高中物理2021-2022学年高二下学期期中考卷（人教版2019）

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注意事项：
1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．回答第Ⅰ卷时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3．回答第Ⅱ卷时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4．测试范围：人教版2019选择性必修二全册。
5．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷
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，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。
1．如图所示，一轻质绝缘横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动，老师拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，同学们看到的现象及现象分析正确的是（ ）

A．磁铁插向左环，横杆发生转动
B．磁铁插向右环，横杆不发生转动
C．磁铁插向左环，左环中不产生感应电动势和感应电流
D．磁铁插向右环，右环中产生感应电动势和感应电流
2．如图所示，灵敏电流表与螺线管组成闭合回路。关于电流表指针偏转角度的情况，下列说法正确的是（ ）

A．将磁铁快速插入螺线管比缓慢插入螺线管时电流表指针偏角大
B．将磁铁从螺线管中拉出时，磁通量减少，故电流表指针偏角一定减小
C．不管磁铁插入快慢，因为磁通量变化相同，故电流表指针偏角相同
D．磁铁放在螺线管中不动时，螺线管中的磁通量最大，故电流表指针偏角最大
3．如图所示，用细弹簧把一根硬直导线ab挂在形磁铁磁极的正上方，磁铁的左端为N极，右端为S极，开始时导线处于水平静止状态，当导线中通以由a向b的电流时，导线ab的运动情况是（从上往下看）（ ）

A．顺时针方向转动，同时上升
B．顺时针方向转动，同时下降
C．逆时针方向转动，同时上升
D．逆时针方向转动，同时下降
4．如图所示，某品牌手机一经面世，就受到世人追捧，除了领先世界的5G通信、信息安全以外，人们还可以体验它无线充电的科技感。题图为无线充电原理图，由与充电底座相连的送电线圈和与手机电池相连的受电线圈构成。当送电线圈通入周期性变化的电流时，就会在受电线圈中感应出电流，从而实现为手机充电。在充电过程中（ ）

A．送电线圈中产生均匀变化的磁场
B．送电线圈中产生稳定不变的磁场
C．无线充电的原理是互感现象
D．手机电池是直流电源，所以受电线圈输出的是恒定电流
5．如图所示，匀强磁场限定在一个半径为R圆形区域内，磁场方向垂直纸面向外。一个质量为m，电荷量为q，初速度大小为v的带电粒子沿磁场区域的直径方向从P点射入磁场，从Q点沿半径方向射出磁场，粒子射出磁场时的速度方向与射入磁场时相比偏转了角。不计粒子重力，下列说法正确的是（ ）

A．粒子带负电B．粒子在磁场中运动的轨道半径为
C．磁场的磁感应强度大小为D．粒子在磁场中运动的时间为vRθ
6．LC振荡电路中电容器上极板电量q随时间t在一个周期内的变化图线如图甲所示，某时刻线圈中的磁感应强度方向和极板间的电场强度方向如图乙所示。下列说法正确的是（ ）

A．t1时刻线圈中自感电动势最小B．t2时刻线圈中电流方向不发生变化
C．t1~t2中某时刻与图乙状态相对应D．t3~t4时间内回路中的电流为逆时针方向
7．如图所示，一个由均匀导体材料制成的正方形线圈的匝数为n，边长为L，总电阻为R，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中。在t时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀增大到，则线圈中产生的感应电流的大小为（ ）

A．B．C．D．
8．某同学为了验证自感现象，自己找来带铁芯的线圈（线圈的自感系数很大，构成线圈导线的电阻可以忽略）、两个相同的小灯泡A和B、开关和电池组，用导线将它们连接成如图所示的电路。经检查，各元件和导线均是完好的，检查电路无误后，开始进行实验操作。他可能观察到的现象是（ ）

A．闭合瞬间，B比A先亮B．闭合瞬间，A、B一起亮
C．断开瞬间，A、B逐渐熄灭D．断开瞬间，A比B先熄灭
9．理想变压器原线圈串接电流表A1连接在电压有效值不变的交流电源上，变压器副线圈连接的电路如图所示，各电表均为理想电表。滑动变阻器滑片P下滑过程中，下列说法正确的是（ ）

A．电压表V示数变大B．电流表A1示数变大
C．电流表A2示数变大D．电阻R1消耗的电功率减小
10．如图所示，是磁流体发电的示意图。将等离子体高速喷射到磁场中，利用磁场对带电流体产生作用，A、B两板间就会产生电压，若平行板A、B的正对面积为S，板间距离为d，A、B间的磁感应强度为B，等离子体的流速为v，等效电阻率为ρ，与极板相连的外电阻为R，则（ ）

A．该发电机A板为正极，B板为负极
B．该发动机的电动势为Bdv
C．该发电机的输出功率为
D．通过电流表的电流为
11．宽度L=3m的匀强磁场，磁感应强度B=0.2T，一单匝正方形金属框边长ab=l=1m，每边电阻r=0.50，金属框以v=10m/s的速度匀速穿过磁场区，其平面始终保持与磁感线方向垂直，规定逆时针方向为电流的正方向，金属框穿过磁场区的过程中，金属框中感应电流I和ab边两端的电压U的图线正确的是（ ）

A．B．
C．D．
12．如图所示，间距为L，电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置，导轨左右两端均有一阻值为R的电阻相连，导轨上横跨一根长为L、质量为m、电阻也为R的金属棒，金属棒与导轨接触良好，整个装置处于竖直向下磁感应强度为B的匀强磁场中，现给金属棒一初速度v0向右运动，则直到金属棒停止的过程中有（ ）

A．金属棒在导轨上做匀减速运动
B．金属棒开始运动的时候，金属棒两端的电压为BLv0
C．整个过程中金属棒克服安培力做功为
D．整个过程中金属棒上产生的焦耳热为
第Ⅱ卷
实验题：本题共2小题，共14分。
13．在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中：
（1）实验室中现有下列器材：
A．可拆变压器（铁芯、已知线圈1匝数400匝，线圈2匝数800匝）
B．直流电源
C．多用电表
D．条形磁体
E.开关、导线若干
上述器材在本实验中不需要的是________（填器材前的字母），本实验中还需用到的一种器材是__________；
（2）连接电路，使所用电源与其中一线圈相连。实验中分别测得线圈1两端电压、线圈2两端电压，改变输入电压重复实验，数据记录如表所示。
根据测量数据可知，连接电源的线圈是________（选填“线圈1”或“线圈2”）。
14．温度传感器是一种将温度变化转换为电学量变化的装置，它通过测量传感器元件的物理量随温度的变化来实现温度的测量，其核心部件是由半导体材料制成的热敏电阻。在某次实验中，为了测量热敏电阻在0℃到100℃之间多个温度下的阻值，一实验小组设计了如图甲所示的电路。其中毫安表（）量程为、内阻忽略不计，E为电源，R为滑动变阻器，为电阻箱，S为单刀双掷开关。其实验步骤如下：

A．调节温度，使得的温度达到
B．将S拨向接点1，调节滑动变阻器R，使电流表的指针偏转到适当位置，记下此时电流表的读数
C．将S拨向接点2，只调节电阻箱，使电流表的读数仍为，记下此时电阻箱的读数
D．改变的温度，重复以上步骤，即可测得该热敏电阻的阻值随温度的变化关系
（1）由以上操作过程可知，当的温度为t1时，_____。
（2）根据实验测得的数据，作出了随温度t变化的图像如图乙所示，由图乙可知，热敏电阻的阻值随温度为t变化的关系式为______。

（3）若把该热敏电阻与电源（电动势、内阻忽略不计）、电流表（量程、内阻）、电阻箱串联起来，连成如图丙所示的电路，用该电阻作测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到一个简单的“热敏电阻测温计”。

①电流表刻度较小处对应的温度刻度应该______（选填“较大”或“较小”）。
②若电阻箱的阻值取，则电流表处所对应的温度刻度为_____℃。
三、计算题：本题共4小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。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。
15．（8分）如图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匀速转动，转动的角速度，线圈的匝数匝、电阻，线圈所围面积。线圈的两端经滑环和电刷与阻值的电阻相连，匀强磁场的磁感应强度。在时刻，线圈平面与磁场方向平行，则：
（1）从图示位置开始计时，写出通过的电流的瞬时表达式；
（2）在线圈转动1分钟的过程中，电阻产生的焦耳热是多少？ （结果保留两位有效数字）

16．（8分）如图，两平行金属导轨间的距离L＝0.40 m，导轨平面与水平夹角θ＝37°，空间分布着垂直于导轨平面的匀强磁场B＝0.5 T。导轨的一端接有电动势E＝4.5 V、内阻r＝0.50 Ω的直流电源。现把一个质量为m＝0.040 kg的导体棒ab垂直导轨放置，导体棒恰好静止。导体棒的电阻R0＝2.5 Ω，金属导轨电阻不计，g取10 m/s2.已知sin 37°＝0.60，cs 37°＝0.80，求：
（1）通过导体棒的电流；
（2）导体棒受到的安培力大小；
（3）导体棒受到的摩擦力大小。

17．（10分）如图所示，在平面的第三象限内存在匀强磁场，磁场方向垂直于平面向里，磁感应强度为；在第四象限内存在匀强电场，电场方向平行于轴向上。一个质量为、电量为的带电粒子从孔以初速度垂直于轴进入磁场中，并从孔垂直于轴射出磁场进入匀强电场中，最后打在轴上点，且。若已知、、、，不计粒子重力，试求：
（1）粒子从点运动到点所需时间？
（2）粒子抵达点时的动能？

18．（12分）如图所示，两平行光滑导轨AEC、AE'C'的左端接有阻值为R的定值电阻，间距为L，其中AE、A’E'固定于同一水平面（图中未画出）上且与竖直面内的光滑圆弧形导轨EC、E’C’相切于E、E’两点。正方形DEE’D'区域内存在磁感应强度大小为B，方向竖直向上的匀强磁场。导体棒ab的质量为m，电阻为R、长度为L，ab棒在功率恒定、方向水平向右的推力作用下由静止开始沿导轨运动，经时间t后撒去推力，然后ab棒与另一根相同的导体棒cd发生碰撞并粘在一起，以速率v进入磁场，两导体棒穿过磁场区域后，恰好能到达CC’处。重力加速度大小为g，导体棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨的电阻。求：
（1）该推力的功率P；
（2）两导体棒通过磁场右边界EE’时的速度大小v'；
（3）圆弧形导轨的半径r以及两导体棒穿过磁场的过程中定值电阻产生的焦耳热Q。
1.80
2.80
3.80
4.90
4.00
6.01
8.02
9.98