2021-2022學(xué)年江西省六校高二（上）期末聯(lián)考物理試題（解析版）

江西省六校2023屆高二期末聯(lián)考試題物理（理科）第I卷（選擇題）一、選擇題（本題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1～7題只有一項(xiàng)符合題目要求，第8～10題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。）1.英國(guó)物理學(xué)家法拉第提出了“電場(chǎng)”和“磁場(chǎng)”的概念，并引入電場(chǎng)線和磁感線來描述電場(chǎng)和磁場(chǎng)，為經(jīng)典電磁學(xué)理論的建立奠定了基礎(chǔ)。下列相關(guān)說法正確的是（）A.電荷和電荷、通電導(dǎo)體和通電導(dǎo)體之間的相互作用都是通過電場(chǎng)發(fā)生的B.磁體和磁體、磁體和通電導(dǎo)體之間的相互作用都是通過磁場(chǎng)發(fā)生的C.電場(chǎng)線和電場(chǎng)線不可能相交，磁感線和磁感線可能相交D.通過實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)電場(chǎng)線和磁感線是客觀存在的【答案】B【解析】【詳解】A．電荷和電荷之間是通過電場(chǎng)發(fā)生相互作用，而通電導(dǎo)體和通電導(dǎo)體之間的相互作用是通過磁場(chǎng)發(fā)生的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．磁體和磁體、磁體和通電導(dǎo)體之間的相互作用是通過磁場(chǎng)發(fā)生的，選項(xiàng)B正確；C．電場(chǎng)線和電場(chǎng)線不可能相交，磁感線和磁感線也不可能相交，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．磁感線和電場(chǎng)線都是人們假想的曲線，實(shí)際上電場(chǎng)線和磁感線都是不存在的，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選B。2.關(guān)于渦流、電磁阻尼、電磁驅(qū)動(dòng)，下列說法不正確的是（）A.電磁爐利用電磁阻尼工作，錄音機(jī)在磁帶上錄制聲音利用電磁驅(qū)動(dòng)工作B.真空冶煉爐熔化金屬是利用了渦流C.金屬探測(cè)器應(yīng)用于安檢場(chǎng)所，探測(cè)器利用了渦流的原理D.磁電式儀表中用來做線圈骨架的鋁框能起電磁阻尼的作用【答案】A【解析】【詳解】A．電磁爐利用渦流工作，錄音機(jī)在磁帶上錄制聲音利用了電流的磁效應(yīng)，故A錯(cuò)誤；B．真空冶煉爐熔化金屬是利用了渦流，故B正確；C．金屬探測(cè)器應(yīng)用于安檢場(chǎng)所，探測(cè)器利用了渦流的原理，故C正確；D．磁電式儀表中用來做線圈骨架的鋁框能起電磁阻尼的作用，故D正確。本題選不正確的，故選A。3.雷雨天建筑物頂端一避雷針周圍電場(chǎng)的等勢(shì)面分布如圖所示，A、B、C為空間電場(chǎng)中的三點(diǎn)，其中A、B兩點(diǎn)位置關(guān)于避雷針對(duì)稱，其中一電量大小為e的負(fù)電荷由C點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，下列說法中正確的是（）A.A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同B.該負(fù)電荷在C點(diǎn)的電勢(shì)能小于B點(diǎn)的電勢(shì)能C.該負(fù)電荷從C點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功大小為2keVDC點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)【答案】C【解析】【詳解】A．根據(jù)對(duì)稱性可知A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相同，但根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直于等勢(shì)面可知A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度方向不同，故A錯(cuò)誤；B．負(fù)電荷在電勢(shì)越低的位置電勢(shì)能越高，所以負(fù)電荷在C點(diǎn)的電勢(shì)能大于B點(diǎn)的電勢(shì)能，故B錯(cuò)誤；C．該負(fù)電荷從C點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功大小為故C正確；D．等勢(shì)面越稀疏的位置電場(chǎng)強(qiáng)度小，所以C點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)小于B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)，故D錯(cuò)誤。故選C。4.如圖所示，兩根互相垂直的絕緣長(zhǎng)直導(dǎo)線緊挨放置，導(dǎo)線中分別通有向上和向右的大小相等的電流。正方形分別關(guān)于兩導(dǎo)線對(duì)稱，、、、四點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為、、、。下列說法正確的是（）A.、大小相等 B.、大小相等C.、大小相等 D.、大小相等【答案】C【解析】【詳解】由于導(dǎo)線中分別通有向上和向右的大小相等的電流，且、、、四個(gè)點(diǎn)到通電導(dǎo)線的距離相等，故每根通電導(dǎo)線在四個(gè)點(diǎn)產(chǎn)生磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，設(shè)為，根據(jù)安培定則可知，兩根通電導(dǎo)線在a點(diǎn)電的磁感應(yīng)強(qiáng)度都是垂直紙面向外，故有兩根通電導(dǎo)線在c點(diǎn)電的磁感應(yīng)強(qiáng)度都是垂直紙面向里，故有兩根通電導(dǎo)線在b點(diǎn)電的磁感應(yīng)強(qiáng)度正好抵消，故有兩根通電導(dǎo)線在d點(diǎn)電的磁感應(yīng)強(qiáng)度正好抵消，故有ABD錯(cuò)誤，C正確。故選C。5.如圖所示，一個(gè)絕緣半圓環(huán)上均勻分布有同種電荷，固定在絕緣水平面上，在圓弧的圓心處放有一個(gè)點(diǎn)電荷，點(diǎn)電荷受到的電場(chǎng)力為F，若截走圓弧的，則圓心處的點(diǎn)電荷受到的電場(chǎng)力大小變?yōu)椋ǎ〢.F B.F C.F D.F【答案】A【解析】【詳解】根據(jù)對(duì)稱性可知圓環(huán)左、右半部分對(duì)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)力大小相等（設(shè)為F0），方向與豎直方向夾角均為45°，根據(jù)力的合成可得解得故選A。6.質(zhì)量為m，電阻率為，橫截面積為S，長(zhǎng)度為L(zhǎng)的粗細(xì)均勻的金屬棒MN兩端由等長(zhǎng)的輕質(zhì)絕緣細(xì)線懸掛，金屬棒置于豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，初始細(xì)線豎直，金屬棒靜止?，F(xiàn)在MN兩端加上大小為U的電壓，使電流由M流向N，要使金屬棒的絕緣細(xì)線靜止時(shí)與豎直方向擺角成60°角，已知重力加速度為g，則下列說法正確的是（）

A.磁場(chǎng)方向豎直向上或向下，大小為B.磁場(chǎng)方向豎直向上或向下，大小為C.增長(zhǎng)絕緣細(xì)線長(zhǎng)度，其余條件不變，金屬棒擺角將小于60°D.增大金屬棒長(zhǎng)度，其余條件不變，金屬棒擺角將大于60°【答案】B【解析】【詳解】AB．根據(jù)電阻定律可知金屬棒的電阻為①通過金屬棒的電流為②當(dāng)磁場(chǎng)方向豎直向上或向下時(shí)，金屬棒所受安培力水平向右或向左，都可以使金屬棒與豎直方向成一定角度。金屬棒所受安培力大小為③當(dāng)擺角為60°時(shí)，根據(jù)平衡條件有④聯(lián)立①②③④解得⑤故A錯(cuò)誤，B正確；CD．根據(jù)⑤式可推知金屬棒擺角的正切值為⑥由⑥式可知θ與絕緣細(xì)線的長(zhǎng)度無關(guān)，與金屬棒的質(zhì)量成反比，所以增長(zhǎng)絕緣細(xì)線長(zhǎng)度，其余條件不變，金屬棒擺角將不變；增大金屬棒長(zhǎng)度，其余條件不變，則金屬棒質(zhì)量增大，擺角將小于60°，故CD錯(cuò)誤。故選B。7.如圖所示，電路中E、r為電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，R1、R2、R3為定值電阻，電壓表和電流表均為理想電表。開關(guān)閉合時(shí)，水平放置的平行金屬板中間帶電小液滴P處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)滑動(dòng)變阻器R4的滑片向a端滑動(dòng)時(shí)，則（）A.電源的效率一定會(huì)減小B.電源的輸出功率一定會(huì)增大C.小液滴一定會(huì)向下運(yùn)動(dòng)D.若電流表、電壓表的示數(shù)變化量分別為和，則【答案】D【解析】【詳解】A．設(shè)電路外電阻為R，則電源的效率為當(dāng)滑動(dòng)變阻器R4的滑片向a端滑動(dòng)時(shí)，R4接入電路的阻值增大，R增大，則增大，故A錯(cuò)誤；B．電源的輸出功率為根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可知當(dāng)R=r時(shí)，P最大；當(dāng)R＜r時(shí)，P隨R的增大而增大；當(dāng)R＞r時(shí)，P隨R的增大而減小。所以當(dāng)R增大時(shí)，P不一定增大，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)前面分析可知電路總電阻增大，總電流減小，電源內(nèi)電壓減小，則路端電壓增大，且R1兩端電壓減小，所以電容器兩端電壓增大，極板間電場(chǎng)強(qiáng)度增大，小液滴所受電場(chǎng)力增大，會(huì)向上運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；D．設(shè)通過R3的電流為I′，根據(jù)閉合電路歐姆定律有所以根據(jù)前面分析可知R3兩端電壓增大，則I′增大，而電路總電流（I+I′）減小，則所以故D正確。故選D。8.如圖所示，三個(gè)燈泡L1、L2、L3規(guī)格相同，螺線管和二極管的導(dǎo)通電阻可以忽略。豎直懸掛的線圈中心軸線與螺線管的軸線水平共線?，F(xiàn)突然斷開開關(guān)S，將發(fā)生的現(xiàn)象是（）A.L1逐漸熄滅，L2、L3逐漸熄滅B.L1逐漸熄滅，L2立即熄滅，L3先變亮后熄滅C.線圈向左擺動(dòng)，并有收縮趨勢(shì)D.線圈中的感應(yīng)電流為逆時(shí)針（從左向右看）【答案】BD【解析】【詳解】AB．突然斷開開關(guān)，由于螺線管的自感現(xiàn)象，線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，使得電流（向右）不能突變，而是逐漸變?yōu)?，逐漸熄滅，由于二極管的單向?qū)щ娦?，馬上熄滅，由于，所以閃亮后熄滅，故A錯(cuò)誤B正確；CD．穿過線圈內(nèi)的磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知，線圈和螺線管間將有引力作用，線圈向右擺動(dòng)，且有擴(kuò)大趨勢(shì)，線圈中的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，故C錯(cuò)誤D正確。故選BD。9.如圖所示，ab是長(zhǎng)為L(zhǎng)、電阻為R的金屬桿，它處在大小為B方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，可繞a點(diǎn)在紙面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)；S是以a為圓心位于紙面內(nèi)的金屬圓環(huán)。在桿轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，桿的b端與金屬環(huán)保持良好接觸；A為電流表，其一端與金屬環(huán)相連，一端與a點(diǎn)良好接觸。當(dāng)桿沿順時(shí)針方向以角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，某時(shí)刻ab桿的位置如圖所示（金屬圓環(huán)的電阻可忽略不急），則此時(shí)刻（）A.有電流通過電流表，方向由c→dB.有電流通過電流表，方向由d→cC.作用于ab的安培力向右，大小為D.作用于ab的安培力向左，大小為【答案】AC【解析】【詳解】AB．根據(jù)右手定則可知此時(shí)刻通過電流表的電流方向?yàn)橛蒫→d，故A正確，B錯(cuò)誤；CD．根據(jù)左手定則可知此時(shí)刻作用于ab的安培力向右，ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為通過ab的電流為ab受到的安培力大小為故C正確，D錯(cuò)誤故選AC。10.一勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向里，其邊界如圖中虛線所示，三角形bce為等腰直角三角形，其中∠bec=90°，be=ec=l，ab、bc與cd共線，ab間的距離等于l。一束質(zhì)量均為m、電量均為q的帶負(fù)電的粒子，在紙面內(nèi)從a點(diǎn)垂直于ac以不同速度射入磁場(chǎng)，不計(jì)粒子重力及粒子間的相互作用。下列說法正確的是（）A.可以經(jīng)過三角形邊界粒子的速率最小值為B.可以經(jīng)過三角形邊界的粒子的速率最大值為C.在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短的粒子速率為D.在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短的粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)間為【答案】BC【解析】【詳解】AB．設(shè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑為r、速率為v，根據(jù)牛頓第二定律有解得可以經(jīng)過三角形邊界的粒子的最小半徑為所以可以經(jīng)過三角形邊界的粒子的速率最小值為可以經(jīng)過三角形邊界的粒子的最大半徑為所以可以經(jīng)過三角形邊界的粒子的速率最大值為故A錯(cuò)誤，B正確；CD．根據(jù)幾何關(guān)系可知，打在b、c兩點(diǎn)的粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)時(shí)間最長(zhǎng)，為半個(gè)周期，而打在be邊上的粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間隨到b點(diǎn)的距離增大而減小，打在ec邊上的粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間隨到e點(diǎn)的距離增大而增大，因此打在e點(diǎn)的粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短，此時(shí)粒子的運(yùn)動(dòng)半徑為l，所以速率為其運(yùn)動(dòng)時(shí)間為故C正確，D錯(cuò)誤。故選BC。第II卷（非選擇題）二、實(shí)驗(yàn)題（本大題共2小題，11題4分，12題11分，共15分）11.某同學(xué)用螺旋測(cè)微器和游標(biāo)卡尺分別測(cè)量一物體的直徑和長(zhǎng)度，讀出圖中的示數(shù)，圖甲為__________mm，圖乙為__________mm.【答案】①.1.195②.20.30【解析】【詳解】[1]螺旋測(cè)微器的固定刻度為1mm，可動(dòng)刻度為：19.5×0.01mm=0.195mm所以最終讀數(shù)為：1mm+0.195mm=1.195mm．[2]20分度的游標(biāo)卡尺，精確度是0.05mm，游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為20mm，游標(biāo)尺上第6個(gè)刻度和主尺上某一刻度對(duì)齊，所以游標(biāo)讀數(shù)為：6×0.05mm=0.30mm所以最終讀數(shù)：20mm+0.30mm=20.30mm．12.在測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)室備有下列實(shí)驗(yàn)器材：A．電壓表（量程0~3V內(nèi)阻約6kΩ）B．電壓表（量程0~6V，內(nèi)阻約20kΩ）C．電流表（量程0~0.6A，內(nèi)阻約0.5Ω）D．電流表（量程0~200mA，內(nèi)阻約20Ω）E．滑動(dòng)變阻器（最大電阻10Ω，允許最大電流2A）G．一節(jié)干電池（電動(dòng)勢(shì)約為1.5V）H．電鍵、導(dǎo)線若干（1）為提高實(shí)驗(yàn)的精確程度，電壓表應(yīng)選用_______；電流表應(yīng)選用______；（以上均填器材前的序號(hào)）（2）為了較為精確的測(cè)定干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，該同學(xué)用伏安法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻，請(qǐng)?jiān)趫D虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)所需的電路圖；______（3）在實(shí)驗(yàn)中測(cè)得多組電壓和電流值，得到如圖所示的U-I圖線，由圖可得該電源電動(dòng)勢(shì)E=____V，內(nèi)阻r=______Ω；（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）【答案】①.A②.C③.④.1.5⑤.1.0【解析】【詳解】（1）[1]待測(cè)干電池的電動(dòng)勢(shì)約為1.5V，電壓表應(yīng)選擇A。[2]由于電流表D內(nèi)阻較大，若選用D，通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器只能使電路中電流大約在50~75mA范圍內(nèi)變化，電流變化范圍較小，不利于數(shù)據(jù)獲取，因此電流表應(yīng)選擇C。（2）[3]如圖所示。（3）[4][5]U-I圖像的縱截距表示電源電動(dòng)勢(shì)，斜率的絕對(duì)值表示內(nèi)阻，即三、解答題（本大題共4小題，其中13題8分，14題10分，15題12分，16題15分，共45分）13.如圖甲所示，匝的線圈（圖中只畫了2匝），電阻，其兩端與一個(gè)的電阻相連，線圈內(nèi)有指向紙內(nèi)方向的磁場(chǎng)。線圈中的磁通量按圖乙所示規(guī)律變化。（1）判斷通過電阻的電流方向和線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；（2）求電阻的熱功率P。【答案】（1），；（2）1.92W【解析】【詳解】（1）根據(jù)楞次定律可知通過電阻的電流方向?yàn)椤８鶕?jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律可知通過R的電流大小為電阻的熱功率為14.如圖所示，長(zhǎng)l=1m的輕質(zhì)絕緣細(xì)繩上端固定，下端連接一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的帶電小球，小球靜止在方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，繩與豎直方向的夾角=37°。已知小球的質(zhì)量m=0.3kg，勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E=100N/C，取重力加速度大小g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。（1）求小球所帶電荷量及電性；（2）若將電場(chǎng)強(qiáng)度方向突然改成豎直向下，大小不變，求小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)受到細(xì)繩的拉力大小?！敬鸢浮浚?）2.25×10-2C，正電；（2）7.35N【解析】【詳解】（1）小球所受電場(chǎng)力方向與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同，所以小球帶正電。根據(jù)平衡條件可得解得（2）若將電場(chǎng)強(qiáng)度方向突然改成豎直向下，大小不變，設(shè)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)的速度大小為v，根據(jù)動(dòng)能定理有設(shè)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)受到細(xì)繩的拉力大小為F，根據(jù)牛頓第二定律有聯(lián)立以上兩式解得F=7.35N15.如圖所示，為間距足夠長(zhǎng)的光滑平行導(dǎo)軌，導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角，N、Q間連接有一個(gè)阻值的電阻。有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面且方向向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為。將一根質(zhì)量為的金屬棒緊靠放置在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好?，F(xiàn)由靜止釋放金屬棒，當(dāng)金屬棒滑行至處時(shí)達(dá)到穩(wěn)定速度。已知金屬棒沿導(dǎo)軌下滑過程中始終與平行，不計(jì)金屬棒和導(dǎo)軌的電阻（，，）。求：（1）金屬棒沿導(dǎo)軌開始下滑時(shí)的加速度大小；（2）金屬棒到達(dá)處的速度大??；（3）已知金屬棒從運(yùn)動(dòng)到過程中，通過電阻的電荷量為10C，求此過程中電阻R產(chǎn)生的焦耳熱?！敬鸢浮浚?）6m/s2；（2）12m/s；（3）24J【解析】【詳解】（1）開始下滑時(shí)，金屬棒所受安培力為零，其加速度大小為（