云南省河口县高级中学2021-2022高二物理上学期期末考试试题

云南省河口县高级中学2021-2022上学期期末考试高二物理本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间90分钟。

分卷I一、单选题(共10小题,每小题3.0分,共30分)1.如图所示，原来不带电的绝缘金属导体MN，在其两端下面都悬挂着金属验电箔．若使带负电的绝缘金属球A靠近导体的M端，可能看到的现象是( )A．只有M端验电箔张开，且M端带正电B．只有N端验电箔张开，且N端带负电C．两端的验电箔都张开，且左端带负电，右端带正电D．两端的验电箔都张开，且左端带正电，右端带负电2.如图所示，通电导线MN在纸面内从a位置绕其一端M转至b位置时，通电导线所受安培力的大小变化情况是（）A．变小 B．不变 C．变大 D．不能确定3.如图所示，空间内有一场强为、方向竖直向下的匀强电场.一根绝缘轻质硬杆的两端分别固定着A、B两只质量均为m带电量均为+q的小球，O点是一光滑水平轴，已知AO=L，BO=2L，重力加速度为g.细杆从水平位置由静止释放，使其自由转动，当B球转到O点正下方的过程中，正确的是（）A．B球电势能减少了2mgLB．A、B球与杆组成的系统电势能减少了C．转动过程中杆对A的弹力不做功D．转到最低点时B球的速度为4.一个带正电荷的小球从a点出发水平进入正交垂直的匀强电场和匀强磁场区域，电场方向竖直向上，某时刻小球运动到了b点，则下列说法正确的是（）A．从a到b，小球可能做匀速直线运动B．从a到b，小球可能做匀加速直线运动C．从a到b，小球动能可能不变D．从a到b，小球机械能可能不变5.在电场中的P点放一个试探电荷q，已知q受到电场力为F，若将电荷量增大到2q，则（）A．电荷受到的电场力为F，P点的电场强度为E=B．电荷受到的电场力为2F，P点的电场强度为E=C．电荷受到的电场力为F，P点的电场强度为E=D．电荷受到的电场力为2F，P点的电场强度为E=6.如图所示，在平行板电容器正中央有一个带电微粒．S闭合时，该微粒恰好能保持静止．在以下两种情况下：①保持S闭合；②充电后将S断开．下列说法能实现使该带电微粒向上运动到上极板的是( )A．①情况下，可以通过上移极板M实现B．①情况下，可以通过上移极板N实现C．②情况下，可以通过上移极板M实现D．②情况下，可以通过上移极板N实现7.a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点．电场线与矩形所在平面平行．已知a点的电势为20 V，b点的电势为24 V，d点的电势为4 V，如图所示．由此可知c点的电势为( )A． 4 V B． 8 V C． 12 V D． 24 V8.如图所示，A、B、O、C为在同一竖直平面内的四点，其中A、B、O沿同一竖直线，B、C 同在以O为圆心的圆周(用虚线表示)上，沿AC方向固定有一光滑绝缘细杆L，在O点固定放置一带负电的小球．现有两个质量和电荷量都相同的带正电小球a、b均可视为点电荷(a、b之间的库仑力忽略不计)，先将a放在细杆上，让其从A点由静止开始沿杆下滑，后使b从A点由静止开始沿竖直方向下落，则下列说法中正确的是( )A．从A点到C点，小球a做匀加速运动B．小球a在C点的动能等于小球b在B点的动能C．从A点到C点，小球a的机械能先增加后减少，但机械能与电势能之和不变D．小球a从A点到C点电场力做的功大于小球b从A点到B点电场力做的功9.如图所示，把一个平行板电容器接在电压U＝10 V的电源上．现进行下列四步操作：(1)合上S；(2)在两板中央插入厚为的金属板；(3)断开S；(4)抽出金属板．则此时电容器两板间的电势差为( )A． 0B． 10 VC． 5 VD． 20 V10.图中a、b是两个点电荷，它们的电荷量分别为Q1、Q2，MN是ab连线的中垂线，P是中垂线上的一点．下列哪种情况能使P点场强方向指向MN的右侧( )A．Q 1、Q2都是正电荷，且Q1＜Q2B．Q1是正电荷，Q2是负电荷，且Q1＞|Q2|C．Q1是负电荷，Q2是正电荷，且|Q1|＜Q2D．Q1、Q2都是负电荷，且|Q1|＞|Q2|二、多选题(共4小题,每小题4.0分,共16分)11.(多选)如图甲所示，一条电场线与Ox轴重合，取O点电势为零，Ox方向上各点的电势φ随x变化的情况如图乙所示，若在O点由静止释放一电子，电子仅受电场力的作用，则( )A．电子一直沿Ox负方向运动B．电场力一直做正功C．电子运动的加速度不变D．电子的电势能逐渐增大12.(多选)如图所示，直线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，曲线是某一带电粒子通过电场区域时的运动轨迹，A、B是轨迹上两点．若带电粒子运动中只受静电力作用，根据此图可以作出的判断是( )A．带电粒子所带电荷的符号B．带电粒子在A、B两点的受力方向C．带电粒子在A、B两点的加速度何处大D．带电粒子在A、B两点的加速度方向13.（多选）如图所示，第一象限内存在垂直纸面向里的匀强磁场，电荷量相等的a、b两粒子，分别从A、O两点沿x轴正方向同时射入磁场，两粒子同时到达C点，此时a粒子速度恰好沿y轴负方向，粒子间作用力、重力忽略不计，则a、b粒子（）A．分别带正、负电B．运动周期之比为2∶3C．半径之比为∶2D．质量之比为2∶14.(多选)如图所示，甲、乙为两个独立电源(外电路为纯电阻)的路端电压与通过它们的电流I的关系图线，下列说法中正确的是( )A．电源甲的电动势大于电源乙的电动势B．电源甲的内阻小于电源乙的内阻C．路端电压都为U0时，它们的外电阻相等D．电流都是I0时，两电源的内电压相等分卷II三、实验题(共2小题, 共15分)15.利用螺旋测微器、米尺和如图所示的器材(其中电流表的内阻为1 Ω，电压表的内阻为5kΩ)测量一根粗细均匀的阻值约为5 Ω的金属丝的电阻率．(1)用笔画线代替导线，将图中的器材连接成实物电路，要求连线不能交叉，电流表、电压表应该选择合适的量程(已知电源的电动势为6 V，滑动变阻器的阻值为0～20 Ω)．(2)实验时，用螺旋测微器测量金属丝的直径和用米尺测量金属丝的长度示数如图所示，电流表、电压表的读数如图所示．则金属丝两端的电压U＝________，电流I＝________，金属丝的长度l＝__________，直径d＝________.(3)该金属丝的电阻率是________．(保留两位有效数字)16.欲测量G表的内阻r g和一个电源的电动势E及其内阻r.要求：测量尽量准确、能测多组数据且滑动变阻器调节方便，电表最大读数不得小于量程的.待测元件及提供的其他实验器材有：A、待测电源E：电动势约1.5V，内阻在0.4～0.7Ω间B、待测G表：量程500μA，内阻在150～250Ω间C、电流表A：量程2A，内阻约0.1ΩD、电压表V：量程300mV，内阻约500ΩE、定值电阻R0＝300Ω；F、滑动变阻器R1∶最大阻值10Ω，额定电流1AG、电阻箱R2∶0～9999ΩH、开关S一个，导线若干(1)小亮先利用伏安法测量G表内阻r g.①图甲是小亮设计的实验电路图，其中虚线框中的元件是____；(填元件序号字母)②说明实验所要测量的物理量__________________；③写出G表内阻的计算表达式r g＝____________.(2)测出r g＝200Ω后，小聪把G表和电阻箱R2串联、并将R2接入电路的阻值调到2800Ω，使其等效为一只电压表，接着利用伏安法测量电源的电动势E及内阻r.①请你在图乙中用笔画线，将各元件连接成测量电路图，②若利用测量的数据，作出的G表示数I g与通过滑动变阻器R1的电流I的关系图象如图丙所示，则可得到电源的电动势E＝____V，内阻r＝____Ω.四、计算题17.如图所示，把一个倾角为θ的绝缘斜面固定在匀强电场中，电场方向水平向右，电场强度大小为E，有一质量为m、带电荷量为＋q的物体，以初速度v0从A端滑上斜面恰好能沿斜面匀速运动，求物体与斜面间的动摩擦因数．18.如图所示，在竖直向下的匀强电场中有一绝缘的光滑轨道，一个带负电的小球从斜轨上的A点由静止释放，沿轨道滑下，已知小球的质量为m，电荷量为－q，匀强电场的场强大小为E，斜轨道的倾角为α，圆轨道半径为R，小球的重力大于所受的电场力．(1)求小球沿轨道滑下的加速度的大小；(2)若使小球通过圆轨道顶端的B点，求A点距水平地面的高度h1至少为多大；(3)若小球从斜轨道h2＝5R处由静止释放．假设其能通过B点．求在此过程中小球机械能的改变量．19.如图所示，水平放置的两导轨P、Q间的距离L＝0.5 m，垂直于导轨平面的竖直向上的匀强磁场的磁感应强度B＝2 T，垂直于导轨放置的ab棒的质量m＝1 kg，系在ab棒中点的水平绳跨过定滑轮与重量G＝3 N的物块相连．已知ab棒与导轨间的动摩擦因数μ＝0.2，电源的电动势E＝10 V、内阻r＝0.1 Ω，导轨的电阻及ab棒的电阻均不计．要想ab棒处于静止状态，R应在哪个范围内取值？(g取10 m/s2)20.如图所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内，在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度为B，方向垂直xOy平面向里，电场线平行于y轴．一质量为m、电荷量为q的带正电荷的小球，从y轴上的A点水平向右抛出．经x轴上的M点进入电场和磁场，恰能做匀速圆周运动，从x轴上的N点第一次离开电场和磁场，MN之间的距离为L，小球过M点时的速度方向与x轴正方向夹角为θ.不计空气阻力，重力加速度为g，求：(1)电场强度E的大小和方向；(2)小球从A点抛出时初速度v0的大小；(3)A点到x轴的高度h.答案1.C2.B3.B4.C5.B6.B7.B8.C9.D 10.B11.BC 12.BCD 13.BC 14.AC15. (1)(2)2.20 V 0.44 A 30.50 cm1．850×10－3m (3)4.4×10－5Ω·m【解析】(1)由于金属丝的电阻比电压表的内阻小得多，因此采用电流表外接法；由于金属丝的电阻比滑动变阻器的总电阻要小，因此采用限流式接法，为了保证滑动变阻器起限流作用，滑动变阻器应该连接“B、C”或“A、D”接线柱；由题图可以看出电流表应该连接“－”接线柱和“0.6”接线柱，具体连线如图所示．(2)电压表的量程是3 V，所以读数是2.20 V；电流表的量程是0.6 A，所以读数是0.44 A；由于螺旋测微器的半毫米刻度线已经露出，因此读数是1.850×10－3m；米尺的读数是40.50 cm－10.00 cm＝30.50 cm.(3)由电阻定律得ρ＝＝＝Ω·m≈4.4×10－5Ω·m.16.(1)①E②G表示数I V表示数U③－R0(2)①②1.50.6【解析】(1)G表本身可以测量通过的电流，但由题意可知，G表内阻较小，无法直接用电压表进行测量，故应：定值电阻R0串联后再与电压表并联．用I表示G表示数，U表示V表示数，由欧姆定律可知，I＝，解得：R＝－R0；(2)①将G表与电阻箱串联后，可以充当电压表使用，则其应并联在电源两端，滑动变阻器与电流表串联后即可进行测电源电动势和内电阻的实验，实物电路图如图所示：②电源的路端电压U＝I g(r g＋R1)＝3000I g；故图象与纵坐标的交点为500μA，则电源的电动势为：E＝500×10－6×3000V＝1.5V；内阻r＝Ω＝0.6Ω；17.【解析】物体受力情况如图所示，将各力沿斜面和垂直斜面两个方向进行正交分解，则沿斜面方向上：f＋mg sinθ＝qE cosθ①垂直斜面方向上：mg cosθ＋qE sinθ＝F N②其中f＝μF N③由①②③解得：μ＝.18.(1)(2)R(3)3qER【解析】(1)由牛顿第二定律有(mg－qE)sinα＝ma得：a＝.(2)球恰能过B点有：mg－qE＝m①由动能定理，从A点到B点过程，则有：(mg－qE)(h1－2R)＝mv－0②由①②解得h1＝R.(3)因电场力做负功，导致机械能减少，电势能增加，则增加量：ΔE＝qE(h2－2R)＝qE(5R －2R)＝3qER.由能量守恒定律得机械能减少，且减少量为3qER.19.1.9 Ω≤R≤9.9Ω【解析】依据物体的平衡条件可得，ab棒恰不右滑时：G－μmg－BI1L＝0ab棒恰不左滑时：G＋μmg－BI2L＝0依据闭合电路欧姆定律可得：E＝I1(R1＋r) E＝I2(R2＋r)由以上各式代入数据可解得：R1＝9.9 Ω，R2＝1.9 Ω所以R的取值范围为：1.9 Ω≤R≤9.9 Ω.20.(1)E＝竖直向上(2)cotθ(3)【解析】(1)小球在电场、磁场中恰能做匀速圆周运动，其所受电场力必须与重力平衡，有qE＝mg①E＝②重力的方向是竖直向下，电场力的方向则应为竖直向上，由于小球带正电，所以电场强度方向竖直向上．(2)小球做匀速圆周运动，O′为圆心，MN为弦长，∠MO′P＝θ，如图所示．设半径为r，由几何关系知＝sinθ③小球做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，设小球做圆周运动的速率为v，有qvB＝④由速度的合成与分解知＝cosθ⑤由③④⑤式得v0＝cotθ⑥(3)设小球到M点时的竖直分速度为vy，它与水平分速度的关系为vy＝v0tanθ⑦由匀变速直线运动规律v＝2gh⑧由⑥⑦⑧式得h＝⑨。