2021-2022年上海市浦东新区建平中学高二（上）期末物理试题（B）（解析版）

1、 建平中学2021学年第一学期期末考试高二物理学科B层满分：100分时间：60分钟一、选择题（每题只有一个正确选项，每题4分，共48分）1. 关于磁场的有关概念，下列说法正确的是（）A. 磁通量是描述穿过某一面积的磁感线条数，有方向性，是矢量B. 磁感应强度的方向跟产生磁场的电流方向无关C. 磁感应强度的方向跟放入磁场中的受磁场力作用的电流方向有关D. 磁感线切线方向表示磁场的方向，其疏密表示磁感应强度的强弱【答案】D【解析】【分析】本题考查对磁感应强度和磁感线的理解，关键抓住磁感应强度描述磁场本身的特性的物理量，与放入磁场的电流元无关。【详解】A磁通量虽然有方向，但其计算不使用平行四边形定则

2、，是标量，故A错误；B根据安培定则可知，磁感应强度的方向跟产生磁场的电流方向有关，故B错误；C磁感应强度的方向仅仅与磁场本身有关，与电流受到的磁场力方向、以及电流的方向无关，故C错误；D磁感线可以形象描述磁场的强弱和方向：磁感线的切线方向表示磁场的方向，其疏密表示磁感应强度的大小，故D正确。故选D。2. 下列各组电磁波，按波长由长到短的正确排列是（）A. 射线、红外线、紫外线、可见光B. 红外线、可见光、紫外线、射线C. 可见光、红外线、紫外线、射线D. 紫外线、可见光、红外线、射线【答案】B【解析】【详解】在电磁波谱中，电磁波的波长由长到短排列顺序依次是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X

3、射线、射线。故选B。3. 关于能量的转化与守恒，下列说法正确的是（）A. 随着技术与设计的进步，永动机一定会被制造出来B. 空调机既能制热，又能制冷，说明热传递不存在方向性C. 由于自然界的能量是守恒的，所以说能源危机不过是杞人忧天D. 一个单摆在来回摆动多次后停下来，该过程能量转化具有单向性【答案】D【解析】【详解】A第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机违背热力学第二定律，则即使随着技术与设计的进步，永动机也不会被制造出来，选项A错误；B空调机既能制热，又能制冷，但是必须在外界影响下进行，即消耗一定的电能，不能说明热传递不存在方向性，选项B错误；C自然界的能量是守恒的，但是很多能源不能

4、再生和重复利用，如煤、石油和天然气、故过度使用能源会能源危机，故C错误；D一个单摆在来回摆动多次后停下来，该过程能量转化具有单向性，选项D正确。故选D。4. 下列单位与磁感应强度单位不相符的是（ ）A. B. C. D. 【答案】A【解析】【详解】A由于1J = 1Nm，则，与选项D的分析不符，A错误，符合题意；B根据可知，单位为Wb/m2，B正确，不符合题意；C根据公式单位为N/(Am)，C正确，不符合题意；D由于，所以可变化为，D正确，不符合题意。故选A。5. 光滑水平面内固定两根平行的长直导线A和B，通以等大反向的电流I1、I2；通有图示方向电流I的短导线C垂直于A、B放在正中间，三者处

5、于同一平面内。释放C，它将（）A. 沿着水平面向右运动B. 沿着水平面向左运动C. 顺时针转动，同时向B靠近D. 逆时针转动，同时向A靠近【答案】A【解析】【详解】根据安培定则可知，AB两条平行导线间的磁场方向垂直纸面向外，根据左手定则可知，直导线C受安培力水平向右，则将沿水平面向右运动。故选A。6. 如图所示，两个横截面面积不同、长度相等的均匀铜棒接在电路中，其两端的电压为，下列说法正确的是（ ）A. 通过细铜棒的电流大于通过粗铜棒的电流B. 两铜棒的自由电子定向移动的平均速率相等C. 细铜棒两端的电压大于粗铜棒两端的电压D. 相同时间内通过粗铜棒的电荷量较大【答案】C【解析】【详解】A因两

6、导体串联，则电流一定相等，A错误；B由I = nesv可知，电流相同，单位体积内的电子数相同，电子的电荷量相同，因截面积不相同，故电子的定向移动速率不同，细棒中的电子定向移动速率大，B错误；C因电流相等，而由可知，细棒的电阻较大，则由欧姆定律可知，细棒两端的电压较大，C正确；D通过两棒电流相等，根据q = It则相同时间内通过两棒的电荷量相等，D错误。故选C。7. 如图a、b、c三个圆环在同一平面内，当b环中的顺时针方向电流减小时，则（ ）A. a环中感应电流方向为顺时针，有收缩趋势B. a环中感应电流方向为逆时针，有扩张趋势C. c环中感应电流方向为顺时针，有收缩趋势D. c环中感应电流方向

7、为逆时针，有扩张趋势【答案】D【解析】【详解】当b环中的顺时针方向电流减小时，由右手螺旋定则可知，穿过a环的磁场垂直纸面向里且减小，由“楞次定律”可知，a环中有顺时针的感应电流，由同方向电流相互吸引可知，a环有扩张趋势，同理可知，穿过c环的磁场垂直纸面向外且减小，由“楞次定律”可知，c环中有逆时针的感应电流，由同方向电流相互吸引可知，c环有扩张趋势，故D正确。故选D。8. 如图所示，虚线、代表某一电场中三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，实线为一带正电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，、是这条轨迹上的三点，其中在等势面上。下列判断正确的是（ ）A. 三个等势面中，的电势最高B.

8、 带电粒子在点的加速度方向平行于向右C. 带电粒子在点的加速度小于在点的加速度D. 带电粒子在点的电势能比在点的大【答案】D【解析】【详解】A带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧，电场线与等势面垂直，且由于带电粒子带正电，因此电场线指向右下方，根据沿电场线电势降低，可知a等势线的电势最高，c等势线的电势最低，A错误；B电场的方向总是与等势面垂直，所以R点的电场线的方向与该处的等势面垂直，而带正电粒子受到的电场力的方向与电场线的方向相同，加速度的方向又与受力的方向相同，所以带电粒子在R点的加速度方向垂直于等势面b，B错误；C等势面的疏密代表点场强度的大小，故粒子在P点受到的电场力最大，加速度最大

9、，带电粒子在P点的加速度大于在Q点的加速度，C错误；D根据带电粒子受力情况可知，若粒子从P到Q过程，电场力做正功，动能增大，电势能减小，故带电粒子在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大，D正确。故选D。9. 恒压电源的内阻可视为零，普通电源的内阻不可忽略。为判别一电源是哪种电源，某同学连接了如图所示实验电路，并断开电键，设想通过观察电键闭合后的电流表作出判断。此方案（）A. 无效。因为无论是哪种电路，电流表示数都变大B. 无效。因为无论是哪种电路，电流表示数都变小C. 有效。若是恒压电源，电流表示数不变，若是普通电源，则电流表示数变大D. 有效。若是恒压电源，电流表示数不变，若是普通电源，则

10、电流表示数变小【答案】D【解析】【详解】若为普通电源，电键闭合后，外电阻减小，干路电流增大，内电压增大，外电压减小，电流表示数变小。若是恒压电源，闭合电键后，路端电压不变，电流表示数不变。故选D。10. 如图，一个有矩形边界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。一个三角形闭合导线框，由位置1沿纸面匀速运动到位置2。取线框刚到达磁场边界的时刻为计时起点，规定顺时针方向为电流的正方向，则下图中能正确反映线框中电流与时间关系的是（）A. B. C. D. 【答案】B【解析】【分析】【详解】AD线框进入磁场的过程，磁通量向里增加，根据楞次定律得知感应电流的磁场向外，由安培定则可知感应电流方向为逆时针，电

11、流i应为负方向，故AD错误；BC线框进入磁场的过程，线框有效的切割长度先均匀增大后均匀减小，由E=BLv，可知感应电动势先均匀增大后均匀减小；线框完全进入磁场的过程，磁通量不变，没有感应电流产生；线框穿出磁场的过程，磁通量向里减小，根据楞次定律得知感应电流的磁场向里，由安培定则可知感应电流方向为顺时针，电流i应为正方向；线框有效的切割长度先均匀增大后均匀减小，由，可知感应电动势先均匀增大后均匀减小，故B正确，C错误故选B。11. 如图所示，P、Q为固定在竖直线上的两个点电荷，N为在PQ连线中垂面内做匀速圆周运动的另一点电荷，图中实线为N做匀速圆周运动的圆轨迹N的重力不计，则下列说法中正确的是A

12、. P、Q为不等量异种电荷，P、N为异种电荷B. N的轨迹平面为点电荷P、Q共同产生的电场中的一个等势面C. 在点电荷P、Q共同产生的电场中N的轨迹上的各点电势相等D. N的轨迹半径越大，N的电势能越大【答案】CD【解析】【分析】根据N做匀速圆周运动，则向心力为电场力指向圆心，可判断PQ两点荷的性质即电场分布；异种电荷远离时，电势能变大.【详解】若P、Q为不等量异种电荷，则根据电场线的分布可知，N无论是带何种电荷都不能在PQ连线中垂面内做匀速圆周运动，选项A错误；只有当P、Q为等量同种电荷时，N带与PQ相反电性的电荷时，才能在PQ连线中垂面内做匀速圆周运动，而由等量同种电荷的电场电势分布可知，

13、PQ的中垂面不是等势面，选项B错误；N做匀速圆周运动，动能不变，则N应当是沿一条等势线运动，故C正确；异种电荷远离时，电势能变大，可知N的轨迹半径越大，N的电势能越大，选项D正确；故选CD.12. 如图（甲），粗糙、绝缘的水平地面上，一质量m=2kg的带负电小滑块（可视为质点）在x=1m处以初速度v0=1.5m/s沿x轴正方向运动，滑块与地面间的动摩擦因数=0.05。整个区域存在沿水平方向的电场，滑块在不同位置所具有的电势能Ep如图（乙）所示，P点是图线最低点，虚线AB是经过x=1m处的切线，g=10m/s2，则（）A. x=3m处的电势最低B. 滑块向右运动过程中，速度始终减小C. 滑块运动

14、至x=3m处时，速度最大D. 滑块向右一定可以经过x=4m处的位置【答案】B【解析】【详解】A滑块在x=3m处电势能最低，因为滑块带负电，所以x=3m处的电势最高，故A错误；BCEp-x图像斜率的绝对值表示滑块所受电场力的大小，所以滑块在x=1m处所受电场力大小为滑块所受滑动摩擦力大小为在13m区间内，滑块所受电场力与滑动摩擦力方向相反，且不断减小，则滑块所受合外力方向与速度方向相反；在x=3m之后，滑块所受电场力与滑动摩擦力同向，且不断增大，则滑块所受合外力方向也与速度方向相反。综上所述可知滑块向右运动过程中，速度始终减小，在x=1m处速度最大，故B正确，C错误；D滑块在x=1m处的电势能与

15、在x=4m处的电势能相等，根据能量守恒定律，若滑块能够经过x=4m处，则应满足根据题中数据可知实际情况并不满足上式，所以滑块一定无法经过x=4m处的位置，故D错误。故选B。二、填空题（每题4分，共20分）13. 如图，匝数为，边长为的正方形金属线框，以一定的速度进入磁感应强度为的匀强磁场，线框平面始终与磁场方向垂直。当线框恰好有一半进入磁场时，穿过该线框的磁通量为_，此时产生的感应电动势为_。【答案】 . . 【解析】【详解】1当线框恰好有一半进入磁场时，穿过该线框的磁通量为2此时产生的感应电动势为14. 圆弧中的电流产生的磁感应强度与其半径成反比，直线电流在其延长线上的磁感应强度为零，则图中

16、a、b两点的磁感应强度的大小关系为_，a处磁感应强度的方向为_【答案】 . 小于 . 垂直纸面向上【解析】【详解】圆弧中的电流产生的磁感应强度与其半径成反比，可知产生的磁感应强度，而直线电流在其延长线上的磁感应强度为零，所以a点的磁感应强度为：，通过右手定则可判断合磁感应强度方向垂直纸面向外；b处的磁感应强度为：，通过右手定则可判断合磁感应强度方向垂直纸面向里；所以，a点的磁感应强度垂直纸面向外15. 如图所示，A、B、C三个同心圆是同一个点电荷周围的三个等势面，已知这三个圆的半径之差相等。A、C两个等势面电势分别为和，则中间等势面的电势一定_（填“小于”、“等于”或“大于”）；将一个带电量为

17、的负电荷从C点移到A点过程中电场力做功为_。【答案】 . 小于 . 6.410-4【解析】【详解】1因AB之间的场强大于BC之间的场强，则即2将一个带电量为的负电荷从C点移到A点过程中电场力做功为16. 如图，匀强磁场垂直于软导线回路平面向外，由于磁场发生变化，回路变为圆形，在此过程中，该磁场_（选填“逐渐增强”或“逐渐减弱”），回路中感应电流的方向_（选填“顺时针”或“逆时针”）。【答案】 . 逐渐减弱 . 逆时针【解析】【详解】1匀强磁场垂直于软导线回路平面向外，由于磁场发生变化，回路变为圆形，说明受到安培力方向向外，导线围成的面积扩大，由楞次定律可知，导线内的磁通量一定在减小，因为扩大面

18、积可以阻碍磁通量的减小，所以该磁场在“逐渐减弱”。2由楞次定律可知，原磁场方向向外，且逐渐减弱，回路中感应电流的磁场与原磁场方向相同，所以感应电流的方向是“逆时针”。17. 具有巨磁阻效应（）的电阻在外加特定方向的磁场时，阻值随磁场的增强而减小。现将接在图示电路中，并置于该磁场，已知为定值电阻，此时，电表均为理想电表。保持磁场方向不变，调整磁场强弱，发现电压表的示数增加了，则外加磁场逐渐_（选填“增强”或“减弱”），消耗的电功率变化情况为_。【答案】 . 增强 . 减小【解析】【详解】1电压表的示数增加，说明电路中的电流变大，阻值减小，即R2阻值减小了，则外加磁场逐渐增强；2当电源外电阻与内电

19、阻相等时输出功率最大；若将R1看做电源的内阻，即电源的等效内阻为R1+r，因，则，则当R2阻值减小时，外电阻R1与等效内阻R1+r相差越来越大，可知等效电源的输出功率减小，即消耗的电功率减小。三、综合题（第18题10分，第19题10分，第20题12分，共32分）18. （1）如图所示是“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置：如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后，将A线圈迅速插入B线圈中，电流计指针将_偏转（填“向左”“向右”或 “不”）；连好电路后，并将A线圈插入B线圈中后，若要使灵敏电流计的指针向左偏转，可采取的操作是_；A.插入铁芯 B.拔出A线圈C.变阻器的

20、滑片向左滑动 D.断开开关S瞬间（2）G为指针零刻度在中央的灵敏电流表，连接在直流电路中时的偏转情况如图（1）中所示，即电流从电流表G的左接线柱进时，指针也从中央向左偏。今把它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图（2）中的条形磁铁的运动方向是向_（填“上”“下”）；图（3）中电流表指针应_（填“向左”“向右”）偏转；图（4）中的条形磁铁下端为_极（填“N”，“S”）。【答案】 . 向右 . BD . 下 . 向右 . S【解析】【分析】【详解】（1）1已知闭合开关瞬间，A线圈中的磁通量增加，产生的感应电流使灵敏电流计的指针向右偏转，可知磁通量增加时，灵敏电流计的指针向右偏转；当开关闭合后，将A线

21、圈迅速插入B线圈中时，B线圈中的磁通量增加，所以产生的感应电流也应使灵敏电流计的指针向右偏转；2 A要使灵敏电流计的指针向左偏转，根据楞次定律知，磁通量应减小。插入铁芯时，B线圈中的磁通量增加，A错误；B拔出A线圈时，B线圈中的磁通量减小，B正确；C变阻器的滑片向左滑动时，电流增大，B线圈中的磁通量增大，C错误；D断开开关S瞬间，电流减小，B线圈中的磁通量减小，D正确。故选BD。（2）3图（2）中指针向左偏，可知感应电流的方向是顺时针（俯视），感应电流的磁场方向向下，条形磁铁的磁场方向向上，由楞次定律可知，磁通量增加，条形磁铁向下插入；4图（3）中条形磁铁N极向下运动，线圈中为向下磁通量增大，感应电流方向应为逆时针方向，电流表指针向右偏转；5图（4）中可知指针向右偏，则感应电流的方向逆时针（俯视），由安培定则可知，感应电流的磁场方向向上，条形磁铁向上拔出，即磁通量减小，由楞次定律可知，条形磁铁的磁场方向应该向上，所以条形磁铁上端为N极，下端为S极。19. 如图所示，在倾角为的斜面上，固定一宽的平行光滑金属导轨，在导轨上端接入