2021-2022学年山东省济宁市兖州区高二下学期期中考试物理试题（Word版）

内蒙古包头市2021-2022学年高二上学期期末考试

物理试卷

第I卷（选择题共40分）

注意事项；

1.答卷前，考生务必将自己的班级、姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。

2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。

3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。）

1. 关于LC振荡电路及电磁波，下列说法正确的是（　　）

A. LC振荡电路中，当回路中电流达到最大时，电容器充电完毕

B. LC振荡电路中，把电容器两极板间距拉大，振荡电流的频率会减小

C. 电磁波传播需要介质

D. 射线的波长比X射线短，且具有很高的能量

2. 如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴匀速转动，产生的感应电动势e随时间t的变化曲线如图乙所示。若外接电阻的阻值，线圈的电阻，则下列说法正确的是（　　）

A. 线圈转动的角速度为100πrad/s

B. 0.01s末穿过线圈的磁通量最大

C. 通过线圈的最大电流为10A

D. 交流电压表的示数为90V

3. 如图所示，为某一交流电的电流-时间图像（前半周期为正弦交流电），则一周期内该电流的有效值为

A.  B.  C.  D.

4. 法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触，关于流过电阻R的电流，下列说法不正确的是（　　）

A. 若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定

B若从上往下看，圆盘顺时针转动，则圆盘中心电势比边缘高

C. 若从上往下看，圆盘顺时针转动，则电阻R中电流沿a到b的方向流动

D. 若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化

5. 如图所示的圆形区域内匀强磁场方向垂直于纸面向里，有一束速率各不相同的质子自A点沿半径方向射入磁场，这些质子在磁场中（　　）

A. 运动时间越长，其轨迹对应的弦长越大

B. 运动时间越长，其轨迹越长

C. 运动时间越短，射出磁场区域时速度越小

D. 运动时间越短，射出磁场区域时速度的偏转角越小

6. 如图所示，三根长为L的直线电流在空间构成等边三角形，电流的方向垂直纸面向里，电流大小均为I，其中A、B电流在C处产生的磁感应强度的大小分别为B0，导线C位于水平面上且处于静止状态，则导线C受到的静摩擦力的大小和方向是（　　）

A. ，水平向左

B. ，水平向右

C. ，水平向左

D. ，水平向右

7. 如图甲所示，粗细均匀的导体框ABC，∠B=90°，∠C=30°，AB边长为L，导体框的总电阻为R。一匀强磁场垂直导体框ABC所在平面，方向向里，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。下列说法正确的是（　　）

A. 导体框ABC中电流的方向为顺时针

B. 导体框ABC中电流的大小为

C. t0时刻两直角边AB和BC所受安培力合力大小为

D. 两直角边AB和BC所受安培力合力方向为垂直AC向左下方

8. 如图所示，在直角三角形区域（含边界）内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为，，，边长，一个粒子源在点将质量为、电荷量为的带正电粒子以大小和方向不同的速度射入磁场，在磁场中运动时间最长的粒子中，速度的最大值是（　　）

A.  B.

C.  D.

二、多项选择题：（本题共4个小题，每题4分，共16分，每题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选的得0分。）

9. 如图所示，有一矩形线圈的面积为S，匝数为N，内阻不计，绕轴在水平方向的磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度做匀速转动，从图示位置开始计时，矩形线圈通过滑环接一理想变压器，滑动触头P上下移动时可改变输出电压，副线圈接有可调电阻R，下列判断正确的是（　　）

A. 矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为

B. 矩形线圈从图示位置经过时间时，通过电流表的电荷量为0

C. 当P位置不动、R增大时，电压表读数也增大

D. 当P位置向上移动、R不变时，电流表读数变大

10. 如图所示，在水平匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场中，有一竖直足够长固定绝缘杆，小球P套在杆上，已知P的质量为m、电荷量为，电场强度为E，磁感应强度为B，P与杆间的动摩擦因数为，重力加速度为g。小球由静止开始下滑直到稳定的过程中，下列说法中正确的是（　　）

A. 小球的加速度一直减小

B. 小球的机械能和电势能的总和逐渐减少

C. 下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是

D. 下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是

11. 如图所示，一根总电阻为R的金属导线弯成一个“勾三股四弦五”的闭合三角形线框。正方形虚线框内分布着磁感应强度大小为B、方向垂直于线框所在平面的匀强磁场，正方形线框的边长为2d，三角形ac边的边长为d。线框在外力F的作用下向右匀速通过磁场，ac边始终与磁场边界垂直。则从a点刚要进人磁场开始计时到bc边刚好离开磁场的过程中，穿过线框的磁通量（图中曲线部分为抛物线）、线框中的感应电流（规定逆时针方向为电流正方向）、ac边所受安培力FA大小、外力F大小与线框的位移x的关系图像可能正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

12. 有一边长为L、质量为m、总电阻为R的正方形导线框自磁场上方某处自由下落，如图所示。区域I、II中匀强磁场的磁感应强度大小均为B，二者宽度分别为L、H，且H＞L。导线框恰好匀速进入区域I，一段时间后又恰好匀速离开区域II，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）

A. 导线框离开区域II的速度大于

B. 导线框刚进入区域II时的加速度大小为g，方向竖直向上

C. 导线框进入区域II的过程产生的焦耳热为mgH

D. 导线框自开始进入区域I至刚完全离开区域II的时间为

第II卷（非选择题共60分）

三、实验题（13题每小题4分；14题8分。共12分）

13. 如图所示是“探究影响通电导线受力的因素”的实验装置图，三块相同的蹄形磁铁并列放置，可以认为磁极间的磁场是均匀的。实验时，先保持导体棒通电部分的长度不变，改变电流的大小；然后保持电流的大小不变，改变导体棒通电部分的长度。每次实验中导体棒在磁场内同一位置平衡时，悬线与竖直方向的夹角记为θ。

（1）下列说法正确的是____（不定项选择，填选项前的字母）。

A.该实验探究了导体棒通电部分长度和电流大小对安培力的影响

B.该实验探究了磁感应强度大小以及通电导体棒长度对安培力的影响

C.如果想增大θ，可以把磁铁的N极和S极对调

D.如果想减小θ，可以把接入电路的导体棒从①、④两端换成②、③两端

（2）若当电流为I且接通②、③时，导体棒受到的安培力为F，则当电流减半且接通①、④时，导体棒的安培力为____。

14. 霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器，用它可以检测磁场及其变化，广泛应用于测量和自动控制等领域。在电动自行车中有多处用了霍尔传感器，最典型的是测速、调速转把、断电刹把以及电动车无刷电机和霍尔助力传感器等。实验表明，当磁场不太强时，霍尔电压、电流和磁感应强度的关系，式中的比例系数称为霍尔系数。已知金属板电流是由电子的定向流动形成的，电子的平均定向移动速度为，电量为，金属板单位体积中电子的个数为，磁感应强度，金属板厚度为，宽度为。则

（1）达到稳定状态时，金属板上侧面的电势_______下侧面的电势（填“高于”、“低于”或“等于”）

（2）电子所受的洛仑兹力的大小为_______。

（3）金属板上下两面之间的电势差（霍尔电压）的大小为______。

（4）霍尔系数_______。

四、计算题（本题共4小题，共48分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）

15. 如图所示，一小型发电机通过升压、降压变压器把电能输送给用户，已知发电机的输出功率，输出电压，升压变压器原、副线圈匝数比为，两个变压器间的输电导线的总电阻，降压变压器的输出电压，变压器本身的损耗忽略不计，求：

（1）升压变压器副线圈两端的电压；

（2）输电线上损耗的电功率；

（3）降压变压器的原、副线圈的匝数比。

16. 一个质量为m电荷量为q的带电粒子，从x轴上的P（l，0）点以速度v，沿与x正方向成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限，不计重力。求：

（1）匀强磁场的磁感应强度的大小；

（2）带电粒子在第一象限运动的时间。

17. 如图所示，平面直角坐标系xOy的第I象限中存在沿y轴负方向的匀强电场，第IV象限以ON为直径的半圆形区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁场区域半径为R.一质量为m、电荷量为q（>0）的带正电粒子，从y轴正半轴上（0，R）的M点，以速度v0沿x轴正方向射入电场，经x轴上x=R处的P点进入磁场，最后从磁场边界最低点以垂直于y轴的方向射出磁场.不计粒子重力，求:

（1）电场强度的大小E；

（2）磁感应强度的大小B。

18. 如图，间距为L的光滑金属导轨，半径为r的圆弧部分竖直放置、直的部分固定于水平地面，MNQP范围内有磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场。金属棒ab和cd垂直导轨放置且接触良好，cd静止在磁场中，ab从圆弧导轨的顶端由静止释放，进入磁场后与cd在运动中始终不接触。已知两根导体棒的质量均为m、电阻均为R。金属导轨电阻不计，重力加速度为g。求：

（1）ab棒到达圆弧底端时轨道对其的支持力大小；

（2）当ab棒速度变为时，cd棒加速度的大小（此时两棒均未离开磁场）；

（3）若cd棒以离开磁场，已知从cd棒开始运动到其离开磁场一段时间后，通过cd棒的电荷量为q，求此过程系统产生的焦耳热是多少。（此过程ab棒始终在磁场中运动）

参考答案

【1题答案】

【答案】D

【2题答案】

【答案】C

【3题答案】

【答案】B

【4题答案】

【答案】D

【5题答案】

【答案】D

【6题答案】

【答案】B

【7题答案】

【答案】C

【8题答案】

【答案】A

【9题答案】

【答案】AD

【10题答案】

【答案】BCD

【11题答案】

【答案】AB

【12题答案】

【答案】CD

【13题答案】

【答案】    ①. AD    ②. F

【14题答案】

【答案】    ①. 低于    ②.     ③.     ④.

【15题答案】

【答案】（1）2500V；（2）6000W；（3）10

【详解】（1）由题意得，升压变压器的输出电压为

（2）由题意得，输出电流为

所以输电线上损失的功率为

P损=I22R=202×15W=6000W

（3）降压变压器的输入电压为

U3=U2﹣I2R=2500V﹣20×15V=2200V

所以降压变压器原、副线圈的匝数比为

【16题答案】

【答案】（1）；（2）

【详解】（1）根据牛顿第二定律

根据几何知识

解得

（2）设带电粒子在第一象限运动的时间为t

粒子的周期为

解得

【17题答案】

【答案】（1）；（2）

【详解】（1）由题意得，带电粒子垂直电场进入后做类平抛运动，则有

联立解得

（2）由类平抛运动可知

粒子进入匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则

解得

【18题答案】

【答案】（1）3mg；（2）；（3）

【详解】（1）设ab到达圆弧底端时受到的支持力大小为N，ab下滑机械能守恒，有

解得

由牛顿第二定律

解得

（2）设ab棒的速度

时，cd棒的速度为，由动量守恒定律

得

棒电动势

棒电动势

回路中电流

I＝

代入数据解得

I＝

此时cd棒所受安培力

F=BIL

此时cd棒加速度为

a=

解得

a =

（3）由题意可知，cd棒以离开磁场后向右匀速运动，从开始运动到其离开磁场一段时间后，对ab，由动量定理有

又

解得

此过程有能量守恒定律得

解得

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