金台区2021—2022学年度第一学期期末质量检测试题
高 二 物 理（理 科） 2022 . 1
温馨提示：
1．本试题分为第Ⅰ卷、第Ⅱ卷和答题卡。全卷满分110分。
2．考生答题时，必须将第Ⅰ卷上所有题的正确答案用2B铅笔涂在答题卡上所对应的信息点处，答案写在Ⅰ卷上无效，第Ⅱ卷所有题的正确答案按要求用黑色签字笔填写在答题卡上试题对应题号上，写在其他位置无效。
3．考试结束时，将答题卡交给监考老师。
第Ⅰ卷 （选择题，共 48分）
一、选择题：（本题共12小题，每小题4分，共48分。其中1-8小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求；9-12小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求。)
1. 同学们，在学习的物理过程中，了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，这往往比掌握知识本身更重要。物理学史上首次发现电流的磁效应，揭示了电和磁之间的联系的科学家是( )
A. 法拉第 B. 楞次 C. 安培 D. 奥斯特
2. 如图所示一直螺线管中通有正弦式交流电，现有一电子（不计重力）沿中轴线以速度v射入螺线管中，则电子在螺线管中的运动情况为（ ）
A. 加速直线运动 B. 减速直线运动 C. 匀速直线运动 D. 匀速圆周运动
3. 如图所示，边长为的等边三角形导线框用轻质绝缘细线悬挂于天花板，图中虚线过ab和ac边中点，在虚线的下方有一垂直于导线框向里的匀强磁场，导线框中通一大小为I的逆时针方向电流时，线框处于静止状态，此时细线的拉力恰好为零。已知导线框的质量为m，重力加速度为g，则磁场的磁感应强度为（ ）
A. B. C. D.
2题图 3题图 4题图
4. MN是匀强磁场中的一块薄金属板，一带电粒子(不计重力)在磁场中运动并穿过金属板后，速率将会减小，电荷量保持不变，若其运动轨迹如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A. 粒子带正电 B. 粒子的运动方向是edcba
C. 粒子的运动方向是 abcde D. 粒子通过上半周所用时间比下半周所用时间短
5. 如图甲所示为法拉第在研究电磁感应时用过的线圈，其工作原理如图乙所示，则实验中不会使电流表指针发生偏转的是（ ）
A. 开关断开瞬间 B. 开关闭合瞬间 C. 保持开关闭合 D. 移动变阻器滑片
6. 下图中线圈都以角速度绕其转轴OO'匀速转动，其中不能产生交变电流的是( )
7. 某同学用如图所示的电路研究断电自感现象。闭合开关，小灯泡发光；再断开，小灯泡渐渐熄灭。重复多次，仍未见老师演示断电时出现的小灯泡闪亮现象，你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是（ ）
A. 线圈电阻较大 B. 小灯泡电阻较大
C. 电源的电动势较小 D. 线圈的自感系数较大
7题图 8题图 9题图
8. 如图所示，MN为两个匀强磁场的分界面，两磁场的磁感应强度大小的关系为B1=4B2，一带电荷量为+q、质量为的粒子从O点垂直MN进入B1磁场，则它再次向下通过O点所需的时间是( )
A. B. C. D.
9. 如图所示科考队在某一磁矿区域，发现原来指向正北的指南针的极逆时针转过30°，设该位置地磁场磁感应强度水平分量为，则磁矿所产生的磁感应强度水平分量可能为（ ）
A. B. C. B D.
10. 如图所示，左图为常用的一种电磁流量计，其原理可以简化为右图模型。某次实验时，液体内含有大量正、负离子，从直径为d的圆柱形容器以速度v从右侧流入，左侧流出。空间有垂直纸面向里，磁感应强度为B的匀强磁场。流量值等于单位时间通过横截面的液体的体积。实验稳定后，下列说法正确的是（ ）
A. 测得MN间电势差U= Bvd B. 测得MN间电势差U= -Bvd
C. 测得废液流量 D. 测得废液流量
11. 如图所示，MN为匀强磁场中位于同一水平面内的光滑平行金属导轨（足够长），一端串接电阻R，匀强磁场沿竖直方向。金属杆ab可沿导轨滑动，杆和导轨的电阻均不计，现垂直于杆方向对杆施一水平恒力F，使杆从静止开始向右运动，关于导体棒运动的v-t、a-t图像正确的是( )
用ED型硅钢铁芯（图甲）绕制变压器,连成图乙所示电路，原副线圈绕制匝数分别为n1、n2，原线圈输入的交流电压为U1，副线圈的输出电压为U2。现将滑动变阻器滑片向上滑动，下列说法正确的是（ ）
U1：U2= n1:n2 B. 灯泡亮度变暗
C. 电流表示数变大 D. 用相互绝缘的硅钢片叠成型铁芯有利于减小涡流
第Ⅱ卷（非选择题，共62分）
二、填空与实验题：（共6小题，每空2分，共26分）
13. 变压器是根据 原理工作的；交流电在远距离输电中，为了减少电能损失通常采用 输电。
14. 如图所示，两电子（不计重力）沿MN方向从M点射入两平行平面间的匀强磁场中，它们射出磁场的速率分别为v1、v2，通过匀强磁场所用时间分别为t1、t2。则v1：v2= , t1：t2= 。
14题图 15题图 16题图
图甲为交流发电机示意图，磁场可视为水平方向的匀强磁场，线圈绕垂直于磁场的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动，电阻R=4Ω，线圈电阻r=1Ω。从图示位置开始计时，输出的交变电压随时间变化的图象如图乙所示。则电动势瞬时值的表达式为
v；若只将线圈转动的角速度变为原来2倍时，电动势的最大值为 v，有
效值为 v。
16. 某同学的电动自行车的充电器是一输入电压为220V,，输出电压为48V的变压器，由于副线圈烧坏了，为了修复该变压器需获知此变压器原副线圈匝数，该同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈，如图所示，然后将原来线圈接到220V交流电源上，测得新绕线圈的端电压为2V。按理想变压器分析，该变压器烧坏前的原线圈匝数为_______匝，副线圈匝数为_______匝。
17. 在“探究感应电流方向的规律”实验中：
（1） 用试触的方法确定电流方向与电流计指针偏转方向的关系。如图（1）所示实
验表明，如果电流从正接线柱流入指针将向
______偏转（选填“左”或“右”)。
（2） 在如图(3)所示的实验装置中线圈绕向
如图（2）所示，用该装置做实验时若电流表
指针向右偏转，则线圈中感应电流产生的磁场的
方向______（选填“向上”或“向下”）。
18．某学习小组做“探究通电导体在磁场中受力”的实验，实验装置如图所示。三个相同的蹄形磁铁并列放在水平桌面上，一根质量为的导体棒用1、2、3、4四根轻质、等间距导线悬挂起来，其中任意两根导线均可与导体棒和电源构成回路。现忽略边缘效应把导线1、4接在直流电源上。
（1）关于接通电源时可能出现的实验现象，正确的说法是
__________。
A. 同时改变电流和磁场方向，导体棒摆动方向将改变
B. 若仅改变电流或磁场方向，导体棒摆动方向将改变
C. 若去掉中间的蹄形磁铁，导体棒摆动幅度一定减小
D. 若把导线1、3接在直流电源上并增大电流，导体棒摆动的幅度一定比导线接1、4时的大
（2） 把导线2、4接在直流电源上，测得导线3、4间的长度为，通过导体的电流
为，导体棒偏离竖直方向的角度为。则蹄形磁铁磁极间的磁感应强度为B=__________。
三、计算题：（本题共4题，共36分。要求解答应写出必要的文字说明、方程式、重要的演算步骤，推理、说明过程要简洁清晰，有数字计算的题要写出明确的数值和单位，只有最后结果的得零分。）
19.（8分）电磁轨道炮是一种理想的兵器，它的主要原理图如图，炮弹置于两固定的平行导轨之间，并与轨道壁密接。开始时炮弹在导轨的一端，通以电流后炮弹会被磁场力加速，最后从位于导轨另一端的出口高速射出．设两导轨之间的距离d=0.10m,，导轨长L=5.0m，炮弹质量m=10g。导轨上电流的方向如图中箭头所示．可以认为，炮弹在轨道内运动时，它所在处磁场的磁感应强度始终为B=50.0T，若炮弹出口速度为v=1.0×103m/s，忽略摩擦力与重力的影响。求：(1) 炮弹的加速度大小；(2)炮弹受到的安培力大小；(3) 通过导轨的电流I。
20.（9分）电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的。电子束经过电压为的加速电场后，进入一圆形匀强磁场区，如图所示。磁场方向垂直于圆面，磁场区的圆心在点，半径为r。当不加磁场时，电子束将通过点而打到屏幕的中心点。为了让电子束射到屏幕边缘的点，需要加磁场，使电子束偏转一已知角度。（已知电子质量为，电荷量为，不计重力）求：
（1）电子束刚进入匀强磁场区时的速度大小；（2）此时磁场的磁感应强度的大小。
21.（9分）如图所示，CD、EF是两条水平固定放置、电阻忽略不计的平行光滑导轨，间距为，在水平导轨的左侧存在磁感应强度方向垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。导轨的右端接有一电阻，左端与一弯曲的光滑轨道平滑连接。将一阻值也为，质量为的导体棒从弯曲轨道上高处由静止释放，导体棒最终恰好停在磁场的右边界处。己知导体棒始终与水平导轨接触良好，重力加速度为g，求：（1）导体棒进入磁场时的速度；（2）电阻中产生的焦耳热；（3）流过电阻的电荷量.
22. （10分）如图所示，在0≤x≤3a的区域内存在与xoy平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在t=0时刻，从原点发射一束等速率的相同的带电粒子，速度方向与轴正方向的夹角分布在0-90°范围内．其中，沿轴正方向发射的粒子在t=t0时刻刚好从磁场右边界上点离开磁场，不计粒子重力，求：
(1) 粒子在磁场中做圆周运动的半径；
(2) 粒子的发射速度大小；(3) 粒子在磁场中运动的最长时间。金台区2021—2022学年度第一学期
高二物理(理科)期末质量检测试题参考答案 2022 . 1
+一、选择题：（本题共12小题，每小题4分，共48分。其中1-9小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求；10-12小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求。)
1. D
【试题来源】自编题目
【课标要求】了解物理规律的发现过程，体会人类探索自然规律的科学态度和科学精神。
【考查知识点】物理学史
【试题难易度】容易
2.C
【试题来源】沪科版选修3-2课本P60第6题改编
【课标要求】经历科学探究过程，验证物理规律。。
【考查知识点】电流的磁场、带电粒子在磁场的运动
【试题难易度】容易
3.C
【试题来源】沪科版选修3-1课本P129第3题改编
【课标要求】通过物理规律的学习过程，了解物理学的研究方法
【考查知识点】安培力的计算
【试题难易度】容易
4.B
【试题来源】2014全国1卷第16题改编
【课标要求】尝试应用科学探究的方法研究物理问题
【考查知识点】带电粒子在磁场中运动
【试题难易度】中等
C
【试题来源】沪科版选修3-2课本P7-P8内容改编
【课标要求】经历科学探究过程，认识科学探究的意义，验证物理规律
【考查知识点】电磁感应现象、楞次定律
【试题难易度】容易
B
【试题来源】改编题目
【课标要求】学习物理学的基础知识，了解一些基本概念和规律
【考查知识点】交变电流的产生
【试题难易度】容易
A
【试题来源】沪科版选修3-2课本P29实验探究3内容改编
【课标要求】通经历科学探究过程，认识科学探究的意义，验证物理规律
【考查知识点】自感现象
【试题难易度】容易
B
【试题来源】根据2019年全国3卷第18题改编
【课标要求】尝试应用科学探究的方法研究物理问题
【考查知识点】带电粒子在组合场中的运动
【试题难易度】较难
BCD
【试题来源】沪科版选修3-1教参P103课题研究“估测磁感应强度”改编
【课标要求】尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产和生活相关的实际问题
【考查知识点】磁场的叠加
【试题难易度】中等
BD
【试题来源】根据配发资料《绩优学案》P164第7题改编
【课标要求】尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产和生活相关的实际问题
【考查知识点】法拉第电磁感应定律、楞次定律
【试题难易度】中等
AC
【试题来源】结合资料改编
【课标要求】了解物理学的研究方法，认识物理实验、物理模型和数学工具在物理学发展过程中的作用
【考查知识点】法拉第电磁感应定律的应用（单杆类）
【试题难易度】中等
CD
【试题来源】选修3-2《同步导练》P21第9题改编
【课标要求】有参与科技活动的热情，有将物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理学问题
【考查知识点】变压器的工作原理、动态电路分析
【试题难易度】中等
二、填空与实验题：（共6小题，每空2分，共26分）
13. 电磁感应（或互感 ） 高压
【试题来源】根据课本内容自编
【课标要求】学习物理学的基础知识，了解基本概念和规律
【考查知识点】变压器的原理 高压输电
【试题难易度】容易
14. 1:2 3:2
【试题来源】沪科版选修3-1P127第3题改编
【课标要求】尝试运用物理原理和研究方法解决一些实际问题
【考查知识点】带电粒子在有界磁场中的运动
【试题难易度】容易
15. 25
【试题来源】沪科版选修3-2P52第6题改编
【课标要求】经历科学探究过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学探究的方法研究物理问题，验证物理规律
【考查知识点】交变电流的描述
【试题难易度】容易
16. 550 120
【试题来源】沪科版选修3-2P75第1题改编
【课标要求】参加一些科学实践活动，尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产和生活相关的实际问题，勇于探究与日常生活有关的物理学问题
【考查知识点】变压器类的分析计算
【试题难易度】较难
17. 右 向上
【试题来源】沪科版选修3-2P19实验探究改编
【课标要求】经历科学探究过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学探究的方法研究物理问题，验证物理规律
【考查知识点】电磁感应实验、感应电流的产生
【试题难易度】容易
18. BC
【试题来源】沪科版选修3-1课本第111-112页实验探究2
【课标要求】解物理学的研究方法，认识物理实验、物理模型和数学工具在物理学发展过程中的作用
【考查知识点】利用平衡法测量磁感应强度的大小
【试题难易度】中等
三、计算题（共3小题，共26分）
19.（8分）
【试题来源】沪科版选修3-1P115第6题改编
【课标要求】尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产和生活相关的实际问题。
【考查知识点】安培力作用下导体的运动问题
【试题难易度】容易
解：（1） 根据速度位移公式 .................................................2分
可得.................................................2分
根据牛顿第二定律，可知：
..................................................2分
（3）通过导轨的电流：
..................................................2分
20.（9分）
【试题来源】根据资料题改编
【课标要求】通过物理概念和规律的学习过程，了解物理学的研究方法，具有一定的信息收集和处理能力、分析解决问题能力。
【考查知识点】带电粒子在电场、磁场中的运动
【试题难易度】中等
解：（1）电子在电场中加速，由动能定理得：
.................................................2分
解得： .................................................1分
（2）电子运动轨迹如图所示，由几何知识得：....................1分
.................................................2分
电子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，
由牛顿第二定律得：
.................................................2分
解得：............................................1分
21.（9分）
【试题来源】结合资料改编
【课标要求】通过物理概念和规律的学习过程，了解物理学的研究方法，具有一定的信息收集和处理能力、分析解决问题能力。
【考查知识点】电磁感应的动力学问题，能量问题
【试题难易度】中等
解：（1） 导体棒进入磁场前，根据机械能守恒定律有： ..................................................2分
得： ....................................................1分
（2）整个过程中，根据能量守恒定律，系统产生的总焦耳热为：
....................................................2分
则电阻R中产生的焦耳热为： ...................................................1分
（3）导体棒切割磁感线产生的电动势： ....................................................1分
流过电阻R的电流： ....................................................1分
则流过电阻的电荷量： ...................................................1分
22.（10分）
【试题来源】结合资料改编
【课标要求】通过物理概念和规律的学习过程，了解物理学的研究方法，具有一定的信息收集和处理能力、分析解决问题能力。
【考查知识点】带电粒子在磁场的运动
【试题难易度】 较难
解：（1） 根据题意作出沿轴正方向发射的带电粒子在磁场中做圆周运动轨迹如图甲所示，圆心为，设粒子做圆周运动的半径为，根据几何关系， ................................................1分
有：................................................2分
解得：r=2a ................................................1分
（2） 沿轴发射的粒子在磁场中运动的圆心角：
................................................1分
运动时间：.......................................2分
解得: ................................................1分
在磁场中运动时间最长的粒子的运动轨迹如图乙所示，由几何知识 得该粒子做圆周运动的圆心角为：........................1分
则粒子在磁场中的运动的最长时间为............................1分
