精品解析：宁夏回族自治区银川一中2021-2022学年高二（下）期中考试物理试题（解析版）

银川一中2021/2022 学年度（下）高二期中考试 物 理 试 卷 命题教师：马文娇 一、单选题（每题3 分，共30 分） 1. 在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步，在对以下几位物理学家所做 科学贡献的叙述中，正确的说法是（ ） A. 楞次首先发现通电导线周围存在磁场 B. 安培首先发现通电导线周围存在磁场 C. 法拉第首先发现电磁感应现象 D. 奥斯特首先发现电磁感应现象 【1 题答案】 【答案】C 【解析】 【详解】奥斯特发现通电导线周围存在磁场，法拉第首先发现电磁感应现象，安培提出判断电流磁场方向 的判断方法，楞次提出感应电流方向的判断方法，故C 正确，ABD 错误。 故选C。 2. 下列情况中，线圈都以角速度 绕图中的转轴 匀速转动，不能产生交变电流的是（ ） A. B. C. D. 【2 题答案】 【答案】A 【解析】 【详解】A．线圈转动时，线圈的磁通量一直为零，即磁通量保持不变，故线圈不产生感应电流，选项A 满足题意要求； BCD．选项BCD 中的线圈都是在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，线圈中都会产生正弦式交变电 流，选项BCD 不满足题意要求； 故选A。 3. 课本中有以下图片，下列说法错误的是（ ） A. 真空冶炼炉利用金属中涡流产生的热量使金属融化 B. 使用电磁炉加热食物时可以使用陶瓷锅 C. 用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯可以减小变压器铁芯中的热损失 D. 用来探测金属壳的地雷或有较大金属零件的地雷的探雷器是利用电磁感应工作的 【3 题答案】 【答案】B 【解析】 【详解】A．真空冶炼炉利用金属中涡流产生的热量使金属融化，故A 正确，不符合题意； B．使用电磁炉加热食物时，陶瓷锅内没有自由电荷，不能产生涡流，不会发热，故B 错误，符合题意； C．变压器中用互相绝缘的硅钢片叠成铁芯可以减小涡流，减小热损失，故C 正确，不符合题意； D．用来探测金属壳的地雷或有较大金属零件的地雷的探雷器是利用电磁感应工作的，故D 正确，不符合 题意。 故选B。 4. 如图所示，理想变压器原线圈的匝数为1000 匝，两个副线圈的匝数分别为n2=50 匝、n3=100 匝，L1是 “6V、2W”的小灯泡，L2是“12V、4W”的小灯泡，当n1接上交流电压时，L1、L2都正常发光，那么，原 线圈中的电流为（ ） A. A B. A C. A D. A 【4 题答案】 【答案】B 【解析】 【详解】设原线圈两端的电压为U1，根据变压器变压的原理有 解得 设通过原线圈的电流为I1，根据变压器的工作原理有 解得 可知ACD 错误，B 正确。 故选B。 5. 下列说法中不正确的是（ ） A. 显微镜下观察到墨水中的小碳粒在不停的做无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性 B. 某气体的摩尔质量为M，摩尔体积为V，密度为ρ，每个分子的体积为V0，则阿伏加德罗常数为NA= C. 物质由大量的分子组成，分子间有间隙 D. 在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料中掺入其它元素 【5 题答案】 【答案】B 【解析】 【详解】A．显微镜下观察到墨水中的小碳粒在不停的做无规则运动，这是布朗运动，反映了液体分子运 动的无规则性，故A 正确； B．气体的体积是指气体所充满的容器的容积，它不等于气体分子个数与气体分子体积的乘积，故B 错误； C．根据分子动理论可知，物质由大量的分子组成，分子间有间隙，故C 正确； D．温度越高，分子热运动越剧烈，由此在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料中掺入其 它元素，故D 正确。 故选B。 6. 如图所示，圆环形导体线圈a 平放在水平桌面上，在a 的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合， 螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P 向下滑动，下列表述正确的 是（ ） A. 线圈a 有扩张的趋势 B. 穿过线圈a 的磁通量变小 C. 线圈a 对水平桌面的压力 将减小 D. 线圈a 中将产生俯视逆时针方向的感应电流 【6 题答案】 【答案】D 【解析】 【详解】若将滑动变阻器的滑片P 向下滑动，滑动变阻器接入电路的阻值减小，螺线管中的电流增大，产 生的磁场增强，穿过线圈a 的磁通量向下变大，根据楞次定律可知圈a 中将产生俯视逆时针方向的感应电 流，根据“增缩减扩”和“来拒去留“可知，线圈a 有收缩的趋势和远离螺线管的趋势，此时线圈a 对水 平桌面的压力FN将增大，故ABC 错误，D 正确。 故选D。 7. 如图1 所示，细导线绕制的螺线管匝数 匝，横截面积 ，导线电阻 ，电阻 ， 点接地，磁场穿过螺线管，磁感应强度 随时间变化的图象如图2 所示（以向右为正方向），下列说法正确的是（ ） A. 通过电阻 的电流方向是从 到 B. 感应电流的大小保持不变为 C. 电阻 的电压为6V D. 点的电势为 【7 题答案】 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据楞次定律可知，通过电阻 的电流方向是从C 到A，选项A 错误； B．感应电动势 感应电流的大小保持不变为 故B 错误； C．电阻 的电压为 UR=IR=4.8V 选项C 错误； D．因 UCA=UR=4.8V A 点的电势为零，则 点的电势为 ，选项D 正确。 故选D。 8. 如图所示，平行导轨MN、PQ 间距为d，M、P 间接一个电阻R，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向 垂直于平行金属导轨所在的平面向里。一根足够长的金属杆ab 第一次垂直于导轨放置，第二次与导轨成60°角放置。金属杆和导轨的电阻不计，当金属杆两次均以速度v 沿垂直于杆的方向滑行时，下列说法正确的是（ ） A. 两次电阻R 上的电压相等 B. 第一次和第二次金属杆中感应电流之比为 C. 第一次和第二次金属杆受到的安培力大小之比为 D. 第一次和第二次电阻R 上的电功率之比为 【8 题答案】 【答案】B 【解析】 【详解】A．第一次金属杆切割磁感线的有效长度为 第二次金属杆切割磁感线的有效长度为 根据 可得两次电阻R 上的电压之比 A 错误； B．根据 可得第一次和第二次金属杆中感应电流大小之比为 B 正确； C．根据安培力表达式 可得第一次和第二次金属杆受到的安培力之比为 C 错误； D．根据 可得第一次和第二次电阻R 上的电功率之比为 D 错误。 故选B。 9. “凸”字形硬质闭合金属线框各边长如图所示，线框右侧有一宽度为3L 的匀强磁场区域，磁场方向垂直 于纸面向外。线框在纸面内始终以速度v 向右匀速运动，t=0 时，线框开始进入磁场。规定顺时针方向为电 流的正方向，在线框穿过匀强磁场区域的过程中线框中的感应电流i 随时间t 变化的图像正确的是（ ） A. B. C. D. 【9 题答案】 【答案】B 【解析】 【详解】设线框向右运动的速度为v，线框的总电阻为R，当 时，只有最右侧一个短边切割磁感线， 由右手定则可知，感应电流沿顺时针方向，电流是正的，电流大小 当 时，从右侧中间两个短边进入磁场至左侧长边进入磁场，由右手定则可知，感应电流沿顺时 针方向，是正的，电流大小 当 时，从左侧长边进入磁场和一个右侧短边离开磁场至右侧两个短边离开磁场，由右手定则 可知，感应电流沿逆时针方向，是负的，电流大小 当 时，从右侧中间两短边离开磁场至左侧长边离开磁场，由右手定则可知，感应电流沿逆时 针方向，是负的，电流大小 故选B。 10. 如图所示，某空间存在一磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面（竖直平面）向里的匀强磁场区域，磁 场的上、下边界均为水平面且间距为L，纸面内磁场上边界的上方有一质量为m，电阻为R 的正方形导线 框abcd，其边长也为L，上、下两边均与磁场边界平行。将线框以初速度v0无旋转的水平抛出，线框恰能 匀速进入磁场，重力加速度为g，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ） A. 线框ab 边离开磁场的 瞬间比线框ab 边进入磁场的瞬间所受的安培力大 B. 线框抛出时ab 边距离磁场上边界的高度为 C. 线框通过磁场的过程中产生的热量为 D. 线框通过磁场的过程中水平位移为 【10 题答案】 【答案】B 【解析】 【详解】A．由于磁场的高度与正方形边长相等，线框恰能匀速进入磁场，则线框离开磁场时，也将匀速 运动，安培力都等于重力，即线框ab 边离开磁场的瞬间与线框ab 边进入磁场的瞬间所受的安培力相等， 故A 错误； B．线框下边进入磁场时有 感应电动势为 感应电流为 线框抛出后到进入磁场，竖直方向上有 ，联立解得 故B 正确； C．由A 分析可知，线框通过磁场的过程做匀速运动，根据能量守恒定理有 即线框通过磁场的过程中产生的热量为 ，故C 错误； D．由B 分析可知，线框通过磁场的速度为 则线框通过磁场的时间为 线框通过磁场的过程中水平位移为 故D 错误。 故选B。 二、多选题（每题4 分，共16 分。每题有多个正确选项，全选对得4 分，选对但不全的得2 分，错选或多选不得分） 11. 下列说法不正确的是（ ） A. 由图甲可知，状态①的温度比状态②的温度高 B. 图乙为水中某花粉颗粒每隔一定时间位置的 连线图，连线表示该花粉颗粒做布朗运动的轨迹 C. 由图丙可知，当分子间的 距离r>r0时，分子间的作用力先增大后减小 D. 由图丁可知，在r 由r1变到r2的过程中分子力做正功 【11 题答案】 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图甲可知，状态①速率大的氧气分子比例较大，所以状态①的温度比状态②的温度高，故 A 正确； B．由于图乙中的位置是每隔一定时间记录的，所以位置的连线不能表示该花粉颗粒做布朗运动的轨迹， 只能说明花粉颗粒运动的无规则性，故B 错误； C．由图丙可知，当分子间的距离r>r0时，分子间的作用力先增大后减小，故C 正确； D．由图丁可知，在r 由r1变到r2的过程中分子势能减小，分子力做正功，故D 正确。 本题选错误的，故选B。 12. 在图乙的电路中，通入如图甲所示的交变电流，此交变电流的每个周期内，前三分之一周期电压按正 弦规律变化，后三分之二周期电压恒定。电阻R 的阻值为12Ω，电表均为理想电表，下列判断正确的是 （ ） A. 电压表的示数为 B. 该交变电流的电压有效值为 C. 电阻R 一个周期内产生的热量为9J D. 电流表的示数为0.5A 【12 题答案】 【答案】CD 【解析】 【详解】AB．根据“热相等”原则，得 解得 U=6V 所以该交变电流的电压有效值为6V，电压表读数为6V，故AB 错误； C．由焦耳定律得 故C 正确； D．电流表的 示数为 故D 正确。 故选CD。 13. 如图所示，灯泡1 和2 是两个电阻值均为 的完全相同的小灯泡，滑动变阻器接入电路的阻值为 ， 。 是一个自感很大的线圈，它的电阻值也为 。由于自感现象，当开关接通或断开时， 下列说法正确的是（ ） A. 开关接通时，灯泡1 和2 同时亮 B. 开关接通时，通过灯泡1 和2 的电流相等 C. 开关断开时，灯泡2 立即熄灭，灯泡1 先闪亮一下再熄灭 D. 开关断开时，通过灯泡1 和2 的电流相等 【13 题答案】 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．开关接通时，灯泡1 和2 同时亮，但是由于线圈中的感应电动势阻碍电流的增加，则通过灯 泡1 的电流大于通过灯泡2 的电流，选项A 正确，B 错误； C．开关断开时，灯泡2 立即熄灭；因 ，即灯泡的电阻大于线圈的直流电阻，则当电路稳定时，通 过线圈的电流大于通过灯泡1 的电流，则当开关断开时，由于线圈阻碍电流减小，则原来通过线圈的电流 再次通过灯泡1，则使得灯泡1 先闪亮一下再熄灭，选项C 正确； D．开关断开时，灯泡2 的电流立刻变为零，但是通过灯泡1 的电流是逐渐减为零，则通过灯泡1 和2 的电 流不相等，选项D 错误。 故选AC。 14. 如图所示，理想变压器的原，副线圈匝数之比为5：1，R2=5Ω，现在电源输入电压如图乙所示的交流电， 电流表和电压表均为理想电表，电流表A2的示数为4A，下列说法正确的是（ ） A. 电压表V1的示数是100V B. 电阻R1的值为275Ω C. 电路消耗的总功率是80W D. 若R2的阻值增大，则电压表V2的示数将增大 【14 题答案】 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由题意得 由 得 故A 正确； B．由图乙可知电源的输入电压为 所以R1上的电压为 又因为 所以 所以 故B 错误； C．电路消耗的总功率为 故C 错误； D．若R2的阻值增大，则电流I2减小，从而I1减小，则R1 上的电压减小，又因为总的输入电压不变，所以原线圈两端电压U1增大，则副线圈两端电压也增大，即电 压表V2的示数将增大，故D 正确。 故选AD。 三、实验题（12 分） 15. 如图所示，为探究变压器线圈两端电压与匝数的关系，我们把没有用导线相连的线圈套在同一闭合的 铁芯上，一个线圈连到电源的输出端，另一个线圈连到小灯泡上，如图所示，试回答下列问题： （1）线圈应连到学生电源的______（选填“直流”、“交流”）输出端上； （2）将与灯泡相连的线圈拆掉部分匝数，其余装置不变继续实验，灯泡亮度将_____（选填“变亮”、 “变暗”），这说明灯泡两端的电压_____（选填“变大”、“变小”）； （3）在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，变压器原、副线圈的匝数分别为120 匝和 60 匝，测得的原线圈两端的电压为8.2V，则副线圈两端的电压值可能是______。 A．16.4V B.5.0V C.3.6V 【15 题答案】 【答案】 ①. 交流 ②. 变暗 ③. 变小 ④. C 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]变压器利用交流电工作，所以线圈应连到学生电源的交流输出端。 (2)[2] [3]副线圈匝数减少，副线圈电压降低，所以灯泡亮度降低。 (3)[4]根据电压规律得 因为变压器不是理想变压器，所以副线圈电压低于4.1V，故选C。 16. （1）如图所示的 四个图反映“用油膜法估测分子的大小”实验中配置好油酸酒精溶液后的四个 步骤，将它们按操作先后顺序排列应是___________（用符号表示）。 （2）在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，用移液管量取 油酸，倒入标注 的容量瓶中，再加入酒精后得到 的溶液，然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入100 滴溶液， 溶液的液面达到量筒中 的刻度，再用滴管取配好的油酸溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下1 滴溶 液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图所示。坐 标格正方形的大小为 ，由图可以估算出油膜分子的直径是___________m（保留一位有效数 字）。 （3）某同学计算出的油酸分子直径明显偏大，可能的原因是___________。 A．油酸中含有大量酒精 B．痱子粉撒太多，油膜未能充分展开 C．计算油膜面积时，将所有不完整的方格都作为一格保留 D．计算每滴溶液中纯油酸的体积时， 油酸酒精溶液的滴数多记了10 滴 【16 题答案】 【答案】 ①. . ② . ③B 【解析】 【详解】（1）图a 然后将配制好的溶液滴在有痱子粉的浅盘里的水面上；图b 是将画有油酸薄膜轮廓的玻 璃板放在坐标纸上，按不足半个舍去，多于半个的算一个，统计出油酸薄膜的面积；图c 将玻璃板放在浅 盘上，用彩笔描绘出油酸膜的形状；图d 配制好油酸酒精溶液，通过量筒测出1 滴此溶液的体积；故它们 按操作先后顺序排列应是 。 （2）根据测量原理有 由题目中图示油膜可知，油膜的面积为 两滴油酸溶液含纯油的体积 解得油酸分子的直径为 （3）A．油酸中含有大量酒精不会造成影响，因为最终酒精会挥发或溶于水，故A 错误； B．痱子粉撒太多，油膜未能充分展开，导致面积偏小，则所测分子直径偏大，故B 正确； C．计算油膜面积时，将所有不完整的方格都作为一格保留，导致面积偏大，则所测分子直径偏小，故C 错误； D．计算每滴溶液中纯油酸的体积时， 油酸酒精溶液的滴数多记了10 滴，导致一滴油酸的体积偏小， 则所测分子直径偏小，故D 错误。 故选B。 四、解答题 17. 如图所示为交流发电机示意图，匝数为n=100 匝的矩形线圈边长分别为a=10cm 和b=20cm，内阻为 r=5Ω，在磁感应强度B=0.5T 的匀强磁场中绕OO'轴以ω=50 rad/s 的角速度匀速转动，计时开始时线圈 平面与磁场方向平行，线圈通过电刷和外部R=20Ω 的电阻相接。开关S 合上后，求∶ （1）线圈内产生的交变电动势瞬时值的表达式； （2）从计时开始到线圈转过 的过程中，通过外电阻R 的电荷量。 【17 题答案】 【答案】（1）e=50 cos50 t（V）；（2）0.04C 【解析】 【详解】（1）感应电动势最大值为 Em=nBSω=50 V 从线圈平行于磁场时刻开始计时，故表达式为 e=Emcosωt=50 cos50 t（V） （2）从计时开始到线圈转过90°的过程中 E=n I= q=IΔt 代入数据解得 q=0.04C 18. 如图所示，某小型水电站发电机的输出功率为10kW，输出电压为400V，向距离较远的用户供电，为 了减少电能损耗，使用2kV 高压输电，最后用户得到“220V；9.5kW”的电能，求： （1）水电站升压变压器原、副线圈匝数比 ； （2）输电线路导线电阻R； 【18 题答案】 【答案】（1） ；（2）20 【解析】 【详解】（1）水电站升压变压器原、副线圈匝数比 （2）由P 损＝I R，输送电流取决于输送电压及输送功率 I2＝ 所以 R＝ ＝ ＝ ＝20 19. 半径L=5m、电阻不计的金属圆环水平放置，O 为圆环的圆心，其内部存在着方向竖直向上、大小 B=1T 的匀强磁场（图中未画出），OA 是一个长度为L 的金属棒，它可绕O 点旋转，且始终与金属圆环接 触良好。一电路的两端分别与金属圆环和O 点连接，如图所示。已知金属棒OA 的电阻r=10Ω，滑动变阻 器接入电路阻值R1=10Ω，定值电阻的阻值R2=5Ω，电容器的电容C=0.1F。当金属棒OA 绕O 点以某一角速 度匀速转动时，电容器的电荷量q=0.5C。 （1）求金属棒匀速转动的角速度； （2）改变R1接入电路的阻值，当R1、R2消耗的电功率之和最大时，求电容器的电荷量。 【19 题答案】 【答案】（1） ；（2） 【解析】 【 分析】 【详解】（1）金属棒切割磁感线产生的感应电动势 电容器两端的电压 电容器的电荷量 联立解得 （2）当 、 的阻值之和等于r 时， 、 消耗的电功率之和最大 此时电容器两端的电压为 电容器的电荷量为 20. 如图甲所示，MN、PQ 是间距l=0.5m 且足够长的平行金属导轨，NQ⊥MN，