2021-2022學(xué)年陜西省安康市白河高級(jí)中學(xué)高二（上）期末（實(shí)驗(yàn)班）物理試題（解析版）

白河高中2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末考試高二年級(jí)物理試卷（實(shí)驗(yàn)班）試卷總分：100分考試時(shí)間：100分鐘一.選擇題：本題共12小題，每小題4分，共計(jì)48分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1-8題只有一項(xiàng)符合題目要求，第9-12題有多項(xiàng)符合題目要求。1.下列說(shuō)法正確的是A.某物體帶電荷量有可能為3.3×10-19CB.由可知，當(dāng)兩電荷間的距離r趨近于零時(shí)，靜電力將趨向無(wú)窮大C.若點(diǎn)電荷q1的電荷量大于q2的電荷量，則q1對(duì)q2的靜電力大于q2對(duì)q1的靜電力D.電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，由電場(chǎng)本身的性質(zhì)決定，與試探電荷在該點(diǎn)所受的靜電力及電荷量均無(wú)關(guān)【答案】D【解析】【詳解】A．由可得物體所帶電荷量只能是元電荷的整數(shù)倍，某物體帶電荷量不可能為3.3×10-19C，A錯(cuò)誤；B．適用于真空中的點(diǎn)電荷，當(dāng)兩電荷間的距離r趨近于零時(shí)，兩個(gè)電荷不能當(dāng)做點(diǎn)電荷處理，故當(dāng)兩電荷間的距離r趨近于零時(shí)，不適用，B錯(cuò)誤；C．q1對(duì)q2的靜電力與q2對(duì)q1的靜電力是一對(duì)作用力與反作用力，大小始終相等，與點(diǎn)電荷q1、q2的電荷量大小無(wú)關(guān)，C錯(cuò)誤；D．電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，由電場(chǎng)本身的性質(zhì)決定，與試探電荷在該點(diǎn)所受的靜電力及電荷量均無(wú)關(guān)，D正確；故選D。2.在地球同步軌道衛(wèi)星軌道平面內(nèi)運(yùn)行的低軌道衛(wèi)星，其軌道半徑為同步衛(wèi)星半徑的，則該低軌道衛(wèi)星運(yùn)行周期為（）A.1h B.3h C.6h D.12h【答案】B【解析】【詳解】根據(jù)開普勒第三定律解得故選B。3.如圖所示，一帶負(fù)電粒子以某速度進(jìn)入水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，在電場(chǎng)力作用下形成圖中所示的運(yùn)動(dòng)軌跡。M和N是軌跡上的兩點(diǎn)，其中M點(diǎn)是軌跡的最右點(diǎn)，不計(jì)粒子受到的重力，下列說(shuō)法正確的是A.粒子在電場(chǎng)中的加速度先增大后減小 B.粒子所受電場(chǎng)力的方向沿軌道方向C.粒子在M點(diǎn)的速率最大 D.粒子在電場(chǎng)中的電勢(shì)能先增大后減小【答案】D【解析】【詳解】A．粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中所受的電場(chǎng)力不變，則加速度不變，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．帶負(fù)電的粒子所受電場(chǎng)力的方向水平向左，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．從N到M電場(chǎng)力做負(fù)功，則粒子在M點(diǎn)的速率最小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．粒子從N到M電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加；然后從M向左下方運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，則粒子在電場(chǎng)中的電勢(shì)能先增大后減小，選項(xiàng)D正確；故選D.4.如圖所示，電熱水器金屬內(nèi)膽出水口加接一個(gè)電阻，在電熱水器漏電且接地線失效時(shí)，能保障人安全。當(dāng)熱水器漏電且接地線失效時(shí)，其金屬內(nèi)膽與大地間電壓為220V，由于出水口處有電阻（簡(jiǎn)稱“隔電電阻”），使人體兩端的電壓不高于12V，下列說(shuō)法正確的是（）A.“隔電電阻”應(yīng)選用阻值較小的電阻B.“隔電電阻”大于“人體電阻"，且兩者串聯(lián)C.熱水器漏電且接地線失效時(shí)，“隔電電阻”使人體內(nèi)無(wú)電流通過(guò)D.在電熱水器漏電且接地線失效時(shí)，通過(guò)“隔電電阻”的電流遠(yuǎn)大于通過(guò)人體的電流，所以人是安全的【答案】B【解析】【詳解】AB．根據(jù)題圖可知，人體和管道串聯(lián)，因此“隔電電阻”起到了分壓的作用，“隔電電阻”應(yīng)選用阻值較大的電阻，使得“隔電電阻”分壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于人體分壓，從而保護(hù)人體，A錯(cuò)誤，B正確；CD．熱水器漏電且接地線失效時(shí)，人體內(nèi)和“隔電電阻”會(huì)有相同電流通過(guò)，不過(guò)由于“隔電電阻”較大，使得通過(guò)人體的電流很小，CD錯(cuò)誤。故選B。5.最近，我國(guó)為“長(zhǎng)征九號(hào)”研制的大推力新型火箭發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)試成功，這標(biāo)志著我國(guó)重型運(yùn)載火箭的研發(fā)取得突破性進(jìn)展．若某次實(shí)驗(yàn)中該發(fā)動(dòng)機(jī)向后噴射的氣體速度約為3km/s，產(chǎn)生的推力約為4.8×106N，則它在1s時(shí)間內(nèi)噴射的氣體質(zhì)量約為A.1.6×102kg B.1.6×103kg C.1.6×105kg D.1.6×106kg【答案】B【解析】【詳解】設(shè)該發(fā)動(dòng)機(jī)在s時(shí)間內(nèi)，噴射出的氣體質(zhì)量為，根據(jù)動(dòng)量定理，，可知，在1s內(nèi)噴射出的氣體質(zhì)量，故本題選B．6.如圖所示，紙面內(nèi)豎直向上的長(zhǎng)直絕緣導(dǎo)線通有向上的電流，導(dǎo)線左右有a、b兩點(diǎn)，它們相對(duì)于導(dǎo)線對(duì)稱，整個(gè)系統(tǒng)處于勻強(qiáng)外磁場(chǎng)中，外磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向外（未畫出）。若通電導(dǎo)線在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，則（）A.a點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為BB.b點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為BC.a、b兩點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小、方向都不同D.a點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里【答案】B【解析】【詳解】由右手螺旋定則可知，直導(dǎo)線在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)垂直紙面向外，由疊加原理可知，a點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為方向垂直紙面向外，由于a、b兩點(diǎn)相對(duì)于導(dǎo)線對(duì)稱，則b點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為方向垂直紙面向外故選B。7.如圖所示，圖中邊長(zhǎng)為a的正三角形ABC的三個(gè)頂點(diǎn)分別固定有三個(gè)點(diǎn)電荷+q、+q、-q，則該三角形中心O點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)為（）

A.，方向由C指向O B.，方向由O指向CC，方向由O指向C D.，方向由C指向O【答案】C【解析】【詳解】O點(diǎn)是三角形的中心，到三個(gè)電荷的距離為三個(gè)電荷在O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小均，根據(jù)對(duì)稱性和幾何知識(shí)得知：兩個(gè)+q在O處產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)為，再與-q在O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)合成，得到O點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為方向由O指向C，故C正確，ABD錯(cuò)誤。故選C8.如圖，空間某區(qū)域存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)方向豎直向上（與紙面平行），磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，三個(gè)帶正電的微粒a，b，c電荷量相等，質(zhì)量分別為ma，mb，mc，已知在該區(qū)域內(nèi)，a在紙面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，b在紙面內(nèi)向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，c在紙面內(nèi)向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)，下列選項(xiàng)正確的是（）A.ma>mb>mc B.mb>ma>mcC.mc>ma>mb D.mc>mb>ma【答案】B【解析】【詳解】由題意知mag=qEmbg=qE+Bqvmcg+Bqv=qE所以故選B。9.如圖所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中有直角三角形OBC，電場(chǎng)方向與三角形所在平面平行，若三角形三點(diǎn)處的電勢(shì)分別用，已知＝0V，＝3V，＝6V，且邊長(zhǎng)OB=cm，OC=6cm，則下列說(shuō)法中正確的是A.勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為200V/mB.勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為V/mC.勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度的方向斜向左下與OC夾角（銳角）為60°D.一個(gè)電子由C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)再運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中電勢(shì)能減少了3eV【答案】AC【解析】【詳解】AB.如圖，根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)的特點(diǎn)，OC中點(diǎn)D的電勢(shì)為3V，則BD為一條等勢(shì)線，電場(chǎng)方向如圖：由幾何關(guān)系得，O到BD的距離cm，根據(jù)可得V/m，故A正確，B錯(cuò)誤；C.電場(chǎng)方向垂直于等勢(shì)面，并指向電勢(shì)降落的方向，由幾何關(guān)系，勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度的方向斜向左下與OC夾角（銳角）為60°，故C正確；D.電場(chǎng)力做功只與初末位置有關(guān)，與路徑無(wú)關(guān)，由=3V，=6V，則一個(gè)電子由C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中電勢(shì)能增加了3eV，故D錯(cuò)誤．10.如圖所示，直線MN上方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng).正、負(fù)電子同時(shí)從同一點(diǎn)O以與MN成30°角的同樣速度v射入磁場(chǎng)，設(shè)電子質(zhì)量為m、電荷量為e，則()A.正、負(fù)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑和周期是相同的B.正、負(fù)電子從磁場(chǎng)中射出點(diǎn)到O點(diǎn)的距離相等C.正、負(fù)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間差是D.正、負(fù)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間差是【答案】ABC【解析】【詳解】A．正、負(fù)電子在磁場(chǎng)中的回旋軌跡如圖所示由解得：粒子運(yùn)動(dòng)周期：所以正、負(fù)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑和周期相同，故A正確；B．由圖根據(jù)幾何關(guān)系可知，正、負(fù)電子從磁場(chǎng)中射出點(diǎn)到O點(diǎn)的距離相等，都等于：故B正確；CD．正電子受力的方向向下，偏轉(zhuǎn)角是60°，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為：負(fù)電子受力的方向向上，偏轉(zhuǎn)角是300°，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為：射出的時(shí)間差為：故C正確，D錯(cuò)誤；故選ABC?！军c(diǎn)睛】本題考查帶電粒子在有界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，解題關(guān)鍵在于由幾何關(guān)系找出圓心和半徑，再由洛侖茲力充當(dāng)向心力及圓的性質(zhì)可得出幾何關(guān)系及轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間。11.如圖所示，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，R1、R2、R3為定值電阻（阻值均大于電源內(nèi)阻r），R為滑動(dòng)變阻器，A為理想電流表，V為理想電壓表。開關(guān)S閉合，一帶電油滴P靜止在平行金屬板之間，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向a端移動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）A.電源輸出功率逐漸減小B.電壓表和電流表的讀數(shù)都變小C油滴P將向上運(yùn)動(dòng)D.R1和R3的功率都變小【答案】AC【解析】【詳解】B．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向a端移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變大，電路中的總電流變小，電源的內(nèi)電壓、R1兩端的電壓都變小，則并聯(lián)部分電壓變大，通過(guò)R3的電流變大，則通過(guò)R2的電流變小，即電流表的讀數(shù)變小，R2兩端電壓變小，則電壓表的讀數(shù)變大，故B錯(cuò)誤；A．由題意可知，外電路總電阻大于電源的內(nèi)阻r，當(dāng)外電阻增大時(shí)，電源的輸出功率逐漸減小，故A正確；C．電容器兩端的電壓與R3兩端的電壓相等，都變大，所以P向上運(yùn)動(dòng)，故C正確；D．R1兩端電壓變小，功率變小，通過(guò)R3的電流變大，R3的功率變大，故D錯(cuò)誤。故選AC。12.如圖，一粗糙斜面固定在地面上，斜面頂端裝有一光滑定滑輪．一細(xì)繩跨過(guò)滑輪，其一端懸掛物塊N．另一端與斜面上的物塊M相連，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)用水平向左的拉力緩慢拉動(dòng)N，直至懸掛N的細(xì)繩與豎直方向成45°．已知M始終保持靜止，則在此過(guò)程中（）A.水平拉力的大小可能保持不變B.M所受細(xì)繩的拉力大小一定一直增加C.M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加D.M所受斜面的摩擦力大小可能先減小后增加【答案】BD【解析】【詳解】如圖所示，以物塊N為研究對(duì)象，它在水平向左拉力F作用下，緩慢向左移動(dòng)直至細(xì)繩與豎直方向夾角為45°的過(guò)程中，水平拉力F逐漸增大，繩子拉力T逐漸增大；對(duì)M受力分析可知，若起初M受到的摩擦力f沿斜面向下，則隨著繩子拉力T的增加，則摩擦力f也逐漸增大；若起初M受到的摩擦力f沿斜面向上，則隨著繩子拉力T的增加，摩擦力f可能先減小后增加．故本題選BD．二.實(shí)驗(yàn)題（共14分）13.某同學(xué)用伏安法測(cè)量待測(cè)電阻的阻值?，F(xiàn)有器材為：待測(cè)電阻R（阻值約為），電源（電動(dòng)勢(shì)3V），滑動(dòng)變阻器（阻值范圍），電流表（量程0~0.6A，0~3A），電壓表（量程0~3V，0~15V），開關(guān)，導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)要求在測(cè)量電路中將電流表外接，滑動(dòng)變阻器起限流作用?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）按照實(shí)驗(yàn)要求在圖甲中畫出實(shí)物連線圖（）。（2）在連線正確后，閉合開關(guān)。電壓表和電流表的示數(shù)分別如圖乙和圖丙所示。由圖可知，電壓表讀數(shù)為______V，電流表讀數(shù)為________A。由此可得待測(cè)電阻的阻值為______Ω（計(jì)算結(jié)果保留2位小數(shù)）?！敬鸢浮竣?見解析②.2.20③.0.48④.4.58【解析】【詳解】（1）[1]電流表采用外接，滑動(dòng)變阻器采用限流法，因?yàn)殡娫措妱?dòng)勢(shì)為3V，則電壓表的量程選用3V，根據(jù)歐姆定律知，電流的最大值大約0.6A，則電流表量程選擇0.6A，根據(jù)實(shí)物圖進(jìn)行連線，按照要求連接實(shí)物如圖（2）[2]電壓表3V量程的精確度為0.1V，估讀到0.01V，則；[3]電流表0.6A量程的精確度為0.02A，估讀到0.01A，則；[4]由部分電路的歐姆定律可得14.某同學(xué)研究小燈泡的伏安特性,所使用的器材有：小燈泡L(額定電壓3.8V，額定電流0.32A)電壓表V(量程3V，內(nèi)阻3kΩ)電流表A(量程0.5A，內(nèi)阻0.5Ω)固定電阻(阻值1000Ω)滑動(dòng)變阻器R(阻值0～9.0Ω)電源E(電動(dòng)勢(shì)5V，內(nèi)阻不計(jì))開關(guān)S，導(dǎo)線若干．（1）實(shí)驗(yàn)要求能夠?qū)崿F(xiàn)在0～3.8V的范圍內(nèi)對(duì)小燈泡的電壓進(jìn)行測(cè)量，畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖____．（2）實(shí)驗(yàn)測(cè)得該小燈泡伏安特性曲線如圖（a）所示．

由實(shí)驗(yàn)曲線可知，隨著電流的增加小燈泡的電阻___(填“增大”“不變”或“減小”)，燈絲的電阻率____(填“增大”“不變”或“減小”)．（3）用另一電源(電動(dòng)勢(shì)4V，內(nèi)阻1.00Ω)和題給器材連接成圖（b）所示的電路，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R的阻值，可以改變小燈泡的實(shí)際功率，閉合開關(guān)S，在R的變化范圍內(nèi)，小燈泡的最小功率為___W．(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)【答案】①.電路圖見解析；②.增大；③.增大；④.0.39【解析】【詳解】（1）[1]．因本實(shí)驗(yàn)需要電流從零開始調(diào)節(jié)，因此應(yīng)采用滑動(dòng)變阻器分壓接法；因燈泡內(nèi)阻與電流表內(nèi)阻接近，故應(yīng)采用電流表外接法；另外為了擴(kuò)大電壓表量程，應(yīng)用R0和電壓表串聯(lián)，故原理圖如圖所示；

（2）[3][4]．I-U圖象中圖象的斜率表示電阻的倒數(shù)，由圖可知，圖象的斜率隨電壓的增大而減小，故說(shuō)明電阻隨電流的增大而增大；其原因是燈絲的電阻率隨著電流的增大而增大；（3）[5]．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值最大為9.0Ω時(shí)，電路中的電流最小，燈泡實(shí)際功率最小，由E=U+I（R+r）得U=-10I+4，作出圖線①如圖所示．由交點(diǎn)坐標(biāo)可得U1=1.78V，I1=221mA，P1=U1I1≈0.39W；

三.計(jì)算題（共38分）15.如圖所示，在水平地面上固定一對(duì)與水平面傾角為α的光滑平行導(dǎo)電軌道，軌道間的距離為l，兩軌道底端的連線與軌道垂直，頂端接有電源．將一根質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒ab放在兩軌道上，且與兩軌道垂直，已知通過(guò)導(dǎo)體棒的恒定電流大小為I，方向由a到b，重力加速度為g，在軌道所在空間加一豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，使導(dǎo)體棒在軌道上保持靜止．（1）求磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體棒的安培力的大小；（2）如果改變導(dǎo)軌所在空間的磁場(chǎng)方向，試確定使導(dǎo)體棒在軌道上保持靜止的勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值和方向．【答案】（1）mgtanα（2）垂直軌道平面斜向上【解析】【分析】由題意可知考查安培力作用下靜態(tài)、動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題，根據(jù)平衡條件運(yùn)用圖解法分析計(jì)算可得．【詳解】（1）導(dǎo)體棒受力如圖所示根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件可知，磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體棒的安培力的大小F安＝mgtanα.（2）要使磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，則要求安培力最?。鶕?jù)受力情況可知，最小安培力F安min＝mgsinα，方向平行于軌道斜向上所以最小磁感應(yīng)強(qiáng)度Bmin＝＝根據(jù)左手定則可判斷出，此時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向?yàn)榇怪避壍榔矫嫘毕蛏希军c(diǎn)睛】當(dāng)三個(gè)共點(diǎn)力中，有一個(gè)力大小、方向都不變，一個(gè)力方向不變，則另一個(gè)力有最小值．本題中當(dāng)安培力垂直支持力時(shí)有最小值，對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為最小值，由左手定則可確定磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向．16.如圖所示，一條軌道固定在豎直平面內(nèi)，粗糙的ab段水平，bcde段光滑，cde是以O(shè)為圓心，R為半徑的一小段圓弧，可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊A和B緊靠在一起，中間夾有少量炸藥，靜止于b處，A的質(zhì)量是B的3倍．某時(shí)刻炸藥爆炸，兩物塊突然分離，分別向左、右沿軌道運(yùn)動(dòng)．B到d點(diǎn)時(shí)速度沿水平方向，此時(shí)軌道對(duì)B的支持力大小等于B所受重力的3/4，A與ab段的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度g，求：（1）物塊B在d點(diǎn)的速度大小；（2）物塊A滑行的距離s．【答案】（1）；（2）；【解析】【詳解】（1）設(shè)物塊A和B的質(zhì)量分別為和B在d處的合力為F，依題意①由牛頓第二定律得②③（2）設(shè)A、B分開時(shí)的速度分別為v1、v2，系統(tǒng)動(dòng)量守恒④B由位置b運(yùn)動(dòng)到d的過(guò)程中，機(jī)械能守恒⑤A在滑行過(guò)程中，由動(dòng)能定理⑥聯(lián)立③④⑤⑥，得⑦17.如圖所示，一帶電荷量為＋q、質(zhì)量為m的小物塊處于一傾角為37°的光滑斜面