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辽宁省沈阳市2021-2022学年高二(上)期末考试物理试题含解析
辽宁省沈阳市2021-2022学年高二(上)期末考试物理试题含解析
高中
整体难度:中等
2022-02-09
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一、选择题 (共12题)
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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

难度:
知识点:电势能和电势
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【答案】

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 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 d c 距离与 Q 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

B 正确;

C .因为

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.

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

难度:
知识点:带电粒子在匀强磁场中的运动
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【答案】

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

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

C 错误, D 正确。

故选 BD

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 与斜面底边平行,磁感应强度大小为 。质量 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 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 这段时间内,外力所做的功为 0.24J

D .在 这段时间内,导线框所受的安培力大小为 0.3N

难度:
知识点:电磁感应现象与应用
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【答案】

AD

【解析】

【详解】

B .由于在 0~0.01s 时间内,电流从 f c 为正,可知 cd 中电流从 d 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 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 错误;

D .在 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.

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

难度:
知识点:电磁感应现象与应用
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【答案】

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 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.

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° , 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

难度:
知识点:带电粒子在电场中的运动
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【答案】

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 , v y 0 , 根据运动学公式有

v y v 0 cos45° 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。

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试题总数:
18
总体难度:
中等
难度统计
难度系数
数量
占比
中等
10
55.55%
容易
6
33.33%
偏难
2
11.11%
题型统计
大题类型
数量
占比
选择题
12
66.66%
实验,探究题
3
16.66%
解答题
3
16.66%
知识点统计
知识点
数量
占比
电势能和电势
1
5.55%
带电粒子在匀强磁场中的运动
3
16.66%
电磁感应现象与应用
4
22.22%
带电粒子在电场中的运动
1
5.55%
电场 电场强度
1
5.55%
闭合电路的欧姆定律
1
5.55%
电路中的能量转化
1
5.55%
磁场 磁感线
1
5.55%
磁场对通电导线的作用力
1
5.55%
实验:导体电阻率的测量
1
5.55%
导体的电阻
1
5.55%
电容器中的电容
1
5.55%
专题八 电磁感应
1
5.55%
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