2021-2022学年辽宁省本溪市高级中学高二上学期期末考试物理试题（解析版）

1、2021-2022学年辽宁省本溪市高级中学高二上学期期末考试物理试题一、选择题（共46分；1-7题每题只有一个正确选项，每小题4分；8-10题每题有多个选项正确，每小题6分）1. 了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。则以下符合事实的是（）A. 丹麦物理学家奥斯特梦圆电生磁，终于发现了电磁感应现象B. 焦耳通过实验研究发现了电流通过导体产生电热的规律C. 法拉第发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕D. 安培定则是用来判断通电导线在磁场中所受安培力方向的【答案】B【解析】【分析】【详解】A英国物理学家法拉第梦圆磁生电，终于发现了电磁感应现象，

2、故A错误；B焦耳发现了电流的热效应，定量得出了电能和热能之间的转换关系-焦耳定律，故B正确；C奥斯特发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕，故C错误；D左手定则是用来判断通电导线在磁场中所受安培力方向的，故D错误。故选B。2. 如图为两形状完全相同的金属环A、B平行竖直的固定在绝缘水平面上，且两圆环的圆心Ol、O2的连线为一条水平线，其中M、N、P为该连线上的三点，相邻两点间的距离满足MOl=O1N=NO2 =O2P当两金属环中通有从左向右看逆时针方向的大小相等的电流时，经测量可得M点的磁感应强度大小为B1、N点的磁感应强度大小为B2，如果将右侧的金属环B取走，P点的磁感应强度大小

3、应为A. B. C. D. 【答案】B【解析】【详解】对于图中单个环形电流，根据安培定则，其在轴线上的磁场方向均是向左，故P点的磁场方向也是向左的.设，设单个环形电流在距离中点l位置的磁感应强度为，在距离中点3l位置的磁感应强度为，故M点磁感应强度，N点磁感应强度，当拿走金属环B后，P点磁感应强度，B正确；故选B.【点睛】本题研究矢量的叠加合成(力的合成，加速度，速度，位移，电场强度，磁感应强度等)，满足平行四边形定则；掌握特殊的方法（对称法、微元法、补偿法等）3. 如图，粗细均匀的正六边形线框abcdef由相同材质的导体棒连接而成，直流电源的两端与顶点a、b相连，整个装置处于垂直于线框的匀强

4、磁场中。若ab棒受到的安培力大小为2N，则六边形线框受到安培力的总和为（）A. 0NB. 1.6NC. 2.4ND. 4N【答案】C【解析】【分析】【详解】设ab的电阻为R，由电阻定律知afedcb的电阻为5R，若ab中的电流为I，则afedcb中的电流为。对ab棒由安培力F=BIL有方向竖直向上对afedcb边框，其有效长度为L，则其所受安培力方向竖直向上则线框受到的安培力大小为故选C。4. 如图所示，一个带电的物体从光滑绝缘斜面顶点静止释放，处在垂直纸面向外的磁场之中，磁感应强度为B，斜面固定，运动一段时间，物体离开斜面，已知斜面倾角，离开时的速度v，重力加速度g，可以判断或计算出来的是（

5、）A. 物体带负电B. 物体的带电量大小C. 物体的质量D. 物体在斜面上运动的时间【答案】D【解析】【详解】A由于物体运动一段时间离开斜面，所以所受洛仑兹力垂直斜面向上，由左手定则可知物体带正电，故A错误；BC物体离开斜面时可得所以物体的带电量大小、物体的质量都未知，也不能计算出来，故BC错误；D物体在离开斜面前，在垂直于斜面方向上处于平衡状态沿斜面方向上因此物体沿斜面向下做初速度为零的匀加速运动，加速度可得物体在斜面上运动的时间故D正确。故选D。5. 如图所示为一种获得高能粒子的装置，环形区域内存在垂直纸面向外、磁感应强度大小可调的均匀磁场（环形区域的宽度非常小）质量为、电荷量为的粒子可在

6、环中做半径为的圆周运动。、为两块中心开有小孔的距离很近的极板，原来电势均为零，每当带电粒子经过板准备进入之间时，板电势升高为，板电势仍保持为零，粒子在两板间的电场中得到加速。每当粒子离开板时，板电势又降为零。粒子在电场中一次次加速下动能不断增大，而在环形磁场中绕行半径不变。（设极板间距远小于）下列说法正确的是（）A. 粒子从板小孔处由静止开始在电场力作用下加速，绕行圈后回到板时获得的总动能为B. 粒子在绕行的整个过程中，每一圈的运动时间不变C. 为使粒子始终保持在半径为的圆轨道上运动，磁场的磁感应强度大小必须周期性递减D. 粒子从板小孔处由静止开始在电场力作用下加速，绕行第圈时的磁感应强度为【

7、答案】D【解析】【分析】【详解】A带电粒子每一次经过电场，获得的动能为，经过圈后获得的动能为选项A错误；BC由可知要使半径不变，速度增加时磁感应强度也要增加，则根据可知，带电粒子的运动周期逐渐减小，选项BC错误；D由可得选项D正确。故选D。【规律总结】该类型的回旋加速器的周期可表示为，随着粒子不断加速，速率越来越大，周期越来越小，为了保证同步加速，必须根据上述表达式调整磁感应强度的大小。6. 如图，空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，电场和磁场相互垂直。 在电磁场区域中，有一个竖直放置的光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球，小球可沿圆环自由运动。 O点为圆环的圆心，a、b、c

8、为圆环上的三个点，a点为最高点，c点为最低点，Ob沿水平方向。 已知小球所受电场力与重力大小相等。 现将小球从环的顶端a点由静止释放。 下列判断正确的是（）A. 当小球运动的弧长为圆周长的时洛伦兹力最大B. 小球从a点到b点，洛伦兹力的瞬时功率一直增大C. 小球在b点时，机械能最大D. 小球从b点运动到c点，电势能增大，动能减小【答案】C【解析】【分析】【详解】A小球受到水平向左的电场力和竖直向下的重力，二者等大，其合力方向与水平方向成45向左下，所以小球运动到bc的中点之前做加速运动，之后做减速运动，所以小球在bc的中点时速度最大，此时洛伦兹力最大，故A错误；B洛伦兹力始终与速度方向垂直，所

9、以洛伦兹力的功率一直为零，故B错误；C小球从a点到b点的过程，电场力做正功，所以小球的机械能增加，从b点运动到c点的过程，电场力做负功，小球机械能减少，所以小球在b点时，机械能最大，故C正确；D结合A选项的分析可知，小球在bc中点时速度最大，所以小球从b点运动到c点过程中，动能先增大后减小，故D错误。故选C。7. 如图所示，界面PQ与水平地面之间有一个正交的匀强磁场B和匀强电场E，在PQ上方有一个带正电的小球，第一次让小球自O点静止开始下落，穿过电场和磁场到达地面，空气阻力不计，下列说法中正确的是（）A. 小球穿过电场和磁场区域过程中做匀变速曲线运动B. 小球下落到水平地面时的动能等于其减少的

10、电势能C. 若仅增大磁感应强度，其他条件不变，小球下落到水平地面时的动能比第一次大D. 若仅将电场反向，其他条件不变，小球穿过电场和磁场区域过程电势能可能一直不变【答案】C【解析】【分析】【详解】A小球进入混合场后，受重力、电场力、洛伦兹力共同作用，初速度竖直向下，电场力水平向右，洛伦兹力水平向右，因此，合力必不沿竖直方向，故粒子做曲线运动，运动过程中洛伦兹力时刻变化，故合力将会改变，小球做变加速曲线运动，故A错误；B小球进入混合场后，受重力、电场力、洛伦兹力共同作用，电场力做正功，洛伦兹力不做功，根据功能关系可知，小球下落到水平地面时电场力所做的功等于其减少的电势能，但是根据能量守恒可知，小

11、球下落到水平地面时的动能等于重力所做的功以及电场力所做的功之和，即电势能与重力势能的减少量的总和，故B错误；C增大磁感应强度后，将改变洛伦兹力的大小，进而影响粒子的落点发生变化，电场力做功将会改变，落地时动能将会不同，若仅增大磁感应强度，洛伦兹力增大，洛伦兹力方向向右，故落点会偏离原来位置向右，故电场力做功变大，小球下落到水平地面时的动能比第一次大，故C正确；D若仅将电场反向，当小球进入电磁场时此时水平方向上，电场力与洛伦兹力相平衡，但存在竖直方向上的重力，小球存在重力加速度，速度大小发生改变，故洛伦兹力增大，水平方向平衡打破，小球不可保持匀速直线运动，故电势能发生改变，D错误；故选C。8.

12、如图所示，空间有竖直方向的匀强电场，一带正电的小球质量为m，在竖直平面内沿与水平方向成30角的虚线以速度v0斜向上做匀速运动当小球经过O点时突然将电场方向旋转一定的角度，电场强度大小不变，小球仍沿虚线方向做直线运动，选O点电势为零，重力加速度为g，则A 原电场方向竖直向下B. 改变后的电场方向垂直于ONC. 电场方向改变后，小球的加速度大小为gD. 电场方向改变后，小球的最大电势能为【答案】CD【解析】【详解】开始时，小球沿虚线做匀速运动，可知小球受向下的重力和向上的电场力平衡Eq=mg，小球带正电，则电场竖直向上，选项A错误；改变电场方向后，小球仍沿虚线做直线运动，可知电场力与重力的合力沿着

13、NO方向，因Eq=mg，可知电场力与重力关于ON对称，电场方向与NO成600，选项B错误；电场方向改变后，电场力与重力夹角为1200，故合力大小为mg，小球的加速度大小为g，选项C正确；电场方向改变后，小球能沿ON运动的距离为 ，则克服电场力做功为： ，故小球的电势能最大值为 ，选项D正确；故选CD.9. 如图，电源内阻忽略不计，两个定值电阻，滑动变阻器最大阻值为2R，闭合开关，将滑动变阻器滑片从最上端移到最下端。若理想电压表示数变化量的绝对值是，理想电流表、示数变化量的绝对值分别为、，则正确的是（）A. 示数减小B. 示数与示数的比值减小C. 与的比值不变且小于D. 滑动变阻器与消耗的总功率

14、先增大后减小【答案】BCD【解析】【详解】A因电源内阻忽略不计，路端电压等于电源电动势，故示数不变，故A错误；B和的比值等于外电路总电阻，滑动变阻器阻值减小，则总外电阻减小。故B正确；C与的比值等于恒定；干路电流增大，电流减小，滑动变阻器电流增大，故小于。故C正确；D可将和电源等效成一个新电源，当并联总电阻等于0.5R时，并联部分电路总功率最大，故当滑片从最上端移到最下端，并联总电阻最大为最小为0，则并联总电阻从减小到0，故总功率先增大后减小。故D正确。故选BCD。10. 如图甲所示，ABCD是一长方形有界匀强磁场边界，磁感应强度按图乙规律变化，取垂直纸面向外为磁场正方向，图中，一质量为m、所

15、带电荷量为q的带正电粒子以速度v0在t0时从A点沿AB方向垂直磁场射入，粒子重力不计。则下列说法中正确的是（）A. 若粒子经时间恰好垂直打在CD上，则磁场的磁感应强度 B. 若粒子经时间恰好垂直打在CD上，则粒子运动的半径大小C. 若要使粒子恰能沿DC方向通过C点，则磁场的磁感应强度的大小（n1，2，3）D. 若要使粒子恰能沿DC方向通过C点，磁场变化的周期（n1，2，3）【答案】AD【解析】【详解】A若粒子经时间恰好垂直打在CD上，则粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为L，根据牛顿第二定律有解得故A正确；B若粒子经时间恰好垂直打在CD上，如图1所示，可知粒子运动了三段四分之一圆弧，则运动的半径

16、大小为故B错误；图1CD若要使粒子恰能沿DC方向通过C点，如图2所示，则粒子运动的总时间一定为磁感应强度变化周期的整数倍，设粒子运动的半径为r，则根据牛顿第二定律有解得根据几何关系可知粒子在一个磁场变化的周期T0内转过的圆心角为120，则故C错误，D正确。故选AD。图2二、实验题（共14分；每空2分）11. 在高速铁路电力机车上，为了保证长距离稳定供电，常用一种配件受电弓碳滑板。如果某同学想利用如图甲所示电路测量一段碳滑板上碳材料的电阻率，他在工程师的指导下将这种碳材料均匀涂抹在一根细长的直径为d=8.5mm的陶瓷管表面，形成一层导电膜。（1）该同学利用螺旋测微器测量涂完碳材料的陶瓷管的外径D

17、，示数如图乙所示，则该陶瓷管的外径D=_mm；（2）若已知该导电膜的长度为L，某次测量时电压表的读数为U，电流表的读数为I，这种碳材料的电阻率的表达式为=_（用已知量的符号表示）；（3）请你在图丙方框中将图甲实物电路转化成电路原理图_（用给出的符号连接）。【答案】 . 8.561 . . 【解析】【详解】（1）1螺旋测微器的固定刻度为8.50mm，可动刻度为6.10.01mm=0.061mm所以最终读数为D=8.5mm+0.060mm=8.561mm（2）2待测电阻膜的电阻横截面积为由电阻定律得联立解得 （3）3由甲图可知，电路图如图12. 用如图甲所示的电路测量某电源的电动势和内电阻，其中R

18、为电阻箱。（1）进行了如下的实验操作：按图示电路进行连接，闭合开关之前，调节电阻箱的阻值为_ （选填“最大”或“最小”）闭合开关S1，把S2与1连接，调节电阻箱的阻值，记录对应的电压表示数U和电流表示数I；以U为纵坐标，I为横坐标，作UI图线，如图乙所示。则待测电源的电动势E=_V，内阻r=_。（2）为了消除上述操作带来的系统误差，进行了如下的操作：闭合开关S1，把开关S2与2连接，当电阻箱的阻值为R0时，电压表的示数为U0，电流表的示数为I0。若乙图中UI图线斜率的绝对值用k表示，则电源内阻的精确值r=_。（用题目中物理量字母表示）【答案】 . 最大 . 2.0V . 2.5 . 【解析】【

19、分析】【详解】(1)1闭合开关之前，为了保护电路，调节电阻箱的阻值为最大值。23根据闭合电路欧姆定律，有由图像可知带入公式，联立可得(2)4依题意，有根据闭合电路欧姆定律，有图线的斜率为联立，可得r=三、解答题（共40分；13题10分，14题12分，15题18分）13. 一玩具起重机电路示意图如图所示，电源的电动势、内阻，电阻，电容，当起重机以的恒定速度竖直向上提升一质量的物体时，标有“”的灯泡恰好正常发光，不计一切摩擦阻力，取重力加速度大小，求：（1）电容器极板所带电荷量Q；（2）电动机的内阻。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）电阻R与电容器并联，灯泡与电动机并联，设灯泡的额定电压为、额定电流为，通过电源的电流为I，电阻R两端的电压为，则有联立解得（2）设通过电动机的电流为，则有又因为联立代入数据解得14. 如图所示，两平行导轨间距为L，导轨电阻忽略不计。导体棒ab质量为m，电阻为R，与导轨竖直部分接触良好。已知电源电动势为E，内阻为r，定值电阻为R0。在导体棒所在空间加一匀强磁场（图中仅用一根磁感线表示），磁