陕西省延安市富县高级中学2021-2022学年高二（上）期末考试物理试题

富县高级中学2021-2022学年度第一学期高二物理期末试卷考试时间：100分钟满分：100分一、单选题（1--10题为单项选择题；11--14题为多项选择题，选不全的得2分，有错误选项的得0分。每小题4分，共计56分）1.物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步。下列表述正确的是（）A.电动机是利用电磁感应原理，将机械能转化为电能B.电磁感应现象是奥斯特最先发现的C.楞次最先发现了电流的磁效应D.感应电流遵从楞次定律所描述的方向，这是能量守恒定律的必然结果【答案】D【解析】【详解】A．电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，是将电能转化为机械能的装置，故A错误；B．电磁感应现象是法拉第最先发现的，故B错误；C．奥斯特最先发现了电流的磁效应，故C错误；D．电磁感应现象是闭合电路中产生了电流，是其他形式的能转化为电能，楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的具体体现，感应电流的磁场总要阻碍引起它的磁通量的变化，感应电流具有的以及消耗的能，必须从引起磁通量变化的外界获取，要在回路中维持一定的感应电流，外界必须消耗一定的能量，故D正确。故选D2.双芯电线的结构如图所示，由其组成的电路当接通直流电流时，两平行直导线cd和ef，电流方向相反，cd中电流，ef中电流也为，a、b两点位于两导线所在的平面内，b到两导线的距离相等，下列说法正确的是（）A.a点磁场方向垂直纸面向里B.b点的磁感应强度为零C.cd导线受到的安培力方向向右D.导线cd受到的安培力大于导线ef受到的安培力【答案】A【解析】【详解】A．根据安培定则，cd导线在a点产生的磁场方向垂直纸面向里，ef导线在a点产生的磁场方向垂直纸面向外，由于cd导线比ef导线距离a点较近，产生的磁场的磁感应强度更大，所以a点的合磁场方向垂直纸面向里，故A正确；B．cd导线和ef导线在b点产生的磁场方向都垂直纸面向外，所以b点的合磁场垂直纸面向外，不可能为零，故B错误；C．根据同向电流相互吸引，反向电流相互排斥可知，cd导线受到的安培力方向向左，故C错误；D．由牛顿第三定律可知，导线cd受到的安培力大小等于导线ef受到的安培力大小，故D错误。故选A。3.我国空间站的建成，在全球引起了强烈的反响。宇航员在进入太空前在地球上要进行模拟实验，可将其简化为如图所示，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上（与纸面平行），磁场方向垂直于纸面向里，三个带正电的微粒a、b、c电荷量相等，质量分别为ma、mb、mc，已知在该区域内，a在纸面内向右做匀速直线运动，b在纸面内向左做匀速直线运动，c在纸面内做匀速圆周运动，下列选项正确的是（）A.ma>mc>mb B.mb>ma>mcC.mc>ma>mb D.mc>mb>ma【答案】A【解析】【详解】带正电的微粒a向右做匀速直线运动，电场力竖直向上，左手定则判断洛伦兹力竖直向上，重力竖直向下，平衡条件得得带正电的微粒b向左做匀速直线运动，电场力竖直向上，左手定则判断洛伦兹力竖直向下，重力竖直向下，平衡条件得得带正电的微粒c在纸面内做匀速圆周运动，必有则有故选A。4.一带电微粒在正交匀强电场和匀强磁场的竖直平面内做匀速圆周运动，如图所示。则微粒带电性质和环绕方向（）

A.带正电，逆时针 B.带正电，顺时针C.带负电，逆时针 D.带负电，顺时针【答案】C【解析】【详解】粒子在正交匀强电场和匀强磁场竖直平面内做匀速圆周运动，可知向下的重力和向上的电场力平衡，电场力向上，则粒子带负电；由左手定则可知，粒子逆时针转动。故选C。5.如图中用右手螺旋定则判断通电螺线管极性正确的是（）A. B.C. D.【答案】A【解析】【详解】根据右手螺旋定则可知，A图中螺线管的右端为N极；B图中螺线管的左端为N极；C图中螺线管的左端为N极；D图中螺线管的右端为N极；则A正确，BCD错误。故选A。6.某空间同时存在着正交的匀强电场、匀强磁场，一质量为m的带电小球恰好在此空间做匀速直线运动。某时刻突然撤去磁场，则下列说法正确的是（）A.小球可能做类平抛运动 B.小球可能做变加速运动C.小球可能做匀变速直线运动 D.小球的机械能一定保持不变【答案】A【解析】【详解】若小球运动方向与磁场方向不平行，则小球恰好在此空间做匀速直线运动，说明合力一定为0，撤去磁场后，合力一定不为0，由于电场力和重力均为恒力，两个恒力的合力一定是恒力，物体在恒力作用下的运动一定是匀变速运动，由于在匀速运动时速度方向一定与磁场力垂直，而电场力和重力的合力方向一定与磁场力等大反向，故撤去磁场后，小球的初速度一定与合力方向垂直，是类平抛运动此时机械能会改变；若小球运动方向与磁场方向平行，则撤去磁场后小球继续做匀速直线运动，故A正确；BCD错误。故选A。7.如图所示，直导线固定于纸面内，一矩形线框，在纸面内从位置平移到位置的过程中，关于线框内产生的感应电流方向，下列叙述正确的是（）A.一直逆时针 B.顺时针→逆时针C.逆时针→顺时针→逆时针 D.顺时针→逆时针→顺时针【答案】D【解析】【详解】由安培定则得，恒定电流直导线产生的磁场在导线左边的方向为垂直纸面向外，右边的磁场方向垂直纸面向里。当线圈向导线靠近时，磁场方向是垂直纸面向外，穿过线圈的磁通量变大，根据楞次定律可知，感应电流方向为顺时针方向。当线圈越过导线时到线圈中心轴与导线重合，磁场方向是垂直纸面向外，穿过线圈的磁通量的变小，则感应电流方向为逆时针方向。当继续向右运动时，磁场方向是垂直纸面向里，穿过磁通量变大，由楞次定律可知，感应电流方向为逆时针方向。当远离导线时，磁场方向是垂直纸面向里，穿过线圈的磁通量变小，由楞次定律可知，感应电流方向为顺时针方向。故选D。8.如图所示，匝数为，面积为S的闭合线圈水平放置，开始时线圈平面与匀强磁场夹角为。现将线圈以边为轴顺时针转动，则线圈磁通量的改变量的大小为（，）（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【详解】设初位置时穿过线圈的磁通量为正，则初位置时末位置时则线圈磁通量的改变量的大小为穿过某一面的磁通量与匝数无关。故选B。9.如图所示，闭合开关后，的电阻两端的交流电压为，电压表和电流表均为理想交流电表，则（）A.该交流电周期为 B.电压表的读数为C.电流表的读数为 D.电阻的电功率为【答案】C【解析】分析】【详解】A．该交流电的周期B．电压表的读数为交流电的有效值，即选项B错误；C．电流表的读数为选项C正确；D．电阻的电功率为选项D错误。故选C。10.电子电路是由最基本的电子元器件如电阻、电容、电感等组成，以此来实现不同的设计需求。如图所示电路中，L为自感系数很大的电感线圈，其直流电阻不计，A、B为两相同灯泡，则（）A.闭合开关S后，A先亮，B后亮B.闭合开关S后，A先亮，然后缓慢变暗C断开开关S后，A和B都闪亮后逐渐熄灭D.断开开关S后，A立即熄灭，B灯闪亮后逐渐熄灭【答案】D【解析】【详解】AB．闭合开关S后，L中虽然会产生自感电动势阻碍通过线圈的电流增大，但不会影响到A、B两灯发光，所以A、B两灯同时亮。当电路中电流稳定时，L相当于导线，此时B被短路，所以B先亮，然后缓慢变暗，故AB错误；CD．断开开关S后，通过A灯的电流瞬间变为零，所以A立即熄灭，而L中会产生自感电动势阻碍通过线圈的电流减小，此时L与B在同一回路中，所以B灯闪亮后逐渐熄灭，故C错误，D正确。故选D。11.下列关于磁感应强度的说法正确的是（）A.磁感应强度是矢量B.磁感线越密集的地方，磁感应强度越大C.小磁针的N极在磁场中某点的受力方向，就是该点的磁感应强度的方向D.一小段通电导线在磁场中某处所受安培力为零，该处磁感应强度一定为零【答案】ABC【解析】【详解】A．磁感应强度有大小和方向，是矢量，选项A正确；B．磁感线越密集的地方，磁感应强度越大，选项B正确；C．小磁针静止时N极在磁场中某点的受力方向，就是该点的磁感应强度的方向，故C正确；D．一小段通电导线在磁场中某处所受安培力为零，可能是电流的方向与磁场平行，该处磁感应强度不一定为零．故D错误．12.劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器，工作原理示意图如图所示．置于真空中的形金属盒半径为，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略．磁感应强度为的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为，加速电压为．若处粒子源产生质子的质量为、电荷量为，在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响．则下列说法正确的是（）A.质子被加速后的最大速度不可能超过B.质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压成正比C.质子第2次和第1次经过两形盒间狭缝后轨道半径之比为D.不改变磁感应强度和交流电频率，仍用该回旋加速器释放质量为的质子，则最大动能不变【答案】ACD【解析】【详解】A.质子被加速后的最大速度受到D形盒半径R的制约，因，故A符合题意；B.质子离开回旋加速器的最大动能，与加速电压U无关，B不符合题意；C.根据，，，得质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为，C符合题意；D.因回旋加速器的最大动能与m、R、f均有关且这几个量均不变，D符合题意；13.如图所示，三根长直通电导线b、c、d电流大小相同，b、d导线电流垂直纸面向里，c导线电流垂直纸面向外，a点为bd中点，ac垂直bd，且ab=ad=ac．则（）A.a点磁感应强度的方向向左B.a点磁感应强度的方向向下C.c受到的磁场力方向为c指向aD.c受到的磁场力方向为ac连线向外【答案】AD【解析】【详解】AB.用右手螺旋定则判断通电直导线在a点上所产生的磁场方向，如图所示：直导线b在a点产生磁场与直导线d在a点产生磁场方向相反，大小相等．则合磁场为零；而直导线c在a点产生磁场，方向从d指向b，即为沿纸面由a指向b，选项A正确，B错误；CD.由左手定则可知，c受到a的磁场力沿bc连线方向由b到c的方向；同理c受到d的磁场力沿dc连线方向由d到c的方向，故c所受合磁场力的方向是为沿ac连线向外，选项C错误，D正确；故选AD．【点睛】磁感应强度既有大小，又有方向，是矢量．它的合成遵循矢量合成的平行四边形法则．14.矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直。规定磁场的正方向垂直于纸面向里，磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示。则下列i﹣t图象中可能正确的是（）A. B.C. D.【答案】CD【解析】【分析】【详解】由图可知，0~1s内，线圈中磁通量的变化率相同，故该段时间内电流方向相同，根据楞次定律可知电路中电流方向为逆时针，同理可知1~2s内电路中电流方向为顺时针，2~3s内电路中电流方向为顺时针，3~4s内路中电流方向为逆时针，根据法拉第电磁感应定律，有电路中电流大小恒定不变，由于没有规定电流的正方向，故CD符合题意，AB不符合题意。故选CD。二、实验题（2分/空X7空=14分）15.某同学用如图所示的实验器材探究电磁感应现象。他连接好电路并检查无误后，闭合电键的瞬间观察到电流表G指针向右偏转。电键闭合后，他还进行了下列操作：（1）将滑动变阻器的滑动触头快速向接线柱C移动，电流计指针将_______（填“左偏”、“右偏”或“不偏”）；（2）将线圈A中的铁芯快速抽出，电流计指针将________（填“左偏”、“右偏”或“不偏”）；（3）在产生感应电流的回路中，图中器材中哪个相当于电源？___________；（4）由实验得出产生感应电流的条件是___________。【答案】①.右偏②.左偏③.线圈B④.穿过闭合电路的磁通量发生变化【解析】【分析】【详解】(1)[1]闭合电键的瞬间观察到电流表G指针向右偏转，闭合电键时电路中电流从没有到有，则通过B线圈的磁通量增加，电流表G指针向右偏转，将滑动变阻器的滑动触头快速向接线柱C移动时，通过B线圈的磁通量也是增加，电流表G指针向右偏转。(2)[2]将线圈A中的铁芯快速抽出，则通过B线圈的磁通量减小，电流表G指针向左偏转。(3)[3]在产生感应电流的回路中，由于通过B线圈的磁通量变化而产生感应电流，所以线圈B相当于电源。(4)[4]由实验得出产生感应电流的条件是：过闭合电路的磁通量发生变化。16.1834年俄国物理学家楞次对感应电流的许多实验事实进行分析研究，提出了著名的楞次定律。如图所示，螺线管的电阻可以忽略。竖直悬挂的线圈中心轴线与螺线管的轴线水平共线。现突然断开开关S，将发生的现象是∶线圈向__________摆动（填写“左”或“右”），并有___________趋势（填写“收缩”或“扩张”）；线圈中的感应电流为________时针（填写“顺”或“逆”）（从左向右看）。【答案】①.右②.扩张③.逆【解析】【详解】[1][2][3]现突然断开开关S，穿过线圈内的向左的磁通量减小，根据楞次定律可知，从左向右看，线圈中的感应电流方向为逆时针方向，感应电流在螺线管的磁场中受到安培力的作用，使线圈向右摆动，且有扩张趋势。三、解答题17.有一正弦交流电，它的电压随时间变化的图象如图所示，试写出：(1)电压的峰值；(2)交变电流的有效值(结果保留3位有效数字)；(3)交变电流的频率；(4)电压的瞬时表达式．【答案】(1)537V;(2)380V;(3)50Hz;(4)u＝537sin314tV【解析】【详解】解：(1)由图读出,电压的最大值为：(2)交变电流的有效值：(3)由图读出周期为：频率为：(4)电压的瞬时表达式：18.如图，设电流表相当于一个电阻值为1Ω的电阻R，磁场的磁感应强度B为，导轨间的距离L为1m，金属棒的电阻为1Ω。金属棒与导轨接触的两