北京市通州区2021-2022学年高二上学期期末考试物理试卷（ 含答案解析 ）

通州区2021—2022学年第一学期高二年级期末质量检测物理试卷本试卷共8页，共100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，请将答题卡交回。第一部分本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。1.下列物理量中，属于标量的是A.电势能 B.电场强度C.磁感强度 D.洛伦兹力【答案】A【解析】【分析】标量是只有大小没有方向的物理量，矢量是既有大小又有方向的物理量．根据有无方向确定．【详解】电场强度、磁感应强度和力都是矢量，只有电势能是标量，故属于标量的选A．【点睛】矢量与标量明显区别是：矢量有方向，标量没有方向．要掌握物理量的矢标性．2.关于下列物理量与括号里的单位对应完全正确的选项是（）A.电量（库仑）电流（安培）磁通量（韦伯）B.电势（伏特）磁感应强度（特斯拉）频率（法拉）C.电压（伏特）电容（库仑）频率（赫兹）D.电阻（欧姆）电势差（伏特）磁通量（特斯拉）【答案】A【解析】【详解】A．电量（库仑C）、电流（安培A）、磁通量（韦伯Wb），故A正确；B．电势（伏特V）、磁感应强度（特斯拉T）、频率（赫兹Hz），故B错误；C．电压（伏特V）、电容（法拉F）、频率（赫兹Hz），故C错误；D．电阻（欧姆）、电势差（伏特V）、磁通量（韦伯Wb），故D错误。故选A。3.真空中有两个相同的带电金属小球（可看成点电荷），当它们静止于空间某两点时，静电力大小为F。现将它们的距离增加为原来的2倍，电量也均变为原来的2倍，则它们之间静电力的大小为（）A.4F B.2F C.F D.【答案】C【解析】【详解】由库仑定律，可得依题意，它们的距离增加为原来的2倍，电量也均变为原来的2倍，则有故选C。4.在下列四幅图中，正确标明了带负电的粒子所受洛伦兹力方向的是（）A. B.C. D.【答案】A【解析】【分析】【详解】根据左手定则，图A中洛伦兹力的方向正确；图B中洛伦兹力方向向上；图C中洛伦兹力方向垂直纸面向里；图D中洛伦兹力方向垂直纸面向外。故选A。5.如图所示，为某交流发电机产生交变电流随时间变化的规律，下列说法中正确的是（）A.在t=0.01s时电流改变方向B.该交变电流的有效值为10AC.该交变电流的频率为25HzD.该交变电流的表达式为【答案】C【解析】【详解】A．由图可知t=0.02s时电流从正值变成负值，即此时电流方向改变，故A错误；B．交变电流的有效值为故B错误；C．由图可知交变电流的周期为所以频率为故C正确；D．该交变电流的瞬时值表达式为故D错误。故选C。6.如图所示，取一对用绝缘柱支持导体A和B，使它们彼此接触。起初它们不带电。把带正电荷的物体C移近导体A，再把A和B分开，然后移去C，则（）A.A带正电，B带负电 B.A带负电，B带正电C.A、B带同种电荷 D.A、B都不带电【答案】B【解析】【详解】由静电感应可知，带正电荷的物体C移近导体A时，A将带负电，B带正电，再把A和B分开，然后移去C，A上的自由电子无法回到B，所以A仍然带负电，B带正电，故选B。7.如图所示的电场中，实线表示电场线，虚线表示等差等势面，A、B、C为电场中的三个点。下列说法正确的是（）A.A点电势比B点高B.A点场强比B点大C.正电荷在A点的电势能比在B点的电势能大D.B点和C点间的电势差是C点和A点间电势差的2倍【答案】B【解析】【详解】A．因为沿电场线方向电势逐渐降低，由图式可知，电势从B点到A点逐渐降低，所以A点电势比B点低，故A错误；B．因为电场线越紧密的地方电场强度越大，由于A点电场线比B点紧密，所以A点场强比B点大，故B正确；C．由图示可知，正电荷在B点的运动到A点的过程中，电场力做正功，电势能减小，所以正电荷在A点的电势能比在B点的电势能小，故C错误；D．因为虚线表示等差等势面，所以B点和C点间的电势差和C点和A点间电势差相等，故D错误。故选B。8.如图所示，闭合开关S后调节滑动变阻器R和Rt，使同样规格的两个小灯泡A和B都正常发光，然后断开开关。当再次闭合开关S时，下列说法正确的是（）A.灯泡A和B同时正常发光B.灯泡A立刻正常发光，灯泡B逐渐亮起来C.灯泡B立刻正常发光，灯泡A逐渐亮起来D.灯泡A和B都要隔一段时间才亮起来【答案】C【解析】【分析】【详解】再次闭合开关S时，由于通过L的电流增大，线圈由于自感，所以A灯逐渐亮起来，B灯不通过线圈，立即正常发光。故选C。9.电容器是一种重要的电学元件。两个彼此绝缘又相距很近的导体，就构成一个简单的电容器，它能储存电荷。电容器储存电荷的特性可以用电容C来表征。某电容器在充电过程中，其电容C与所带电荷量Q之间的关系，下列图像中正确的是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】【分析】【详解】电容器充电时，所带电荷量逐渐增大，但电容与所储存电荷量的多少无关，是不变的，ABD错误，C正确。故选C。10.如图所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形导线框始终与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行。当长直导线中的电流增大时，下列关于线框中感应电流的方向与所受安培力方向叙述正确的是（）A.感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向竖直向上B.感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向竖直向上C.感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向竖直向下D.感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向竖直向下【答案】D【解析】【详解】依题意，当长直导线中的电流增大时，线框中磁通量向里增加，由楞次定律可知感应电流方向为逆时针，根据左手定则结合直线电流磁场分布特点可知左、右边框所受安培力等大反向，上、下边框所受安培力方向相反且上边框所受安培力大于下边框所受安培力，所以线框受安培力的合力方向竖直向下。故选D。11.一架飞机在南海上空匀速巡航，机翼保持水平，飞行高度不变，由于受地磁场竖直向下分量作用，金属机翼就会切割磁感线，机翼的两端之间会有一定的电势差。则从飞行员的角度看，机翼左端的电势比右端的电势（）A.低 B.高 C.相等 D.以上情况都有可能【答案】B【解析】【详解】依题意，地磁场具有竖直向下的分量，从飞机员的角度看，飞机向前运动，根据右手定则可知，机翼左端的电势比右端的电势高。故选B12.下列现象利用了电磁阻尼规律的是（）①线圈能使振动的条形磁铁快速停下来②U形磁铁可以使高速转动的铝盘迅速停下来③转动把手时，下面的闭合铝框会随着U形磁铁同向转向④无缺口的铝管比有缺口的铝管能使强磁铁下落的更慢A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②④【答案】D【解析】【详解】①振动的条形磁铁使线圈中产生感应电流，感应电流对磁铁的相对运动有阻碍作用，能使振动的条形磁铁快速停下来，这是利用了电磁阻尼的作用，故①正确；②U形磁铁的磁场可以使高速转动的铝盘中产生感应电流，感应电流对铝盘与磁铁间的相对运动有阻碍作用，能使铝盘迅速停下来，这是利用电磁阻尼规律，故②正确；④强磁铁通过无缺口的铝管，使铝管中产生感应电流，感应电流对强磁铁的相对铝管的运动有阻碍作用，能更快使强磁铁匀速运动，这是利用了电磁阻尼规律，故④正确；③转动把手时下面的闭合铜线框在安培力作用下随U形磁铁同向转动，这是利用了电磁驱动原理，故③错误。故选D。13.某电吹风简化电路如图所示，其主要部件为电动机M和电热丝，部分技术参数如下表，电吹风在220V电压下工作。下列说法正确的是（）额定电压220V额定功率热风时：990W冷风时：110W

A.开关S1、S2都闭合时电吹风吹冷风B.吹热风时通过电热丝的电流为4AC.吹热风时电热丝的功率为990WD.该电吹风中电动机的内电阻为440Ω【答案】B【解析】【详解】A．由电路图可知，开关S1、S2都闭合时电动机M和电热丝同时接入电路，电吹风吹热风，故A错误；BC．开关S1、S2都闭合时电动机M和电热丝同时接入电路，电吹风吹热风，此时电热丝的功率为电流为故B正确，C错误；D．只有开关S2闭合时，仅电动机接入电路，若电动机为纯电阻，其电阻为由于电动机正常工作时为非纯电阻，则电阻不为440Ω，故D错误。故选B。14.为探讨磁场对脑部神经组织的影响及临床医学应用，某小组同学查阅资料得知：TMS（经颅磁刺激）作为一种独特的无创、无痛的磁刺激人脑及其他神经组织的工具，已被广泛应用于脑生理学的研究。TMS的原理简单来说，就是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中正确的是（）A.脉冲电流流经线圈会产生高强度的磁场是电磁感应现象B.脉冲磁场在线圈周围空间产生感应电场是电流的磁效应C.若将脉冲电流改为恒定电流，则不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减小【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。故A错误；B．脉冲磁场在线圈周围空间产生感应电场是电磁感应现象。故B错误；C．若将脉冲电流改为恒定电流，恒定电流产生恒定磁场，恒定磁场不会产生感生电场，则不可持续对脑神经产生电刺激作用。故C正确；D．若脉冲电流最大强度不变，但缩短脉冲电流时间，脉冲电流产生的磁场变化变快，由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势变大，则在脑部产生的感应电场及感应电流会增强。故D错误。故选C。第二部分本部分共6题，共58分。15.在探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系实验中：（1）为了确保实验的安全，下列做法正确的是______。A.为了人身安全，只能使用低压直流电源，所用电压不要超过12VB.连接好电路后，可不经检查电路是否正确，直接接通电源C.因为使用电压较低，通电时可用手直接接触裸露的导线、接线柱D.为了多用表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测（2）实验时，保持学生电源的输出电压一定。首先只改变副线圈的匝数，测量副线圈上的电压；再只改变原线圈的匝数，测量副线圈上的电压。并将相应数据记入表格中。上述探究中采用的实验方法是______（选填“控制变量法”或“理想化实验法”）。（3）如图所示，当选择在左侧线圈“0”“8”间接入学生电源的“8V”交变电压挡位时，右侧线圈“0”“4”接线柱间输出的电压最可能是______，请分析说明出现这种结果的原因______。A.5.0VB.4.5VC.3.8V【答案】①.D②.控制变量法③.C④.见解析【解析】【详解】（1）[1]A．变压器的工作原理是互感，因此需要使用低压交流电源，故A错误；B．连接好电路后，需要检查电路是否正确，再接通电源，故B错误；C．实验过程中，为了确保安全、减小实验数据的误差，通电时不可用手直接接触裸露的导线、接线柱，故C错误；D．实验过程中，为了多用表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测，故D正确。故选D。（2）[2]实验时，保持学生电源的输出电压一定。首先只改变副线圈的匝数，测量副线圈上的电压；再只改变原线圈的匝数，测量副线圈上的电压，即在研究两个物理量的关系时，先保持其它物理量一定，因此实验采用了控制变量法。（3）[3]左侧线圈为“0”“8”，右侧线圈为“0”“4”，输入电压8V，若为理想变压器，根据电压匝数比有解得由于实际变压器有漏磁，且线圈有焦耳热产生，故右侧输出电压应该小于4V，即右侧线圈“0”“4”接线柱间输出的电压最可能是3.8V。故选C。[4]导致右侧输出电压应该小于4V是实际变压器有漏磁，且线圈有焦耳热产生。16.某研究性学习小组用如图1所示的电路，测定一节干电池的电动势和内阻。除电池、开关和导线外，可供选用的实验器材还有：A．电流表（量程0~0.6A，内阻约为）B．电流表（量程0~3A，内阻约为）C．电压表（量程0~3V，内阻约）D．电压表（量程0~15V，内阻约）滑动变阻器：R（阻值范围、额定电流2A）（1）为了调节方便，测量准确，实验中应选用的电流表为______，电压表为______。（选填相应器材前的字母）（2）按正确的器材连接好实验电路后，接通开关，改变滑动变阻器的阻值R，读出对应的电流表的示数I和电压表的示数U，并作记录。某同学根据记录的实验数据在图2中画出了图线。根据图线得到被测电池的电动势______V，内电阻______。（结果均保留三位有效数字）。（3）引起该实验误差的主要原因是______。A．由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电源实际输出的电流大B．由于电流表的分压作用造成电压表读数总是比电源实际输出的电压大C．由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电源实际输出的电流小D．由于电流表的分压作用造成电压表读数总是比电源实际输出的电压小【答案】①.A②.C③.1.50V④.1.14⑤.C【解析】【详解】（1）[1][2]为了调节方便，准确测量一节干电池的电动势和内阻，应选用的电流表为A，电压表为C；（2）[3][4]根据闭合电路欧姆定律可知结合图2可知被测电池的电动势为（3）[5]引起该实验误差的主要原因是由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电源实际输出的电流小。故选C。17.如图所示，匀强电场的电场强度。将电荷量的点电荷从电场中的A点移动到B点，A、B两点在同一条电场线上，它们间的距离。（1）求A、B两点间的电势差；（2）求电荷所受电场力的大小F；（3）若该点电荷只在电场力作用下，从A点由静止释放，该点电荷将如何运动。【答案】（1）（2）（3）初速为零的匀加速直线运动。【解析】【详解】（1）A、B两点间的电势差（2）电荷所受电场力（3）该电荷将由A点沿AB方向做初速为零的匀加速直线运动。18.如图所示，光滑平行导轨置于磁感应强度B=0.1T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨所在平面。导轨间距l=0.4m，一端接有电阻R=0.4Ω，其余部分电阻不计。导体棒ab的电阻r=0.1Ω，以v=5m/s的速度向右匀速运动，运动过程中与导轨接触良好。求：(1)回路中感应电流I的大小并判断导体棒ab中的电流方向；(2)导体棒所受安培力F的大小；(3)电阻R上消耗的功率P。【答案】（1）0.4A，方向由b到a；（2）0.016N；（3）0.064W【解析】【详解】(1)导体棒切割产生的感应电动势E=Blv回路中感应电流联立解得I=0.4A方向由b到a(2)导体棒ab所受安培力F=BIlF=0.016N(3)电阻R上消耗的功率P=I2RP=0.064W19.某一具有速度选择器的质谱仪原理如图所示，为粒子加速器，加速电压为；为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为，两板间距离为d；为偏转分离器，磁感应强度为。今有一质量为、电荷量为的正粒子（不计重力），经加速后，该粒子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动。求：（1）粒子的速度为多少？（2）速度选择器两板间电压为多少？（3）粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为多大？【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）粒子在A加速器中做加速直线运动，由动能定理得解得，粒子的速度为（2）粒子在B速度选择器中做匀速直线运动，由受力平衡条件得解得，速度选择器两板间电压为（3）粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力可得，匀速圆周运动的半径为20.宏观问题是由微观机制所决定的。对同一个物理问题，常常