河南省南阳市2021-2022学年高二上学期期末考试物理试题（Word版无答案）

南阳市2021-2022学年高二上学期期末考试
物理试题
注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并用2B铅笔将准考证号及考试科目在相应位置填涂。
2.选择题答案使用2B铅笔填涂，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号；非选择题答案使用0.5毫米的黑色中性（签字）笔或碳素笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号在各题的答题区域（黑色线框）内作答，超出答题区域书写的答案无效。
4.保持卡面清洁，不折叠，不破损。
5.本试卷分试题卷和答题卷两部分，满分110分，考试时间90分钟。
一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分，在每小题给出的四个选项中，1-8题只有一个选项正确，9-12题有多个选项正确。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有错选或不答的得0分
1.下列说法正确的是
A.说明导体电阻与导体两端的电压、通过导体的电流有关
B.由可知，电场中某点的电场强度与场源电荷所带的电荷量无关
C.由可知，如果带电荷量为1C的正电荷从点移动到点电场力做功为1J，则两点间的电势差为1V
D.磁感线起始于极，终止于极；电场线起始于正电荷，终止于负电荷
2.如图所示，实线表示某静电场的电场线，虚线是仅在电场力作用下某带正电粒子的运动轨迹，、是运动轨迹上的两个点。则
A.粒子一定从运动到点
B.粒子任点时具有的电势能大于在点时具有的电势能
C.粒子在点时的加速度小于在点时的加速度
D.粒子在点时的速度大于在点时的速度
3.电流传感器在电路中相当于电流表，可以用来研究自感现象，在如图所示的实验电路中，电源电动势为，内阻为，是自感线圈，其自感系数足够大，直流电阻值大于灯泡D的阻值，电流传感器的电阻可以忽略不计。在时闭合开关S；经过一段时间后，在时断开开关S。在下列表示电流传感器记录的电流随时间变化的图像中，与实际情况最相符的是
A. B. C. D.
4.如图所示，横截面为矩形的玻璃管中有的水溶液沿轴正方向流动，若在玻璃管所在空间加上方向沿轴正向的匀强磁场，则
A.侧面的电势高于侧面
B.侧面的电势低于侧面
C.侧面的电势高于侧面
D.侧面的电势低于侧面
5.如图所示，某小型水电站发电机的输出功率，发电机输出的电压，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻，在用户端用降压变压器把电压降为。已知输电线上损失的功率，假设两个变压器均为理想变压器，下列说法正确的是
A.发电机输出的电流 B.输电线上的电流
C.降压变压器的匝数比 D.用户得到的电流
6.如图所示，在磁感应强度大小为的匀强磁场中，两长直导线和垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为。在两导线中均通有方向垂真于纸面向里的电流时，纸面内与两导线距离均为的点磁感应强度为零。如果让中的电流反向、其他条件不变，则点磁感应强度的大小为
A. B. C.0 D.
7.如图所示，区域Ⅰ和区域Ⅱ是宽度相同的匀强磁场，区域Ⅰ内磁场的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里；区域Ⅱ内磁场的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外。一质量为、电荷量为的粒子从区域Ⅰ的左边界垂直于边界射入区域Ⅰ，粒子离开区域Ⅰ时速度方向改变了60°，然后进入区域Ⅱ，不计粒子重力，粒子在磁场中运动的时间为
A. B. C. D.
8.如图所示，电源电动势为，内电阻为，流过电源的电流为，理想电压表、数为、。在滑动变阻器的滑片从左端向右端滑动的过程中（不计灯泡电阻的变化），、的变化量的绝对值分别为和；的变化量的绝对值为。下列说法正确的是
A.小灯泡、变亮，变暗 B.不变
C.电压表示数变小，电压表示数变小 D.变大
9.如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻。金属棒与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。现使磁感应强度随吋间均匀减小，始终保持静止。下列说法正确的是
A.中的感应电流方向由到 B.中的感应电流逐渐减小
C.所受的安培力保持不变 D.所受的静摩擦力逐渐减小
10.如图所示，电流表A的量程为0.6A，表盘均匀划分为30个小格，每小格表示0.02A；的阻值等于电流表内阻的1/2，的阻值等于电流表内阻的2倍。若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值，则
A.将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.04A
B.将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06A
C.将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.06A
D.将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02A
11.如图所示，是两个宽度均为，磁感应强度大小均为，但方向相反的相邻匀强磁场区域。一个边长也为的正方形金属线框，以速度沿垂直于磁场边界方向由位置1匀速运动到位置2。取线框刚到达位置1的时刻为计时起点（），设刚进入磁场时线框中的电流为，线框所受安培力的大小为，逆时针方向为感应电流的正方向，水平向左的方向为线框所受安培力的正方向，则下列反映线框中的电流、线框所受的安培力与时间关系的图像中正确的是
A. B. C. D.
12.如图所示，空间存在竖直向上、大小为的匀强电场和沿水平方向、垂直于纸面向里、大小为的匀强磁场。一个质量为的带电小球用长为的绝缘细线系着悬于点，给小球一个水平方向的初速度，小球在竖直面内做匀速圆周运动，细线张力不为零。某时刻细线断开，小球仍做半径为的匀速圆周运动。不计小球的大小，重力加速度为。则
A.细线未断时，小球沿顺时针方向运动 B.小球运动的速度大小为
C.小球的带电荷量为 D.细线未断时，细线的拉力大小为
二、填空题（本题共2小题，共16分。把答案填在答题卡上对应的横线上）
13.（8分）
（1）用螺旋测微器测量器件的直径，示数如图所示，则直径______mm.
（2）然后用多用电表进行粗测。使用多用电表欧姆挡吋，先将选择开关调到欧姆挡“×10”挡位，然后将红、黑表笔短接，使指针指在欧姆刻度的______（选填“0”或“”）刻度线处；测量时发现指针向右偏转角度太小，这时应该先将选择开关换成欧姆挡的“______”（选填“×1”或“×100”）挡位，再次调零后测量指针如图所示，则该器件的阻值为______Ω.
14.（8分）某同学准备测量一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材：
A.被测干电池一节 B.电流表1：量程0~0.6A
C.电流表2：量程0~3A D.电压表1：量程0~3V
E.电压表2：量程0~15V F.滑动变阻器1：0~10Ω
G.滑动变阻器2：0~100Ω H.开关、导线若干
（1）实验时，电流表应选用（填写器材前的字母）______，电压表应选用______，滑动变阻器应选用______。
（2）请在方框中面出实验电路图。
（3）根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图所示的图像，可以求出干电池的电动势______V，内电阻______Ω。
三、计算题（本题共4小题，共46分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后结果的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
15.（8分）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迅速转动，线圈的匝数，线圈的点电阻，线圈的两端经集流环与电阻连接，。在时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量随时间按图乙所示正弦规律变化。从开始，线圈转过60°时感应电流是多大？
16.（10分）如图所示，长度均为的两块挡板相互平行，竖直放置，间距为，两挡板上边缘和处于同一水平线上，两挡板间有垂直纸面向外、磁感应强度大小可调节的匀强磁场。一质量为，电荷量为的粒子以大小为的速度从点射入磁场，从两挡板下边缘和之间射出磁场，运动过程中粒子未与挡板碰撞。已知粒子射入磁场时的速度方向与的夹角为60°，不计重力。求磁感应强度大小的取值范围。
17.（14分）如图甲所示，、是相距的足够长平行光滑金属导轨，导轨平面与水平面成某一夹角，导轨电阻不计。长度也为1m的金属棒垂直于、放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，的质量，电阻。、的上端连接电路，电路中为一电阻箱。已知灯泡电阻，定值电阻，调节电阻箱使。现断开开关S，在时刻由静止释放，在时刻闭合S，同时加上分布于整个导轨所在区域的匀强磁场，磁场方向垂直于导轨平面向上。图乙所示为的速度随时间变化的图像，。
（1）求磁感应强度的大小；
（2）求由静止下滑（已达到最大速度）的过程中，电路中产生的焦耳热。
18.（14分）如图所示，平面内，坐标原点处有一正粒子源，可以向轴右侧发射出大量同种带电粒子。粒子的质量为，电荷量为，所有粒子的初速度大小均为，初速度方向与轴正方向的夹角分布在0~180°范围内。轴右侧有一直线，为轴相距为，轴与直线之间区域内有平行于轴向右的匀强电场，沿轴方向电场范围足够大，电场强度大小。在的右侧一矩形区域内有匀强磁场，矩形区域右侧边界为，磁感应强度大小为，磁场方向垂直于平面向里。不计粒子间的相互作用和粒子重力。
（1）求初速度沿轴正方形的粒子第一次到达时的速度大小；
（2）若矩形磁场沿轴方向上足够长，为使所有的粒子均能到达，与之间的距离不能超过多少？
（3）为使沿轴负方向射入的粒子经电磁场后能回到轴且距离原点最远，求矩形磁场区域的最小面积。