2021-2022学年山西省名校高二（下）期中联合考试物理试题（解析版）

1、 20212022学年下学期山西名校高二期中联合考试物理（本试题满分共100分，考试时间为90分钟。答案一律写在答题卡上）一、单项选择题（共10小题，每题3分，共30分）1. 宇宙中“破坏力”最强的天体“磁星”，危险程度不亚于黑洞，其磁感应强度相当于地球磁场的1000万亿倍，下列有关磁星的磁场说法正确的是（）A. “磁星”表面磁场如此强大，故而磁感线非常密集，导致磁感线可能相交B. “磁星”表面各点的磁场方向可以用磁感线在该点的切线方向表示C. 磁场只存在于“磁星”外部，而“磁星”内部不存在磁场D. 若在“磁星”表面选一闭合区域，则闭合区域中的磁通量不可能为零【答案】B【解析】【详解】A磁场中

2、某点不能有两个磁场方向，故而磁感线不能相交，故A错误；B磁感线某点处的切线方向为该点的磁场方向，故B正确；C磁感线为闭合曲线，故而在“磁星”内部仍然存在磁场，故C错误；D若所选择的区域平行于磁感线，或磁感线从某侧进入又从同一侧穿出时磁通量依然为零，故D错误。故选B。2. 为探讨磁场对脑部神经组织的影响及临床医学应用，某小组查阅资料知：“将金属线圈放置在头部上方几厘米处，给线圈通以上千安培、历时约几毫秒的脉冲电流，电流流经线圈产生瞬间的高强度脉冲磁场，磁场穿过头颅对脑部特定区域产生感应电场及感应电流，而对脑神经产生电刺激作用，其装置如图所示。”同学们讨论得出的下列结论不正确的是（）A. 脉冲电流

3、流经线圈会产生高强度的磁场是电流的磁效应B. 脉冲磁场使脑部特定区域产生感应电流是电磁感应现象C. 若将脉冲电流改为恒定电流，可持续对脑神经产生电刺激作用D. 若脉冲电流最大强度不变，但缩短脉冲电流时间，则在脑部产生的感应电场及感应电流会增强【答案】C【解析】【详解】A脉冲电流流经线圈会产生高强度的磁场是电流的磁效应，A正确，不符合题意；B脉冲磁场使脑部特定区域产生感应电流是电磁感应现象，B正确，不符合题意；C若将脉冲电流改为恒定电流，线圈将会产生恒定磁场，故不会产生持续的感应电场及感应电流，不会对脑神经产生电刺激作用，C错误，符合题意；D若脉冲电流最大强度不变，但缩短脉冲电流时间，可知在脑部

4、特定区域产生相同磁通量变化的时间缩短，根据法拉第电磁感应定律可知在脑部产生的感应电场及感应电流会增强，D正确，不符合题意。故选C。3. 质量为m，电阻率为，横截面积为S，长度为L的粗细均匀的金属棒MN两端由等长的轻质绝缘细线悬挂，金属棒置于竖直方向的匀强磁场中，初始细线竖直，金属棒静止。现在MN两端加上大小为U的电压，使电流由M流向N，当金属棒再次静止时，绝缘细线向左偏离竖直方向30角，已知重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A. 磁场方向竖直向下，B的大小为B. 磁场方向竖直向上，B的大小为C. 增长绝缘细线长度，其余条件不变，金属棒摆角仍等于30D. 增大金属棒长度，其余条件不变，金属棒

5、摆角将大于30【答案】C【解析】【详解】AB对金属棒受力分析如图，由左手定则可知磁场方向竖直向上。金属棒受三个力和为零，根据平衡条件有根据电阻定律可知金属棒的电阻为通过金属棒的电流为联立可解得故AB错误；CD根据平衡条件知金属棒摆角的正切值可知与绝缘细线的长度无关，与金属棒的质量成反比，所以增长绝缘细线长度，其余条件不变，金属棒摆角将不变故C正确；增大金属棒长度，其余条件不变，则金属棒质量增大，摆角将小于30，故D错误。故选C。4. 下列关于教材中四幅插图的说法正确的是（）A. 图甲中，摆动手柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，且和磁铁转得一样快B. 图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流

6、电时，线圈中产生大量热量，从而冶炼金属C. 图丙中，粒子以初速度为0进入加速电场，则击中光屏同一位置的粒子比荷相同D. 图丁是微安表的表头，在运输时要把正，负接线柱用导线连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁驱动原理【答案】C【解析】【详解】A根据电磁驱动原理，摆动手柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，线圈比磁铁转得慢，故A错误；B图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，炉内金属产生涡流从而产生大量热量融化，故B错误；C粒子在加速电场中，根据动能定理有 粒子在偏转磁场中，则有联立解得知粒子以初速度为0进入加速电场，则击中光屏同一位置的粒子比荷相同，故C正确；D图丁是微安表的表头，在

7、运输时要把正，负接线柱用导线连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理，故D错误。故选C。5. 某同学为了验证自感现象，找来带铁芯的线圈L（线圈的自感系数很大，构成线圈导线的电阻可以忽略），两个相同的小灯泡A和B、二极管D、开关S和电池组E，用导线将它们连接成如图所示的电路。经检查，各元件和导线均是完好的，检查电路无误后，开始进行实验操作。他可能观察到的现象是（）A. 闭合S瞬间，A比B先亮B. 闭合S瞬间，A、B一起亮C. 断开S瞬间，A会先亮再逐渐熄灭D. 闭合S持电路稳定后，B不会亮【答案】C【解析】【详解】ABD从实物图中我们可以看出两个小灯泡是间接并联关系，其中自感线圈和B灯

8、泡串联，当闭合开关的瞬间，通过B的电流增大，自感线圈产生感应电流阻碍电路电流增大，所以B是逐渐亮起来，电路稳定后B亮度保持不变；而A灯泡和二极管相串联，二极管阻碍由S向A的电流通过，故A灯泡一直不亮，故ABD错误；C当断开开关的瞬间，电源电流减小，自感线圈要阻碍电流的减小，产生与原电流方向相同的感应电流，此时A、B串联构成回路，所以B灯泡是缓慢熄灭，A会先亮再逐渐熄灭，故C正确。故选C。6. 如图所示，两个宽度均为a的竖直边界区域，区域内匀强磁场的磁感应强度的大小相等、方向相反，且与纸面垂直，现有直角边长为a的等腰直角三角形导线框从图示位置开始向右匀速穿过磁场区域。若以顺时针方向为电流的正方向

9、，则线框中产生的感应电流i与线框移动的位移x的关系图像是（）A. B. C. D. 【答案】B【解析】【详解】导线框匀速进入磁场，在0-a距离内，磁通量向外增大，且磁通量的变化率均匀增大，根据楞次定律，感应电流为顺时针方向且均匀增大；在a-2a距离内，向外的磁通量减小，向里的磁通量增大，产生的感应电流方向均为逆时针，又因为两区域磁通量变化率都均匀增大，则感应电流的最大值是0-a距离内最大值的2倍；在a-2a距离内，磁通量向里减小，变化率均匀变大，所以感应电流为顺时针方向均匀变大，最大值与0-a距离内的最大值相等。故选B。7. 如图所示，一内壁光滑，上端开口、下端封闭的绝缘玻璃管竖直放置在水平桌

10、面上。已知玻璃管的高度为h，管底有质量为m，电荷量为+q的小球。玻璃管以速度v沿垂直于磁场方向进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，且在外力作用下，玻璃管在磁场中运动速度保持不变，小球最终从上端管口飞出，在此过程中，下列说法正确的是（）A 洛仑兹力对小球做正功B. 小球做匀变速曲线运动C. 管壁对小球的弹力对小球不做功D. 玻璃管的运动速度对小球在玻璃管中的运动时间无影响【答案】B【解析】【详解】A洛仑兹力与小球速度方向垂直，对小球不做功，A错误；B根据题意，小球在水平方向做匀速直线运动；在竖直方向，小球受到重力和向上的洛仑兹力，洛仑兹力的大小为根据牛顿第二定律得因为v不变，加

11、速度a不变，所以小球做匀变速曲线运动，B正确；C管壁对小球的弹力对小球做正功，C错误；D根据解得玻璃管的运动速度v越大，小球在玻璃管中的运动时间越短，D错误。故选B。8. 近期小朋友热衷玩的一种夜光飞行器的实物和模型如图所示。假设该飞行器在北半球的地磁极上空，该处地磁场的方向竖直向下，磁感应强度为B。飞行器的螺旋桨叶片远端在固定的水平圆环内转动，在螺旋桨转轴和叶片的远端b之间连接有一个发光二极管D，已知叶片长度为L，转动的频率为f，从上向下看叶片是按顺时针方向转动的。用E表示每个叶片中的感应电动势，螺旋桨转轴和叶片均为导体。则（）A. ，图示连接的二极管不会发光B. ，图示连接的二极管不会发光

12、C. ，图示连接的二极管可以发光D. ，图示连接的二极管可以发光【答案】A【解析】【详解】根据法拉第电磁感应定律，叶片转动时产生的感应电动势为 从上向下看叶片是按顺时针方向转动的，通过右手定则，可以判断出b端相当于电源的正极，与二极管的正负极相反，电路不通，故二极管不会发光，故BCD错误，正确。故选A。9. 磁流体发电具有结构简单、启动快捷、环保等优势。磁流体发电机的简易模型图如图所示，其发电通道是一个长方体空腔，长、高、宽分别为L、a、b，前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可忽略的导体电极，这两个电极通过开关与阻值为R的金属导体MN连成闭合电路，整个发电通道处于如图所示方向的匀强磁场中

13、，磁感应强度的大小为B，方向垂直前后侧面。高温等离子体均以速率v水平向右喷入发电通道内，发电机的等效内阻为r，忽略等离子体的重力，相互作用力及其他因素。以下说法正确的是（）A. 磁流体发电机不是利用电磁感应原理工作的B. 开关闭合后，磁流体发电机上下两端的电压为C. 从能量转化的角度来看，发电机是将等离子体的动能转化为电能D. 开关闭合后，R上消耗的功率为【答案】C【解析】【详解】A磁流体发电机利用了磁场产生电的现象，是根据电磁感应原理发电的，故A错误；B当外电路断开时，上下两端的电压大小等于其电动势，此时，发电通道内电荷量为q的离子受力平衡，由可得E=Bav当开关闭合，磁流体发电机模型的路端

14、电压为故B错误；C从能量转化的角度来看，发电机是将等离子体的动能转化为电能，故C正确；D开关闭合后，R上消耗的功率为故D错误。故选C。10. 如图甲所示，在光滑水平面上用恒力F拉一质量为m，边长为a，电阻为R的单匝均匀正方形铜线框，在1位置以速度，进入磁感应强度大小为B的匀强磁场并开始计时。在3时线框到达2位置速度又为，并开始离开匀强磁场，此过程中图像如图乙所示，则说法正确的是（）A. t=0时刻，线框右边MN两端的电压为Bav0B. 时刻线框的速度为C. 03时间内，铜线框的最大加速度为D. 线框从1位置运动到2位置的过程中，线框中产生的焦耳热为【答案】B【解析】【详解】At=0时刻，线框右

15、侧边MN的两端电压为外电压，线框产生的感应电动势为外电压即MN间的电压为故A错误；B根据图像可知在t03t0时间内，线框做匀加速直线运动，合力等于F，根据牛顿第二定律可得加速度为在t0时刻线框的速度为故B正确；C由图像中各点切线的斜率表示瞬时加速度可知，t=0时刻加速度最大，加速度故C错误；D由图可知，线框在位置1和位置2时的速度相等，设两位置间距为l，则有la根据动能定理，外力做的功等于克服安培力做的功解得故D错误。故选B。二、多项选择题（共5小题，每题4分，共20分。每题有两个或两个以上的答案正确，全部选对的得4分，选不全的得2分，选错或不答的不得分）11. 如图甲所示，在匀强磁场中，一单

16、匝矩形金属线框两次分别以不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图像如图乙中曲线a、b所示，则（）A. 曲线a、b对应的线圈频率之比为3：2B. 两次t=0时刻线圈的磁通量均为零C. 穿过线圈磁通量的最大值为WbD. t=0时刻，甲图中电压表的示数为0【答案】AC【解析】【详解】A由图乙知，a的周期为b的周期为根据曲线a、b对应的线圈频率之比为3：2，故A正确；B两次t=0时刻感应电动势为零，线圈的磁通量最大，故B错误；C根据联立得，穿过线圈磁通量的最大值为=Wb故C正确；D电压表的示数为有效值，有效值不为0，则t=0时刻，甲图中电压表的示数不为0，故D错误。故选AC。12. 如

17、图所示，匀强磁场垂直于纸面向里，匀强电场平行于斜面向下，斜面是粗糙的。一带正电物块以某一初速度沿斜面向上滑动，经a点后到b点时速度减为零，接着又滑了下来。全程物块一直受摩擦力，设物块带电荷量保持不变，则从a到b和从b回到a两过程相比较（）A. 加速度大小相等B. 由b到a的过程中摩擦产生的热量更多C. 由a到b的时间小于从b回到a的时间D. 动能变化量的绝对值相同【答案】BC【解析】【详解】A物体从到向上运动过程，受到的摩擦力沿斜面向下，根据牛顿第二定律可得物体从到向下运动过程，受到的摩擦力沿斜面向上，根据牛顿第二定律可得可知两个过程加速度大小不相等，A错误；B物体从到向上运动过程，受到洛伦兹

18、力垂直斜面向上，则有物体从到向下运动过程，受到洛伦兹力垂直斜面向下，则有可知向下运动过程的摩擦力一定大于向上运动过程的摩擦力，根据可知由b到a的过程中摩擦产生的热量更多，B正确；C由于摩擦力的作用，使得物块在向上和向下经过斜面同一位置时，向上的速度一定大于向下的速度，则向上运动过程的平均速度一定大于向下运动过程的平均速度，故向上运动过程的时间一定小于向下运动过程的时间，C正确；D物体从到向上运动过程，受到的合力大小为物体从到向下运动过程，受到的合力大小为可知向上运动受到的合力大于向下运动受到的合力，根据动能定理可知，向上运动过程动能变化量的绝对值大于向下运动过程动能变化量的绝对值，D错误。故选

19、BC。13. 如图所示，一质量为2m的足够长的光滑金属框abed置于水平绝缘平台上，ab、dc边平行且和长为L的bc边垂直。整个金属框电阻可忽略。一根有效阻值为R、质量为m的导体棒MN置于金属框上，装置始终处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。现给金属：框向右的初速度，运动时MN始终与金属框保持良好接触且与bc边平行。则整个运动过程中（）A. 感应电流方向为MbcNMB. 达稳定状态后回路中不再有感应电流C. 通过导体棒的电量为D. 导体棒产生的焦耳热为【答案】BC【解析】【详解】A由右手定则判断出电流方向为MNcbM，故A错误；BMN棒做加速度减小的加速运动，金属框做加速度减小的

20、减速运动，当两者速度相等时，整个回路电动势为零，之后做匀速直线运动，达稳定状态后回路中不再有感应电流，故B正确；C由动量守恒得解得对MN棒列动量定理解得故C正确；D由能量守恒得故D错误。故选BC。14. 早期回旋加速器的结构示意图如图所示，两个半径为R的D形金属盒相距很近，连接电压为U、频率为的高频交流电源，垂直D形盒的匀强磁场的磁感应强度大小为B。现准备用此加速器来加速电荷量分别为+0.5q、+q、+2q，对应质量分别为m、2m、3m的三种静止粒子a、b、c，不考虑加速过程中粒子质量的变化，下列说法正确的是（）A. a、b、c三种粒子均能正常加速B. 粒子能够获得的最大动能不随电源的电压大小

21、变化而变化C. 经加速后从D形盒中飞出的粒子中，动能最大的粒子的动能为D. 经加速后从D形盒中飞出的粒子中，动能最大的粒子的动能为【答案】BD【解析】【详解】A高频交流电源等于带电粒子在磁场中做匀速圆周运动频率，交流电频率为根据交流电的周期设质量为m、2m、3m的粒子在磁场中做圆周运动的周期分别为、，则有带电粒子能在回旋加速器加速，交流电的周期和粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期相等，可知只有质量为m、2m的粒子能正常加速，A错误；B C D根据公式解得则带电粒子离开回旋加速器时获得动能为所以质量为m、2m的粒子获得最大动能分别为所以粒子能够获得最大动能和加速电压无关，BD正确，C错误。故选

22、BD。15. 如图所示，等腰直角三角形abc区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，d为ac边的中点，e为bc边上的一点。现有一带正电的粒子（不计重力）从a点以大小不同的速度沿ab方向射人磁场，分别从d、c、e点射出磁场，所用时间分别为t1、t2、t3，且t1：t3=3：2，若t3已知，则（）A. t2：t3=3：2B. 带电粒子的比荷为C. 从c点与从e点射出的速度大小之比为D. 从d点与从e点射出的速度大小之比为【答案】AD【解析】【详解】A粒子运动轨迹如图所示从d、c两点射出时，对应的圆心角相等，都等于90，所以，他们在磁场中运动时间也相等，即，又由于t1：t3=3：2，因

23、此t2：t3=3：2故A正确；B由于t1：t3=3：2，又因为，从d点射出时对应的圆心角为90，所以，从e点射出时，对应的圆心角为60，即变形得故B错误；CD设ab=L，由几何关系得根据牛顿第二定律得由于q、m、B相同，速度与半径成正比故C错误、D正确；故选AD。三、实验额（本题共2小题，共15分）16. 小红用如图甲所示的装置探究“影响感应电流方向的因素”，螺线管与电流计构成闭合电路，条形磁铁N极朝下，请回答下列问题(1)要想使电流计指针发生偏转，即有感应电流产生，小红进行了下四种操作，其中可行的是（ ）A螺线管不动，磁铁静止放在螺线管中B螺线管不动，磁铁插入或拔出螺线管C磁铁与螺线管保持相

24、对静止，一起匀速向上运动D磁铁与螺线管保持相对静止，一起在水平面内做圆周运动(2)在(1)的研究中，小红发现电流计指针偏转方向会有不同，也就是感应电流方向不同，小红又将实验装置改造，如图乙所示，螺线管A经过滑动变阻器与开关，电池相连构成直流电路：螺线管B与电流计构成闭合电路，螺线管B套在螺线管A的外面，实验中发现：闭合开关时，灵敏电流计的指针向左偏转了一下。闭合开关后，若将线圈A快速插入线圈B中，灵敏电流计的指针会_（选填“向左偏”、“不偏转”或“向右偏”）开关保持闭合，线圈A保持静止，若把滑动变阻器的滑片快速向右滑动，灵敏电流计的指针会_（选填“向左偏”、“不偏转”或“向右偏”）。【答案】

25、. B . 向左偏 . 向右偏【解析】【详解】(1)1 A螺线管不动，磁铁静止放在螺线管中，螺线管所在闭合回路的磁通量保持不变，不产生感应电流，操作不可行，A不符合题意；B螺线管不动，磁铁插入或拔出螺线管，螺线管所在闭合回路的磁通量发生变化，产生感应电流，操作可行，B符合题意；C磁铁与螺线管保持相对静止，一起匀速向上运动，螺线管所在闭合回路的磁通量保持不变，不产生感应电流，操作不可行，C不符合题意；D磁铁与螺线管保持相对静止，一起在水平面内做圆周运动，螺线管所在闭合回路的磁通量保持不变，不产生感应电流，操作不可行，D不符合题意；故选B。(2)2闭合开关时，线圈A所在闭合回路的电流增大，线圈B所

26、在闭合回路的磁通量增大，灵敏电流计的指针向左偏转了一下；将线圈A快速插入线圈B中，线圈B所在闭合回路的磁通量增大，灵敏电流计的指针会向左偏转一下；3开关保持闭合，线圈A保持静止，若把滑动变阻器的滑片快速向右滑动，滑动变阻器的阻值增大，线圈A所在闭合回路的电流减小，线圈B所在闭合回路的磁通量减小，灵敏电流计的指针会向右偏转一下。17. 甲、乙两个学习小组的同学分别设计了如图所示的甲，乙两种装置用来验证动量守恒定律。（1）两组实验中，小球A的半径应_（选填“大于”，“等于”或“小于”）小球B的半径；（2）图甲中O点是小球抛出点在地面上的投影，实验时，先让入射小球多次从斜轨上同一位置S静止释放，找到

27、其平均落地点的位置P，测量平抛水平射程OP。然后，把被碰小球静置于轨道的水平部分，再将入射小球从斜轨上S位置静止释放，与小球相碰并多次重复本操作，接下来要完成的必要步骤是_。（填选项前的字母）A用天平测量两个小球的质量、B测量小球开始释放的高度hC测量数是点原地面的高度HD分别通过画最小的圆找到、相碰后平均落地点的位置M、N，并测量平抛水平射程OM、ON（3）用刻度尺测量发现OM：OP：ON=1：5：6，若碰撞过程中动量守恒，则小球A与小球B的质量之比为_。（4）图乙中，若两球相碰前后的动量守恒，系统动量守恒的表达式可表示为_。A B C【答案】 . 等于 . AD#DA . 3：2 . B【

28、解析】【详解】（1）1为保证碰撞为正碰，应使两小球半径相等。（2）2如果碰撞过程系统动量守恒，以水平向右为正方向，由动量守恒定律得小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，上式两边同时乘以t得得实验需要测量，两球的质量、两球落点的水平位移。故选AD。（3）3由(2)可知，若碰撞过程中动量守恒，则已知OM：OP：ON=1：5：6解得（4）4如果碰撞过程系统动量守恒，以水平向右为正方向，由动量守恒定律定律得小球离开轨道后做平抛运动，水平位移相同，则有化简得故选B。四、计算题（本题共3小题，共计35分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的

29、不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。18. 在冬奥会中，队长王冰五最后一段，将质量为20kg的冰壶推出，运动一段时间后以0.5m/s的速度正碰静止的瑞典队冰壶，两冰壶质量相等。（1）若两球发生弹性碰撞，求碰后瑞典队冰壶的速度大小；（2）若碰后中国队冰壶以0.1m/s的速度继续向前滑向大本营中心。求碰后瑞典队冰壶的速度大小和碰撞过程中系统损失的机械能。【答案】（1）0.5m/s；（2）0.4m/s，0.8J【解析】【详解】（1）若两球发生弹性碰撞，有代入数据解得（2）若碰后中国队冰壶以0.1m/s速度继续向前滑向大本营中心，有解得碰撞过程中系统损失的机械能解得19. 如图所示，有一对与水平面夹角为=37的足够长平行光滑倾斜导轨ab、cd，两导轨间距L=1m，顶端bc间连一电阻R，R=0.5，在导轨与电阻构成的回路中有垂直轨道平面向下的匀强磁场，其磁感应强度大小=1T。在导轨上横放一质量m=1kg，电阻r=0.5、长度也为L的导体棒ef，导体棒与导轨始终接触良好，又在导轨ab、cd的顶端通过导线连接一面积为S=0.5m2，总电阻也为r、匝数N=100的线圈（线圈中轴线沿竖直方向），在线圈内加上沿竖直方向，且均匀增加的磁场B（图中未画