福建省厦门第一中学2021-2022学年度第二学期期中考试高二年物理试卷一．单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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．如图所示，光滑固定金属导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当条形磁铁从高处下落接近回路的过程中，下列说法正确的是（ ）A．P、Q将相互靠近B．P、Q对导轨M、N的压力小于自身重力C．磁铁下落的加速度大于重力加速度gD．磁铁动能的增加量等于重力势能的减少量【答案】：A。2．如图所示，激光笔发出一束激光射向水面O点，经折射后在水槽底部形成一光斑P。已知水深H=2.4m，水池面积足够大，入射角53°，水的折射率，真空中光速为c=3×108m/s，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，则激光从O点传播到P点所用的时间为（）A．1×10-8sB．×10-8sC．2×10-8sD．×10-8s【答案】B。
3．如图所示，A、B两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长ra＝3rb，图示区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，则A、B线圈中（ ）A．感应电流方向均为逆时针B．感应电动势大小之比EA：EB=3：1C．感应电流大小之比为IA：IB=3：1D．感应电流大小之比为IA：IB=1：1【答案】C。4．“凸”字形硬质闭合金属线框各边长如图所示，线框右侧有一宽度为3L的匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向里。线框在纸面内始终以速度v向右匀速运动，t＝0时，线框开始进入磁场。选逆时针方向为正，在线框穿过匀强磁场区域的过程中，线框中的感应电流i随时间t变化的图像正确的是（ ）A．B．
C．D．【答案】B。二．多选题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小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。5．如图甲所示，理想变压器原线圈a、b端接入如图乙所示的交流电，副线圈接有阻值为R＝8Ω的定值电阻，已知原、副线圈的匝数比n1：n2＝5：4，各电表均为理想交流电表。下列说法正确的是（ ）A．电压表的示数为16VB．通过副线圈的交变电流的频率为50HzC．电流表的示数为1.6AD．理想变压器的输入功率为64W【答案】BC。6．用光照射大量处于基态的氢原子，氢原子吸收能量后跃迁到激发态，随后向低能级跃迁，发出三种波长的光如图所示，它们的波长分别是λa、λb、λc，则下列说法正确的是（ ）
A．照射氢原子所用的光频率为B．氢原子发出的三种光的波长关系为C．用同一套装置做双缝干涉实验，b光相邻亮条纹的间距最大D．在同种介质中传播时，a光的传播速度最大【答案】AC。7．如图所示，质量分别为m、2m的两绝缘物体a、b叠放在光滑水平面上，a带电荷量为+q，b不带电。空间存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，场强为E。现将两物体静止释放，开始时两物体能一起运动，下列说法正确是（ ）A．两物体一起运动的过程中，两物体间的弹力逐渐减小，摩擦力也逐渐减小B．两物体一起运动的过程中，两物体间的弹力逐渐减小，摩擦力不变C．当两物体间的最大静摩擦力等于时即将开始相对滑动D．当两物体间的最大静摩擦力等于时即将开始相对滑动【答案】BD。8．如图甲所示，一正方形单匝金属线框abcd放在光滑水平面上，水平面内两条平行直线MN、OP间存在垂直水平面的匀强磁场，t＝0时，线框在水平向右的外力F作用下紧贴MN从静止开始做匀加速运动，外力F随时间t变化的图线如图乙实线所示，已知线框质量m＝1kg、电阻R＝4Ω，则（ ）
A．磁场宽度为4mB．匀强磁场的磁感应强度为4TC．线框右边即将穿出磁场瞬间，其两端的电势差U=8VD．线框穿过整个磁场的过程中通过导线内某一横截面的电荷量为零【答案】ACD。三．非选择题：共60分，其中9、10为填空题，11、12为实验题，13-15为计算题。考生根据要求作答。9．（4分）甲、乙两地原来用400kV的超高压输电，在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用800kV特高压输电，不考虑其它因素的影响．则输电线上损失的电压将变为原来的，输电线上损耗的电功率将变为原来的。【解答】解：A、根据I求出输电线上的电流，与输送的电压成反比，即输电线上的电流将变为原来的，根据U＝IR可知，输电线上降落的电压将变为原来的；当以不同电压输送时，有P＝U1I1＝U2I2，而在线路上损失的功率为△P＝I2R可知，损失的功率与电压的平方成反比，即△P1：△P2＝4：1，所以输电线上损失的功率为．；故选：1/21/4。10．四个发光二极管如图所示连接，已知电感线圈自感系数很大，但是自身电阻几乎为0，则开关闭合后最先发光的是 ；开关闭合一段时间后，再将开关断开，则从开关闭合到断开，一直没发光的是 （填a、b、c、d）。
【解答】解：闭合开关，二极管a、c为反向，不发光，电感线圈L对电流起阻碍作用，故b立即发光，d缓慢发光，故b最先发光；电路稳定后，断开开关，此时电感线圈阻碍电流减小，充当电源，两个大支路组成回路，电流逆时针流动，二极管a、d发光，b、c反向不发光，故c一直不发光；故答案为：bc11．（4分）厦门中学生助手在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，已知当电流从灵敏电流计G左端流入时，指针向左偏转。将灵敏电流计G与线圈L连接，线圈上导线绕法如图所示。（1）如图甲所示，将磁铁N极向下从线圈L上方竖直插入L时，灵敏电流计G的指针将 偏转（选填“向左”、“向右”或“不”）。（2）如图乙所示，当条形磁铁向上远离L时，发现a点电势高于b点电势，由此可以判定磁铁A端是极（填“N”、“S”）。ABA【解答】解：（1）螺线管中磁场方向向下，并且磁通量增大，根据楞次定律，感应电流从
灵敏电流计G左端流入，则指针向左偏转。（2）a点电势高于b点电势，故电流由a流向b，根据右手螺旋定则感应磁场向上，磁铁离开磁通量减小，根据楞次定律可判断，B为S极，A为N极。故答案为：（1）向左；（2）N12．厦门中学生助手在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。（1）观察变压器的铁芯，它的结构和材料是： ；（填字母）A.整块硅钢铁芯B.整块不锈钢铁芯C.绝缘的铜片叠成D.绝缘的硅钢片叠成（2）观察两个线圈的导线，发现粗细不同，其中匝数少的导线 ；（填“粗”或“细”）（3）以下给出的器材中，本实验需要用到的是 ；（填字母）（4）实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间，用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为3.0V，则原线圈的输入电压可能为 ；（填字母）A.1.5VB.6.0VC7.0V【解答】解：（1）观察变压器的铁芯，它的结构是绝缘的硅钢片叠成。故选D.（2）观察两个线圈的导线，发现粗细不同，根据可知，匝数少的电流大，则导线越粗，导线粗的线圈匝数少；（3）实验中需要交流电源和交流电压表（万用表），不需要干电池和直流电压表。故选BD；
（4）若是理想变压器，则有变压器线圈两端的电压与匝数的关系若变压器的原线圈接“0“和”8”两个接线柱，副线圈接“0”和“4”两个接线柱，可知原副线圈的匝数比为2：1，副线圈的电压为3V，则原线圈的电压为U1＝2×3V＝6V考虑到不是理想变压器，有漏磁等现象，则原线圈所接的电源电压大于6V，可能为7V.故选C.故答案为：（1）D；（2）粗；（3）BD；（4）C13．轻质细线吊着一质量为m＝0.06kg、边长为L＝0.4m、匝数n＝20的正方形线圈abcd，线圈总电阻为R＝2Ω．边长为d＝0.2m的正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧，如图（甲）所示。磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化如图（乙）所示，从t＝0开始经t0时间细线开始松弛，取g＝10m/s2．求：（1）t=0时刻线圈的感应电动势大小；（2）t=0时刻细线的拉力大小；（3）从t=0时刻起，经过多长时间绳子拉力为零。【解答】解：（1）t=0时刻，由法拉第电磁感应定律得：解得：E＝0.2V（2）t=0时刻，线框所受安培力竖直向上，且处于静止状态，则有：T+nB0Il=mgI=E/r代入数据得：T＝0.2N（3）当绳子拉力为零时：nBIl＝mg由图象知：B＝1+0.5t，
解得：t＝1s答：（1）t=0时线圈中产生的感应电动势0.2V；（2）t=0时绳子拉力为T=0.2N；（3）从t=0时刻起，经过1s绳子拉力为零。14．如图所示，在xOy坐标平面的第一象限内有一沿y轴负方向的匀强电场。在第四象限内有一垂直于平面向外的匀强磁场，一质量为m，带电量为+q的粒子（重力不计）经过电场中坐标为（3L，L）的P点时的速度大小为v0，方向沿x轴负方向，然后以与x轴负方向成45°角进入磁场，最后从坐标原点O射出磁场。求：（1）匀强电场的场强E的大小；（2）匀强磁场的磁感应强度B的大小（3）粒子从P点运动到坐标原点O所用的时间。【解答】解：粒子在电场中经过点P后，做类平抛运动，进入磁场中做匀速圆周运动，从O点射出，则其运动轨迹如图所示。（1）设粒子在O点时的速度大小为v，OQ段为圆周，PQ段为抛物线。根据对称性可知，粒子在Q点时的速度大小也为v，方向与x轴正方向成45°角，可得：V0＝vcos45°解得：v在粒子从P运动到Q的过程中，由动能定理得：
qEL解得：E；（2）在匀强电场由P到Q的过程中，水平方向的位移为x＝v0t1竖直方向的位移为yL可得XQP＝2L，OQ＝L根据几何知识知：OQ＝2Rcos45°，故粒子在QO段圆周运动的半径：RL根据洛伦兹力提供向心力可得：R得B；（3）在Q点时，vy＝v0tan45°＝v0设粒子从P到Q所用时间为t1，在竖直方向上有：t1；粒子从Q点运动到O所用的时间为：t2T，则粒子从P点运动到O点所用的时间为：t总＝t1+t2；答：（1）匀强电场的场强E的大小为；（2）匀强磁场的磁感应强度B的大小为；（3）粒子从P点运动到坐标原点O所用的时间为；15．如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度垂直于斜面，
等大反向的匀强磁场，宽度均为L。一个质量为m，总电阻为R，边长为L的正方形线框abcd从某位置由静止释放，当ab边以速度v到达ee’时，恰能匀速进入磁场，当ab边到达gg’与ff’正中间位置时，再次达到匀速运动状态。已知重力加速度为g，求：（1）磁感应强度B的大小；（2）ab边刚越过ff’时，线框加速度的大小；（3）从释放到ab边到达gg’与ff’正中间位置过程，ab边产生的焦耳热；（4）ab边从ff’运动到gg’与ff’正中间所用的时间。【解答】解：（1）：ab边产生的感应电动势为E＝BLv，通过线框的电流为：I，设线框匀速运动是的速度为v，应有：mgsinθ＝BIL，整理可得：（2）当ab边刚越过f时，线框产生的电动势为2BLv，通过线框的电流为，与线框匀速运动时电流比较可得2I，线框受到的合力大小为：2BL﹣mgsinθ＝4BIL﹣mgsinθ根据牛顿第二定律，线框的加速度为：a联立可得a＝3gsinθ，方向沿斜面向上；（3）设线框再做匀速运动时的速度为，则ab边和cd边产生的电动势均为：E＝BLv
则线框中产生的电流为：⑥由平衡条件应有：mgsinθ＝2BL…⑦联立①⑤⑥⑦可得：⑧对线框从开始进入磁场区域到ab边到达gg′与ff′正中间位置过程中，由能量守恒定律应有：mg（L）sinθ＝Q⑨联立解得：Q；故Qab=1/4Q（4）规定沿斜面向下为正方向，由动量定理结合微元法得mgsinθ·t+∑（-2BIiL）·∆t=mv’-mv其中得：答：（1）磁感应强度（2）当ab边刚越过ff′时，线框加速度的大小为a＝3gsinθ，方向沿斜面向上．（3）线框从开始进入磁场区域到ab边到达gg′与ff′正中间位置过程中，产生的焦耳热是Q（4）ab边从ff’运动到gg’与ff’正中间所用的时间为
