安徽省六安市一中2021-2022学年高二上学期期末物理试题

六安一中2021~2022 学年度第一学期高二年级期末考试物理试 卷 满分：100 分 时间：90 分钟 一、选择题（本题包括12 小题，每小题4 分，共48 分。每小题给出的四个选项 中，1~8 题只有一项选择是正确的，9~12 题有多个选项正确，全部选对的得4 分， 选对但不全的得2 分，有选错的得0 分） 1. 关于感应电动势的大小，下列说法中正确的是（ ） A. 磁通量越大，感应电动势越大 B. 磁通量变化得越多，感应电动势越大 C. 磁通量变化时，感应电动势一定变化 D. 磁通量变化得越快，感应电动势越大 2. 如图表示一交流电的电流随时间变化的图像，此交流电流的有效值是（ ） A. 10A B. A C. 7 2 A D. 7A 3. 如图所示，a b 、两点位于以负点电荷Q  为球心的球面上，将两个试探电荷 1 2 q q 、 分别置于 a b 、 两点，下列说法正确的是（ ） A. a 点电势大于b 点电势 B. a 点电场强度与b 点电场强度相同 C. 若规定无穷远处电势为零，a b 、 两点的电势均为负值 D. 若将 1 2 q q 、 分别移动到无穷远处，电场力做功一定相等 4. 如图所示，在倾角为30° 的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L、质量为m 的直导体棒，导体棒中电流为I。要使导体棒静止在斜面上，需要外加匀强磁场的磁感应强度B 的最小值为（ ） A. 3 mg IL B. 2 mg IL C. mg IL D. 2mg IL 5. 如图甲所示，在绝缘的水平桌面上放置一金属圆环。在圆环的正上方放置一个螺线管，在螺 线管中通入如图乙所示的电流，电流从螺线管a 端流入为正。以下说法中正确的是（ ） A. 在第1s 末，圆环中的 感应电流最大 B. 在第2s 末，圆环对桌面的压力小于重力 C. 在1 ~ 2s 内和2 ~ 3s 内，圆环中的感应电流的方向相反 D. 从上往下看，在0 ~1s 内，圆环中的感应电流沿顺时针方向 6. 由同种材料制成的 粗细均匀的金属线框（如图所示）以恒定速度通过有理想边界的匀强磁场。 开始时线框的ab 边恰与磁场边界重合，则线框中a、b 两点间电势差Uab随时间变化的图线是下 图中的（ ） A. B. C. D. 7. 如图，直角坐标xOy 平面内，有一半径为R 的圆形匀强磁场区域，磁感应强度的大小为B，方 向垂直于纸面向里，边界与x、y 轴分别相切于a、b 两点。一质量为m，电荷量为q 的带电粒子 从b 点沿平行于x 轴正方向进入磁场区域，离开磁场后做直线运动，经过x 轴时速度方向与x 轴 正方向的夹角为60°，下列判断正确的是( ) A. 粒子带正电 B. 粒子在磁场中运动的轨道半径为R C. 粒子运动的速率为 3qBR m D. 粒子在磁场中运动的时间为6 m qB  8. 如图所示，变压器为理想变压器，电流表 1 A 内阻不可忽略，其余的均为理想的电流表和电压 表．a 、b 之间接有电压不变的交流电源， 0 R 为定值电阻，R 为滑动变阻器．现将变阻器的滑 片沿c d  的方向滑动时，则下列说法正确的是（ ） A. 电流表 1 A 、 2 A 的示数都增大 B. 电流表 1 A 的示数变小， 2 A 的示数增大 C. 电压表 1 V 、 2 V 示数不变， 3 V 示数变小 D. 电压表 1 V 、 2 V 示数变小， 3 V 示数变大 9. 如图所示，半径为2r 的线圈内有垂直纸面向内的圆形匀强磁场区域，磁场区域的半径为r， 已知线圈的电阻为R，线圈与磁场区域共圆心，则以下说法中正确的是（ ） A. 保持磁场不变，线圈的半径由2r 变到3r 的过程中，不产生感应电流 B. 保持磁场不变，线圈的半径由2r 变到0.5r 的过程中，有逆时针的电流 C. 保持线圈半径不变，使磁场随时间按B kt  ，线圈中的电流为 2 π k r R D. 保持线圈半径不变，使磁场随时间按B kt  ，线圈中的电流为 2 4 π k r R 10. 2020 年爆发了新冠肺炎疫情，新冠病毒传播能力非常强，在医院中需要用到呼吸机和血流计 检测患者身体情况。血流计原理可以简化为如图所示模型，血液内含有少量正、负离子，从直 径为d 的血管右侧流入，左侧流出。流量值Q 等于单位时间通过横截面的液体的体积。空间有 垂直纸面向里、磁感应强度大小为B 的匀强磁场，稳定后，M N 、 两点之间的电压为U。下列 说法正确的是（ ） A. 负离子所受洛伦兹力方向由M 指向N B. M 点的电势低于N 点的电势 C. M 点的电势高于N 点的电势 D. 血液流量 π 4 Ud Q B  11. 如图，电路中定值电阻阻值R 大于电源内阻r，开关K 闭合，将滑动变阻器滑片向下滑动，理 想电压表V1、V2、V3的示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3，理想电流表示数变化量的 绝对值为ΔI，正确的是 A. V2的示数增大 B. 电源输出功率在增大 C. ΔU3＞ΔU1＞ΔU2 D. ΔU3与ΔI 的比值在减小 12. 如图所示，区域Ⅰ、Ⅱ内存在磁感应强度相同的水平匀强磁场，磁场边界水平，两磁场区域 宽度均为l，边长也为l 的正方形导线框从Ⅰ磁场上方某位置由静止释放，已知线框恰能匀速穿 过Ⅱ磁场，重力加速度为 g，则有（ ） A. 线框穿过I 区域磁场过程的加速度不可能大于g B. 线框进入和穿出I 区域磁场的两个过程，通过线框截面的电荷量大小相同 C. 穿过Ⅰ、Ⅱ两区域磁场的过程，线框发热量可能相同 D. 线框穿过I、Ⅱ两区域磁场的过程所用时间可能相同 二、实验题（每空2 分，共12 分） 13. 在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，已知当电流从灵敏电流计G 左端流入时，指针 向左偏转。将灵敏电流计G 与线圈L 连接，线圈上导线绕法如图所示。 （1）将磁铁N 极向下从线圈L 上方竖直插入L 时，灵敏电流计G 的指针将___________偏转（选 填“向左”、“向右”或“不”）。 （2）当条形磁铁从图中虚线位置向右远离L 时，a 点电势___________b 点电势（填“高于”、 “等于”或“低于”）。 14. 某实验小组选用以下器材测定电池组的电动势和内阻，要求测量结果尽量准确。 电压表 （量程0 ~ 3V ，内阻约为3k ） 电流表 （量程0 ~ 0.6A ，内阻约为1） 滑动变阻器 （0 ~ 20 ，额定电流1A ） 待测电池组 （电动势约为3V ，内阻约为1） 开关、导线若干 ①该小组连接的实物电路如图所示，经仔细检查，发现电路中有一条导线连接不当，这条导线 对应的编号是________。 ②改正这条导线的连接后开始实验，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P 应置于滑动变阻器的___ _____端（填“a”或者“b”） ③实验中发现调节滑动变阻器时，电流表读数变化明显但电压表读数变化不明显。为了解决这 个问题，在电池组负极和开关之间串联一个阻值为5的电阻，之后该小组得到了几组电压表读 数U 和对应的电流表读数I，并作出U I  图像，如图所示。根据图像可知，电池组的电动势为_ _______V，内阻为________。（结果均保留两位有效数字） 三、计算题（本大题共40 分，解答时要有必要的文字叙述、步骤和演算过程，否 则不给分。） 15. 如图所示，电源电动势E=6V，内阻r=2Ω，值电阻R1=2Ω，R2=3Ω，R3=6Ω，电容器的电容 C=10pF，闭合开关S，电路稳定后，求: （1）路端电压U； （2）电容器所带的电荷量Q。 16. 某村通过水电站发电对用户供电，输电线路如图所示，已知发电机的输出电压为500 V，输 出功率为9 kW，用变压比(原、副线圈匝数比)为1∶3 的理想变压器升压后向远处送电，输电导线 的总电阻为10 Ω.到达用户后再用变压比为72∶11 的理想变压器降压后供给用户，求： （1）输电线上损失的电压和电功率； （2）用户得到的 电压和电功率． 17. 如图所示的区域中，OM 左边为垂直纸面向里的匀强磁场，右边是一个电场强度大小未知的匀强电场，其方向平行于 OM，且垂直于磁场方向．一个质量为m、电荷量为-q 的带电粒子从小孔P 以初速度V0沿垂直于 磁场方向进入匀强磁场中，初速度方向与边界线的夹角θ=60°，粒子恰好从小孔C 垂直于OC 射 入匀强电场，最后打在Q 点，已知OC=L，OQ=2L，不计粒子的重力，求： (1)磁感应强度B 的 大小； (2)电场强度E 的大小． 18. 如图所示，两根光滑的平行金属导轨与水平面的夹角θ=30º，导轨间距L=0.5m，导轨下端接 定值电阻R=2Ω，导轨电阻忽略不计。在导轨上距底端d=2m 处垂直导轨放置一根导体棒MN，其 质量m=0.2kg，电阻r=0.5Ω，导体棒始终与导轨接触良好。某时刻起在空间加一垂直导轨平面向 上的变化磁场，磁感应强度B 随时间t 变化的关系为B=0.5t（T），导体棒在沿导轨向上的拉力F 作用下处于静止状态，g 取10m/s2。求： (1)流过电阻R 的电流I； (2)t=2s 时导体棒所受拉力F 的 大小； (3)从t=4s 时磁场保持不变，同时撤去拉力F，导体棒沿导轨下滑至底端时速度恰好达到最大，此 过程回路产生的热量Q。 1【答案】D 2【答案】A 3【答案】C 4【答案】B 5【答案】D 6【答案】A 7【答案】C 8【答案】A 9【答案】AC 10【答案】BD 11【答案】BC 12【答案】AB 13【答案】 ①. 向左 ②. 高于 14【答案】 ①. 5 ②. a ③. 2.9 ④. 0.80 15【答案】（1）4V；（2）2×10-11C 【详解】（1）根据并联电路的电阻规律，可得 2 3 2 3 = R R R R R  并 设干路中的电流为I，有 1 + E I R R r   并 路端电压为 U=E-Ir 代入数据，解得 U=4V （2）R1两端的电压为 U1=IR1 电容器所带电荷量为 Q=CU1 代入数据，解得 Q=2×10-11C 16【答案】（1）60 V；360 W（2）220 V；8 640 W 【详解】（1）设升压变压器副线圈两端的电压为 2 U ，有 1 1 2 2 n U n U  ，其中 1 500V U  ， 1 2 1 3 n n  ， 解得：U2=1500V， 设输电线中的电流为I线，有： 2 P I U  线 线 ，其中 9kW P  线 ，解得 6A I  线 ， 输电线上损耗的电压为： 6 10 60V U I R V    损 线 线 ， 输电线上损耗的电功率为： 2 360W P I R   损 线 线 （2）降压变压器原线圈两端的电压为： 3 2 1440V U U U    损 ， 设用户得到的电压(即降压变压器副线圈两端的电压)为 4 U ，有 3 3 4 4 n U n U  ，其中 3 4 72 11 n n  ， 解得 4 220V U  ， 用户得到的电功率为： 8640W P P P    线 损 用户 . 17【答案】(1) 0 3mv 2qL (2) 2 0 2 mv qL 【详解】(1)画出粒子运动的轨迹如图示 (O1 为粒子在磁场中圆周运动的圆心）： ∠PO1 C=120° 设粒子在磁场中圆周运动的半径为r，r+rcos 60°= OC=L 得r = 2L/3 粒子在磁场中圆周运动洛仑兹力充当向心力 2 0 0 v qv B m r  解得 0 0 3 2 mv mv B qr qL   (2) 粒子在电场中类平抛运动，加速度为a 由牛顿第二定律得 qE a m  水平方向 2L=v0t 竖直方向 2 1 2 L at  解得 2 0 2 mv E qL  18【答案】(1)0.2A；(2)1.1N；(3) 1.375J 【详解】(1)由法拉第电磁感应定律，有 1 B E Ld t t        由题意可知 0.5T/s B t    由闭合电路欧姆定律，可得 1 E I R r   代入数据，得 I1=0.2A (2)当t=2s 时，B1=1.0T，导体棒受力平衡 1 1 sin F mg B I L    解得 F=1.1N (3)当t=4s 时B2=2.0T，此后磁感应强度不变，设导体棒最大速度为vm，有 2 2 m E B Lv  2 2 E I R r   又因为 2 2 sin mg B I L  可解得 vm=2.5m/s 由功能关系，有 2 m 1 sin 2 mgd mv Q   解得 Q=1.375J