2021-2022学年广东省高二（上）期末物理试卷（附答案详解）

2021-2022学年广东省高二（上）期末物理试卷

一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）

1.科学家应用科学方法进行物理学科学探究和实践活动，下列表述不正确的是（）

A.用点电荷来代替实际带电体是采用了理想化物理模型的方法

B.法拉第提出用电场线描绘抽象的电场是一种形象化的研究方法

C.库仑用类比方法做了卡文迪许的扭秤实验测出了元电荷e的数值

D.电场强度的表达式E=£和电势差的表达式U=:都是利用比值法得到的定义

式

2.如图所示电路，在滑动变阻器的滑片P向上端a滑动过程中，电压表、电流表的示

B.电压表示数增大，电流表示数减少

C.两电表示数都减少

D.电压表示数减少，电流表示数增大

3.如图，便携式小风扇用可充电直流电源连接电动机驱动，电源电动

势为E、内阻为r,电动机内部电阻为RM，电动机正常工作时，回路

电流为/,则（）

A.t秒内电源的总功为E/t

B.电动机的额定电压为/R时

C.电动机将机械能转化为电能

D.通过电动机电流做功功率大小为/2/?M

4.如图1为水平方向的弹簧，一端固定，另一端栓结一个小球，在水平横杆上运动，

摩擦均不计，弹簧原长位置为B点，力和C为左右两边的运动最远点，以B点为坐标

原点，该运动位移一时间图像如图2,则（）

图1图2

A.AC距离为5cmB.从4到C的时间为6秒

C.从B到C做匀减速运动D.从C到B弹性势能转化为动能

5.在静止的湖面上小明和小刚分别划着两艘小船，有一列水波从小明的船传向小刚的

船，两人停止划船两船均上下浮动，某时刻形成如图所示波形图，两船分别位于波

C.这列波的波速为6m/sD.两船不可能同时位于平衡位置

6.结构固定的平行板电容器接通电路，其两板电压随时间变化的图像如图，则（）

A.G时刻之前为放电过程

B.匕时刻前平行板带电量与两板电压之比变小

C.口时刻后平行板带电量与两板电压之比变大

D.全过程平行板带电量与两板电压之比始终不变

7.某点电荷电场中，仅受电场力作用下的一带电粒子运动

轨迹如图虚线，取无穷远处为零电势点，则（）

第2页，共16页

A.场源点电荷为负电荷

B.B点电势能一定大于零

C.粒子在B点时的加速度最小

D.粒子在B点的电势能小于在C点的电势能

二、多选题（本大题共3小题，共18.0分）

8.竖直放置的长导线中通有向下电流，矩形导线框与导线在同

一平面内且长边与导线平行，贝U（）

A.导线框内磁场为匀强磁场

B.穿过线框面的磁感线向纸面里

C.导线框向右移会产生感应电流

D.导线框竖直向上移，穿过线框平面磁通量不变

9.如图斜面倾角为a,与斜面夹角为0的恒力尸拉着物块匀速向上运动，经过时间t,

则（）

A.物块重力的冲量为0B.物块的动量不变

C.物块受拉力的冲量为FtD.物块的合力冲量为Ftcos。

10.如图，x轴上有两同种点电荷Qi和Q2,Qi和Q2的位置坐标分别为与、%2«Qi和Qz之

间各点对应的电势高低如图中曲线所示，电势最低处为孙点，则（）

A.孙点电场强度为零

B.Qi和Q2带电量相等

C.Qi和＜22都是负电荷

D.4点左侧和右侧电场强度方向相反

三、实验题(本大题共2小题，共18.0分)

11.某小组探究未知金属丝的电阻率，根据实验需要已选用了规格和量程合适的器材,

按照以下步骤开展实验。

(1)用螺旋测微器测量金属丝直径，如图1所示，则该直径为mm；

(2)按图2连接好电路进行测量，先将滑动变阻器的滑动片/置于。端；

(3)接着将单刀双掷开关Si掷向1,调节滑动变阻器,得如图3电流表读数为A,

然后断开S2；

(4)电阻箱心的阻值调至较大，将单刀双掷开关S1掷向2,保持滑动变阻器滑片位置

不变，闭合开关52,调电阻箱使得电流表读数逐渐增大到上一步读数，记录电阻箱

读数为R;

(5)金属丝的电阻值=,若金属丝直径用d表示,金属丝长度用x表示，则金

属丝电阻率为(两空用字母写出表达式)。

图1图2

12.(1)灵敏电流计团满偏电流》,内阻Rg,现扩大其量程，如图1将它改装量程为/的电

流表，需要并联电阻R1=；(用字母写出表达式)。如图2,将多用电表的挡

位调至电流挡测量电路的电流大小，多用表的红表笔与(选填“a”“b”)端

连接。

(2)小明通过实验描绘额定电压为2.8V的小灯泡的伏安特性曲线。要求灯泡两端电

压从零开始增大，且小明查阅资料发现灯泡电阻大约在1。到60之间变化。现有输

出电压为3U的学生电源及量程合适的电压表和电流表。还有滑动变阻器甲(阻值范

围0〜10。)和滑动变阻器乙(阻值范围0〜2000)以及开关和导线若干。小明已画出

图3部分的实验电路，请在虚线框内帮他完成图3。小明通过理论分析选择滑动变阻

器，在电路中分别接入两种滑动变阻器，滑片均位于中间位置，忽略电源及电表的

内阻影响，设定灯泡电阻为5。，接入滑动变阻器甲时，电压表读数约为1人接入

第4页，共16页

滑动变阻器乙时，电压表读数约为V。（结果保留一位有效数字）。根据以上

结果，小明应该选择滑动变阻器（选填“甲”“乙”）。

四、计算题（本大题共3小题，共36.0分）

13.宝石外观光彩夺目，部分原因是由于其特殊的成品形状可发生多种光学效应。如图

为某宝石的剖面图，一条光线由MN边从空气射入宝石，入射角i为60。，经过折射

后，折射角正弦值sinr=f,该折射光线第一次射到OQ边，刚好发生全反射，求

角川大小以及该光线在宝石中的速度大小？（已知空气中的光速约为c=3x

108m/s)

O

14.第24届冬奥会将于2022年2月4日在北京召开，经过分站比赛的角逐，我国在短道

速度滑冰项目获得满额参赛资格。短道速度滑冰接力赛很具有观赏性，某次训练参

与接力的两队员，甲质量为60kg,乙质量为75kg,接力前二人速度均为lOm/s,

方向向前，甲在前，乙在后，乙从后面猛推甲如图，动作完成瞬间乙的速度变为2m/s,

方向不变，接力过程二人所受的系统外力远小于推力，且接力前后瞬间两人均在一

条直线上运动，

(1)求乙猛推甲动作完成瞬间甲的速度？

(2)乙猛推甲过程，甲的速度变化量？若过程作用时间为0.8s,求甲的平均加速度？

(3)乙推甲过程，若乙肌肉做功，消耗生物能量全部转化为甲、乙系统机械能，且

其它力的功不考虑，求乙消耗的生物能？

15.两竖直平行板4和B之间电压为20V,间距为3.75cm。两水平平行板C和。之间电压

为22.5V,板长为L=40cm。某种比荷为£=lO,C/kg的带正电粒子。从A板小孔

无初速进入4B板间。经过加速从8板小孔射出。正好沿CD板的中心线进入CD板间，

不计粒子重力和电场边缘效应。

(1)求粒子刚从B板小孔射出时的速度？

(2)若撤去CD板上的电压，粒子将从CD板的中心线右侧M点进入虚线边界右侧的辐

第6页，共16页

向电场，辐向电场M点的电场强度与48板间电场强度大小相等，其轴心在。板右侧

延长线上。点，M。为竖直方向，粒子在辐向申场中刚好做匀速圆周运动，求该匀

速圆周运动的半径？

(3)射入CD板的粒子在CD板间电场力作用下发生偏转，竖直方向做加速运动，求加

速度为多少？粒子能否从CD板右侧射出？(写出计算过程)

答案和解析

1.【答案】c

【解析】解：4、用点电荷来代替实际带电的电荷是采用了理想化物理模型的方法，故

A正确；

8、法拉第首先提出用电场线描绘抽象的电场，这是形象化的研究方法，故8正确；

C、库仑得出库仑定律，但没有测出元电荷e的数值，e的数值首先是由密立根测出的，

同时库仑用扭秤实验发现库仑定律，不是类比卡文迪许的扭秤实验，故C错误；

。、电场强度是由电场本身决定的，电势差是由电场与两点的位置决定的，电场强度的

表达式都是利用比值法得到的定义式，故力正确。

本题选错误的

故选：Co

常用的物理学研究方法有：控制变量法、等效替代法、模型法、比较法、类比法、转换

法等，是科学探究中的重要思想方法、根据物理方法和常识解答，记住著名物理学家的

主要贡献即可。

在高中物理学习中，我们会遇到多种不同的物理分析方法，这些方法对我们理解物理有

很大的帮助；故在理解概念和规律的基础上，更要注意科学方法的积累与学习。

2.【答案】B

【解析】解：当滑动变阻的滑片向上端移动时，变阻器接入电路的电阻增大，变阻器与

定值电阻/?2并联的总电阻增大，外电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律分析可知总

电流/变小，电源的内电压变小，&两端电压变小，/?2两端电压变大，即电压表示数增

大。并联部分的电压增大，所以电阻/?2的电流增大，由于总电流/变小，所以电流表示

数减小。故4CD错误，B正确。

故选：B。

当滑动变阻器的滑片P向上端a滑动过程中，变阻器接入电路的电阻增大，并联部分的

电阻增大，外电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律分析总电流的变化及路端电压的

变化，即可知电压表示数的变化。由欧姆定律分析并联部分电压的变化，即可判断通过

电阻&的电流的变化，根据总电流的变化，再分析电流表示数的变化。

本题是电路的动态变化分析问题，关键要从局部到整体，再到局部，按顺序进行分析即

第8页，共16页

可。

3.【答案】4

【解析】解：4、根据电功公式，可知t秒内电源的总功为：W=Eq=Elt,故4正确；

8、电动机为非纯电阻用电器，不适用欧姆定律，所以电动机的额定电压不等于//?“，

故2错误；

C、电动机消耗的电能转化为机械能和内能，故C错误；

D、通过电动机电流做功功率即为电功率，大于热功率/2RM，故。错误。

故选：Ao

电动机正常工作时，其电路是非纯电阻电路，欧姆定律不再成立，其电功率「电=叼，

发热功率。热=JR。

本题考查对非纯电阻电路电功率、热功率的理解和运算能力，要注意在非纯电阻电路中，

求电功率，只能用P^=U/,求发热功率只能用P热=/2R。

4.【答案】D

【解析】解：力、根据题意及运动位移一时间图像，4c距离为两倍振幅，即5crnx2=

10cm,故A错误：

B、从4到6?的时间为半个周期，所以其时间为：t=?=gs=3s,故B错误；

C、小球从B到C的过程中，加速度是变化的，所以小球做变减速运动，故C错误；

。、小球从C到B的过程中，小球做加速运动，弹性势能转化为动能，故。正确。

故选：Do

根据AC距离为两倍振幅求解；从4到C的时间为半个周期；小球从B到C的过程中做变减

速运动；小球从C到B的过程中，弹性势能转化为动能。

本题考查了弹簧振子的运动位移一时间图像，要求学生能够从图象中获取有用信息，并

结合简谐运动的特点求解。

5.【答案】C

【解析】解：4、根据波形图可知质点振动方向与波传播方向垂直，该水波为横波，故

A错误。

B、根据波形图可知波的波长为60m,故B错误。

C、P点船经5秒到波谷，周期为10秒。波速u诒m/s=6m/s,故C正确。

。、两船平衡位置间距离相隔半个波长，可以同时到达平衡位置，故。错误。

故选：Co

根据波形图可知波长，质点的振动方向与波传播方向垂直，根据计算波速；两船

平衡2位置间距离相隔半个波长，可以同时到达平衡位置。

本题考查由波动图求解波长的能力.对于波往往根据空间距离研究波长，根据时间研究

周期，注意波速的计算公式。

6.【答案】D

【解析】解：由图可知，匕时刻之前U逐渐增大，由C可知，Q变大，故平行板电容

器两板带电量逐渐增大为充电过程，故A错误。

电容器电容的大小取决于其决定式即：。=康。由题意可知，决定电容器电容大小的

各个物理量均未发生变化，故容器电容不变，平行板带电量与两板电压之比就不变。

故B和C错误，。正确。

故选：D。

根据图像电容的电压随着时间变大，根据电容器电容的定义式C=苓和决定式C=悬

即可知得正确答案。

本题是结合图像考查电容器电容的定义式C=与和决定式C=箴，结合图像即可找到

正确答案，属于简单题型。

7.【答案】B

【解析】解：力、因为带电粒子的带电性质未知，场源电荷的带电性质与带电粒子相同，

有两种情况，故A错误；

8、若场源电荷为正电荷，其电场电势均为正值，带电粒子也为正电荷，电势能为正。

若场源电荷为负电荷，其电场电势均为负值，带电粒子也为负电荷，电势能为正。故3

第10页，共16页

正确。

C、B点最靠近场源点电荷，电场力最大，加速度最大，故C错误。

D、从8点到C点，带电粒子受斥力作用。动能增加，电势能减小，故。错误

故选：B。

结合带电粒子电性分析场源电荷电性，分类讨论B点电势能，场源电荷附近加速度大，

由能量守恒判断电势能变化。

本题考查静电场，学生需结合能量转化，分析电势能变化。

8.【答案】CD

【解析】解：4、根据直线电流周围的磁场分布，导线框内磁场为非匀强磁场，故A错

、口

底。

8、根据右手螺旋定则，穿过线框平面的磁感线向纸面外，故B错误。

C、导线框向右移，穿过闭合线框的磁通量变小，会产生感应电流，故C正确。

。、导线框竖直向上移，穿过线框的磁通量不变，故。正确。

故选：CD。

会判断通电直导线周围的磁场分布，知道它是非匀强磁场，同时要根据楞次定律和安培

定则判断感应电流。

通电指导线周围的磁场为非匀强磁场，会应用楞次定律和法拉第电磁感应定律结合欧姆

定律解题，考查比较全面。

9.【答案】BC

【解析】解：B、木块匀速运动，速度不变，动量不变，故8正确。

。、根据动量定理，合外力的冲量等于物体动量变化，合力的冲量为0,故。错误。

A、重力不为0,冲量也不为0。故A错误。

C、拉力的冲量为Ft,故C正确。

故选：BC。

重力不为0,冲量也不为0,木块匀速运动，速度不变，动量不变，根据动量定理课解得

合力的冲量。

某一个力的冲量即为力与时间的乘积，与物体的运动状态等无关。

10.【答案】AD

【解析】解：BC,因为沿电场线方向电势逐渐降低，根据电势走向，场源电荷一定为

同种正电荷，且电势变化不对称，电量不等，故BC错误。

AD,4点切线斜率为零，而R-X图线的切线斜率表示电场强度的大小，则冷点的电场

强度为零，或根据两正电荷连线上必有场强为0点即电势升降转折点不，该点左右电场

反向，故A。正确。

故选：AD.

0-X图线的切线斜率表示电场强度的大小，从坐标XI到不电势先减小后增大，根据沿

电场线电势逐渐降低判断两电荷的电性，根据电场强度为零的位置比较两电荷的电量大

小；根据Ep=q尹即可判断电势能的大小关系。

解决本题的关键找到该题的突破口，即根据P点的切线斜率(即电场强度)为零入手分析,

以及知道沿着电场线方向电势逐渐降低。

11.【答案】5.6940.28R1p=A—.Y

【解析】解：(1)螺旋测微器的分度值为0.01mm,需要估读到分度值的下一位，则直径

为5.57nm+19.4X0.01mm—5.694mm；

(3)最小刻度为0.024估读到分度值本位，则电流表读数为0.284

(5)等效法测量电阻，金属丝的电阻为R；

根据电阻定律R=g,S=—

解得：p=血。

4x

故答案为：(1)5.694；(3)0.28；(5)R；p=—.

4x

(1)根据螺旋测微器的读数规则得出金属丝的直径；

(3)根据电表的指针和分度值得出电流表读数；

(5)根据电路特点分析出金属丝电阻，结合电阻定律计算出金属丝电阻率。

本题主要考查了金属的电阻率的测量，熟悉测量仪器的读数，结合闭合电路欧姆定律和

电阻定律计算出金属丝电阻率。

第12页，共16页

12.【答案】簪60.1甲

【解析】解：(1)依题意，根据串联分压，并联分流的特点，可知电流计需要并联电阻

值为％=器，根据多用电表电流流向“红进黑出"，由图(2)可知电流应从b端红表笔

流进表内。

(2)依题意，由于灯泡电阻为小电阻，且要求灯泡两端电压从零开始增大，故应采用分

压式外接法测电阻，所以补充完整，电路图如图3所示

滑动变阻器分压式接法，选甲时，灯泡50与变阻器一半电阻50并联总阻值2.5。再与变

阻器另一半50分压，

故分得

选乙同理，可求得电压表读数为

..3/5X100、cY

=-5X100---------X(----------

U+10015+100，)«0AV

(5+100)

显然调节甲较为方便，滑片开始移动时电压改变较为明显

故应该选择滑动变阻器甲。

本实验难点在电流表扩大量程，需要学生能够熟练使用部分电路欧姆定律，结合本题实

际需要进行改装，其他各项为常规填空较为简单。

本实验为描绘小灯泡伏安特性曲线的实验，主要考查步骤和数据处理灵敏电流计改装成

电流表多用电表测电阻的方法、操作步骤、注意事项和读数等，本实验的难点在电流表

扩大量程，需要学生熟练应用部分电路欧姆定律。

13.【答案】解：设该光线在该宝石中的折射率为n,速度为。，光在MN边折射，由折

..叵

射定律：九=%=+=2

sinrV3

4

光在0Q边全反射，有葭=就

计算得：sinp=1

解得：0=30。

又由几-?

得u=1.5x108m/s

答：所求/?为30。，速度为1.5x108m/s

【解析】由折射定律解得折射率，由sinC=；解得角°,由几=:求出光在棱镜中传播速

度。

本题是几何光学问题，关键是掌握全反射的条件和临界角公式sinC=；.解题时要作出光

路图，运用几何知识帮助解答。

14.【答案】解：(1)设所求甲的速度为方，取初速度方向为正方向，根据动量守恒定律

可得：

(m+M)v0=Mu1+mv2

解得：v2=20m/s,方向与初速度方向相同；

(2)设所求甲的速度变化量为/〃，平均加速度为£

速度变化量为：Av=v2-VQ=(20-10)m/s=lOm/s

根据加速度定义式可知平均加速度：Q=r=^m/s2=12.5m/s2；

CO.o

(3)设乙消耗的生物能量为E,对二者系统，由能量守恒定律弓(徵+M)诏+E=说+

-2771^22

解之得：E=5400;»

第14页，共16页

答：(1)乙猛推甲动作完成瞬间甲的速度为20m/s；

(2)乙猛推甲过程，甲的速度变化量为10m/s,若过程作用时间为0.8s,甲的平均加速度

为12.5M/S2；

(3)乙推甲过程，乙消耗的生物能为5400人

【解析】(1)根据动量守恒定律求解速度大小；

(2)根据初速度和末速度求解速度变化量，根据加速度定义式可知求解加速度；

(3)对二者系统，由能量守恒定律求解乙消耗的生物能。

本题主要是考查了动量守恒定律和能量守恒定律；对于动量守恒定律，其守