辽宁省沈阳市2021-2022学年高二（上）期末考试物理试题含解析

1、试卷主标题姓名：_ 班级：_考号：_一、选择题（共12题）1、 如图所示，一绝缘正四面体的顶点 a 、 b 、 c 、 d 分别固定电荷量为 + q 、 - q 、 - q 、 + q 的四个点电荷。 O 、 P 、 M 、 Q 为四面体棱上的点，且满足 。规定无穷远处电势为 0 ，则（） A M 点的电势为 0 B UPM = UOQ C 将电性为负的试探电荷由 Q 点移动到 P 点，电场力做负功 D 在四面体的棱上，另有 3 个点的电势及电场强度大小与 M 点相同 2、 如图所示，在半径为 R 的圆形区域内存在着垂直于纸面向里、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场，甲、乙两个相同的负电荷分别从

2、图中 A 点和 O 点以方向相同、大小不同的速度垂直于磁场的方向射入，两电荷的速度方向与 AO 的夹角均为 30° 。已知甲电荷速度大小为 v 1 ，从磁场边缘的 C 点离开磁场（ C 点未画出），速度方向偏转了 120° ，若乙电荷也从 C 点离开磁场，不计电荷的重力及电荷间的相互作用力，则下列说法正确的是（） A 甲、乙两电荷的比荷均为 B 甲、乙两电荷的比荷均为 C 甲、乙两电荷的速度之比为 2 ： 3 D 甲、乙两电荷在磁场中运动的时间之比为 2 ： 3 3、 如图（ a ）所示，光滑绝缘斜面与水平面成 角放置，垂直于斜面的有界匀强磁场边界 M 、 N 与斜面底边平

3、行，磁感应强度大小为 。质量 的 “ 日 ” 字形导线框在沿斜面向上的外力作用下沿斜面向上运动，导体框各段长度相等，即 ， ab 、 fc ， ed 段的电阻均为 ，其余电阻不计。从导线框刚进入磁场开始计时， fc 段的电流随时间变化如图（ b ）所示（电流由 f 到 c 的方向为正），重力加速度 下列说法正确的是（） A 导线框运动的速度大小为 10m/s B 磁感应强度的方向垂直斜面向上 C 在 至 这段时间内，外力所做的功为 0.24J D 在 至 这段时间内，导线框所受的安培力大小为 0.3N 4、 如图所示，竖直面内两条平行的、间距为 L 的四分之一光滑圆弧导轨处于方向竖直向下的匀强

4、磁场中，两导轨与内阻不计的电源、开关、总阻值为 R 的滑动变阻器相连，导轨与导线电阻均不计。现将一长度也为 L 、电阻为 R /2 的导体棒 ab 放置在导轨上，导体棒恰能静止在图示位置。现缓慢将滑片 P 从一端移动到另外一端，使导体棒沿导轨缓慢向下滑动，则下列说法正确的是（） A 在滑片 P 滑动的过程中，导轨对导体棒的支持力一直减小 B 在滑片 P 滑动的过程中，导体棒所受的安培力一直减小 C 滑片 P 应由 C 点向 D 点滑动 D 在滑片 P 滑动的过程中，滑动变阻器消耗的电功率先增大后减小 5、 如图所示 , 平行板电容器两极板的间距为 d , 极板与水平面成 45° 角

5、, 上极板带正电 . 一电荷量为 q ( q 0) 、质量为 m 的粒子在电容器中靠近下极板处 , 以初动能 E k0 竖直向上射出 . 不计重力 , 极板尺寸足够大 . 若粒子能打到上极板 , 则粒子能在两极板间运动的最长时间和电场强度的最大值分别为 ( ) A 、 B 、 C 、 D 、 6、 如图所示，甲、乙两图中实线表示半径相同的带电圆弧，每段圆弧为电荷分布均匀且电荷量相同的 圆弧，电性如图所示。已知甲图中 O 点场强大小为 E ，则乙图中 P 点场强大小为（） A E B C 0 D 7、 如图是某温度检测和光电控制加热装置的原理图 R ，为热敏电阻（温度升高，阻值减小），用来探测加

6、热电阻丝 R 的温度 R G 为光敏电阻（光照强度增大，阻值减小），接收小灯泡 L 的光照其他电阻均为定值电阻当 R 处温度升高后，下列说法正确的是 A 灯泡 L 将变暗 B R G 的电压将增大 C R 的功率将增大 D R 的电压变化量与 R 2 的电流变化量的比值不变 8、 小明坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象：当汽车的电动机启动时，汽车的车灯会瞬时变暗。汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示，已知汽车电源电动势为 15 V ，内阻为 0.1 。车灯接通电动机未启动时，电流表示数为 15A （车灯可看作不变的电阻）；电动机启动的瞬间，电流表示数达到 60 A ，电动机的线

7、圈电阻为 0.1 。下列论述正确的是（） A 车灯接通电动机未启动时，车灯的功率为 225W B 电动机启动时，车灯的功率为 54W C 电动机启动时输出的机械功率为 195W D 电动机启动时，电源输出的功率为 540W 9、 磁流体发电的原理如图所示将一束速度为 v 的等离子体垂直于磁场方向喷入磁感应强度为 B 的匀强磁场中，在相距为 d 、宽为 a 、长为 b 的两平行金属板间便产生电压如果把上、下板和电阻 R 连接，上、下板就是一个直流电源的两极若稳定时等离子体在两板间均匀分布，电阻率为 忽略边缘效应，下列判断正确的是（ ） A 上板为正极，电流 B 上板为负极，电流 C 下板为正极，

8、电流 D 下板为负极，电流 10、 如图所示，图中曲线为两段完全相同的六分之一圆弧连接而成的金属线框（金属线框处于纸面内），每段圆弧的长度均为 L ，固定于垂直纸面向外、大小为 B 的匀强磁场中。若给金属线框通以由 A 到 C 、大小为 I 的恒定电流，则金属线框所受安培力的大小和方向为（） A ILB ，垂直于 AC 向左 B 2 ILB ，垂直于 AC 向右 C ，垂直于 AC 向左 D ，垂直于 AC 向左 11、 如图，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界 b 和下边界 d 水平。在竖直面内有一矩形金属线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平，线圈从水

9、平面 a 开始下落。已知磁场上下边界之间的距离大于水平面 a 、 b 之间的距离，若线圈下边刚通过水平面 b 、 c （位于磁场中）和 d 时，线圈所受到的磁场力的大小分别为 、 和 ，则（） A > > B < < C > > D < < 12、 如图所示，在 中有一垂直纸面向里的匀强磁场。质量和电荷量都相等的带电粒子 a 、 b 、 c 以不同的速率从 O 点沿垂直于 的方向射入磁场。图中实线是它们的轨迹，已知 O 是 的中点。不计粒子重力。下列说法中正确的是（） A 粒子 c 带负电，粒子 a 、 b 带正电 B 射入磁场时，粒子 b 的速

10、率最小 C 粒子 a 在磁场中运动的时间最长 D 若匀强磁场磁感应强度增大，其他条件不变，则粒子 a 在磁场中的运动时间不变 二、实验,探究题（共3题）1、 某同学通过实验测定一个阻值约为 5 的电阻 Rx 的阻值。 (1) 现有电源（ 4V ，内阻可不计）、滑动变阻器（ 050 ，额定电流 2A ），开关和导线若干，以及下列电表： A 电流表（ 03A ，内阻约 0.025 ） B 电流表（ 00.6A ，内阻约 0.125 ） C 电压表（ 03V ，内阻约 3k ） D 电压表（ 015V ，内阻约 15k ） 为减小测量误差，在实验中，电流表应选用 _ （选填器材前的字母）；实验电路应

11、采用图 1 中的 _ （选填 “ 甲 ” 或 “ 乙 ” ）。 (2) 图 2 是测量 Rx 的实验器材实物图，图中已连接了部分导线。请根据在 (1) 问中所选的电路图，补充完成图 2 中实物间的连线。 (   ) (3) 接通开关，改变滑动变阻器滑片 P 的位置，并记录对应的电流表示数 I 、电压表示数 U 。某次电表示数如图 3 所示，可得该电阻的测量值 =_ （保留两位有效数字）。 (4) 选用乙电路产生误差的主要原因是 _ 。 (5) 在不损坏电表的前提下，将滑动变阻器滑片 P 从一端滑向另一端，随滑片 P 移动距离 x 的增加，被测电阻 Rx 两端的电压 U 也随

12、之增加，下列反映 Ux 关系的示意图中正确的是 _ 。 2、 （ 1 ）某实验小组想测定量程为 的电压表 的确切内阻： 李同学用多用电表的欧姆档测量。测量电路如图甲所示，红表笔应和电压表的 _ 接线柱相连（选填 “+” 或 “-” ）。多用电表的倍率开关拨至 “ ” 位置上，规范操作后，指针稳定在如图乙所示的位置，其阻值为 _ 。 周同学准备用以下实验器材进行测量。请你帮他设计一个合理的电路，将电路图画在图丙方格内，并在电路图上标出相应的仪器符号。 (     ) 电压表 （ ） 电流表 （ 约 ），电流表 （ 约 ） 滑动变阻器 R （ ） 电源 （

13、内阻很小），电源 （ 内阻很小） 电键 K （ 1 个），导线（若干） 3、 在 “ 探究电磁感应产生的条件 ” 实验中，正确的连线应选择图 1 中的 _ （选填 “ 甲 ” 或 “ 乙 ” ）；选择正确的连线后，电键突然闭合的瞬间，灵敏电流计的指针偏转的最大角度如图 2 所示。在小螺线管中插入铁芯，待指针稳定后，再将电键突然断开的瞬间，指针偏转的最大角度是图 3 中的 _ （选填 “A” 、 “B” 、 “C” 或 “D” ）。 三、解答题（共3题）1、 如图所示， BCDG 是光滑绝缘的 圆形轨道，位于竖直平面内，轨道半径为 R ，下端与水平绝缘轨道在 B 点平滑连接，整个轨道处在水平向左

14、的匀强电场中，现有一质量为 m 、带正电的小滑块（可视为质点）置于水平轨道上，滑块受到的电场力大小为 mg ，滑块与水平轨道间的动摩擦因数为 0.5 ，重力加速度为 g 。 (1) 若滑块从水平轨道上距离 B 点 s =3 R 的 A 点由静止释放，滑块到达与圆心 O 等高的 C 点时速度为多大？ (2) 在 (1) 的情况下，求滑块到达 C 点时受到轨道的作用力的大小。 (3) 改变 s 的大小，使滑块恰好始终沿轨道滑行，且从 G 点飞出轨道，求滑块在圆轨道上滑行过程中的最小速度的大小。 2、 某质子治疗机通过质子轰击肿瘤细胞以达到治疗效果。因外界因素的干扰经常导致质子无法准确轰击到肿瘤靶标

15、。需要轨迹矫正器修正质子的轨迹。如图为轨迹矫正器原理图，质子束被干扰后经过坐标原点 O 时的速度 v 0 沿 x 轴正方向，现用区域 I 的第一矫正磁场使质子束前进方向发生预设角度的偏移。再用区城 II 的第二矫正磁场将质子束前进方向调整至沿 x 轴的正方向而击中靶标。两区域磁场的方向相反。磁感应强度大小均为 B ，磁场左右边界平行于 y 轴。宽度均为 d 。质子的质量为 m ，电荷量为 q ，已知 。不计质子的重力及相互作用。 （ 1 ）定性画出质子在两矫正磁场区域中的运动轨迹； （ 2 ）求该轨迹矫正器的矫正距离 y 。 3、 如图所示，间距为 L 的两条足够长的平行金属导轨右端连接有一阻

16、值为 R 的定值电阻，整个装置被固定在绝缘水平面上，整个空间存在垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度的大小为 B ，两根质量均为 m 、电阻均为 R 、长度均为 L 的金属棒 、 垂直放在导轨上，金属棒 与导轨间的动摩擦因数为 ，现给金属棒 施加一水平向左的作用力 F ，使金属棒 从静止开始以加速度 a 做匀加速直线运动，当金属棒 将要发生滑动时撤去力 F 。若重力加速度为 g ，导轨的电阻不计，金属棒 与导轨间的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，金属棒 与导轨间的摩擦力忽略不计，求： （ 1 ）力 F 的最大功率； （ 2 ）撤去力 F 后定值电阻上产生的热量； （ 3 ）整个过程中通过定值

17、电阻的电荷量。 =参考答案=一、选择题1、 ABD 【解析】 【详解】 A M 点是 cd 的中点，同时也在 ab 的中垂线上，故其电势为 0 ， A 正确； B P 、 Q 距离 a 、 c 均为 处 ， a 、 c 分别为 + q 、 - q 的电荷，则分别在 P 、 Q 处的电势绝对值相等，同理， P 、 Q 距离 b 、 d 均为 处， b 、 d 分别为 - q 、 + q 的电荷， b 、 d 分别在 P 、 Q 处的电势绝对值相等， P 与 d 、 c 距离与 Q 与 b 、 a 距离相等，则合电势刚好相反，即 根据 A 分析， O 点的电势也为零，则有 则 B 正确； C 因为

18、 负电荷由 Q 点运动到 P 点，电场力做正功， C 错误； D 根据正四面体及电荷分布的对称性可知， ab 、 ac 、 db 中点的电场强度大小，电势均与 M 点相同，其他各点均不满足条件， D 正确。 故选 ABD 。 2、 BD 【解析】 【分析】 【详解】 AB 从 A 点射入的电荷在磁场中运动的轨迹如图所示 易证 AOO 1 是等边三角形，四边形 AOCO 1 是棱形，轨迹半径 r 与磁场圆形区域的半径 R 相等，即 r = R ，又 解得甲、乙两电荷的比荷 故 A 错误， B 正确； CD 粒子在磁场中的周期为 T = 甲、乙两电荷运动的周期相等，甲电荷在磁场中运动的时间 乙电荷

19、在磁场中运动的轨迹是半圆，半径为 ，乙电荷运动的时间 所以甲、乙两电荷的速度之比 甲、乙两电荷在磁场中运动的时间之比为 故 C 错误， D 正确。 故选 BD 。 3、 AD 【解析】 【详解】 B 由于在 00.01s 时间内，电流从 f 到 c 为正，可知 cd 中电流从 d 到 c ，则由右手定则可知，磁感应强度的方向垂直斜面向下，选项 B 错误； A 因为 cd 刚进入磁场时，通过 fc 的电流为 0.5A ，可知通过 cd 的电流为 1A ，则由 解得 v =10m/s 选项 A 正确； C 在 至 这段时间内，线圈中产生的焦耳热为 线框重力势能的增加量 则外力所做的功为 选项 C

20、错误； D 在 至 这段时间内，导线框的 cf 边在磁场内部，则所受的安培力大小为 选项 D 正确。 故选 AD 。 4、 ABD 【解析】 【详解】 AB 根据图示可知，电流从 a 流向 b ，根据左手定则可以判断，导体棒受到的安培力水平向左，导体棒沿导轨缓慢向下滑动，时刻处于平衡状态，根据平衡可知，支持力等于重力与安培力的合力，是矢量三角形的斜边，现缓慢将滑片 P 从一端移动到另外一端，电流一直减小，安培力一直减小，支持力减小，当滑到水平位置时，支持力与重力相等，故 AB 正确； C 因为开始时静止平衡，现导体棒向下滑动，则向右的安培力应减小，根据 可知，电流应减小，电阻增大，则滑片 P

21、应由 D 点向 C 点滑动，故 C 错误； D 导体棒 ab 的电阻为 ，归为电源内阻，滑动变阻器的总阻值为 R ，故在滑动变阻器电阻减小到零的过程中，根据电源输出功率与外电阻关系可知，滑动变阻器消耗的功率先增大后减小，故 D 正确。 故选 ABD 。 5、 C 【解析】 【详解】 当电场足够大时 , 粒子打到上极板的极限情况为 : 粒子到达上极板处时速度恰好与上极板平行 , 粒子的运动为类平抛运动的逆运动 . 将粒子初速度 v 0 分解为垂直极板的 v y 和平行极板的 v x , 根据运动的合成与分解 , 当 v y 0 时 , 根据运动学公式有 ， v y v 0 cos45°

22、 ， E k0 联立得 E max 再根据动量定理有 qE max t = P y = mv 0 cos45° 解得 t =2 d A. 、 与分析不符，故 A 错误。 B. 、 与分析不符，故 B 错误。 C. 、 与分析相符，故 C 正确。 D. 、 与分析不符，故 D 错误。 6、 D 【解析】 【详解】 甲图中 O 点电场强度为 E ，乙图图形相当于甲图图形顺时针旋转 45° ，再与另一甲图中图形叠加，所以乙图中 P 点电场强度如图所示， 可视为两个 E 夹角为 45° 叠加，两矢量水平分量之和为 (1+ ) E ，竖直分量之和为 E ，则 P 处的电场强

23、度为 故 ABC 错误， D 正确； 故选 D 。 7、 D 【解析】 【详解】 A 项：当 R 处温度升高时， R T 阻值变小，左边回路中电流增大，小灯泡 L 的功率增大，灯泡 L 将变亮，故 A 错误； B 、 C 项： L 的光照强度增大，则 R G 阻值变小，右侧电路的总电阻变小，总电流变大， E 2 的内电压增大，则其路端电压变小总电流增大，则 R 2 两端电压增大，所以右侧电路并联部分电压减小， R 的电压减小，则 R 的功率将减小 R 的电流减小，而总电流增大，则通过 R 3 的电流增大， R 3 的电压将增大，所以 R G 的电压将减小，故 B 、 C 错误； D 项： R

24、的电压变化量与 R 2 的电流变化量的比值 ，保持不变，故 D 正确 8、 D 【解析】 【详解】 A 根据闭合电路的欧姆定律得灯泡电阻为 车灯的功率为 A 错误； B 电动机启动时，路端电压为 车灯的功率为 B 错误； C 电动机启动时，电动机的电流为 电动机启动时输出的机械功率为 C 错误； D 电动机启动时，电源输出的功率为 D 正确。 故选 D 。 9、 C 【解析】 【分析】 等离子体进入板间受到洛伦兹力而发生偏转，根据左手定则判断离子的偏转方向，即可确定极板的极性，离子在运动过程中同时受电场力和洛伦兹力，二力平衡时两板间的电压稳定，由平衡条件求电源的电动势，结合电路知识分析板间的电

25、流 【详解】 根据左手定则，正电荷受到的洛伦兹力方向向下，负电荷受到的洛伦兹力向上，因此下极板为电源的正极，根据平衡有 ，解得稳定时电源的电动势 ，则流过 R 的电流为 ，而 ， ，则得电流大小为 ， C 正确 【点睛】 本题的关键是理解磁流体发电机的工作原理，知道稳定时，离子所受的电场力和洛伦兹力平衡，结合闭合电路欧姆定律进行分析 10、 D 【解析】 【详解】 由左手定则可知，导线所受安培力垂直于 AC 向左；设圆弧半径为 R ，则 解得 则所受安培力 故选 D 。 11、 D 【解析】 【详解】 线圈从 a 到 b 做自由落体运动，在 b 点开始进入磁场切割磁感线所以受到安培力 F b

26、，由于线圈的上下边的距离很短，所以经历很短的变速运动而进入磁场，以后线圈中磁通量不变不产生感应电流，在 c 处不受安培力，但线圈在重力作用下依然加速，因此从 d 处切割磁感线所受安培力必然大于 b 处。故选 D 。 12、 C 【解析】 【详解】 A 根据左手定则可知粒子 c 带正电，粒子 a 、 b 带负电，故 A 错误； B 粒子在磁场中做匀速圆周运动时，由洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得 解得 由图知射入磁场时粒子 a 的半径最小，所以射入磁场时粒子 a 的速率最小，故 B 错误； C 根据 可知，粒子在磁场中做圆周运动的周期相同，粒子在磁场中的运动时间为 由于 m 、 q 、 B

27、都相同，粒子 a 转过的圆心角 最大，则射入磁场时粒子 a 的运动时间最长，故 C 正确； D 若匀强磁场磁感应强度增大，其它条件不变，由牛顿第二定律得 解得 则 a 粒子射入磁场时的半径会变小，但 a 粒子轨迹对应的圆心角不变，由 可知 a 粒子运动时间会变小，故 D 错误。 故选 C 。 二、实验,探究题1、 B 甲  如图所示 5.2 电压表测量值大于 R x 两端的电压值 A 【解析】 【详解】 (1)12 电路中可能出现的最大电流为 ，则电流表选用 B ；电源电动势 4V ，则电压表选用 C ； 因电压表内阻远大于待测电阻的阻值，则采用电流表外接，故选甲电路； (2)3 电

28、路连线如图： (3)4 电流表最小刻度为 0.02A ，则读数为 0.50A ，电压表最小刻度为 0.1V ，则读数为 2.60V ，可得该电阻的测量值 (4)5 选用乙电路产生误差的主要原因是电压表测量值大于 R x 两端的电压值； (5)6 根据闭合电路欧姆定律与电阻定律 当滑片 P 移动距离 x 的增加，被测电阻 R x 两端的电压增大，但不成正比，且增加越来越快，则 U-x 图象如图 A 所示。 故选 A 。 2、 - 见解析 【解析】 【分析】 【详解】 1 多用电表里包含的电流表、电压表以及欧姆表等，都共用一个表头，指针只能向一个方向偏转。当使用多用电表测量电流或电压时，电流遵循 “ 正进负出 ” ，正极用红表笔表示，负极用黑表笔表示；当使用多用电表测量电阻时，电表内的干电池提供电流，依然遵循 “ 正进负出 ” ，即电流从黑表笔流出多用电表，从红表笔流进多用电表，当连接上被测电压表时，电流从正接线柱流进电压表，从负接线柱流出电压表；所以红表笔应和电压表的 “-” 接线柱相连接； 2 多用电表侧得的阻值为 3 由于电压表 的内阻已知，并且它允许通过的最大电流与电压表 基本相同，所以将其与电压表 进行串联，利用电压表 来测得 两端的电压，利用电压表 的读数以及其内阻来计算通过 的电流，即可完成测量；不使用内阻不确定的电流表，可以避免其引入系统误差；滑动变阻器