辽宁省大连市2021-2022学年高二上学期期末考试物理试题（Word版含答案）

大连市2021-2022学年高二上学期期末考试
物理
注意事项：
1．请在答题纸上作答，在试卷上作答无效．
2．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分，考试时间75分钟．
第Ⅰ 卷选择题（共46分）
一、选择题（本题共10小题，共46分．第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．）
1．下列说法正确的是（ ）
A．根据公式可知，金属电阻率与导体的电阻成正比
B．磁感应强度的定义式，但B与F、I、l的变化无关
C．磁通量既有大小又有方向，所以是矢量
D．导体棒在磁场中运动速度越大，产生的感应电动势一定越大
2．关于带电粒子进入磁场时所受洛伦兹力的方向，下列判断正确的是（ ）
A． B． C． D．
3．如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b，当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光，下列说法正确的是（ ）
A．原、副线圈匝数比为9∶1 B．原、副线圈匝数比为1∶9
C．原、副线圈匝数比为1∶3 D．原、副线圈匝数比为3∶1
4．如图所示，质量为m、长为l的直导线置于倾角为的光滑斜面上，并处于匀强磁场中．当导线中通以垂直于纸面向外、大小为I的电流时，导线保持静止，则匀强磁场的磁感应强度方向和大小可能为（ ）
A．竖直向上， B．竖直向上，
C．垂直斜面向下， D．垂直斜面向下，
5．光滑绝缘水平面上垂直穿过两根长直导线，俯视图如图所示，两根导线中通有大小相同，方向相反的电流，电流方向如图所示．水平面上一带电小球（电性未知）以某一初速度v沿两导线连线的中垂线入射，运动过程中小球始终未脱离水平面，下列说法正确的是（ ）
A．小球做匀速直线运动 B．小球先做减速运动后做加速运动
C．小球向左做曲线运动 D．小球向右做曲线运动
6．如图所示，甲是回旋加速器，乙是磁流体发电机，丙是速度选择器，丁是霍尔元件，其中丙的磁感应强度大小为B、电场强度大小为E，下列说法正确的是（ ）
A．甲图要增大粒子的最大动能，可减小磁感应强度
B．乙图可判断出A极板是发电机的正极
C．丙图中粒子沿直线通过速度选择器的条件是
D．丁图中若导体为金属，稳定时C板电势高
7．如图所示，空间存在一垂直于纸面向里的匀强磁场，在纸面内，直角三角形导体线框以垂直于磁场边界速度v匀速穿过磁场区域．以电流逆时针方向为正．关于线框中感应电流i随时间t变化的关系，下列四幅图可能正确的是（ ）
A． B． C． D．
8．沿半径为R的圆形边界的匀强磁场的半径方向射入两个带电粒子甲和乙，甲、乙分别从圆形边界上的Q、S两点射出，已知两个带电粒子的比荷相同，圆弧为圆周边界的，圆弧为圆周边界的，由此可知（ ）
A．甲和乙两粒子的半径大小之比为 B．甲和乙两粒子的速度大小之比为
C．甲和乙两粒子的角速度之比为1∶1 D．甲和乙两粒子在磁场中运动的时间之比为3∶4
9．如图所示，直线与水平方向成角，的右上方存在垂直纸面向外的匀强磁场，左下方存在垂直纸面向里的匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小均为B．一粒子源位于上的a点，能水平向右发射不同速率、质量为m（重力不计）、电荷量为的同种粒子，所有粒子均能通过上的b点．已知，则粒子的速率可能是（ ）
A． B． C． D．
10．如图所示，间距为l、足够长的水平光滑金属导轨，空间分布着垂直于导轨平面方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B．两导体棒a、b均垂直于导轨静止放置．已知导体棒a质量为，导体棒b质量为m；长度均为l，电阻均为r；其余部分电阻不计．现使导体棒a获得瞬时平行于导轨水平向右的初速度．在两导体棒有相对运动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．导体棒b动能增加量等于导体棒a动能减少量 B．导体棒b动量增加量等于导体棒a动量减少量
C．通过导体棒b的电荷量为 D．两棒共产生的焦耳热为
第Ⅱ卷 非选择题（共54分）
二、实验题（本题共2小题，每问2分，共14分．）
11．（6分）“研究电磁感应现象”的实验装置如图所示．
在图甲中，不通电时电流计指针停在正中央，当闭合开关时，观察到电流计指针向左偏．现在按图乙连接方式将电流计与螺线管B连成一个闭合回路，将螺线管A与电池、滑动变阻器和开关S串联成另一个闭合回路．
（1）在图乙中，开关S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，螺线管B的___________端（选填“上”或“下”）电势高；
（2）在图乙中，螺线管A放在B中不动，开关S突然断开的瞬间，电流计的指针将___________（选填“向左”、“向右”或“不发生”）偏转；
（3）在图乙中，螺线管A放在B中不动，滑动变阻器的滑片向左滑动的过程中，电流计的指针将___________（选填“向左”、“向右”或“不发生”）偏转．
12．（8分）某实验小组在实验室发现一段粗细均匀、电阻率较大的电阻丝，设计如图甲所示的电路进行实验探究．其中为电阻丝，是阻值为的定值电阻，实验中调节滑动变阻器的滑片P，记录电压表示数U，电流表示数I以及对应的长度x，绘制了图线如图乙所示．
（1）由图乙求得电池的电动势________V，内阻________；（结果均保留两位小数）
（2）根据实验数据可绘出图像如图丙所示．图像斜率为k，电阻丝横截面积为S，可求得电阻丝的电阻率______，测得的电阻率________真实值（选填“大于”“等于”或“小于”）．
三、计算题（本题共3小题，共40分．其中13题10分、14题14分、15题16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．）
13．（10分）如图所示，有一单匝矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴以角速度匀速转动，边、的长度分别为和，轴分别通过和的中点，线圈的总电阻为r，线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环e、f（集流环）焊接在一起，并通过电刷与阻值为R的定值电阻连接．求：
（1）线圈转动过程中感应电动势的最大值；
（2）线圈平面由图示位置开始计时，写出感应电动势瞬时值的表达式；
（3）电阻R的电功率．
14．（14分）质谱仪原理示意图如图所示，电荷量为q、质量为m的带正电的粒子从静止开始经过电压为U的加速电场后进入速度选择器．速度选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，匀强电场的电场强度为E、方向水平向右．已知带电粒子能够沿直线穿过速度选择器，从G点垂直于进入偏转磁场，该偏转磁场是一个以直线为边界、方向垂直于纸面向外的匀强磁场．带电粒子经偏转磁场后，最终到达照相底片的H点．可测量出G、H间的距离为l，带电粒子的重力可忽略不计．求：
（1）粒子从加速电场射出时速度v的大小；
（2）速度选择器中匀强磁场的磁感应强度；
（3）偏转磁场的磁感应强度的大小．
15．（16分）如图所示，两条足够长的平行金属导轨间距为，固定在倾角为的斜面上．导轨顶端连接一个阻值为的电阻．在直线下方存在方向垂直于斜面向上、磁感应强度大小为的匀强磁场．质量为的金属棒从处由静止开始沿导轨下滑，其运动过程中的图像如图所示，其中为直线．金属棒运动过程中与导轨保持垂直且接触良好，不计金属棒和导轨的电阻，g取，．求：
（1）金属棒与导轨间的动摩擦因数；
（2）金属棒在磁场中能够达到的最大速率；
（3）已知金属棒从进入磁场到速度达到时通过电阻的电荷量为，求此过程中电阻产生的焦耳热．
大连市2021～2022学年度第一学期期末考试高二物理（参考答案）
一、选择题（本题共10小题，共46分．第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．）
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
B C A B A C D BC CD BCD
二、实验题（本题共2小题，每空2分，共14分．）
11．（6分）（1）上 （2）向左 （3）向右
12．（8分）（1）1.49 0.45 （2） 等于
三、计算题（本题共3小题，共40分．其中13题10分、14题14分、15题16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．）
13．解：
（1）根据正弦式交变电流的产生规律可知，线圈感应电动势最大值 2分
（2）则线圈平面由如图所示位置开始计时，t时刻感应电动势瞬时值的表达式
2分
（3）电动势的有效值为 2分
根据欧姆定律，电流为 2分
电阻R的功率 2分
14．解：
（1）在加速电场中，由 2分
可解得 1分
（2）粒子在速度选择器中受到向右的电场力，应与洛伦兹力平衡，故磁感应强度的方向应该垂直于纸面向外 2分
由 2分
得 2分
（3）粒子在磁场中的轨道半径 1分
由 2分
得 2分
15．解：
（1）在过程中，金属棒的加速度 1分
1分
解得 1分
（2）金属棒在磁场中达到最大速率时，
感应电动势为 1分
1分
安培力公式有 1分
2分
解得． 1分
（3）电荷量 1分
解得金属棒在磁场下滑的位移 2分
下滑的过程 2分
焦耳热等于克服安培力做的功 1分
解得 1分