重慶八中2021-2022學年度（上）期末考試高二年級物理試題一、單項選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1. 超導是當今高科技的熱點之一，當一塊磁體靠近超導體時，超導體中會產生強大的電流，對磁體有排斥作用，這種排斥力可使磁體懸浮在空中，磁懸浮列車就采用了這項技術，磁體懸浮的原理是（　　）A. 超導體對磁體的磁力與磁體的重力相平衡B. 超導體電流的磁場方向與磁體的磁場方向相同C. 超導體使磁體處于完全失重狀態(tài)D. 超導體對磁體的磁力與磁體對超導體的磁力是一對平衡力【答案】A【解析】【詳解】AC．磁體懸浮在空中，重力和超導體對磁體的作用力平衡，豎直方向加速度為零，不處于失重狀態(tài)，故A正確，C 錯誤；B．同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引，所以超導體電流的磁場方向和磁體的磁場方向相反，故B錯誤；D．超導體對磁體的磁力與磁體對超導體的磁力是一對相互作用力，故D錯誤。故選A。2. 如圖所示，粗糙水平桌面上有一質量為m的條形磁鐵。當一水平線圈從磁鐵上方附近沿直線AB快速經(jīng)過時，若磁鐵始終不動，關于線圈中電流方向正確判斷的是（從上往下看）（　?。?/span>A. 一直是逆時針 B. 一直是順時針C. 先逆時針，后順時針 D. 先順時針，后逆時針【答案】D【解析】【詳解】根據(jù)條形磁鐵磁感線分布規(guī)律可知，沿直線AB快速經(jīng)過過程，穿過線圈向上的磁通量先增加后減少，根據(jù)楞次定律可知，感應電流產生的磁場應阻礙原磁通量的變化，根據(jù)右手螺旋定則可以判斷，線圈中電流方向先順時針，后逆時針。故選D。3. 如圖所示，兩根互相垂直的絕緣長直導線緊挨放置，導線中分別通有向下和向右的大小相等的電流，正方形abcd分別關于兩導線對稱。下列說法正確的是（　?。?/span> A. a、b兩點的磁感應強度相同 B. a、c兩點的磁感應強度相同C. b、c兩點的磁感應強度相同 D. b、d兩點的磁感應強度相同【答案】B【解析】【詳解】根據(jù)安培定則可知，向下電流在a、b產生的磁場垂直紙面向里，在c、d產生的磁場垂直紙面向外；向右的電流在a、d產生磁場垂直紙面向外，在b、c產生磁場垂直紙面向里。根據(jù)對稱性可知兩個電流分別在四個點產生的磁場強度大小相等，根據(jù)磁場強度的疊加法則可知a、c兩點的磁感應強度均為零，b、d兩點的磁感應強度大小相同、方向相反。故ACD錯誤，B正確。故選B。4. 某實物投影機有10個相同的強光燈L1~L10（25V/200W）和10個相同的指示燈X1~X10（220V/2W），將其連接在220V交流電源上，如圖所示，則下列對工作電路的表述正確的是（　?。?/span>A. 若L2斷路，則干路電流I增大B. 若L2斷路，則X1的功率增大，L1的功率增大C. 若L2短路，X2功率減小，其它指示燈的功率增大D. 若L2短路，X2功率增大，其它指示燈功率減小【答案】C【解析】【詳解】A. 若L2斷路，外電阻增大，則干路電流I減小，A錯誤；B. 若L2斷路，相當于L2阻值增大，根據(jù)串反并同，X1和L1的電流都減小，X1和L1的功率都減小，B錯誤；C. 若L2短路，相當于L2的阻值減小，根據(jù)串反并同規(guī)律，X2的電壓減小，X2功率減小，其它指示燈的電流增大，功率增大，C正確，D錯誤。故選C。5. 如圖甲是判斷檢測電流大小是否發(fā)生變化的裝置，該檢測電流在鐵芯中產生磁場，其磁感應強度與檢測電流成正比，現(xiàn)給金屬材料制成的霍爾元件（如圖乙，其長、寬、高分別為a、b、d）通以恒定工作電流I，通過右側電壓表的示數(shù)來判斷的大小是否發(fā)生變化，下列說法正確的是（　?。?/span> A. N端應與電壓表的“+”接線柱相連B. 要提高檢測靈敏度可適當減小寬度bC. 如果僅將檢測電流反向，電壓表的“+”、“—”接線柱連線位置無需改動D. 當霍爾元件尺寸給定，工作電流I不變時，電壓表示數(shù)變大，說明檢測電流變大【答案】D【解析】【詳解】A．圖甲中檢測電流通過線圈，根據(jù)安培定則，線圈在鐵芯中產生逆時針方向的磁場，霍爾元件是金屬材料制成，處于向上的磁場中，定向移動的自由電子受到垂直紙面向外的磁場力而偏轉到外側面上，使得霍爾元件外側面電勢低，內側面電勢高，所以應該是M端與電壓表的“+”接線柱相連，故A錯誤；B．當霍爾元件內外側面電壓穩(wěn)定時，內部電子受力平衡，則有可得要提高檢測靈敏度，可以通過增大B（增大）、增大工作電流I（增大v）、增大b的方法，故B錯誤；C．如果僅將檢測電流反向，線圈在鐵芯中產生順時針方向的磁場，霍爾元件處于向下的磁場中，電子受到垂直紙面向里的磁場力而偏轉到內側面上，使得霍爾元件外側面電勢高，內側面電勢低，N端與電壓表的“+”接線柱相連，故C錯誤；D．由B中分析可知，當霍爾元件尺寸給定即b不變，工作電流I不變即v不變，電壓表示數(shù)U變大，說明霍爾元件所處的磁場磁感應強度增大，由題意可知，說明檢測電流變大，故D正確。故選D。6. 如圖所示，矩形MNPQ區(qū)域內有方向垂直于紙面的勻強磁場，有5個帶電粒子從圖中箭頭所示位置垂直于磁場邊界進入磁場，在紙面內做勻速圓周運動，運動軌跡為相應的圓弧。這些粒子的質量、電荷量以及速度大小如下表所示（　?。?/span> 粒子編號質量電荷量（q>0）速度大小1m2qv22m2q2v33m-3q3v42m2q3v52m-qv由以上信息可知，從圖中a、b、c處進入的粒子對應表中的編號分別為（　　）A. 4、5、2 B. 3、5、2 C. 3、2、5 D. 4、2、5【答案】C【解析】【詳解】根據(jù)左手定則結合圖中偏轉方向可以判斷：b帶正電，ac帶負電根據(jù)洛倫茲力提供向心力解得 由表格可知只有3和5號粒子帶負電，且 ，故5號的軌跡半徑小于3號，由此可以判斷出，a、c處進入的粒子對應表中的編號為3、5，同理其他三種粒子的軌跡半徑分別為觀察發(fā)現(xiàn)，b處進入的粒子的軌跡半徑大小在帶正電的粒子中居中，故b處進入的粒子對應的編號為2。故選C。7. 小明同學在研究性學習中設計了一種可測量磁感應強度的實驗，其裝置如圖所示。在該實驗中，磁鐵固定在水平放置的電子測力計上，磁鐵兩極之間的磁場可視為水平勻強磁場，其余區(qū)域磁場不計。直銅條AB的兩端通過導線與一電阻連接成閉合回路，總阻值為R. 若讓銅條水平且垂直于磁場，以恒定的速率v在磁場中豎直向下運動，這時電子測力計的示數(shù)為；再以恒定的速率v在磁場中豎直向上運動，這時電子測力計的讀數(shù)為，銅條在磁場中的長度為L。則磁感應強度的大小為（　　） A.  B.  C.  D. 【答案】C【解析】【詳解】由于銅條勻速運動，銅條向下運動時根據(jù)楞次定律收到向上的安培力，因此磁鐵受到向下的安培力，設磁鐵本身的質量為m，則有 銅條向上運動根據(jù)楞次定律收到向下的安培力，磁鐵受到向上的安培力，因此根據(jù)法拉第電磁感應定律與閉合電路歐姆定律可得電流大小為又可得磁感應強度大小為故選C。二、多項選擇題：本題共3小題，每小題5分，共15分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求，全部選對得5分，選對但不全得3分，有錯選的得0分.8. 如圖所示，理想變壓器的原線圈接（V）的交變電壓，副線圈通過電阻的導線對“110V/440W”的電器R1供電，該電器正常工作。由此可知（　?。?/span>A. 原、副線圈的匝數(shù)比為100：1B. 交變電壓的頻率為50HzC. 副線圈中電流的平均值為4AD. 變壓器的輸入功率為472W【答案】BD【解析】【詳解】B．交變電壓的頻率為B正確；C． 副線圈中電流有效值為C錯誤；D． 變壓器的輸入功率為D正確；A．原、副線圈的匝數(shù)比為A錯誤。故選BD。9. 法拉第曾提出一種利用河流發(fā)電的設想，并進行了實驗研究。實驗裝置的示意圖如圖所示，兩塊面積均為S的矩形金屬板，平行、正對、豎直地全部浸在河水中，間距為d，水流速度處處相同，大小為v，方向水平。金屬板與水流方向平行，地磁場磁感應強度的豎直分量為B，水的電阻率為，水面上方有一阻值為R的電阻通過絕緣導線和電鍵K連接到金屬板上，忽略邊緣效應，以下說法正確的是（　　） A. 該裝置產生的電動勢大小與水中帶電離子的濃度有關B. 如果水流方向反向，則通過R的電流反向C. 通過電阻R的電流強度為D. 若電阻R的阻值增大，則R消耗的電功率一定增大【答案】BC【解析】【詳解】A．該裝置產生的電動勢大小與水中帶電離子的濃度無關，故A錯誤；B．根據(jù)右手定則，如果水流方向反向，則通過R的電流反向，故B正確；C．根據(jù)閉合電路歐姆定律其中內阻通過電阻R的電流強度故C正確；D．R消耗的電功率觀察發(fā)現(xiàn)當時，R消耗的電功率有最大值，故電阻R的阻值增大，R消耗的電功率不一定增大，故D錯誤。故選BC。10. 科研人員將均勻涂抹熒光物質的絕緣圓環(huán)平放于水平桌面上，如圖a所示，圓環(huán)半徑為R?？臻g有一垂直于桌面的勻強磁場，磁感應強度大小為B。A為圓環(huán)邊界上的一點，大量相同的帶電粒子以相同的速率經(jīng)過A點，沿不同方向垂直磁場射入圓環(huán)內，科研人員觀測到整個圓環(huán)發(fā)出淡淡的熒光（高速微觀粒子打在熒光物質上會將動能轉化為光能），且粒子在圓環(huán)內磁場中運動的最長時間為t。若將圓環(huán)更換成半徑為的圓環(huán)時，如圖b所示，觀測到只有四分之一的圓環(huán)有熒光發(fā)出，不計重力及帶電粒子之間的相互作用，則（　?。?/span>A. 粒子在磁場中做圓周運動的周期T=6tB. 粒子在磁場中做圓周運動的半徑C. 粒子在磁場中做圓周運動的速度D. 該粒子的比荷【答案】AC【解析】【詳解】B．由題意可知，粒子在圓環(huán)O2的射出點B到A點的最遠距離為2r， 且弦長AB對應四分之一圓弧，則   ①解得   ②故B錯誤；A．在圓環(huán)O1中運動時間最長的粒子的軌跡所截圓環(huán)O1的弦長最長，恰好等于圓環(huán)O1的直徑，根據(jù)幾何關系可知該粒子轉過的圓心角為60°，則   ③即   ④故A正確；C．粒子在磁場中做圓周運動的速度為   ⑤故C正確；D．根據(jù)牛頓第二定律有   ⑥聯(lián)立④⑥解得   ⑦故D錯誤。故選AC。三、非選擇題：共57分。 11. 用已調零且選擇旋鈕指向歐姆擋“×10”位置的多用電表測某電阻阻值，根據(jù)圖所示的表盤，被測電阻阻值為_______Ω。若將該表選擇旋鈕置于5V擋測電壓，表盤如圖所示，則被測電壓為_______V。【答案】    ①. 70    ②. 3.40【解析】【詳解】[1] 被測電阻阻值為[2] 被測電壓為3.40V12. 某中學生課外科技活動小組利用銅片、鋅片和家鄉(xiāng)盛產的柑橘制作了果汁電池，他們測量這種電池的電動勢E和內阻r，并探究電極間距對E和r的影響。(1)甲同學將多用電表調至直流電壓檔，如甲圖所示，以此估測不同電極間距下果汁電池的 E，那么他需要把_______表筆（填“紅”或“黑”）與銅片相連；把_______表筆（填“紅”或“黑”）與鋅片相連。 (2)乙同學采取的實驗方案如乙圖所示：①調節(jié)滑動變阻器，改變電源兩端的電壓U和流過電源的電流I，依據(jù)公式，利用測量數(shù)據(jù)作出U-I圖象，得出E和r。②將電壓表視為理想表，要求避免電流表分壓作用對測量結果影響，請在乙圖中用筆畫線代替導線將實物電路連接完整______。③實驗中依次減小銅片與鋅片的間距，分別得到相應果汁電池的U-I圖象如丙圖中（a）（b）（c）（d）所示，由此可知：在該實驗中，隨電極間距的減小，電源電動勢______（填“增大”、“減小”或“不變”），電源內阻_______（填“增大”、“減小”或“不變”）。曲線（b）對應的電源電動勢E=______V，內阻r=______Ω，當外電路總電阻為1500Ω時，該電源的輸出功率P=_______mW。（均保留三位有效數(shù)字） 【答案】    ①. 紅    ②. 黑    ③.     ④. 不變    ⑤. 增大    ⑥. 0.977    ⑦. 197    ⑧. 498【解析】【詳解】(1)[1]把紅表筆與銅片相連；[2]把黑表筆與鋅片相連；(2)[3]電路如下圖所示 [4][5]根據(jù)圖像，隨電極間距的減小，縱截距不變，電源電動勢不變，圖像的斜率增大，電源的內阻增大；[6]曲線（b）對應的電源電動勢[7]內阻[8]當外電路總電阻為1500Ω時，電流為該電源的輸出功率13. 圖1為健身用的單車，在人騎行時，車內的傳感器可以把輪盤的速度值以及人體騎行消耗的能量轉化為電信號顯示在車頭的顯示屏上。它的工作原理簡化圖2如下，其中a、b分別是從中心和輪盤邊緣引出的導線的端點。已知勻強磁場磁感應強度B、方向與輪盤垂直，輪盤半徑r，輪盤和導線電阻可忽略不計。某人在騎行時，保持輪盤邊緣的線速度大小為v。(1)求a、b兩點間的電勢差Uab；(2)若在a、b間接一個阻值R的電阻，求：①電阻R消耗的電功率；②假定人體消耗的能量有50% 轉化為電能，若此人騎行該單車健身時間為t，求人體消耗的能量。【答案】(1) ；(2) ①，②【解析】【詳解】(1)電動勢為電勢差(2) ①電流為電阻R消耗的電功率②人體消耗的能量解得14. 有人設計了一種可測速的跑步機，測速原理如圖所示，該機底面固定有間距為L、長度為d的平行金屬電極。電極間充滿磁感應強度為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場，且接有電壓表和阻值為R的電阻。絕緣橡膠帶上鍍有間距為d的平行細金屬條，金屬條電阻為0.5R，磁場中始終僅有一根金屬條，且與電極接觸良好，不計金屬電極和其余導線的電阻，若橡膠帶勻速運動，電壓表讀數(shù)為U，求：（1）橡膠帶勻速運動的速率；（2）一根金屬條經(jīng)過磁場區(qū)域安培力做的功；（3）若從某根金屬條剛進入磁場區(qū)域開始計時，一段時間R上產生熱量，則一共有幾根金屬條通過磁場區(qū)域？【答案】（1）；（2）；（3）9【解析】【詳解】（1）設橡膠帶勻速運動的速率為，根據(jù)法拉第電磁感應定律，可知根據(jù)閉合回路的歐姆定律，可知解得（2）根據(jù)題意可知，流過金屬棒的電流為則安培力的大小為一根金屬條經(jīng)過磁場區(qū)域安培力做的功（3）由上述分析可知，每根金屬條經(jīng)過磁場區(qū)整個電路產生的電阻R上產生的根據(jù)題意，設一共有根金屬條通過磁場區(qū)域，則解得則一共有9根金屬條通過磁場區(qū)域。15. 下圖為一種單聚焦磁偏轉質譜儀工作原理示意圖，在以O為圖心，OH為對稱軸，夾角為2α的扇形區(qū)域內分布著方向垂直紙面的勻強磁場。離子源S產生的正離子束（初速度為零）經(jīng)加速電壓加速后，從A點進入偏轉電場，如果不加偏轉電壓，離子將沿AB垂直磁場左邊界MN進入扇形磁場，經(jīng)過扇形區(qū)域，最后從磁場右邊界穿出到達收集點D，其中，，B點是MN的中點，收集點D和AB段中點對稱于OH軸；如果加上一個如圖所示的較小的偏轉電壓，離子仍能匯聚到D點。已知每個離子的電荷量為q，質量為m，試：（1）求磁感應強度的大小和方向；（2）如果離子經(jīng)過偏轉電場后速度的偏轉角為θ，求粒子從MN邊界進入磁場的入射點與B點距離d；（3）求（2）問中偏轉電場場強E。 【答案】（1），垂直紙面向外；（2）；（3），方向豎直向上【解析】【詳解】（1）不加偏轉電壓時，設離子進入磁場時的速度大小為v0，對離子的加速過程，根據(jù)動能定理有   ①解得   ②根據(jù)幾何關系可得離子在磁場中運動的半徑為   ③設磁感應強度的大小為B，根據(jù)牛頓第二定律有   ④聯(lián)立①②③④解得   ⑤根據(jù)左手定則可知磁感應強度方向垂直紙面向外。（2）如果離子經(jīng)過偏轉電場后速度的偏轉角為θ，則離子進入磁場時的速度大小為   ⑥設離子在磁場中運動的半徑為r′，根據(jù)牛頓第二定律有   ⑦聯(lián)立④⑥⑦解得   ⑧如圖所示，設離子從C點進入磁場，根據(jù)對稱性可知離子軌跡的圓心O′在OH上，在三角形COO′中，根據(jù)余弦定理有    ⑨聯(lián)立③⑧⑨解得   ⑩（3）設離子經(jīng)過C點時的豎直分速度大小為vy，根據(jù)速度的合成與分解有   ?離子在C點的速度方向反向延長線一定過AB中點，則   ?根據(jù)牛頓第二定律可得離子在偏轉電場中的加速度大小為   ?離子在偏轉電場中運動的時間為   ?根據(jù)運動學規(guī)律有   ?聯(lián)立⑩~?解得   ?方向豎直向上。

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