福建省泉州市2021-2022学年高二上学期期末教学质量检测物理试题

2021~2022 学年度上学期泉州市高中教学质量监测 高二物理 一、单项选择题：本题共6 小题，每小题4 分，共24 分。每小题给出的四个选项中 只有一项符合题目要求。 1. 关于电场，下列说法正确的是（ ） A. 电场线稀疏的地方，电势一定低 B. 沿等势面移动电荷时电场力一定不做功 C. 电场强度为零的地方，电势一定为零 D. 电势降低的方向就是场强的方向 2. 如图为探究感应电流的实验装置，螺线管A 与滑动变阻器、电源、开关组成一个回路；螺线 管A 放在螺线管B 内，螺线管B 与电流计组成另一个闭合回路。下列操作中螺线管B 所在回路没 有感应电流产生的是（ ） A. 开关闭合瞬间 B. 开关断开瞬间 C. 开关闭合后保持滑动变阻器滑片不动 D. 开关闭合后快速移动滑动变阻器滑片 3. 在如图所示的等量异种点电荷的电场中，a、b 两点在两电荷连线的中垂线上，关于这两点的 场强E 和电势，下列判断正确的是（ ） A. a b E E  B. a b E E  C. a b    D. a b    4. 如图，在水平向右的匀强磁场中，一根通电长直导线垂直于纸面放置，电流的方向向里。a、 b、c、d 是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中（ ） A. b、d 两点的磁感应强度相同 B. a、c 两点的磁感应强度相同 C. c 点的 磁感应强度最大 D. d 点的磁感应强度最大 5. 如图，电动机M 与灯泡L 串联在电路中，M 的线圈电阻为2 Ω ，电源的电动势为16V、内阻为 1 Ω ，灯泡电阻为5 Ω 。闭合开关S 后，M 正常运转，M 线圈上产生的热功率为2W，V 为理想电 压表，则（ ） A. 电压表示数为2V B. 电动机的输出功率为8W C. 电源的输出功率为16W D. 电源的 效率为87.5% 6. 空间有沿x 轴正方向的电场，电场强度E 与位置x 的关系如图所示，图中 0 E 、 0 x 为已知量。 取 0 x x  处的电势为零，一质量为m、电荷量为q 的粒子仅在电场力作用下从 0 x 处由静止 开始运动，下列说法正确的是（ ） A. 该粒子在 0 x x  到 0 2 x x  的过程中做匀加速运动 B. 0 x 处的电势为 0 0 E x  C. 该粒子在 0 2 x x  处的动能为 0 0 3 2 qE x D. 该粒子在 0 x x  到 0 2 x x  的过程中克服电场力做功为 0 0 1 2 qE x 二、多项选择题：本题共4 小题，每小题4 分，共16 分。每小题给出的四个选项中， 有多项符合题目要求。全部选对的得4 分，选对但不全的得2 分，有选错的得0 分。 7. 某静电除尘器的除尘原理如图所示，一带正电的金属板和一个带负电的放电极形成电场，实 线为它们之间的电场线，虚线为一带电烟尘颗粒的运动轨迹，a、b 是轨迹上的两点。不计烟尘 颗粒的重力，下列说法正确的是（ ） A. 烟尘颗粒带正电 B. a 点电势高于b 点电势 C. 烟尘颗粒在a 点的加速度小于在b 点的加速度 D. 烟尘颗粒在a 点的电势能小于在b 点的电势能 8. 电容式话筒含有电容式传感器，如图所示。导电性振动膜片与固定电极构成一个电容器，当 振动膜片在声压的作用下运动时，两个电极间的电容发生变化，电路中电流随之变化，这样声 信号就转变为电信号。当振动膜片向左运动时，下列说法正确的是（ ） A. 电容器电容增大 B. 电容器所带电荷量减小 C. 电容器两极板间的场强增大 D. 电阻R 上电流方向自左向右 9. 如图，电源电动势为E、内阻为r，电流表为理想电表。 1 R 、 2 R 为定值电阻， 3 R 为滑动变阻 器， 4 R 为电阻箱。闭合开关S，电流表读数为I。下列会使I 增大的有（ ） A. 1 R 断路 B. 2 R 短路 C. 3 R 的滑片右移 D. 4 R 的电阻调大 10. 如图，空间存在水平向左的匀强电场，一个质量为m、电荷量为q 的小球，从a 点以大小 为 0 v 的初速度竖直向上抛出，经过一段时间运动到与a 点等高的b 点，已知重力加速度大小为 g，场强大小为 2mg q 。下列说法正确的是（ ） A. 小球运动到最高点时距离a 点的高度为 2 0 2 v g B. 小球运动到最高点时速度大小为 0 4v C. 小球运动过程中最小动能为 2 0 2 5 mv D. a、b 两点之间的电势差为 2 0 4mv q 三、填空题（本题共2 小题，每小题4 分，共8 分。） 11. 如图，面积为 2 0.4m 的 矩形线圈abcd 水平放置在磁感应强度大小为1.5T、方向竖直向上的匀 强磁场中，则穿过线圈的磁通量为______Wb；若将线圈以cd 为轴顺时针转过60°，则此时穿过 线圈的磁通量为______Wb。 12. 某同学改装电表设计的电路如图所示，小量程电流表G 的内阻 g 100Ω R  ，满偏电流 g 3 I mA  ， 1 900Ω R  ， 2 10Ω R  ，当 1 S 和 2 S 均闭合时，改装成的新电表是较大量程的____ ________（选填“电流表”或“电压表”）；当 1 S 和 2 S 均断开时，改装成的新电表量程为____ __。 四、实验题：本题共2 小题，每空格2 分，共14 分。 13. 电阻率的倒数称为电导率，是检验纯净水是否合格的一项重要指标。某同学想测量某品牌纯 净水的电导率，他将纯净水装入绝缘性良好的塑料圆柱形容器内，容器两端用金属圆盘电极密 封，如图甲所示。 （1）用毫米刻度尺测出圆柱形容器长度为L； （2）测量圆柱形容器的内径时，应选用______（选填“乙”或“丙”）测量工具，其读数d _____ _cm； （3）进一步测得圆柱形容器内纯净水的电阻为R； （4）待测纯净水的电导率为______（用R、d、L 表示）。 14. 某小组要测量一电池的电动势和内阻。除被测电池、开关、导线若干外，还有下列器材供选 用： A.电流表 1 A （量程为0~0.6A，内阻为1 Ω ） B.电流表 2 A （量程为0~3A，内阻为0.2 Ω ） C.电阻箱R（阻值0~999.9 Ω ） D.定值电阻 0 10 R   （1）该小组首先用多用电表的 “直流10V”挡粗略测量电池的电动势，示数如图甲所示，其读数 为______V； （2）该小组设计了如图乙所示的电路图进一步测量电池的电动势和内阻，其中电流表应选择__ ____（选填“A”或“B”）； （3）多次改变电阻箱的阻值R，记录对应的电流表读数I，作出 1 R I  的关系图像如图丙所示， 则可得该电池的电动势为______V，内阻为______ Ω 。（均保留两位有效数字） 五、计算题：本题4 小题，共38 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演 算步骤，有数值的计算题，答案中必须明确写出数值和单位，或按题目要求作答。 15. 在探究电荷间作用力的大小与距离、电荷量的关系时，某同学用两根长均为L 的绝缘细线把 小球A、B 悬挂在同一水平面上相距为L 的M、N 两点。两球质量均为m 且带等量正电荷，静止 时A、B 的位置如图所示，细线与竖直方向的夹角为30°。已知静电力常量为k，重力加速度大小 为g，A、B 均视为点电荷，求： （1）B 球对A 球的库仑力大小； （2）A 球所带的电荷量。 16. 如图，在竖直向下的匀强电场中，有一电荷量 19 1.6 10 C q    的正点电荷从A 点移动到B 点，电场力做功 19 9.6 10 J W    ，A、B 间距离 5cm L  ，AB 连线与竖直方向夹角 53  ， 取sin53 0.8  ，cos53 0.6  。 （1）求场强E 的大小； （2）若选取A 点的电势 0 A ，求电荷q 在B 点的电势能 p E 。 17. 如图所示电路中，两平行金属板a 和b 相距 0.1m d  水平放置，a 板中央有一小孔。已知电 源的电动势 24V E  、内阻 5Ω r  ，滑动变阻器 1 R 的阻值范围为0 ~ 20Ω ， 2 10Ω R  。闭合 开关S 电路稳定后。 （1）若平行金属板电容器电容 2 3 10 F C   ，调节 1 R 的阻值，当 1 R 消耗的功率最大时，求电 容器的电量Q 。 （2）若将质量 7 6 10 kg m   、电荷量 7 1 10 C q   的液滴从小孔正上方 0.1m h  处无初速滴 下，液滴刚好不落到b 板。不计空气阻力，取重力加速度 2 10m / s g  。求 2 R 两端的电压U 及 滑动变阻器接入电路的阻值 1 R 。 18. 如图所示的直角坐标系xOy 中，在直线x d  到y 轴之间的区域内存在沿x 轴正方向的匀强 电场，场强大小为 0 E 。在y 轴到直线 2 x d  之间水平放置长为2d 的两金属板P、Q，两金属板 正中间水平放置金属网G，金属网恰好在x 轴上，P、Q、G 的尺寸相同。G 接地，P、Q 电势相等 且大于零。在电场左边界上A 点( , ) d d  与B 点( , ) d d   之间，连续分布着质量为m、电量为q 且均处于静止状态的带正电粒子。若C 点 1 , 4 d d       的粒子由静止释放，在电场力作用下，第一 次到x 轴的位置为D 1 ,0 2 d      ，不计粒子的重力及它们间的相互作用。 （1）求C 处粒子静止释放后到达y 轴时的速度大小 0 v ； （2）求C 处粒子从静止释放到第一次运动至其轨迹最低点所用的时间t； （3）若粒子离开PQ 板间电场时的位置与释放时的位置等高，求粒子释放时可能的位置坐标。 1【答案】B 2【答案】C 3【答案】A 4【答案】D 5【答案】B 6【答案】C 7【答案】AD 8【答案】BD 9【答案】BD 10【答案】AC 11【答案】 ①. 0.6 ②. 0.3 【详解】[1]穿过线圈的磁通量 2 1.5T 0.4m 0.6Wb BS     [2]若将线圈以cd 为轴顺时针转过60°，线圈垂直于磁场方向的投影面积为 cos60 2 S S S   则此时穿过线圈的磁通量 0.3Wb 2 S B    12【答案】 ①. 电流表 ②. 0 ~ 3V 【详解】[1]当 1 S 和 2 S 均闭合时， 1 R 被短路，电流表G 与 2 R 并联，所以是较大量程的电流表； [2] 当 1 S 和 2 S 均断开时，电流表G 与 1 R 串联，成为较大量程的电压表。设新电表最大量程为 m U ，由欧姆定律，有   g g 1 m I R R U   代入数据，解得 m 3V U  即改装成的新电表量程为0 ~ 3V 。 13【答案】 ①. 丙 ②. 1.125 ③. 2 4L R d  【详解】（2）[1]测量圆柱形容器的内径,应选用游标卡尺的内测量爪； [2]丙图为20 分度的游标卡尺，读数为 1 11mm 5 mm 11.25mm 1.125cm 20 d     （4）[3]纯净水的电阻 2 2 4 4 L L L R d S d        则待测纯净水的电导率 2 1 4L R d    14【答案】 ①. 5.6 ②. A ③. 6.0 ④. 1.0 【详解】（1）[1]该小组首先用多用电表的“直流10V”挡粗略测量电池的电动势，示数如图甲所 示，因最小刻度为0.2V，则其读数为5.6V； （2）[2]因电路中的电流不超过0.6A，则电流表应选择A； （3）[3][4]由闭合电路的欧姆定律可知 0 ( ) A E I R R R r     即 0 1 1 A R R r R I E E     则 1 2.0 1 12.0 6 E   0 2.0 A R R r E    解得 E=6.0V r=1.0Ω 15【答案】（1） 3 3 mg ；（2） 3 2 3 mg L k 【详解】（1）B 对A 库仑力方向水平向左，设大小为F，以A 球为研究对象，由平衡条件有 tan30 F mg  ① 解得 3 3 F mg  （2）A、B 的距离 2 sin30 2 r L L L   ② 设A、B 小球所带电荷量为Q，由库仑定律可得 2 2 Q F k r  ③ 由①②③解得 3 2 3 mg Q L k  ④ 16【答案】（1） 200V/m E  ；（2） 19 p 9.6 10 J E    【详解】（1）A、B 两点的电势差 6V AB W U q   A、B 两点沿电场线的距离 m cos 3 3c 5 AB d L   匀强电场的电场强度 AB AB U E d  解得场强 200V/m E  （2）由 AB A B U     得 6V B AB U   q 在B 点的电势能 19 p 9.6 10 J B E q      17【答案】（1） 0.24C Q  ；（2） 12V U  ； 1 5Ω R  【详解】（1）将 2 R 与r 视为电源的等效内阻r， 2 15Ω r R r     当 1 15Ω R r    时， 1 R 消耗功率最大① 2 2 1 2 E U R r R R   ② 2 Q CU  ③ 由①②③得 0.24C Q  （2）电容器与 2 R 两端电压相同，设 2 R 两端的电压为U 对液滴由动能定理得   0 mg h d qU   ⑤ 解得 12V U  ⑥ 2 1.2A U I R   ⑦ 根据闭合电路欧姆定律得 1 2 E I r R R   ⑧ 由⑥⑦⑧得 1 5Ω R  ⑨ 18【答案】（1） 0 0 2qE d v m  ；（2） 0 9 2 md t qE  ；（3） 2 , ( 1,2,3,4 ) 4 d d n n                【详解】（1）C 处粒子静止释放后在电场力作用下运动到y 轴的过程中，由动能定理得 2 0 0 1 2 qE d mv  得 0 0 2qE d v m  （2）金属板P 与金属网G 之间的电场沿y 轴向下，金属板Q 与金属网G 之间的电场沿y 轴向上， 场强大小相等。 C 处粒子静止释放后，运动到y 轴的时间为1 t ，从到y 轴到位置D 时间为2 t ，则 0 1 1 2 d v t  0 2 1 2 d v t  由对称性可得粒子从y 轴运动到轨迹最低点所用时间为 2 2t 1 2 2 t t t  解得 0 9 2 md t qE  （3）金属板P 与金属网G、金属板Q 与金属网G 之间的场强大小设为E，对C 处粒子有 2 2 1 1 4 2 qE d t m  解得 0 4 E E  设位置坐标满足( , ) d y   的粒子均能从与释放时的位置等高处射出，则其从y 轴第一次到x 轴 的水平位移x 满足 4 2 ( 1,2,3,4 ) nx d n         粒子从y 轴第一次到x 轴的时间设为3 t ，则有 0 3 x v t  2 3 1 2 qE y t m  解得 2 4 d y n  因此，若粒子离开PQ 板间电场时的位置与释放时的位置等高，其释放时可能的位置坐标为 2 , ( 1,2,3,4 ) 4 d d n n               