2021-2022學年度第二學期華美實驗學校期中考試高二級物理試題卷（總分100分，考試時間75分鐘）一、單選題（本題共7小題，每題4分，共28分）1. 物理學發(fā)展史豐富了人類對物質(zhì)世界的認識，推動了科學技術的創(chuàng)新和革命，下列敘述中符合物理學史實的是（　　）A. 奧斯特從理論上預言了電磁波，并通過實驗證實了電磁波的存在B. 牛頓發(fā)現(xiàn)了電磁感應定律，使人們對電和磁內(nèi)在聯(lián)系的認識更加完善C. 楞次在分析了許多實驗事實后，總結出了楞次定律，用楞次定律可以判定感應電流方向D. 赫茲觀察到通電螺旋管外部的磁場和條形磁鐵的磁場很相似，由此受到啟發(fā)，提出了著名的分子電流假說【1題答案】【答案】C【解析】【詳解】A．麥克斯韋從理論上預言了電磁波，赫茲通過實驗證實了電磁波的存在，故A錯誤；B．法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應定律，使人們對電和磁內(nèi)在聯(lián)系的認識更加完善，故B錯誤；C．楞次在分析了許多實驗事實后，總結出了楞次定律，用楞次定律可以判定感應電流方向，故C正確；D．安培觀察到通電螺旋管外部的磁場和條形磁鐵的磁場很相似，由此受到啟發(fā)，提出了著名的分子電流假說，故D錯誤。故選C。2. 如圖所示，線圈兩端與電阻相連構成閉合回路，在線圈上方有一豎直放置的條形磁鐵，磁鐵的S極朝下。在將磁鐵的S極插入線圈的過程中（　?。?/span>
 A. 通過電阻的感應電流的方向由a到b，線圈與磁鐵相互排斥B. 通過電阻的感應電流的方向由b到a，線圈與磁鐵相互排斥C. 通過電阻的感應電流的方向由a到b，線圈與磁鐵相互吸引D. 通過電阻的感應電流的方向由b到a，線圈與磁鐵相互吸引【2題答案】【答案】A【解析】【詳解】將磁鐵的S極插入線圈的過程中，由楞次定律知，通過電阻的感應電流的方向由a到b，據(jù)推論“來拒去留”可知線圈與磁鐵相互排斥，A正確。故選A。3. 如圖所示，表示一交變電流的電流隨時間的變化圖象，其中電流正值為正弦曲線的正半周。則該交變電流的電流有效值為（　　）
 A. 10A B. 5A C. 15A D. 8.7【3題答案】【答案】D【解析】【詳解】該交變電流的電流有效值為解得 。故選D。4. 如圖，空間某區(qū)域存在勻強電場和勻強磁場，電場方向豎直向上（與紙面平行），磁場方向垂直于紙面向里，三個帶正電的微粒a，b，c電荷量相等，質(zhì)量分別為ma，mb，mc，已知在該區(qū)域內(nèi)，a在紙面內(nèi)做勻速圓周運動，b在紙面內(nèi)向右做勻速直線運動，c在紙面內(nèi)向左做勻速直線運動，下列選項正確的是（  ）A. ma>mb>mc B. mb>ma>mcC. mc>ma>mb D. mc>mb>ma【4題答案】【答案】B【解析】【詳解】由題意知mag=qEmbg=qE+Bqvmcg+Bqv=qE所以故選B。5. 質(zhì)量和電荷量都相等的帶電粒子M和N，以不同的速率經(jīng)小孔S垂直進入勻強磁場，運行的半圓軌跡如圖中虛線所示。下列表述正確的是（　　）
 A. M帶負電，N帶正電B. M的速率小于N的速率C. 洛倫茲力對M做正功，對N做負功D. M的運行時間大于N的運行時間【5題答案】【答案】A【解析】【詳解】A．由左手定則判斷出M帶負電荷，N帶正電荷，故A錯誤；B．帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動，由洛倫茲力提供向心力得由圖可知N的半徑小于M的半徑，所以M的速率大于N的速率，故B錯誤；C．洛倫茲力方向與速度方向始終垂直，所以洛倫茲力對粒子不做功，故C錯誤；D．粒子在磁場中運動半周，即時間為其周期的一半，而周期為，與粒子運動的速度無關，所以M的運行時間等于N的運行時間，故D錯誤。故選A。6. 如圖所示在虛線MN右側有勻強磁場，方向垂直紙面向里。閉合正方形線框ABCD在外力控制下以速度v向右勻速運動，在運動過程中B、D連線始終與邊界MN垂直。以D點到達邊界MN為計時起點，規(guī)定順時針方向為電流正方向，則在線框進入磁場過程中，線框中電流I隨時間t變化的關系圖像正確的是（　?。?/span>A.  B. C.  D. 【6題答案】【答案】A【解析】【詳解】線框進入磁場過程中，切割磁感線的有效長度先增大后減小，則感應電動勢先增大后減小，感應電流也是先增大后減小，又由楞次定律可知感應電流方向是逆時針方向，則電流為負值，所以A正確；BCD錯誤；故選A。7. 圖中電表均為理想的交流電表，如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為，電路中電阻R=11Ω，其余電阻均不計，從某時刻開始在原線圈兩端加上如圖乙所示（圖線為正弦曲線）的交變電壓。則下列說法中正確的是：（ ）A. 電壓表的示數(shù)為31.1VB. 電流表A1的示數(shù)為0.2A，電流表A2的示數(shù)為2AC. 原線圈輸入功率為440WD. 原線圈中交變電壓的頻率為200Hz【7題答案】【答案】B【解析】【詳解】A．由圖乙可知交流的最大值為，則交流電的有效值為220V，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比可知，副線圈的電壓為22V，故A錯誤；B．副線圈的電流為電流與匝數(shù)成反比，故原線圈的電流為0.2A，故B正確；C．副線圈消耗的功率為輸入功率等于輸出功率，原線圈輸入功率為44W，故C錯誤；D．由圖乙知頻率為變壓器不會改變電流的頻率，所以原線圈中交變電壓的頻率為50Hz，故D錯誤。故選B。二、多選題：（本題共3小題，每小題6分，共計18分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。）8. 在如圖所示的電路中，、、是三盞相同的燈泡。當a、b兩端接頻率為50Hz的交流6V時，三盞燈的發(fā)光情況相同。若將a、b兩端接頻率為100Hz的交流6V時（都不會損壞），穩(wěn)定后觀察到的現(xiàn)象是（　　）
 A. 三盞燈中最亮B. 、、的亮度相同C. 比亮D. 比亮【8題答案】【答案】AD【解析】【詳解】交流電的頻率變大后，電阻R對電流的阻礙作用不變，燈泡的亮度不變；電容器的容抗減小，即對電流的阻礙作用減小，燈泡的亮度增加；電感的感抗變大，即對電流的阻礙作用變大，燈泡的亮度減弱，故AD正確，BC錯誤。故選AD。9. 1831年10月28日，法拉第展示人類歷史上第一臺發(fā)電機——圓盤發(fā)電機，結構示意圖如圖甲，可等效為乙圖所示圓盤中任意一個半徑CD都在切割磁感線，在CD之間接上電阻R，已知轉盤勻速轉動的角速度為ω，CD的長度為L，CD之間的等效電阻為r，勻強磁場的磁感應強度為B，下列說法正確的是（　?。?/span>
 A. 回路中的感應電動勢為B. C、D兩點間的電壓C. 回路電功率為D. 圓盤轉一圈，通過電阻R的電量為【9題答案】【答案】AD【解析】【分析】【詳解】A．回路中的感應電動勢為選項A正確；B．C、D兩點間的電壓選項B錯誤；C．回路的電功率為選項C錯誤；D．圓盤轉一圈，通過電阻R的電量為選項D正確。故選AD。10. 如圖所示，A點的粒子源在紙面內(nèi)沿垂直OQ方向向上射出一束帶負電荷的粒子，粒子重力忽略不計。為把這束粒子約束在OP之下的區(qū)域，可在∠POQ之間加垂直紙面的勻強磁場。已知OA間的距離為s，粒子比荷為，粒子運動的速率為v，OP與OQ間夾角為30°。則所加磁場的磁感應強度B滿足（　?。?/span>
 A. 垂直紙面向里， B. 垂直紙面向里，C. 垂直紙面向外， D. 垂直紙面向外，【10題答案】【答案】BD【解析】【詳解】AB．當所加勻強磁場方向垂盲紙面向里時，由左手定則知：負離子向右偏轉。約束在OP之下的區(qū)域的臨界條件是離子運動軌跡與OP相切。如圖（大圓?。?/span>
 由幾何知識知而所以所以當離子軌跡的半經(jīng)小于s時滿足約束條件。由牛頓第二定律及洛倫茲力公式列出所以得故A錯誤，B正確；CD．當所加勻強磁場方向垂直紙面向外時，由左手定則知：負離子向左偏轉。約束在OP之下的區(qū)域的臨界條件是離子運動軌跡與OP相切。如圖（小圓?。?/span>
 由幾何知識知道相切圓的半經(jīng)為，所以當離子軌跡的半經(jīng)小于時滿足約束條件。由牛頓第二定律及洛倫茲力公式列出所以得故C錯誤，D正確。故選BD。三：實驗題（每空2分）11. 在“研究電磁感應現(xiàn)象”實驗中。（1）為判斷線圈繞向，可將靈敏電流計G與線圈M連接，如圖甲所示。當電流從電流計G左端流入時，指針向左偏轉。將磁體N極向下從線圈上方豎直插入M時，發(fā)現(xiàn)指針向左偏轉。俯視線圈，其繞向為沿________（選填“順時針”或“逆時針”）由a端開始繞至b端。（2）如圖乙所示，如果在閉合開關時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針向右偏了一下，那么合上開關S后，將A線圈迅速從B線圈拔出時，電流計指針將________；A線圈插入B線圈后，將滑動變阻器滑片迅速向右移動時，電流計指針將________。（以上兩空選填“向左偏”“向右偏”或“不偏轉”）【11題答案】【答案】    ①. 順時針    ②. 向左偏    ③. 向右偏【解析】【詳解】（1）[1]當N極向下插入時，向下的磁通量增加，根據(jù)增反減同，感應磁場方向向上，根據(jù)右手定則，電流方向為逆時針，又因為電流計向左偏轉，電流由a端流至b端，所以導線沿順時針由a端開始繞至b端。（2）[2][3]閉合開關，磁通量增大，靈敏電流計右偏，拔出時，磁通量減少，靈敏電流計應該向左偏；滑動變阻器滑片迅速右移時，電阻減小，電流增大，磁通量增大，靈敏電流計向右偏。12. 在“探究變壓器線圈兩端的電壓和匝數(shù)的關系”實驗中，可拆變壓器如圖所示。(1)觀察變壓器的鐵芯，它的結構和材料是______；（填字母）A．整塊硅鋼鐵芯        B．整塊不銹鋼鐵芯C．絕緣的銅片疊成        D．絕緣的硅鋼片疊成(2)觀察兩個線圈的導線，發(fā)現(xiàn)粗細不同，導線粗的線圈匝數(shù)______；（填“多”或“少”）(3)以下給出的器材中，本實驗需要用到的是______；（填字母）A. B. C. D.(4)為了人生安全，低壓交流電源的電壓不要超過______；（填字母）A．2V    B．12V    C．50V(5)實驗中將電源接在原線圈的“0”和“8”兩個接線柱之間，用電表測得副線圈的“0”和“4”兩個接線柱之間的電壓為3.0V，則原線圈的輸入電壓可能為______；（填字母）A．1.5V    B．6.0V    C．9.0V(6)本實驗要通過改變原、副線圈匝數(shù)，探究原、副線圈的電壓比與匝數(shù)比的關系，實驗中需要運用的科學方法是______。（填字母）A．控制變量法    B．等效替代法    C．整體隔離法【12題答案】【答案】    ①. D    ②. 少    ③. BD    ④. B    ⑤. C    ⑥. A【解析】【詳解】(1)[1]觀察變壓器的鐵芯，它的結構和材料是絕緣的硅鋼片疊成，故選D；(2)[2]觀察兩個線圈的導線，發(fā)現(xiàn)粗細不同，因根據(jù)I1n1=I2n2可知，匝數(shù)少的電流大，則導線越粗，即導線粗的線圈匝數(shù)少；(3)[3]實驗中需要交流電源和交流電壓表（萬用表），不需要干電池和直流電壓表，故選BD；(4)[4]為了人生安全，低壓交流電源的電壓不要超過12V，故選B；(5)[5]若是理想變壓器，則有變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關系若變壓器的原線圈接“0；8”接線柱，副線圈接線“0；4”接線柱，可知原副線圈的匝數(shù)比為2:1，則若由副線圈電壓為3.0V，那么原線圈的電壓為考慮到不是理想變壓器有漏磁等現(xiàn)象，則原線圈所接電源電壓大于6V，可能為9.0V，故AB 錯誤，C正確。故選C。(6)[6]實驗中需要運用的科學方法是控制變量法，故選A。四、解答題（共36分）（10+10+16）13. 如圖所示，匝數(shù)匝的矩形線圈，線圈總電阻，其邊長為，。外電路電阻，勻強磁場磁感應強度的大小線圈繞垂直于磁感線的軸以角速度勻速轉動。試求：（1）從此位置開始計時，它的感應電動勢的瞬時值表達式；（2）在時間內(nèi)R上消耗的電能。【13題答案】【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）感應電動勢的峰值
 根據(jù)題意可得（2）電動勢的有效值R兩端電壓R上消耗的電能為14. 如圖所示，將長為50 cm、質(zhì)量為10 g的均勻金屬棒ab的兩端用兩只相同的彈簧懸掛成水平狀態(tài)，位于垂直于紙面向里的勻強磁場中。當金屬棒中通以0.4 A的電流時，彈簧恰好不伸長。g=10 m/s2。(1)求勻強磁場的磁感應強度的大?。?/span>(2)當金屬棒中通過大小為0.2 A、方向由a到b的電流時，彈簧伸長1 cm。如果電流方向由b到a，而電流大小不變，則彈簧伸長又是多少？
 【14題答案】【答案】(1)0.5T；(2)3cm【解析】【詳解】(1)彈簧恰好不伸長時，ab棒受到向上的安培力BIL和向下的重力mg大小相等，即BIL=mg解得(2)當大小為0.2 A的電流由a流向b時，ab棒受到兩只彈簧向上的拉力2kx1，及向上的安培力BI1L和向下的重力mg作用，處于平衡狀態(tài)。根據(jù)平衡條件有 2kx1＋BI1L=mg當電流反向后，ab棒在兩個彈簧向上的拉力2kx2及向下的安培力BI2L和重力mg作用下處于平衡狀態(tài)。根據(jù)平衡條件有2kx2=mg＋BI2L聯(lián)立解得15. 如圖所示，光滑平行導軌MN、PQ傾斜放置，導軌平面傾角θ=30°，導軌下端連接R=0.5的定值電阻，導軌間距L=1m。質(zhì)量為m=0.5kg、電阻為r=0.1、長為1m的金屬棒ab放在導軌上，用平行于導軌平面的細線繞過定滑輪連接ab和質(zhì)量為M=1kg的重物A，垂直于導軌的虛線上方有垂直于導軌平面向下的勻強磁場，ab開始的位置離虛線距離為x=0.4m，由靜止同時釋放A及ab，當ab剛進磁場時加速度為零，ab進入磁場運動x’=1m時剪斷細線，ab剛要出磁場時，加速度為零，已知重力加速度取g=10m/s2，導軌足夠長且電阻不計，ab運動過程中始終與導軌垂直并與導軌接觸良好，A離地足夠高。求：(1)勻強磁場的磁感應強度大??；(2)剪斷細線的瞬間，ab的加速度多大？從開始運動到剪斷細線的過程中，通過電阻R的電量為多少？(3)ab在磁場中運動過程中，電阻R中產(chǎn)生焦耳熱為多少？
 【15題答案】【答案】(1)15T；(2)20m/s2，2.5C；(3) 9.07J【解析】【分析】考查導體棒在磁場中的運動，較為綜合，難度較大。【詳解】(1)ab剛進磁場時加速度為零，即ab受力平衡，有根據(jù)閉合電路歐姆定律由動能定理，可得解得B=1.5T。(2)剪斷細線瞬間，ab的合力大小等于A的重力，由牛頓第二定律解得。電荷量(3)金屬棒在磁場中勻速階段：由(1)知，解得運動時間電流，產(chǎn)生的焦耳熱剪斷細線后：ab棒出磁場時得由剪斷細線后到棒出磁場的能量關系R上產(chǎn)生的焦耳熱電阻R中產(chǎn)生的焦耳熱 

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