集賢縣普通高中2021-2022學(xué)年度下學(xué)期高二期中考試物理試題一、選擇題（每小題4分，共48分，其中1-8單選，9-12多選）1.根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，下列說法正確的是（）A.有電場的空間一定存在磁場，有磁場的空間也一定能產(chǎn)生電場B.在變化的電場周圍一定產(chǎn)生變化的磁場，在變化的磁場周圍一定產(chǎn)生變化的電場C.均勻變化的電場周圍一定產(chǎn)生均勻變化的磁場D.周期性變化的磁場周圍空間一定產(chǎn)生周期性變化的電場【答案】D【解析】【詳解】根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，只有變化的電場才能產(chǎn)生磁場，均勻變化的電場產(chǎn)生恒定的磁場，非均勻變化的電場產(chǎn)生變化的磁場，選項(xiàng)D正確ABC錯誤。故選D。2.如圖所示，粗細(xì)均勻的正三角形線框abc由相同材質(zhì)的導(dǎo)體棒連接而成，直流電源的兩端與頂點(diǎn)a、c相連，整個裝置處于垂直于線框的勻強(qiáng)磁場中。若ac棒受到的安培力大小為2N，則正三角形線框受到安培力的總和為（）A.0N B.2NC.3N D.4N【答案】C【解析】【詳解】根據(jù)電阻定律易知通過abc的電流是通過ac電流的一半，而abc所受安培力的有效長度和ac長度相同，根據(jù)可知abc受到的安培力大小為1N，且方向和ac所受安培力方向相同，因此正三角形線框受到安培力的總和為3N。故選C。3.甲圖中的水平彈簧振子在內(nèi)的振動圖像如圖乙所示，規(guī)定向右為正方向，下列說法中正確的是（）A.t=0.5s時振子的回復(fù)力方向向正方向B.t=2s時彈簧的長度最長C.2s~3s振子在做減速運(yùn)動D.0.5s~2.5s振子運(yùn)動的路程為16cm【答案】D【解析】【詳解】A．t=0.5s時振子在平衡位置右側(cè)，則此時回復(fù)力方向向負(fù)方向，選項(xiàng)A錯誤；B．t=2s時振子的位移負(fù)向最大，則此時彈簧的長度最短，選項(xiàng)B錯誤；C．2s~3s振子從左側(cè)最大位置向平衡位置移動，則在做加速運(yùn)動，選項(xiàng)C錯誤；D．0.5s~2.5s，即經(jīng)過半個周期，則振子運(yùn)動的路程為2A=16cm，選項(xiàng)D正確。故選D。4.如圖所示，在O點(diǎn)正下方有一個具有理想邊界的方形磁場，銅球在A點(diǎn)由靜止釋放，向右擺到最高點(diǎn)B，不考慮空氣及摩擦阻力，則下列說法正確的是（）A.A、B兩點(diǎn)在同一水平面上 B.A點(diǎn)高于B點(diǎn)C.A點(diǎn)低于B點(diǎn) D.銅球最終靜止【答案】B【解析】【詳解】因?yàn)殂~球進(jìn)出磁場的過程中，穿過銅球的磁通量發(fā)生變化，球中產(chǎn)生渦流，進(jìn)而產(chǎn)生焦耳熱，因此機(jī)械能減小，所以A點(diǎn)高于B點(diǎn)。最終銅球完全在磁場中運(yùn)動時，磁通量不再改變，則不再產(chǎn)生焦耳熱，因此最終銅球?qū)⒃诖艌鲋械确鶖[動，不會靜止。故選B。5.如圖，圖線a是線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動時所產(chǎn)生正弦交流電的圖像，當(dāng)調(diào)整線圈轉(zhuǎn)速后，所產(chǎn)生正弦交流電的圖像如圖線b所示。以下關(guān)于這兩個正弦交流電的說法正確的是（）A.在圖中時刻穿過線圈的磁通量均為零 B.交流電b的電壓最大值為5VC.線圈先后兩次周期之比為3：2 D.交流電a的瞬時值表達(dá)式為（V）【答案】D【解析】【分析】【詳解】A．在圖中t=0時刻線圈位于中性面處，磁通量最大，故A錯誤。B．依據(jù)圖中所給條件，無法判斷交流電b的電壓最大值，故B錯誤。C．交流電a的周期為0.4s，交流電b的周期為0.6s，線圈先后兩次周期之比為2：3，故C錯誤；D．依據(jù)交流電的瞬時值表達(dá)式代入數(shù)據(jù)可得故D正確；故選D。6.如圖所示，交流電源與理想變壓器相連進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電，交流電源電壓的瞬時值，降壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比為，兩變壓器間輸電線路的總電阻為。降壓變壓器副線圈接入一臺額定電壓為、額定功率為的電動機(jī)，電動機(jī)恰好正常工作。圖中電表均為理想電表，下列說法正確的是（）A.升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為B.電流表的示數(shù)為C.兩變壓器間輸電線電阻消耗的功率為D.電壓表的示數(shù)為【答案】A【解析】【詳解】B．根據(jù)代入數(shù)據(jù)可得求得U3=1000V在降壓變壓器的輸入端，且輸入功率P=1000W，由代入數(shù)據(jù)可得I3=1A即電流表讀數(shù)為1A，B錯誤；C．由得輸電線上損失功率為C錯誤；D．電壓表的示數(shù)為有效值，為選項(xiàng)D錯誤。A．升壓變壓器副線圈的電壓為U2=U3+I3r=1025V由得升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為選項(xiàng)A正確；故選A。7.如圖所示，大氣球質(zhì)量為，載有質(zhì)量為的人，靜止在空氣中距地面高的地方，氣球下方懸一根質(zhì)量可忽略不計(jì)的繩子，此人想從氣球上沿繩慢慢下滑至地面，為了安全到達(dá)地面，則這繩長至少應(yīng)為（不計(jì)人的高度，可以把人看作質(zhì)點(diǎn)）（）

A. B. C. D.【答案】C【解析】【分析】人和氣球動量守恒，總動量為0，當(dāng)人不動時，氣球也不動；當(dāng)人向下運(yùn)動時，氣球向上運(yùn)動，且變化情況一致，即加速均加速，減速均減速，勻速均勻速。根據(jù)動量守恒列出等式求解?！驹斀狻咳伺c氣球組成的系統(tǒng)動量守恒，設(shè)人的速度v1，氣球的速度v2，運(yùn)動時間為t，以人與氣球組成的系統(tǒng)為研究對象，取向下為正方向，由動量守恒定律得：則代入數(shù)據(jù)解得則繩子長度即繩子至少長60m。故C正確，ABD錯誤。故選C8.在光滑水平面上有a、b兩小球沿同一條直線運(yùn)動，發(fā)生碰撞且碰撞時間極短。碰撞前后兩球在同一直線運(yùn)動的位置隨時間變化的圖象如圖。則關(guān)于兩球的質(zhì)量大小和碰撞類型，以下正確的是（）

A.B.C.彈性碰撞D.完全非彈性碰撞【答案】A【解析】【詳解】以球b碰撞前的速度方向?yàn)檎较颍蓤D可知，碰撞前碰撞后根據(jù)動量守恒定律得可得碰撞后兩球速度不相等，所以不是完全非彈性碰撞，碰撞前系統(tǒng)動能碰撞后系統(tǒng)動能計(jì)算可得可知非彈性碰撞，故A正確，BCD錯誤。故選A。9.如圖所示，L1和L2為直流電阻可忽略的電感線圈，調(diào)節(jié)乙電路中的滑動變阻器使其阻值均不為零。A1、A2和A3分別為三個相同的小燈泡。下列說法正確的是（）A.圖甲中，閉合S1，隨著電路穩(wěn)定后，A1會逐漸熄滅B.圖甲中，閉合S1瞬間和斷開S1瞬間，通過A1的電流方向相同C.圖乙中，斷開S2瞬間，燈A3閃亮一下再緩慢熄滅D.圖乙中，斷開S2瞬間，燈A2立刻熄滅【答案】AC【解析】【分析】【詳解】A．圖甲中，閉合S1，隨著電路穩(wěn)定后，L1相當(dāng)于導(dǎo)線把A1給短路，故燈會逐漸熄滅，A正確；B．圖甲中，閉合S1瞬間電源提供的通過A1的電流方向向右，斷開S1瞬間，L1提供的通過A1的電流方向向左，B錯誤；CD．圖乙中，由于L2電阻不計(jì)，穩(wěn)定時流過A2的電流大于流過A3的電流，斷開S2瞬間，L2中的電流逐漸減小，燈A2逐漸熄滅，L2中的電流流過燈A3，大于原來的電流，故A3會閃亮一下再緩慢熄滅，C正確，D錯誤。故選AC。10.靜止放置在水平面上的物體，從t=0時刻受到隨時間均勻減小的水平向右的拉力FT和不變的摩擦阻力f共同作用，已知拉力FT與阻力f隨時間t變化的圖像如圖所示，則（）A.在0~t0時間內(nèi)，物體重力的沖量為零B.t0時刻物體的速度一定為零C.t=時刻物體一定向右運(yùn)動D.根據(jù)題設(shè)條件可求出物體運(yùn)動的最大速度【答案】BC【解析】【詳解】A．因?yàn)橹亓楹懔?，?~t0時間內(nèi)，物體重力的沖量等于重力大小與時間的乘積，不為零，A錯誤；B．F-t圖像中圖線與時間軸圍成的面積表示沖量，則0~t0時間內(nèi)合力的沖量為零，且物體的初速度為零，根據(jù)動量定理可知，t0時刻物體的速度一定為零，B正確；C．在0~時間內(nèi)FT大于摩擦力f，物體向右加速運(yùn)動，t=時刻物體受到的合外力為零，加速度為零，速度最大，不會向左運(yùn)動，C正確；D．由于物體的質(zhì)量未知，所以無法求出物體運(yùn)動的最大速度，D錯誤。故選BC。11.質(zhì)量為m、電荷量為q微粒，以與水平方向成角的速度v，從O點(diǎn)進(jìn)入方向如圖所示的正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場組成的混合場區(qū)，該微粒在電場力、洛倫茲力和重力的共同作用下，恰好沿直線運(yùn)動到A，重力加速度為g，下列說法正確的是（）

A.該微粒一定帶負(fù)電荷B.微粒從O到A的運(yùn)動可能是勻變速運(yùn)動C.該磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為D.該電場的場強(qiáng)為【答案】AD【解析】【分析】【詳解】AB．若微粒帶正電，它受豎直向下的重力mg、水平向左的電場力qE和斜向右下的洛倫茲力qvB，微粒不能做直線運(yùn)動，據(jù)此可知微粒應(yīng)帶負(fù)電，它受豎直向下的重力mg、水平向右的電場力qE和斜向左。上的洛倫茲力qvB，又知微粒恰好沿直線運(yùn)動到A，可知微粒應(yīng)該做勻速直線運(yùn)動，故A正確，B錯誤；CD．由平衡條件可知，得磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度電場的場強(qiáng)故C錯誤，D正確。故選AD。12.如圖所示，光滑絕緣水平面上存在著兩個勻強(qiáng)磁場，左側(cè)ee＇ff＇區(qū)域磁場方向豎直向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，右側(cè)ff＇gg＇區(qū)域磁場方向豎直向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小2B，它們的寬度均為L，一個質(zhì)量為m、電阻為R，邊長也為L的單匝正方形金屬線框在恒定的拉力作用下以速度v勻速進(jìn)入左側(cè)磁場區(qū)域，運(yùn)動過程中線框ab邊始終與磁場邊界平行。已知線框的四條金屬邊完全相同，ab邊在離開磁場右邊界gg＇之前已經(jīng)再一次勻速運(yùn)動，則下列說法正確的是（）A.線框勻速進(jìn)入左側(cè)磁場區(qū)域時Uab＝BLvB.當(dāng)ab邊剛越過邊界ff＇時，線框的加速度大小為C.線框ab邊從ff＇邊界運(yùn)動到gg＇邊界過程通過線框某一截面的電荷量D.線框ab邊從ee＇邊界運(yùn)動到gg＇邊界過程，線框中產(chǎn)生的焦耳熱大于恒力所做的功【答案】BD【解析】【詳解】A．線框在勻速進(jìn)入左側(cè)磁場區(qū)域時，ab兩端電壓為路端電壓故A錯誤；B．勻速運(yùn)動時當(dāng)線框ab邊剛越過邊界時牛頓第二定律得到故B正確；C．線框ab邊從邊界運(yùn)動到邊界過程通過線框某一截面的電荷量故C錯誤；D．由功能關(guān)系可知，線框ab邊從邊界運(yùn)動到邊界過程，線框中產(chǎn)生的焦耳熱等于恒力所做的功加上動能的減少量，故D正確。故選BD。二、實(shí)驗(yàn)題（每空2分，共20分）13.小麗同學(xué)用圖甲的實(shí)驗(yàn)裝置“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”。閉合開關(guān)瞬間，發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針向左編轉(zhuǎn)了一下。（1）閉合開關(guān)穩(wěn)定后，將滑動變阻器的滑片向右滑動過程中，靈敏電流計(jì)的指針_______（填”向左偏轉(zhuǎn)”，“向右偏轉(zhuǎn)”成“不偏轉(zhuǎn)”）；（2）閉合開關(guān)穩(wěn)定后，將線圈A從線圈B抽出的過程中，靈敏電流計(jì)的指針_______（填“向左偏轉(zhuǎn)”，“向右偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”）；（3）如圖乙所示，R為光敏電阻，其阻值隨著光照強(qiáng)度的加強(qiáng)而減小。金屬環(huán)A用輕繩懸掛，與長直螺線管共軸，并位于其左側(cè)。當(dāng)光照減弱時，從左向右看，金屬環(huán)A中電流方向_______（填“順時針”或“逆時針”），金屬環(huán)A將向_______（填“左”或“右”）運(yùn)動，并有_______（填“收縮”或“擴(kuò)張”）的趨勢。【答案】①.向左偏轉(zhuǎn)②.向右偏轉(zhuǎn)③.順時針④.右⑤.擴(kuò)張【解析】【詳解】（1）[1]圖甲中如果在閉合開關(guān)瞬間發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針向左偏了一下，說明穿過線圈的磁通量增大，電流計(jì)指針向左偏；合上開關(guān)穩(wěn)定后，將滑動變阻器的滑片向右滑動時，電阻變小，流過線圈的電流變大，那么穿過線圈的磁通量增加，電流計(jì)指針將向左偏轉(zhuǎn)。（2）[2]將線圈A從線圈B抽出的過程中，穿過線圈的磁通量減少，電流計(jì)指針將向右偏轉(zhuǎn)。（3）[3][4][5]由圖乙可知根據(jù)右手螺旋定則可判斷螺線管磁場方向向右；當(dāng)當(dāng)光照減弱時，光敏電阻的阻值增大，回路中電流減小，穿過金屬環(huán)A的磁通量減少，根據(jù)楞次定律可知產(chǎn)生向右的感應(yīng)磁場，再由右手螺旋定則可知從左向右看，金屬環(huán)A中電流方向順時針；感應(yīng)電流的磁場方向與原電流磁場方向相同，故相互吸引，則金屬環(huán)A將向右運(yùn)動，且金屬環(huán)A有擴(kuò)張的趨勢。14.利用斜槽軌道做“驗(yàn)證動量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中小球運(yùn)動軌跡及落點(diǎn)的情況如圖所示。（1）除了圖1中的器材外還需要________；A．秒表B．刻度尺C．天平D．彈簧測力計(jì)E．游標(biāo)卡尺（2）下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)的一些要求必要的有________；A．兩個小球的質(zhì)量應(yīng)滿足mA≤mBB．實(shí)驗(yàn)中重復(fù)多次讓A球從斜槽上釋放，特別注意讓A球從同一位置由靜止釋放C．斜槽軌道的末端必須調(diào)整水平D．兩個小球的大小必須相同E．需要測出軌道末端到水平地面的高度F．必須測量出小球的直徑（3）實(shí)驗(yàn)中，直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是可以通過僅測量________，來間接解決這個問題；A．小球1開始釋放時離桌面的高度hB．小球2拋出點(diǎn)距地面的高度HC．兩小球做平拋運(yùn)動的水平位移D．兩小球的質(zhì)量（4）若該碰撞過程中動量守恒，則一定有關(guān)系式mA·OP=________成立（用上述步驟中測量的量表示）；（5）完成上述實(shí)驗(yàn)后，某實(shí)驗(yàn)小組對上述裝置進(jìn)行了改造，如圖2所示。在水平槽末端與水平地面間放置一個斜面，斜面的頂點(diǎn)與水平槽等高且無縫連接。使小球1仍從斜槽上A點(diǎn)由靜止?jié)L下，重復(fù)上述（2）中相關(guān)操作，得到兩球落在斜面上的平均落點(diǎn)M＇、P＇、N＇。用刻度尺測量斜面頂點(diǎn)到M＇、P＇、N＇三點(diǎn)的距離分別為l1、l2、l3。則驗(yàn)證兩球碰撞過程中動量守恒的表達(dá)式________（用所測物理量的字母表示）?！敬鸢浮竣?BC②.BCD③.C④.⑤.【解析】【詳解】（1）[1]需要使用刻度尺測量A、B兩球水平位移，需要使用天平測量A、B兩球的質(zhì)量，故選BC。（2）[2]A．如果兩球質(zhì)量相等，碰撞后A球?qū)㈧o止不動，如果A球質(zhì)量比B球小，則A球會被彈回，導(dǎo)致無法測量，所以實(shí)驗(yàn)時要使A球質(zhì)量明顯大于B球質(zhì)量，故A錯誤；B．實(shí)驗(yàn)中重復(fù)多次讓A球從斜槽上同一位置由靜止釋放，以減小偶然誤差，故B正確；C．斜槽軌道的末端必須調(diào)整水平，使兩球的動量全部在水平方向上，故C正確；D．兩個小球的大小必須相同，保證是對心碰撞，故D正確；E．實(shí)驗(yàn)中不需要測量兩球的運(yùn)動時間，所以不需要測出高度，故E錯誤；F．兩小球的直徑相等即可，不必測量出小球的直徑，故F錯誤。故選BCD。（3）[3]因?yàn)樾∏蜃銎綊佭\(yùn)動，下落時間相等，故可用水平位移代替平拋的速度，則實(shí)驗(yàn)中，直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是可以通過僅測量小球做平拋運(yùn)動的水平位移，來間接解決這個問題，故選C。（4）[4]設(shè)落地時間為t，則有，，而動量守恒的表達(dá)式為所以若兩球相碰前后的動量守恒，則有（5）[5]碰撞前，落在圖中的點(diǎn)，設(shè)其水平初速度為，小球和發(fā)生碰撞后，的落點(diǎn)在圖中點(diǎn)，設(shè)其水平初速度為，的落點(diǎn)是圖中的點(diǎn)，設(shè)其水平初速度為。設(shè)斜面與水平面的傾角為α，由平拋運(yùn)動規(guī)律得解得同理可見速度正比于，所以需要驗(yàn)證兩球碰撞過程中動量守恒的表達(dá)式為三、解答題15.如圖所示，在傾角的斜面上，沿斜面向下鋪兩條平行的直導(dǎo)軌，導(dǎo)軌足夠長，導(dǎo)軌間距，兩導(dǎo)軌的底端a和b用的電阻相連，直導(dǎo)軌的其他部分電阻不計(jì)，有一范圍足夠大，方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場（圖中未畫出），磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，為金屬桿，與導(dǎo)軌接觸良好，電阻，桿與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)，桿沿導(dǎo)軌向下以做勻速直線運(yùn)動，求：（取，，）（1）金屬桿中電流大??；（2）金屬桿的質(zhì)量；（3）整個回路中電流的電功率。【答案】（1）0.4A；（2）0.1kg；（3）0.4W【解析】【詳解】(1)金屬桿運(yùn)動產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為金屬桿中電流大小為(2)金屬桿勻速向下運(yùn)動，則解得(3)整個回路中電流的電功率等于安培力的功率16.如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系xOy中，射線OP通過原點(diǎn)，與x軸的夾角θ=30°。在第一象限內(nèi)，OP上方區(qū)域有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場，OP下方區(qū)域也有勻強(qiáng)磁場（大小未知）