2021-2022学年广东省潮州市湘桥区南春中学高二（下）期中考物理试题含解析

南春中学2021-2022学年度第二学期期中考高二物理试卷

一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，选对的得4分，选错或不答的得0分）

1. 管道高频焊机可以对由钢板卷成的圆管的接缝实施焊接。焊机的原理如图所示，圆管通过一个接有高频交流电源的线圈，线圈所产生的交变磁场使圆管中产生交变电流，电流产生的热量使接缝处的材料熔化将其焊接。焊接过程中所利用的电磁学规律的发现者为（　　）

A. 库仑 B. 霍尔 C. 洛伦兹 D. 法拉第

【1题答案】

【答案】D

【解析】

【详解】由题意可知，圆管为金属导体，导体内部自成闭合回路，且有电阻，当周围的线圈中产生出交变磁场时，就会在导体内部感应出涡电流，电流通过电阻要发热。该过程利用原理的是电磁感应现象，其发现者为法拉第。故选D。
 

2. 采用220 kV高压向远方的城市输电．当输送功率一定时，为使输电线上损耗的功率减小为原来的，输电电压应变为（    ）

A. 55 kV B. 110 kV C. 440 kV D. 880 kV

【2题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】本意考查输电线路的电能损失，意在考查考生的分析能力．当输电功率P=UI，U为输电电压，I为输电线路中的电流，输电线路损失的功率为P损=I2R，R为输电线路的电阻，即P损=．当输电功率一定时，输电线路损失的功率为原来的，则输电电压为原来的2倍，即440V，故选项C正确．

点睛：本意以远距离输电为背景考查输电线路的电能损失，解题时要根据输送电功率不变，利用输电线路损失的功率P损=I2R解题．

3. 图甲是法拉第于年发明的人类历史上第一台发电机——圆盘发电机．图乙为其示意图，铜盘安装在水平的铜轴上，磁感线垂直穿过铜盘；两块铜片、分别与铜轴和铜盘边缘接触，匀速转动铜盘，电阻就有电流通过．则下列说法正确的是（    ）

A. 回路中恒定电流的大小与铜盘转速无关

B. 回路中有大小和方向都作周期性变化的涡流

C. 回路中电流方向不变，从经导线流进电阻，再从流向铜盘

D. 铜盘绕铜轴转动时，沿半径方向上的金属“条”切割磁感线，产生电动势

【3题答案】

【答案】D

【解析】

【详解】根据法拉第电磁感应定律可知，有，产生的电动势大小不变，则感应电流不变．得到回路中恒定电流的大小与铜盘转速有关．故A错误；根据右手定则可知，电流从点流出，经过电阻流向点，因此电流方向为从向再到，即为，通过的电流从下向上，电流方向不变，通过的电流是直流电，故B，C错误；圆盘在外力作用下运动，相当于沿半径方向上的金属“条”切割磁感线，从而产生感应电动势，进而产生感应电流可以发电，故D正确；故选D．

点睛：本题是右手定则和法拉第电磁感应定律的综合应用，基本题，考查对实验原理的理解能力，同时注意切割磁感线相当于电源，内部电流方向是从负极到正极．注意由于圆盘在切割磁感线，相当于电源，所以M处的电势比N处低．

4. 如图，水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈，右边套有一金属圆环。圆环初始时静止。将图中开关S由断开状态拨至连接状态，电路接通的瞬间，可观察到（　　）

A. 拨至M端或N端，圆环都向左运动

B. 拨至M端或N端，圆环都向右运动

C. 拨至M端时圆环向左运动，拨至N端时向右运动

D. 拨至M端时圆环向右运动，拨至N端时向左运动

【4题答案】

【答案】B

【解析】

【详解】无论开关S拨至哪一端，当把电路接通一瞬间，左边线圈中的电流从无到有，电流在线圈轴线上的磁场从无到有，从而引起穿过圆环的磁通量突然增大，根据楞次定律（增反减同），右边圆环中产生了与左边线圈中方向相反的电流，异向电流相互排斥，所以无论哪种情况，圆环均向右运动。

故选B。

5. 小灯泡L、电容C与一平行金属导轨及导体棒构成如图闭合电路，磁场与导轨所在平面垂直。当导体棒向右运动时，小灯泡电流I的方向以及电容器C极板的带电情况是（　　）

A. I从a到b，C上极板带正电 B. I从a到b，C下极板带正电

C. I从b到a，C上极板带正电 D. I从b到a，C下极板带正电

【5题答案】

【答案】A

【解析】

【详解】当导体棒向右运动时，回路中的磁通量在增大且原磁场方向向里，根据楞次定律，回路中产生逆时针的感应电流，即PabQa，由于导体棒充当了电路电源，可知P端相当于电源正极，通过小灯泡的电流方向为从a到b，电容器上极板带正电，故BCD错误，A正确。

故选A。

6. 一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q方；若该电阻接到正弦半波交变电源上，在一个周期内产生的热量为Q正。该电阻上电压的峰值为u0，周期为T，如图所示。则Q方:Q正等于（　　）

A. 1:4 B. 4:1 C. 1:2 D. 2:1

【6题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】由图可知，方形交流电源的有效值为，故其一周期产生的热量为

正弦式交流电的有效值为

故其一周期产生的热量为

故有

故ABD错误，C正确。

故选C。

7. 浮桶式灯塔模型如图甲，其由带空腔的磁体和一个连着灯泡的线圈组成，磁体在空腔产生的磁场如图乙所示，磁体通过支柱固磁体定在暗礁上，线圈随波浪相对磁体沿竖直方向运动，且始终处于磁场中，则浮桶线圈（　　）

A 当海面平静时，灯泡稳定发光

B. 当海水水平匀速流动时，灯泡稳定发光

C. 海水上下震荡幅度越大，灯泡发光越亮

D. 海水上下震荡速度越快，灯泡发光越亮

【7题答案】

【答案】D

【解析】

【详解】A．当海面平静时，线圈静止不动，不切割磁感线，不产生电动势，灯泡不亮，故A错误；

B．当海水水平匀速流动时，线圈不切割磁感线，不产生电动势，灯泡不亮，故B错误；

CD．线圈随海水上下震荡，切割磁感线产生的电动势

可知：电动势的大小与海水上下震荡速度有关，与震荡幅度无关，v越大，E越大，则灯泡发光越亮，故C错误，D正确。

故选D。

二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得6分，选不全的得3分，选错或不答的得0分。）

8. 如图所示，长直导线与矩形导线框固定在同一平面内，直导线中通有图示方向电流．当电流逐渐减弱时，下列说法正确的是（ ）
 

A. 穿过线框的磁通量不变

B. 线框中产生顺时针方向的感应电流

C. 线框中产生逆时针方向的感应电流

D. 线框所受安培力的合力向左

【8题答案】

【答案】BD

【解析】

【详解】A．当电流逐渐减弱时，周围的磁场减弱，故穿过线框的磁通量减小，选项A错误；

BC．根据楞次定律可知，线框中产生顺时针方向的感应电流，选项B正确，C错误；

D．根据楞次定律可知，线圈中的感应电流阻碍磁通量的减小，故线圈有向左受力靠近直导线的趋势，选项D正确；

故选BD。

9. 手机无线充电是比较新颖充电方式。如图所示，电磁感应式无线充电的原理与变压器类似，通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量。当充电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流后，就会在邻近的受电线圈中感应出电流，最终实现为手机电池充电。在充电过程中（    ）

A. 送电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化

B. 受电线圈中感应电流产生的磁场恒定不变

C. 送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递

D. 手机和基座无需导线连接，这样传递能量没有损失

【9题答案】

【答案】AC

【解析】

【详解】AB．由于送电线圈输入的是正弦式交变电流，是周期性变化的，因此产生的磁场也是周期性变化的，A正确，B错误；

C．根据变压器原理，原、副线圈是通过互感现象实现能量传递，因此送电线圈和受电线圈也是通过互感现象实现能量传递，C正确；

D．手机与机座无需导线连接就能实现充电，但磁场能有一部分以电磁波辐射的形式损失掉，因此这样传递能量是有能量损失的，D错误。

故选AC。

10. 如图是进行变压器演示实验的示意图，在铁环上用刷有绝缘漆的铜丝绕制了匝数分别为n1、n2的两个线圈。线圈n1与开关S1、干电池E1、交流电源E2构成电路，交流电源E2的电动势（V），线圈n2与开关S2、灵敏电流表G、交流电压表V构成电路。则（　　）

A. 若S1接“1”，在将S2接“3”的瞬间灵敏电流表指针将发生偏转

B. 若S2接“3”，在将S1接“1”的瞬间灵敏电流表指针将发生偏转

C. 若S1接“2”，在S2接“4”后，电压表指针的摆动频率为

D. 若S1接“2”，S2接“4”，稳定后电压表的读数为（V）

【10题答案】

【答案】BD

【解析】

【详解】A．若S1接“1”，原线圈通有的是恒定电流，在副线圈中没有感应电流，故指针不偏转，故A错误；

B．若S2接“3”，在将S1接“1”的瞬间，原线圈电流突然变化，副线圈产生感应电流，灵敏电流表指针发生偏转，故B正确；

C．若S1接“2”，在S2接“4”后，电压表显示的是有效值，不会摆动，故C错误；

D．若S1接“2”，S2接“4”，交流电压有效值为

根据

得

故D正确。

故选BD。

三、填空题（共18分）

11. （1）用螺旋测微器测圆柱体的直径时，示数如图1所示，此示数为_______，图2的示数为_______。

（2）如图所示为某次实验中两电表示数情况，则：电流表A的示数为_______A，电压表V的示数为_______V。

（3）在伏安法测电阻的实验中，待测电阻约为，电压表V的内阻约为，电流表A的内阻约为，测量电路中电流表的连接方式如图3或图4所示，结果由公式计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的示数。若将图3和图4中电路测得的电阻值分别记为和，则_______（填“”或“”）更接近待测电阻的真实值，且测量值_______（填“大于”、“等于”或“小于”）真实值，测量值_______（填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。

【11题答案】

【答案】    ①. 8.112mm##8.113mm##8.114mm    ②. 1.249mm##1.250mm##1.251mm    ③. 1.50A    ④. 7.5V    ⑤.     ⑥. 大于    ⑦. 小于

【解析】

【详解】（1）[1]根据读数原理有

考虑到偶然误差，8.112mm或8.113mm也合理；

[2]根据读数原理有

考虑到误偶然差，1.249mm或1.251mm也合理；

（2）[3]根据电表读数原理，电流表读数为：1.50A；

[4] 电压表读数为：7.5V；

（3）[5]由于

说明电流表分压形成误差小于电压表分流的误差，则宜采用内接法，故更加接近真实值；

[6]由于采用内接法时，电阻的测量值将电流表的电阻也算在内，故大于真实值；

[7]采用外接法时，由于电流的读数大于流经Rx的电流，而电压表与Rx并联，读数确为其两端电压，根据欧姆定律，故小于真实值。

12. 利用图(a)电路测量干电池组的电动势和内阻，实验器材有：待测干电池组(由电池A、B串联而成)、电流表(0.6A量程的内阻为0.5Ω)、电阻箱、定值电阻(阻值为2.0Ω)、开关及导线若干。

(1)为了完成实验需要进行的测量是______；

(2)某同学按图(a)连接线路后，闭合开关，无论怎么调节电阻箱，电流表始终无示数。他为了排查电路故障，保持电路开关闭合，将内阻很大的电压表的“-”接线柱通过导线与a处的接线端保持连接，“+”接线柱通过导线依次与b、c、d、e、f、g、h、j、k处的接线端接触，电压表示数如下表所示：

则电路存在的故障有______；

(3)该同学排除故障后，利用图(a)中的器材和电路完成相关实验：

①断开电路开关，调节电阻箱，示数如图(b)，读得电阻值是______Ω；闭合电路开关，电流表的示数如图(c)，电流值为______A；

②根据(2)表中的数据和①中的读数，可计算出电池组的内阻是______Ω(计算结果保留两位有效数字)。

【12题答案】

【答案】    ①. 多次调节电阻箱，记下电流表的示数I和电阻箱相应的阻值R    ②. 定值电阻所在部分有断路；另外，导线ka可能有断路    ③. 4.0    ④. 0.36    ⑤. 1.5

【解析】

【分析】

【详解】(1)[1]电流表示数随变阻器变化由

可知若要知道电动势与内阻，需要知道I和R即电阻箱阻值与电流表示数。

(2)[2]由于af，ag，ah，ai，aj电压相等而

Uak=0

故为ak之间断路，定值电阻所在部分有断路。

(3)[3][4]由图可知

R=4.0Ω，I=0.36A

[5]根据闭合电路的欧姆定律则

且

E=2.88V，I=0.36A，Rg=0.5Ω，R0=2Ω，R=4Ω

所以

四、计算题（两小题共36分）

13. 如图甲所示，匝的线圈（图中只画了2匝），电阻，其两端与一个的电阻相连，线圈内有指向纸内方向的磁场。线圈中的磁通量按图乙所示规律变化。

(1)判断通过电阻的电流方向；

(2)求线圈产生的感应电动势；

(3)求电阻两端的电压。

【13题答案】

【答案】(1)；(2)；(3)

【解析】

【详解】(1)根据图像可知，线圈中垂直于纸面向里的磁场增大，为了阻碍线圈中磁通量的增大，根据楞次定律可知线圈中感应电流产生的磁场垂直于纸面向外，根据安培定则可知线圈中的感应电流为逆时针方向，所通过电阻的电流方向为。

(2)根据法拉第电磁感应定律

(3)电阻两端的电压为路端电压，根据分压规律可知

14. 如图，POy区域内有沿y轴正方向的匀强电场，POx区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，OP与x轴成θ角．不计重力的负电荷，质量为m、电量为q，从y轴上某点以初速度v0垂直电场方向进入，经电场偏转后垂直OP进入磁场，又垂直x轴离开磁场．求：

（1）电荷进入磁场时的速度大小

（2）电场力对电荷做的功

（3）电场强度E与磁感应强度B的比值

【14题答案】

【答案】（1）  （2）  （3）

【解析】

【详解】（1）设带电粒子到达OP进入磁场前的瞬时速度为v，有：

v=①

（2）由动能定理，电场力做的功为：

（3）设带电粒子在磁场中运动的半径为R，由牛顿运动定律：

，

依题意：

OD=R，

由几何关系：

CD= OD cosθ，

在x方向有：

，

又：

在y方向：

联立解得