重庆市缙云教育联盟2021-2022学年高二上学期期末考试物理试题含解析

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重庆缙云教育联盟2021-2022学年（上）年度考试
高二物理
注意：本试卷包含Ⅰ、Ⅱ两卷。第Ⅰ卷为选择题，所有答案必须用2B铅笔涂在答题卡中相应的位置。第Ⅱ卷为非选择题，所有答案必须填在答题卷的相应位置。答案写在试卷上均无效，不予记分。
自华为正式发布系列以来，真可谓一机难求。华为搭配的是一块的电池，支持最高的有线超级快充和的无线超级快充，同时还支持无线反向充电，这里与“”相对应的物理量是
A. 功率B. 电容C. 电量D. 能量
如图所示，平行板电容器充电后与电源断开，两个极板为、，板接地，板带正电，板间有一固定点，若将板固定，板下移一些，或将板固定，板上移一些，在这两种情况中，下列说法正确的是
A. 板下移时，点的电场强度减小，点的电势不变
B. 板下移时，点的电场强度不变，点的电势降低
C. 板上移时，点的电场强度不变，点的电势不变
D. 板上移时，点的电场强度变大，点的电势降低
如图所示，甲乙丙三套装置完全一样，都放置在磁感应强度大小相等的匀强磁场中。导电导轨、导体棒都在同一平面内，相互垂直，电源有一定内阻。甲乙两套装置的平面水平，丙轨道平面与水平面夹角；磁场甲图竖直向上、乙图与水平面夹角、丙与导轨平面垂直。但三个导体棒都静止，则
A. 甲图中导体棒对导轨压力最大
B. 乙图中导体棒对导轨压力最大
C. 乙图中轨道对棒的摩擦力最大
D. 丙图中轨道对棒的摩擦力一定沿轨道向下
如图所示的电路中，电源内阻不能忽略．现将开关闭合，滑动变阻器的滑片从端滑到端的过程中，有关各电表均为理想电表示数的变化趋势说法正确的是
A. 电流表的示数逐渐减小B. 电流表的示数逐渐增大
C. 电压表的示数逐渐增大D. 电压表的示数逐渐减小
质量为的物块静止在光滑的水平地面上，质量为的物块以的速度向着做对心机械碰撞碰撞过程中机械能不会增加、的质量大小关系未知．碰撞结束后、的速度分别为、，下列四组数据中有可能正确的是
A. ，B. ，
C. ，D. ，
将一电荷量的检验电荷从电场中的点移至点，电场力做功，则、两点间的电势差等于
A. B. C. D.
从上往下看，边长为粗细均匀的单匝正方形导线框绕边逆时针匀速转动，角速度为，整个装置处在磁感应强度为的匀强磁场中。如图所示，某时刻磁场平行于导线框所在平面，方向垂直边水平向右。关于图示时刻，下列说法中正确的是
A. 线圈中无感应电流
B. 线圈中感应电流的方向为
C. 、两点间的电势差
D. 、两点间的电势差
如图所示，两个不计重力的带电粒子和，同时由小孔垂直进入有界匀强磁场中，又同时飞出磁场，其运动轨迹如图中虚线所示。忽略两粒子间的相互影响，下列表述正确的是
A. 带正电荷，带负电荷
B. 在磁场中的运动周期大于在磁场中的运动周期
C. 的比荷等于的比荷
D. 的速率小于的速率
小滑块从处由静止开始沿斜面下滑，经过静止的粗糙水平传送带后以速率离开点。如图所示，若传送带转动而其他条件不变，下列说法正确的是
A. 若沿顺时针方向转动，滑块离开点的速率可能等于
B. 若沿顺时针方向转动，滑块离开点的速率可能小于
C. 若沿逆时针方向转动，滑块离开点的速率一定为
D. 若沿逆时针方向转动，滑块离开点的速率可能小于
一质量为的带电小球，在竖直方向的匀强电场中以水平速度抛出，小球的加速度大小为为重力加速度，不计空气阻力，小球在下落时
A. 动能增加B. 重力势能增加
C. 电势能减小D. 机械能减小
关于电场的性质，下列说法正确的是
A. 电场强度为零的地方，电势也为零
B. 电场强度越大的地方电势一定越高
C. 电场强度的方向就是电势降落最快的方向
D. 根据公式可知，在匀强电场中、间的距离越大，电势差就越大
某同学设计了一个验证动量守恒定律的实验，实验步骤如下，请完成填空．
用游标卡尺测出遮光片的宽度，如图甲所示，则______．
如图乙，将遮光片固定在小车上，光电门、固定在长木板的一侧，长木板下垫着小木片，使得小车运动时通过两个光电门的时间相等，这样做的目的是______．
保持中长木板的倾角不变，如图丙，在小车的前端粘有橡皮泥，推动小车使之运动，并与原来静止在前方的小车相碰，碰后粘合成一体继续运动，用数字毫秒计分别读出遮光片通过光电门、的时间、．
已测得小车和橡皮泥的质量，小车的质量，则碰前两小车的总动量为______，碰后两小车的总动量为______计算结果保留三位有效数字比较碰撞前后的总动量，完成验证．
实验室有下列器材：
A.灵敏电流计，内阻未知；电流表只有刻度而无标度；
B.电压表，内阻约为；
C.变阻箱；
D.滑动变阻器；
E.干电池一节；开关个；导线若干。
某实验小组设计了如甲图所示的电路测灵敏电流计的内阻。该小组同学根据图甲连接好电路并将变阻箱值调至最大后，先只闭合开关并调整变阻箱阻值，记下电流表的指针位置及变阻箱阻值；接着再闭合开关，调整变阻箱阻值使电流表的指针再次指到刚才的位置，记下此时变阻箱阻值。则灵敏电流计的内阻为______；
该小组同学将变阻箱与灵敏电流计并联，将灵敏电流计的量程扩大为原来的倍，变阻箱的阻值应为______。之后，利用如乙图所示电路测干电池的电动势和内阻。调节滑动变阻器得到了几组电压和电流的数值如下表，请在丙图所示的坐标系中作出图线______。由图线求得干电池的电动势______，内阻______。保留位有效数字
如图甲所示，质量的长木板静止在光滑的水平面上，距长木板右端处有一与长木板上表面等高的固定挡板，质量的小物块静置在长木板的左端，质量的玻璃球以某一速度在极短时间内从左端水平射向小物块，与小物块发生弹性碰撞碰撞时间极短从小物块开始运动计时的最初一段时间内，速度平方与位移的关系如图乙所示，经过一段时间，长木板与挡板碰撞后粘在一起不再反弹，重力加速度，则
玻璃球开始射向小物块时的速度多大？
若，为保证小物块不离开长木板，长木板至少多长？
若长木板足够长，小物块与长木板之间因摩擦产生的热量为，请画出随着变化的图线．
如图所示，一光滑的半径为的半圆形轨道放在水平面上，一个质量为的小球以某一速度冲上轨道，然后小球恰好到达点，求；
小球在点的速度多大；
小球运动的水平位移多大；
小球落地的速度大小和方向。
如图所示，对竖直放置相距的平行金属板、间存在匀强电场以及半径为的圆形匀强磁场，磁感应强度为、方向垂直纸面向里，圆形磁场边界恰好与两板内侧和下端连线相切。一带正电粒子沿板间中心线从点以某一初速度射入，沿直线通过圆形磁场区域，然后恰好从板上端边缘飞出，在两板间运动时间为。若仅撤去磁场，粒子仍从点以相同速度射入，经时间打到板上。不计粒子重力，求：
金属板长度及粒子射入的初速度；
两板间的电压；
若保持磁场不变，撤去电场，粒子仍沿中心线从点射入，欲使粒子从间飞出，射入的速度应满足什么条件。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：“”是电流的单位，“”是时间的单位，
根据得与“”相对应的物理量是电量，故C正确，ABD错误。
故选：。
根据物理单位推出物理量，根据物理量之间的关系得出相对应的物理量。
解题的关键是根据各物理量的单位判断各物理量．
2.【答案】
【解析】解：、由题，电容器两板所带电量不变，正对面积不变，板下移时，根据推论有：可知，点的电场强度不变，点与板的距离增大，根据公式，点与板的电势差增大，则点的电势升高，故AB错误。
、板上移时，同理得知，点的电场强度不变，根据公式，点与下板的电势差不变，而点的电势高于下板的电势，下板的电势为零，所以点电势不变，故C错误，D正确。
故选：。
由题，电容器两板所带电量不变，改变板间距离时，根据推论分析板间场强的变化；由分析点与下板间的电势差如何变化，结合电势的高低关系，判断点电势的变化。
本题是电容器的动态变化分析问题，板间的场强要在理解并会推导的基础上记住，这是一个很重要的结论。
3.【答案】
【解析】解：由左手定则可知，甲图中安培力水平向右，导体棒对轨道压力等于导体棒的重力；乙图中安培力向右下方，导体棒对轨道压力大于导体棒的重力；丙图中安培力沿斜面向上，导体棒对轨道压力等于导体棒重力沿斜面的分力，小于导体棒的重力；故乙图中导体棒对导轨压力最大，故A错误，B正确；
C.甲图中轨道对棒的摩擦力大小等于安培力，乙图中轨道对棒的摩擦力小于安培力，故C错误；
D.丙图中由于安培力与导体棒重力沿斜面向下的分力大小不知，故轨道对棒的摩擦力可能沿轨道向下，也可能沿斜面向上，也可能为零。故D错误。
故选：。
对导体棒受力分析，根据共点力平衡分析导体棒对导轨压力，和摩擦力的大小关系。
本题考查共点力平衡的分析方法，注意导体棒受到安培力的作用，根据平衡条件分析力的大小。
4.【答案】
【解析】解：、滑动变阻器的滑片从端滑到端的过程中，滑动变阻器连入电路的总电阻逐渐减小，所以干路总电流逐渐增大，电流表的示数逐渐增大，故A错误；
C、电源内阻分得的电压逐渐增大，所以路端电压逐渐减小，电压表的示数逐渐减小，故C错误；
B、通过的电流逐渐减小，所以通过的电流一定逐渐增大，电流表的示数逐渐增大，故B正确；
D、故而两端电压逐渐增大，电压表的示数逐渐增大，故D错误。
故选：。
根据滑动变阻器接入电路的阻值的变化分析电流的变化，再分析内电压、路端电压的变化，各支路电压、电流的变化。
本题意在考查学生应用“程序法”解决电路动态分析的能力，本题也可以用“并同串反”的思想来解决，主要考查了推理论证能力、模型建构能力，体现科学思维、科学态度与责任的学科素养，突出应用性的考查要求．
5.【答案】
【解析】解：、若，，碰撞过程中动量守恒，则有：，解得，碰撞前系统的总动能，碰撞后系统的总动能，故A正确。
B、碰撞后物块的速度大于物块的速度，会发生二次碰撞，不满足实际情况，故B错误。
C、碰撞后的运动方向与物块的运动方向相反，物块的运动方向不变，不满足实际情况，故C错误。
D、若，，则碰撞后系统的总动能大于碰撞前系统的总动能，不满足能量守恒，故D错误。
故选：。
碰撞过程中，系统动量守恒，且总动能不增加，还要满足实际情况，根据这些特点分析判断．
解决本题的关键知道碰撞的原则：、碰撞过程中动量守恒，、碰撞过程中总动能不增加，、碰撞要满足实际情况．
6.【答案】
【解析】解：在电场中，由电场力做功与电势差的关系公式，可知、两点间的电势差等于，故ACD错误，B正确。
故选：。
已知电荷量和电场力做功，根据电场力做功与电势差的关系公式即可求出、两点间的电势差。
本题关键要掌握电势差的定义式，还要注意计算时，各个量均要代入符号进行计算。
7.【答案】
【解析】解：图示时刻，穿过线圈的磁通量为零，但是磁通量的变化率最大，感应电动势最大，即线圈中有电流，故A错误；
B.根据楞次定律，线圈中感应电流的方向为，故B正确；
图示时刻，线圈的感应电动势为

边相当于电源，边长为粗细均匀，则、两点间的电势差

故C错误，D正确。
故选：。
导线框转动过程中只有边在切割磁感线，在闭合回路中充当电源。根据楞次定律判断感应电流方向；根据电磁感应定律和闭合电路欧姆定律求、间电势差。
解决本题关键要熟悉楞次定律和电磁感应定律的应用。
8.【答案】
【解析】解：、进入磁场时，粒子所受的洛伦兹力方向向右，的洛伦兹力方向向左，由左手定则判断出带负电，带正电，故A错误；
B、由题意可知，两粒子同在磁场中转动时间相同，且均为半个周期，故两粒子在磁场中运动周期相等，故B错误；
C、两粒子在磁场中转动的周期相等，则由可知，两粒子的比荷相等，故C正确；
D、粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，则有，轨迹半径为：，由图看出，的轨迹半径较大，两粒子的比荷相等，则说明粒子的速率大，故D错误。
故选：。
由左手定则判断出带正电荷，带负电荷；由题意可明确时间关系，从而根据周期的公式可以判断周期关系和比荷关系，再结合半径的公式可以判断出粒子的速度关系。
本题考查了带电粒子在磁场中圆周运动的周期、半径的表达式，圆周运动的周期与速率无关，而半径与速率有关，属于基本知识的应用，是考查基础知识应用的好题。
9.【答案】
【解析】解：、传送带静止时，滑块在传送带上做减速运动；若传送带顺时针转动，如果滑块在点的速度大于传送带的速度，则滑块将做减速运动，如果到达点速度仍不小于传送带速度，即滑块在传送带上全程减速，即和传送带静止时情况相同，故离开点速度等于；如果滑块在点的速度小于传送带速度，滑块将先做一段加速运动，再匀速运动，离开点的速度大于，故A正确，B错误；
、若传送带逆时针转动，滑块在传送带上将一直减速运动，与传送带静止状态相同，故滑块离开点的速率一定为，故C正确，D错误。
故选：。
根据传送带的转动方向判断滑块受到的摩擦力情况；再运动学公式分类进行分析可判断滑块离开点的速度。
本题考查牛顿运动定律的定性分析，要注意比较传送带静止与运动两种情况下的物体运动的区别与联系；明确传送带受到的摩擦力所做的功取决于对地位移而不是相对传送带的距离。
10.【答案】
【解析】解：由题意可知小球所受电场力与重力方向相反，大小为，小球所受合力大小为，则根据动能定理可知小球在下落时，动能增加；重力做正功，重力势能减少；电场力做负功，电势能增加，机械能减少，故AD正确，BC错误。
故选：。
根据题意分析电场力大小，根据动能定理可知动能的变化，电场力做负功，电势能增加，机械能减少。
本题考查带电粒子在电场中的运动，解题关键掌握电场力大小的分析，注意电场力做负功，电势能增大。
11.【答案】
【解析】解：、电势的高低与零电势点的选择有关，电场强度为零的地方，电势不一定为零，故A错误；
B、电势高低与电场强度大小没有关系，电势的高低与零电势点的选择有关，电场强度大的地方电势不一定越高，故B错误；
C、沿电场方向电势逐渐降低，电场强度方向就是电势降落最快的方向，故C正确；
D、匀强电场强度与电势差的关系是，其中是沿电场方向两点间的距离，、两点间的电势差，如果是、两点间沿电场强度方向的距离，则距离越，电势差就越大，如果不是沿电场强度方向的距离，那么间距越大时，电势差不一定越大，故D错误。
故选：。
电场强度是描述电场强弱的物理量，电势的高低与零电势点的选择有关；沿着电场方向电势降落最快，根据匀强电场场强与电势差的关系分析答题。
本题考查了电场强度与电势问题，掌握基础知识是解题的前提，根据题意应用基础知识即可解题，平时要注意基础知识的学习与积累。
12.【答案】 平衡摩擦力
【解析】解：游标卡尺的精度为，主尺的读数为：，游标尺的读数为游标卡尺的读数为：
如图乙，将遮光片固定在小车上，光电门、固定在长木板的一侧，长木板下垫着小木片，使得小车，运动时通过两个光电门的时间相等，即通过光电门的速度相同，则小车做匀速直线运动，这样做的目的是平衡摩擦力。
小车经过光电门时间极短，可用平均速度代替瞬时速度，则小车通过光电门时的速度为：
小车通过光电门时的速度为：
则碰前两小车的总动量为

碰后两小车的总动量为

故答案为：；平衡摩擦力；，．
根据游标卡尺的读数方法读数；
长木板下垫着小木片，使得小车，运动时通过两个光电门的时间相等，即通过光电门的速度相同，则小车做匀速直线运动；
小车经过光电门时间极短，可用平均速度代替瞬时速度，分别解得速度，再求动量。
本题考查动量守恒定律实验，解题关键掌握实验原理，注意小车通过光电门速度的计算方法。
13.【答案】
【解析】解：依题意根据串并联电路规律可得
代入数据解得：
该小组同学将变阻箱与灵敏电流计并联，将灵敏电流计的量程扩大为原来的倍，根据并联电路电流规律可知变阻箱的电流是灵敏电流计的倍，其阻值应为

作图应使更多的点在图像上，不在图像的点分布在图像两侧，误差太大的点舍去，图线如图所示

根据闭合电路欧姆定律有：由图线截距求得干电池的电动势，根据图像斜率可知内阻，代入数据解得
故答案为：；，图见解析，，；
根据并联电路电阻关系可解得；
根据电流表改装原理及并联电路电流规律可解得电阻箱阻值，根据数据作图，结合闭合电路欧姆定律与图像斜率和截距可解得电动势与内阻。
本题考查测定电源电动势与内阻的实验，解题关键掌握实验原理，注意结合图像的斜率与截距求电动势与内阻的方法。
14.【答案】解：由图乙可知，玻璃球与小物块碰撞后瞬间，小物块的速度为：
设碰后玻璃球的速度为，由动量守恒定律有：
由能量守恒定律，有
联立解得：
由乙图可知，小球运动的加速度大小为：
假设没有挡板。小物块与长木板达到共同速度为，根据动量守恒定律有：

解得：
该过程所用时间为：
小物块的位移大小为：
长木板的位移为：
所以若，长木板在与挡板碰撞前就能与小物块达到共同速度，此时小物块距长木板左端的距离为：

之后长木板与小物块一起匀速一段时间，与挡板碰撞后，小物块做匀减速运动，假设小物块恰好可以到达长木板的右端，该过程小物块的位移大小为：

所以长木板长度的最小值为：
由可知，若，根据能量守恒定律可得：
若，长木板与小物块到达共同速度之前，长木板就与挡板发生碰撞
长木板的加速度大小为：
设长木板与挡板碰撞前瞬间的速度大小为，根据运动学公式可得：

根据能量守恒定律可得：
根据以上分析做出图像，如图所示：

答：玻璃球开始射向小物块时的速度为；
若，为保证小物块不离开长木板，长木板至少；
图像如上图所示。
【解析】分析玻璃球和小物块的碰撞，根据动量守恒和能量守恒列式求出出速度；
根据动量守恒求出共同速度，结合速度时间公式计算时间，并分别算出两者的位移，根据位移关系求出长木板的长度；
对的长度记性分类讨论，分别求出两种情况下的关系，并由此画出图像。
本题主要考查了动量和能量的相关知识，同时结合了图像的分析和运动学公式的应用，综合性较强，难度较大。
15.【答案】解：小球恰能到达点，根据牛顿第二定律：
代入数据解得：
小球从点抛出后做平抛运动，则水平方向：
竖直方向：
联立解得：
落地时的竖直速度
落地的速度

设速度方向与水平方向夹角为，则
联立解得：，
答：小球在点的速度为；
小球运动的水平位移多大为；
小球落地的速度大小为，方向与水平方向夹角的正切值为。
【解析】小球恰能到达点，根据牛顿第二定律解得点速度；
小球从点抛出后做平抛运动，根据平抛运动学公式解得；
根据速度的合成计算落地的速度。
本题考查平抛运动与圆周运动，解题关键掌握小球恰能到达最高点的临界条件。
16.【答案】解：设金属板长为，粒子射入的初速度为，粒子在磁场与电场叠加区域做匀速直线运动，出磁场后做类平抛运动，设类平抛时间为，则有竖直方向：
水平方向：
全过程竖直方向：
撤去磁场后仅受电场力有：
联立解得：、
设两板间电压为，由于在磁场与电场叠加区域做匀速直线运动，则有：
即：
解得：
设粒子恰好打到点，圆周运动的半径为，轨迹如图所示，则由几何关系可得：
由几何关系有：
由洛伦兹力提供向心力：
又：
而：
联立解得：
所以要使粒子从间射出，射入速度应满足：
答：金属板长度为，粒子射入的初速度为；
两板间的电压为；
若保持磁场不变，撤去电场，粒子仍沿中心线从点射入，欲使粒子从间飞出，射入的速度应满足条件为。
【解析】粒子离开圆形磁场后做类平抛运动，由类平抛的位移规律求出金属板的长度，粒子的初速度；
根据在圆形区域做直线运动，由平衡条件求出两板间电压；
画出粒子恰从点射出的轨迹，根据洛伦兹力提供向心力及几何关系求得临界情况的速度，从而获解。
本题考查带电粒子在正交的电磁场中的运动规律、类平抛规律、匀速圆周运动规律等的综合，分清物理过程，抓住基本规律可解决问题。