，只有一个选项符合题目要求；第7-9题每小题6分，有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

1. 下列关于电场中某点电场强度方向的说法，正确的是（　　）

A. 与检验电荷在该点所受合外力的方向一定相同

B. 与带电粒子在电场中的运动方向一定相同

C. 与负检验电荷在该点所受电场力的方向一定相同

D. 与正检验电荷在该点所受电场力的方向一定相同

【1题答案】

【答案】D

【解析】

【详解】ACD．电场中某点电场强度方向与正检验电荷在该点所受电场力的方向相同，与负检验电荷在该点所受电场力的方向相反，但是与合外力方向没有直接的关系，故AC错误，D正确；

B．电场中某点电场强度方向与带电粒子在电场中的运动方向也没有必然的联系，电场强度方向与带电粒子在电场中的运动方向可能相同也可能相反也可能不共线，故B错误。

故选D。

2. 如图所示，空间中有一线圈所围面积为S、匝数为N，其中一半面积处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直。则穿过该线圈的磁通量大小为（　　）

A. NBS B. NBS C. BS D. BS

【2题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】穿过该线圈的磁通量大小为

故选C。

3. 如图所示，三根导体杆的长度和流过其中的电流均相等，（a）图中磁场方向垂直纸面向里，导体杆与水平面间的夹角为；（b）图中磁场方向竖直向上，导体杆水平放置；（c）图中磁场方向水平向右，导体杆水平放置。若三图中的磁感应强度大小均相等，则三根导体杆受到的安培力Fa、Fb、Fc之间的大小关系为（　　）

A.  B.  C.  D.

【3题答案】

【答案】D

【解析】

【详解】（a）图中和（b）图中，根据左手定则可得

（c）图中磁场方向水平向右，导体杆水平放置，则可得

故有

ABC错误，D正确。

故选D。

4. 如图所示电路中，电源电动势恒定，内阻不可忽略，Rt为光敏电阻（光照强度减弱时，其电阻值增大），R1、R2为定值电阻，电压表均为理想电压表。闭合开关S，当光照强度逐渐减弱时，下列判断正确的是（　　）

A R1消耗功率变小 B. R2消耗功率变小

C. 电压表V1示数变小 D. 电压表V2示数变大

【4题答案】

【答案】A

【解析】

【详解】当光照强度逐渐减弱时，Rt阻值增大，电路总电阻增大，总电流减小，R1消耗功率变小，且R1两端电压减小，即电压表V2示数减小；电源内电压减小，路端电压增大，即电压表V1示数增大；R2两端电压增大，所以R2消耗功率变大。综上所述可知A正确，BCD错误。

故选A

5. 如图所示，平行金属极板M、N间的距离为d，两板间存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。大量带正、负电荷的等离子体以速度v沿图示方向射入两板之间。已知电容器的电容为C，两定值电阻阻值相等，电路中其余部分电阻忽略不计。闭合开关S待电路稳定后（　　）

A. M板的电势比N板的电势低

B. 若只增加等离子体中带电粒子的个数，稳定后电容器C的带电量增加

C. 若只增大MN之间间距，稳定后电容器C的带电量增加

D. 将开关S断开，稳定后电容器C所带电荷量

【5题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】A．根据左手定则可知，正离子偏向M板，负离子偏向N板，M板的电势比N板的电势高，选项A错误；

BC．稳定后

解得

U=Bdv

则电容器带电量为

可知若只增加等离子体中带电粒子的个数，稳定后电容器C的带电量不变；若只增大MN之间的间距d，稳定后电容器C的带电量增加，选项B错误，C正确；

D．将开关S断开，则电容器将放电，则稳定后电容器C所带电荷量为零，选项D错误。

故选C。

6. 如图所示的电路中，R1、R2、R3均为定值电阻。其中R1=5Ω，额定功率P1=5W；R2=5Ω，额定功率P2=20W；R3=4Ω，额定功率P3=49W。则AB之间允许消耗的最大功率为（　　）

A. 35W B. 50W C. 59W D. 74W

【6题答案】

【答案】A

【解析】

【详解】R1=5Ω，额定功率P1=5W，则R1的额定电流为

同理可得R2、 R3的额定电流分别为，；

又根据并联电路规律可知两支路电流比为

所以要保证电路安全，只能是允许通过R1的电流达到最大值，即，P1=5W，R2的实际功率为

并联电路电压为

R3实际功率为

则AB之间允许消耗的最大功率为

故BCD都错，A正确。

故选A。

7. 如图所示，两根导线电流大小和方向相同，K点离上导线、N点离下导线、M点离两导线的距离均为l，K、M、N三点的磁感应强度大小分别设为BK、BM、BN。则下列说法中正确的是（　　）

A. 两导线相互排斥 B. 两导线相互吸引

C.  D.

【7题答案】

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．两条导线通以同向电流，则相互吸引，选项A错误，B正确；

CD．根据安培定则可知，两条导线在K点产生的磁场均向外，在N点产生的磁场均向里，在M点产生的磁场等大反向，合磁场为零；结合对称性可知，KN两点的磁场等大反向，则

选项C错误，D正确。

故选BD。

8. 如图所示，某带电粒子以水平速度从a点垂直射向蹄形磁铁两极之间，出射后，发生了向下偏转，不考虑带电粒子的重力作用。则关于带电粒子的电性和蹄形磁铁c、d两极极性的判断，下列选项可能正确的是（　　）

A. 带电粒子带正电，c为N极、d为S极

B. 带电粒子带正电，c为S极、d为N极

C. 带电粒子带负电，c为N极、d为S极

D. 带电粒子带负电，c为S极、d为N极

【8题答案】

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．由图可知带电粒子受到向下的洛伦兹力，若带电粒子带正电，则由左手定则可以判断蹄形磁铁c、d两极间的磁场方向为由d指向c，即d为N极、c为S极，故A错误，B正确；

CD．由图可知带电粒子受到向下的洛伦兹力，若带电粒子带负电，则由左手定则可以判断蹄形磁铁c、d两极间的磁场方向为由c指向d，即c为N极，d为S极，C正确，D错误。

故选BC。

9. 如图所示，虚线为电场线，与竖直方向的y轴夹角。y轴O点为坐标原点，坐标轴上分布着a、b、c三个点，其中三个点的坐标分别为1m、2m、4m，若Oa间的电势差。则下列判断正确的是（　　）

A. 电场方向与y轴正方向成斜向左上方

B. 电场强度的大小为N/C

C. 电子在a点的电势能比在c点的电势能大30eV

D. 电子在b点的电势能比在c点的电势能小20eV

【9题答案】

【答案】BC

【解析】

【详解】A．由题意Oa间的电势差

所以可以看出

因为沿电场线电势降低，故电场方向与y轴正方向成斜向右下方，故A错误；

B．因为aO间的电势差满足

又

联立解得电场强度的大小为

故B正确；

CD．因为a、c两点间电势差为

且负电荷在电势低的地方电势能大，故电子在a点的电势能比在c点的电势能大30eV，同理电子在b点的电势能比在c点的电势能大，故C正确，D错误。

故选BC。

第二部分  非选择题（共56分）

注意事项：

必须使用0.5毫米黑色签字笔在答题卡上题目指示区域内作答。

二、非选择题（本题包括10~14题，共5题）

10. 某学习小组利用小磁针稳定后的方向来探究通电螺线管周围的磁场方向。

（1）通电螺线管正上方小磁针静止时所指的方向如图所示，则螺线管下方小磁针I指向左边的是_______（选填“N”或“S”）极，螺线管内部小磁针II指向左边的是_________（选填“N”或“S”）极。

（2）根据小磁针静止时所指的方向判断，下面四图中正确的是________

A. B. C. D.

【10题答案】

【答案】    ①. S    ②. N    ③. A

【解析】

【详解】（1）[1]观察通电螺线管正上方小磁针静止时所指的方向，根据异名磁极相互吸引，可知通电螺线管右端为S极，左端为N极，所以再根据异名磁极相互吸引螺线管下方小磁针I指向左边的是S极；

[2]因为通电螺线管内部磁场由S极指向N极，所以通电螺线管内部磁场从右向左，根据小磁针静止时N极所指的方向是该点的磁场方向，可知小磁针II指向左边的是N极；

（2）[3]先由右手螺旋定则可以判断出通电螺线管右侧为N极，左侧为S极，同理根据异名磁极相互吸引可得A正确。

11. （1）某兴趣小组探究用不同方法测量电源的电动势E和内阻r，他们提出的实验方案中除了待测电源和开关导线以外，有如下几种器材组合，若所给电表内阻均未知，根据测得数据，下列不能完成这个实验的器材组合有_______

A．一个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器

B．一个伏特表和多个大小已知的不同定值电阻

C．两个安培表和一个滑动变阻器

D．一个伏特表和一个滑动变阻器

（2）该小组选择了以下器材进行实验

电流表A一只（内阻未知）；电阻箱R一个；开关S一个、导线若干；待测电源E。

请根据以上器材设计实验，在图（a）中补充完整电路图的设计（       ）

（3）闭合开关S，调整电阻箱R，读取相应的电流表示数I，记录多组数据（R，I），得到以为横坐标，R为纵坐标的图线，如图（b），横坐标截距为b，图线延长线与纵轴的交点为c（c>0）。不考虑电流表内阻影响，则电源的电动势E=________，内阻r=_________。（用b和c表示）

（4）因电流表内阻未知，所测得电池的电动势E测与电源的真实值E测比较，可得E测_______E真（选填“>”“<”或“=”）。

【11题答案】

【答案】    ①. CD    ②.     ③.     ④.     ⑤. >

【解析】

【详解】（1）[1]

A．一个安培表，一个伏特表和一个滑动变阻器，改变滑动变阻器可以得到两组数据，根据就可以测到电池的电动势和内阻，故A正确；

B．一个伏特表和多个定值电阻利用公式也可以得到电动势和内阻，故B正确；

CD．两个安培表和一个滑动变阻器，只能测得电流，无法测量电压，所以无法测得电动势和内阻。同理一个伏特表和一个滑动变阻器，只能测得电压，无法测量电流，故CD错误。

故选CD。

（2）[2] 补充完整电路图如图所示

（3）[3]由可得

结合图像和表达式可知斜率为

[4]同理内阻为

（4）[5]因为该设计中，电流表测得是干路电流，但是路端电压不准确，即误差来源是电流表的分压，即相当于电流表的内接法，即所测电动势偏大，故 。

12. 如图所示，水平地面上有一个绝缘木板，木板上固定一个总电阻R=2Ω的单匝矩形导线框，竖直平面内分布着磁感应强度大小B=0.5T、方向垂直纸面向里的匀强磁场。在水平外力F作用下，木板以速度v=4m/s向右匀速穿过匀强磁场区域。已知磁场边界宽度L=1m，木板与地面间的动摩擦因数，木板（含导线框）的质量m=1kg，矩形导线框上边和下边均在磁场外，重力加速度g取10m/s2。求：

（1）矩形导线框刚进入磁场时，线框中产生的感应电流的大小；

（2）为使木板匀速运动，在进入磁场过程中，外力F的大小。

【12题答案】

【答案】（1）1A；（2）2.5N

【解析】

【详解】（1）矩形导线框刚进入磁场时，线框切割磁感线产生的感应电动势为

则线框中产生的感应电流的大小为

解得

（2）为使木板匀速运动，在进入磁场过程中，外力F的大小满足

而安培力为

摩擦力

联立得

13. 如图所示，竖直面内的光滑半圆弧绝缘轨道与光滑水平绝缘轨道相切于B点，圆弧轨道左边有场强大小E=2104N/C、方向与水平轨道成θ=37°斜向上的匀强电场。一个带电量的小物块以初速度v0=16m/s从A点开始运动，AB间距L=10m。物块运动过程中电量不变，圆弧半径R=4m，物块质量m=0.2kg，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：

（1）带电物块通过C点时的速度大小；

（2）带电物块从C点抛出后在竖直方向和水平方向的加速度大小和方向；

（3）带电物块从C点抛出后落在水平地面时距A点的距离。

【13题答案】

【答案】（1）；（2），方向竖直向下；，方向水平向右；（3）

【解析】

【详解】（1）由题意从A到C对小物块由动能定理得

解得带电物块通过C点时速度大小为

（2）对小物块从C点抛出后受力分析可得竖直方向

水平方向

解得

，方向竖直向下

，方向水平向右

（3）带电物块从C点抛出后，设经过t时间落地，则竖直方向满足

水平方向满足

解得

所以落在水平地面时距A点的距离为

14. 如图所示，空间中有两个匀强磁场区域I、II被虚线隔开，区域I内的磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外，区域II内的磁感应强度大小为2B、方向垂直纸面向外。质量为m、电量为q（q>0）的带正电粒子，以初速度v从A点沿与虚线成夹角方向进入磁场区域I。粒子重力忽略不计，磁场区域足够大，将粒子从A点出发计为第一次经过虚线，求：

（1）粒子从A点出发到第2次经过虚线时离出射点A的距离L1；

（2）粒子从A点出发到第3次经过虚线的时间；

（3）粒子第8次经过虚线的位置离出射点A的距离L2。

【14题答案】

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）根据直线边界磁场的对称性，可知粒子从I区域射出时的速度方向与磁场边界仍然成，如图所示

所以由几何关系可以看出圆心角为，则可得

又在磁场中满足

所以解得

（2）同理由几何关系可得粒子在II区域中的圆心角，则粒子从A点出发到第3次经过虚线的时间为

其中

所以解得

（3）因为离子之后的运动具有周期性，如图

由几何关系可知粒子在II区域中的半径是在I区域中半径的一半，所以每经过两区域一次粒子沿虚线前进的位移为

如图所示，且在II区域中满足

则第8次经过虚线的位置离出射点A的距离为

解得