2021-2022学年江苏省盐城市阜宁中学等四校高二下学期期中考试物理试题含答案

  盐城市阜宁中学等四校2021-2022学年高二下学期期中考试

物理试题

一．选择题：本题共13小题，每小题4分，共计52分。每小题只有一个选项符合题意。

1. 以下物理量其名称与国际单位制中单位符号不一致的是（   ）

A. 电流、 B. 自感系数、 C. 磁通量、 D. 磁感应强度、

【1题答案】

【答案】B

2. 为探讨磁场对脑部神经组织的影响及临床医学应用，某小组查阅资料得知：“将金属线圈放置在头部上方几厘米处，给线圈通以上千安培、历时约几毫秒的脉冲电流，电流流经线圈产生瞬间的高强度脉冲磁场，磁场穿过头颅对脑部特定区域产生感应电场及感应电流，而对脑神经产生电刺激作用，其装置如图所示。”同学们讨论得出的下列结论正确的是（　　）

A. 脉冲电流流经线圈会产生高强度的磁场是电流的磁效应

B. 脉冲磁场对脑部特定区域产生感应电流是电磁感应现象

C. 若将脉冲电流改为恒定电流，可持续对脑神经产生电刺激作用

D. 若脉冲电流最大强度不变，但缩短脉冲电流时间，则在脑部产生的感应电场及感应电流会增强

【2题答案】

【答案】ABD

3. 如图，长为L的导体棒a放置在光滑绝缘水平面上，固定的长直导线b与a平行放置在同一水平面上，导体棒a与力传感器相连。a、b中分别通有大小为Ia、Ib的恒定电流，Ia方向如图所示，Ib方向未知。导体棒a静止时，通过分析传感器数据，发现a受到b的吸引力大小为F，则Ib的方向和Ib在a处产生的磁感应强度的大小为（　　）

A. 与Ia同向， B. 与Ia同向， C. 与Ia反向， D. 与Ia反向，

【3题答案】

【答案】B

4. 如图所示，匀强磁场的左边界为一竖直面，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里，范围足够大。由导体制成的半径为R、粗细均匀的圆环，以水平速度v垂直磁场方向匀速进入匀强磁场。当圆环运动到图示位置时，a、b两点为匀强磁场的左边界与圆环的交点，O点为圆环的圆心，已知，则a、b两点的电势差为（    ）

A.  B.  C.  D.

【4题答案】

【答案】B

5. 如图，为LC振荡电路中电容器极板上所带电量随时间变化的图象，下面判断正确的是

A. t1时刻，振荡电路中的电流最大

B. t2时刻，电容器C两极板间电势差最大

C. t3时刻电感线圈三中磁场的磁感应强度正在减小

D. 从t4到t5过程中，磁场能逐渐转化为电场能

【5题答案】

【答案】C

6. 如图所示，匀强磁场中有两个导体圆环a、b，磁场方向与圆环所在平面垂直．磁感应强度B随时间均匀增大．两圆环半径之比为2∶1，圆环中产生的感应电动势分别为Ea和Eb.不考虑两圆环间的相互影响．下列说法正确的是(　　)

A. Ea∶Eb＝4∶1，感应电流均沿逆时针方向

B. Ea∶Eb＝4∶1，感应电流均沿顺时针方向

C. Ea∶Eb＝2∶1，感应电流均沿逆时针方向

D. Ea∶Eb＝2∶1，感应电流均沿顺时针方向

【6题答案】

【答案】B

7. 显像管原理的示意图如图所示，当没有磁场时，电子束将打在荧光屏正中的O点，安装在管径上的偏转线圈可以产生磁场，使电子束发生偏转.设垂直纸面向里的磁场方向为正方向，若使高速电子流打在荧光屏上的位置由点逐渐移动到点，下列变化的磁场能够使电子发生上述偏转的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【7题答案】

【答案】C

8. 如图为远距离输电示意图，发电机的输出电压和输电线的电阻、理想变压器匝数均不变，且n1∶n2=n4∶n3。当用户用电器的总电阻减小时（　　）

A. U1∶U2=U3∶U4

B. 用户的电压U4增大

C. 用户消耗的功率等于发电机的输出功率

D. 输电线上损失的功率增大

【8题答案】

【答案】D

9. 如图所示，电感线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，LA、LB是两个相同的灯泡，且在下列实验中不会烧毁，电阻R2阻值约等于R1的两倍，则（　　）

A. 闭合开关S时，LA、LB同时达到最亮，且LB更亮一些

B. 闭合开关S时，LA、LB均慢慢亮起来，且LA更亮一些

C. 断开开关S时，LA慢慢熄灭，LB马上熄灭

D. 断开开关S时，LA慢慢熄灭，LB闪亮后才慢慢熄灭

【9题答案】

【答案】D

10. 回旋加速器在科学研究中得到了广泛应用，其原理如图所示．D1和D2是两个中空的半圆形金属盒，置于与盒面垂直的匀强磁场中，它们接在电压为U、周期为T的交流电源上．位于D1圆心处的质子源A能不断产生质子（初速度可以忽略），它们在两盒之间被电场加速．当质子被加速到最大动能Ek后，再将它们引出．忽略质子在电场中的运动时间，则下列说法中正确的是（     ）

A. 若只增大交变电压U，则质子的最大动能Ek会变大

B. 若只增大交变电压U，则质子在回旋加速器中运行的时间不变．

C. 若只将交变电压的周期变为2T，仍能用此装置持续加速质子

D. 质子第n次被加速前、后的轨道半径之比为

【10题答案】

【答案】D

11. 课堂上，杨老师演示了一个有趣的电磁现象：将一空心铝管竖立，把一块直径比铝管内径小一些的圆柱形的强磁铁从铝管上端由静止释放，强磁铁在铝管内下落过程中始终沿着铝管的轴线运动，不与铝管内壁接触，且无翻转。可以观察到，相比强磁铁自由下落，强磁铁在铝管中的下落会延缓许多。强磁铁由静止释放在铝管中运动过程中，关于其运动和受力情况，下列分析正确的是（　　）

A. 先加速下落后减速下落

B. 始终做加速运动，且加速度不断增大

C. 所受铝管对它的作用力方向竖直向上

D. 所受合力方向竖直向上

【11题答案】

【答案】C

12. 如图所示为一种质谱仪示意图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成，若静电分析器通道中心线的半径为，通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为，磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为、方向垂直纸面向外。一质量为、电荷量为的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器，由点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的点。不计粒子重力，下列说法正确的是（　　）

A. 粒子一定带负电

B. 加速电场的电压

C. 直径

D. 若一群离子从静止开始经上述过程都落在胶片上同一点，则该群离子具有不相同的比荷

【12题答案】

【答案】B

13. 如图甲所示，电磁发射是一种全新的发射技术，通过电磁发射远程投送无动力的炮弹，可以实现比较高的出口速度，且它的能量是可调控的，未来可用于消防、军事等方面。它的主要原理如图乙所示，两根平行长直金属导轨沿水平方向固定，炮弹可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触。内阻为r的可控电源提供强大的电流经导轨流入炮弹再流回电源，炮弹被导轨中电流形成的磁场推动而发射。在发射过程中，该磁场在炮弹所在位置始终可以简化为磁感应强度为B的匀强磁场。已知两导轨内侧间距为L，炮弹的质量为m，炮弹在导轨间的电阻为R，若炮弹滑行距离s后获得的发射速度为v。不计空气阻力、导轨电阻，不考虑炮弹切割磁感线产生的感应电动势，下列说法正确的是（　　）

A. 匀强磁场方向为竖直向下

B. 电磁炮受到的安培力大小为

C. 通过炮弹的电流为

D. 可控电源此时的电动势是

【13题答案】

【答案】D

二、计算题：本题共4小题，共48分.解答时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，答案中必须明确写出数值和单位。

14. 如图甲所示为电流天平，此装置可以测定螺线管中的磁感应强度。它的横臂（图乙）能绕转轴OO＇自由转动，轴的两侧臂长度相等。在轴的右侧，沿着横臂的边缘固定着一条U形绝缘导线，天平最右端导线CD的长度为L。先调整天平处于平衡，把U形导线端放入待测的磁场中（如图丙所示），给U形导线和螺线管分别通以大小为I和I0的电流。CD段导线由于受到安培力作用而使天平右臂向下倾斜，在天平的另一端可以加适当的钩码，使天平恢复平衡。设当地重力加速度g＝10m/s2。

（1）在某次实验中，测得CD段导线长度为，天平平衡时钩码重力为，通过CD段导线的电流为。请计算出通电螺线管中的磁感应强度B的大小（结果保留一位小数）。

（2）若在实验中发现表盘的指针向右偏转，在不改变所挂钩码的情况下，怎样调整通过导线的电流，才能使天平平衡？

【14题答案】

【答案】（1）；（2）减小通过导线的电流

15. 如图甲所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴按如图所示方向匀速转动，线圈的匝数匝、电阻，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻，与电阻R并联的交流电压表为理想电表。在时刻，线圈平面与磁场方向垂直，交流发电机产生的电动势的瞬时值e随时间t按图乙所示正弦规律变化。求：

(1)通过线圈的磁通量的最大值；

(2)电路中交流电压表两端的电压；

(3)线圈由图甲所示位置转过的过程中，通过线圈的电量。

【15题答案】

【答案】(1)；(2)；(3)

16. 如图所示，处于匀强磁场中两根足够长、电阻不计的平行金属导轨、相距，上端连接一个阻值的电阻，导轨平面与水平面夹角，长为的金属棒垂直于、放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，它们之间的动摩擦因数，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。已知金属棒的质量为，阻值，磁场的磁感应强度。金属棒从静止开始运动，若金属棒下滑距离为时速度恰好达到最大值（，，取）。求：

（1）金属棒下滑过程中流过电阻的电流方向；

（2）金属棒达到的最大速度；

（3）金属棒由静止开始下滑位移为的过程中，金属棒上产生的焦耳热。

【16题答案】

【答案】（1）；（2）；（3）

17. 如图为实验室筛选带电粒子的装置示意图，左端加速电极M、N间的电压为，中间速度选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，匀强磁场的场强，两板电压，两极板间的距离D=2cm，选择器右端是一个半径R=20cm的圆筒，可以围绕竖起中心轴顺时针转动，筒壁的一个水平圆周上均匀分布着8个小孔至．圆筒内部有竖直向下的匀强磁场，一电荷量为、质量为的带电粒子，从静止开始经过加速电场后匀速穿过速度选择器，圆筒不转时，粒子恰好从小孔射入，从小孔射出，若粒子碰到圆筒就被圆筒吸收，求：

（1）加速器两端的电压的大小；

（2）圆筒内匀强磁场的大小并判断粒子带正电还是负电；

（3）要使粒子从一个小孔射入圆筒后能从正对面的小孔射出（如从进入出），则圆筒匀速转动的角速度多大？

【17题答案】

【答案】（1）（2）（3）