陜西省延安市富縣高級中學(xué)2021-2022學(xué)年高二（上）期末考試物理試題

富縣高級中學(xué)2021-2022學(xué)年度第一學(xué)期高二物理期末試卷考試時(shí)間：100分鐘滿分：100分一、單選題（1--10題為單項(xiàng)選擇題；11--14題為多項(xiàng)選擇題，選不全的得2分，有錯(cuò)誤選項(xiàng)的得0分。每小題4分，共計(jì)56分）1.物理學(xué)的發(fā)展豐富了人類對物質(zhì)世界的認(rèn)識，推動了科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新和革命，促進(jìn)了物質(zhì)生產(chǎn)的繁榮與人類文明的進(jìn)步。下列表述正確的是（）A.電動機(jī)是利用電磁感應(yīng)原理，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能B.電磁感應(yīng)現(xiàn)象是奧斯特最先發(fā)現(xiàn)的C.楞次最先發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)D.感應(yīng)電流遵從楞次定律所描述的方向，這是能量守恒定律的必然結(jié)果【答案】D【解析】【詳解】A．電動機(jī)是利用通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動的原理制成的，是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置，故A錯(cuò)誤；B．電磁感應(yīng)現(xiàn)象是法拉第最先發(fā)現(xiàn)的，故B錯(cuò)誤；C．奧斯特最先發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，故C錯(cuò)誤；D．電磁感應(yīng)現(xiàn)象是閉合電路中產(chǎn)生了電流，是其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，楞次定律是能量守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的具體體現(xiàn)，感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起它的磁通量的變化，感應(yīng)電流具有的以及消耗的能，必須從引起磁通量變化的外界獲取，要在回路中維持一定的感應(yīng)電流，外界必須消耗一定的能量，故D正確。故選D2.雙芯電線的結(jié)構(gòu)如圖所示，由其組成的電路當(dāng)接通直流電流時(shí)，兩平行直導(dǎo)線cd和ef，電流方向相反，cd中電流，ef中電流也為，a、b兩點(diǎn)位于兩導(dǎo)線所在的平面內(nèi)，b到兩導(dǎo)線的距離相等，下列說法正確的是（）A.a點(diǎn)磁場方向垂直紙面向里B.b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零C.cd導(dǎo)線受到的安培力方向向右D.導(dǎo)線cd受到的安培力大于導(dǎo)線ef受到的安培力【答案】A【解析】【詳解】A．根據(jù)安培定則，cd導(dǎo)線在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向里，ef導(dǎo)線在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向外，由于cd導(dǎo)線比ef導(dǎo)線距離a點(diǎn)較近，產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度更大，所以a點(diǎn)的合磁場方向垂直紙面向里，故A正確；B．cd導(dǎo)線和ef導(dǎo)線在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁場方向都垂直紙面向外，所以b點(diǎn)的合磁場垂直紙面向外，不可能為零，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)同向電流相互吸引，反向電流相互排斥可知，cd導(dǎo)線受到的安培力方向向左，故C錯(cuò)誤；D．由牛頓第三定律可知，導(dǎo)線cd受到的安培力大小等于導(dǎo)線ef受到的安培力大小，故D錯(cuò)誤。故選A。3.我國空間站的建成，在全球引起了強(qiáng)烈的反響。宇航員在進(jìn)入太空前在地球上要進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，可將其簡化為如圖所示，空間某區(qū)域存在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，電場方向豎直向上（與紙面平行），磁場方向垂直于紙面向里，三個(gè)帶正電的微粒a、b、c電荷量相等，質(zhì)量分別為ma、mb、mc，已知在該區(qū)域內(nèi)，a在紙面內(nèi)向右做勻速直線運(yùn)動，b在紙面內(nèi)向左做勻速直線運(yùn)動，c在紙面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，下列選項(xiàng)正確的是（）A.ma>mc>mb B.mb>ma>mcC.mc>ma>mb D.mc>mb>ma【答案】A【解析】【詳解】帶正電的微粒a向右做勻速直線運(yùn)動，電場力豎直向上，左手定則判斷洛倫茲力豎直向上，重力豎直向下，平衡條件得得帶正電的微粒b向左做勻速直線運(yùn)動，電場力豎直向上，左手定則判斷洛倫茲力豎直向下，重力豎直向下，平衡條件得得帶正電的微粒c在紙面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，必有則有故選A。4.一帶電微粒在正交勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場的豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，如圖所示。則微粒帶電性質(zhì)和環(huán)繞方向（）

A.帶正電，逆時(shí)針 B.帶正電，順時(shí)針C.帶負(fù)電，逆時(shí)針 D.帶負(fù)電，順時(shí)針【答案】C【解析】【詳解】粒子在正交勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，可知向下的重力和向上的電場力平衡，電場力向上，則粒子帶負(fù)電；由左手定則可知，粒子逆時(shí)針轉(zhuǎn)動。故選C。5.如圖中用右手螺旋定則判斷通電螺線管極性正確的是（）A. B.C. D.【答案】A【解析】【詳解】根據(jù)右手螺旋定則可知，A圖中螺線管的右端為N極；B圖中螺線管的左端為N極；C圖中螺線管的左端為N極；D圖中螺線管的右端為N極；則A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。6.某空間同時(shí)存在著正交的勻強(qiáng)電場、勻強(qiáng)磁場，一質(zhì)量為m的帶電小球恰好在此空間做勻速直線運(yùn)動。某時(shí)刻突然撤去磁場，則下列說法正確的是（）A.小球可能做類平拋運(yùn)動 B.小球可能做變加速運(yùn)動C.小球可能做勻變速直線運(yùn)動 D.小球的機(jī)械能一定保持不變【答案】A【解析】【詳解】若小球運(yùn)動方向與磁場方向不平行，則小球恰好在此空間做勻速直線運(yùn)動，說明合力一定為0，撤去磁場后，合力一定不為0，由于電場力和重力均為恒力，兩個(gè)恒力的合力一定是恒力，物體在恒力作用下的運(yùn)動一定是勻變速運(yùn)動，由于在勻速運(yùn)動時(shí)速度方向一定與磁場力垂直，而電場力和重力的合力方向一定與磁場力等大反向，故撤去磁場后，小球的初速度一定與合力方向垂直，是類平拋運(yùn)動此時(shí)機(jī)械能會改變；若小球運(yùn)動方向與磁場方向平行，則撤去磁場后小球繼續(xù)做勻速直線運(yùn)動，故A正確；BCD錯(cuò)誤。故選A。7.如圖所示，直導(dǎo)線固定于紙面內(nèi)，一矩形線框，在紙面內(nèi)從位置平移到位置的過程中，關(guān)于線框內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向，下列敘述正確的是（）A.一直逆時(shí)針 B.順時(shí)針→逆時(shí)針C.逆時(shí)針→順時(shí)針→逆時(shí)針 D.順時(shí)針→逆時(shí)針→順時(shí)針【答案】D【解析】【詳解】由安培定則得，恒定電流直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場在導(dǎo)線左邊的方向?yàn)榇怪奔埫嫦蛲猓疫叺拇艌龇较虼怪奔埫嫦蚶?。?dāng)線圈向?qū)Ь€靠近時(shí)，磁場方向是垂直紙面向外，穿過線圈的磁通量變大，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向。當(dāng)線圈越過導(dǎo)線時(shí)到線圈中心軸與導(dǎo)線重合，磁場方向是垂直紙面向外，穿過線圈的磁通量的變小，則感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向。當(dāng)繼續(xù)向右運(yùn)動時(shí)，磁場方向是垂直紙面向里，穿過磁通量變大，由楞次定律可知，感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向。當(dāng)遠(yuǎn)離導(dǎo)線時(shí)，磁場方向是垂直紙面向里，穿過線圈的磁通量變小，由楞次定律可知，感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向。故選D。8.如圖所示，匝數(shù)為，面積為S的閉合線圈水平放置，開始時(shí)線圈平面與勻強(qiáng)磁場夾角為。現(xiàn)將線圈以邊為軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動，則線圈磁通量的改變量的大小為（，）（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】設(shè)初位置時(shí)穿過線圈的磁通量為正，則初位置時(shí)末位置時(shí)則線圈磁通量的改變量的大小為穿過某一面的磁通量與匝數(shù)無關(guān)。故選B。9.如圖所示，閉合開關(guān)后，的電阻兩端的交流電壓為，電壓表和電流表均為理想交流電表，則（）A.該交流電周期為 B.電壓表的讀數(shù)為C.電流表的讀數(shù)為 D.電阻的電功率為【答案】C【解析】分析】【詳解】A．該交流電的周期B．電壓表的讀數(shù)為交流電的有效值，即選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．電流表的讀數(shù)為選項(xiàng)C正確；D．電阻的電功率為選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。10.電子電路是由最基本的電子元器件如電阻、電容、電感等組成，以此來實(shí)現(xiàn)不同的設(shè)計(jì)需求。如圖所示電路中，L為自感系數(shù)很大的電感線圈，其直流電阻不計(jì)，A、B為兩相同燈泡，則（）A.閉合開關(guān)S后，A先亮，B后亮B.閉合開關(guān)S后，A先亮，然后緩慢變暗C斷開開關(guān)S后，A和B都閃亮后逐漸熄滅D.斷開開關(guān)S后，A立即熄滅，B燈閃亮后逐漸熄滅【答案】D【解析】【詳解】AB．閉合開關(guān)S后，L中雖然會產(chǎn)生自感電動勢阻礙通過線圈的電流增大，但不會影響到A、B兩燈發(fā)光，所以A、B兩燈同時(shí)亮。當(dāng)電路中電流穩(wěn)定時(shí)，L相當(dāng)于導(dǎo)線，此時(shí)B被短路，所以B先亮，然后緩慢變暗，故AB錯(cuò)誤；CD．?dāng)嚅_開關(guān)S后，通過A燈的電流瞬間變?yōu)榱?，所以A立即熄滅，而L中會產(chǎn)生自感電動勢阻礙通過線圈的電流減小，此時(shí)L與B在同一回路中，所以B燈閃亮后逐漸熄滅，故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。11.下列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的說法正確的是（）A.磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量B.磁感線越密集的地方，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大C.小磁針的N極在磁場中某點(diǎn)的受力方向，就是該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向D.一小段通電導(dǎo)線在磁場中某處所受安培力為零，該處磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零【答案】ABC【解析】【詳解】A．磁感應(yīng)強(qiáng)度有大小和方向，是矢量，選項(xiàng)A正確；B．磁感線越密集的地方，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，選項(xiàng)B正確；C．小磁針靜止時(shí)N極在磁場中某點(diǎn)的受力方向，就是該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，故C正確；D．一小段通電導(dǎo)線在磁場中某處所受安培力為零，可能是電流的方向與磁場平行，該處磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零．故D錯(cuò)誤．12.勞倫斯和利文斯設(shè)計(jì)出回旋加速器，工作原理示意圖如圖所示．置于真空中的形金屬盒半徑為，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時(shí)間可忽略．磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場與盒面垂直，高頻交流電頻率為，加速電壓為．若處粒子源產(chǎn)生質(zhì)子的質(zhì)量為、電荷量為，在加速器中被加速，且加速過程中不考慮相對論效應(yīng)和重力的影響．則下列說法正確的是（）A.質(zhì)子被加速后的最大速度不可能超過B.質(zhì)子離開回旋加速器時(shí)的最大動能與加速電壓成正比C.質(zhì)子第2次和第1次經(jīng)過兩形盒間狹縫后軌道半徑之比為D.不改變磁感應(yīng)強(qiáng)度和交流電頻率，仍用該回旋加速器釋放質(zhì)量為的質(zhì)子，則最大動能不變【答案】ACD【解析】【詳解】A.質(zhì)子被加速后的最大速度受到D形盒半徑R的制約，因，故A符合題意；B.質(zhì)子離開回旋加速器的最大動能，與加速電壓U無關(guān)，B不符合題意；C.根據(jù)，，，得質(zhì)子第2次和第1次經(jīng)過兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比為，C符合題意；D.因回旋加速器的最大動能與m、R、f均有關(guān)且這幾個(gè)量均不變，D符合題意；13.如圖所示，三根長直通電導(dǎo)線b、c、d電流大小相同，b、d導(dǎo)線電流垂直紙面向里，c導(dǎo)線電流垂直紙面向外，a點(diǎn)為bd中點(diǎn)，ac垂直bd，且ab=ad=ac．則（）A.a點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向向左B.a點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向向下C.c受到的磁場力方向?yàn)閏指向aD.c受到的磁場力方向?yàn)閍c連線向外【答案】AD【解析】【詳解】AB.用右手螺旋定則判斷通電直導(dǎo)線在a點(diǎn)上所產(chǎn)生的磁場方向，如圖所示：直導(dǎo)線b在a點(diǎn)產(chǎn)生磁場與直導(dǎo)線d在a點(diǎn)產(chǎn)生磁場方向相反，大小相等．則合磁場為零；而直導(dǎo)線c在a點(diǎn)產(chǎn)生磁場，方向從d指向b，即為沿紙面由a指向b，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；CD.由左手定則可知，c受到a的磁場力沿bc連線方向由b到c的方向；同理c受到d的磁場力沿dc連線方向由d到c的方向，故c所受合磁場力的方向是為沿ac連線向外，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確；故選AD．【點(diǎn)睛】磁感應(yīng)強(qiáng)度既有大小，又有方向，是矢量．它的合成遵循矢量合成的平行四邊形法則．14.矩形導(dǎo)線框abcd固定在勻強(qiáng)磁場中，磁感線的方向與導(dǎo)線框所在平面垂直。規(guī)定磁場的正方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖所示。則下列i﹣t圖象中可能正確的是（）A. B.C. D.【答案】CD【解析】【分析】【詳解】由圖可知，0~1s內(nèi)，線圈中磁通量的變化率相同，故該段時(shí)間內(nèi)電流方向相同，根據(jù)楞次定律可知電路中電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，同理可知1~2s內(nèi)電路中電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，2~3s內(nèi)電路中電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，3~4s內(nèi)路中電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，有電路中電流大小恒定不變，由于沒有規(guī)定電流的正方向，故CD符合題意，AB不符合題意。故選CD。二、實(shí)驗(yàn)題（2分/空X7空=14分）15.某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)器材探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象。他連接好電路并檢查無誤后，閉合電鍵的瞬間觀察到電流表G指針向右偏轉(zhuǎn)。電鍵閉合后，他還進(jìn)行了下列操作：（1）將滑動變阻器的滑動觸頭快速向接線柱C移動，電流計(jì)指針將_______（填“左偏”、“右偏”或“不偏”）；（2）將線圈A中的鐵芯快速抽出，電流計(jì)指針將________（填“左偏”、“右偏”或“不偏”）；（3）在產(chǎn)生感應(yīng)電流的回路中，圖中器材中哪個(gè)相當(dāng)于電源？___________；（4）由實(shí)驗(yàn)得出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是___________?！敬鸢浮竣?右偏②.左偏③.線圈B④.穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化【解析】【分析】【詳解】(1)[1]閉合電鍵的瞬間觀察到電流表G指針向右偏轉(zhuǎn)，閉合電鍵時(shí)電路中電流從沒有到有，則通過B線圈的磁通量增加，電流表G指針向右偏轉(zhuǎn)，將滑動變阻器的滑動觸頭快速向接線柱C移動時(shí)，通過B線圈的磁通量也是增加，電流表G指針向右偏轉(zhuǎn)。(2)[2]將線圈A中的鐵芯快速抽出，則通過B線圈的磁通量減小，電流表G指針向左偏轉(zhuǎn)。(3)[3]在產(chǎn)生感應(yīng)電流的回路中，由于通過B線圈的磁通量變化而產(chǎn)生感應(yīng)電流，所以線圈B相當(dāng)于電源。(4)[4]由實(shí)驗(yàn)得出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是：過閉合電路的磁通量發(fā)生變化。16.1834年俄國物理學(xué)家楞次對感應(yīng)電流的許多實(shí)驗(yàn)事實(shí)進(jìn)行分析研究，提出了著名的楞次定律。如圖所示，螺線管的電阻可以忽略。豎直懸掛的線圈中心軸線與螺線管的軸線水平共線?，F(xiàn)突然斷開開關(guān)S，將發(fā)生的現(xiàn)象是∶線圈向__________擺動（填寫“左”或“右”），并有___________趨勢（填寫“收縮”或“擴(kuò)張”）；線圈中的感應(yīng)電流為________時(shí)針（填寫“順”或“逆”）（從左向右看）?！敬鸢浮竣?右②.擴(kuò)張③.逆【解析】【詳解】[1][2][3]現(xiàn)突然斷開開關(guān)S，穿過線圈內(nèi)的向左的磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知，從左向右看，線圈中的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，感應(yīng)電流在螺線管的磁場中受到安培力的作用，使線圈向右擺動，且有擴(kuò)張趨勢。三、解答題17.有一正弦交流電，它的電壓隨時(shí)間變化的圖象如圖所示，試寫出：(1)電壓的峰值；(2)交變電流的有效值(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)；(3)交變電流的頻率；(4)電壓的瞬時(shí)表達(dá)式．【答案】(1)537V;(2)380V;(3)50Hz;(4)u＝537sin314tV【解析】【詳解】解：(1)由圖讀出,電壓的最大值為：(2)交變電流的有效值：(3)由圖讀出周期為：頻率為：(4)電壓的瞬時(shí)表達(dá)式：18.如圖，設(shè)電流表相當(dāng)于一個(gè)電阻值為1Ω的電阻R，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為，導(dǎo)軌間的距離L為1m，金屬棒的電阻為1Ω。金屬棒與導(dǎo)軌接觸的兩