2021-2022学年内蒙古阿拉善盟一中高二（下）期末物理试卷（Word解析版）

这是一份2021-2022学年内蒙古阿拉善盟一中高二（下）期末物理试卷（Word解析版），共17页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
2021-2022学年内蒙古阿拉善盟一中高二（下）期末物理试卷 一、单选题（本大题共8小题，共32分）我国第次南极科考队在南极观看到美丽的极光。极光是由来自太阳的高能带电粒子流与大气分子剧烈碰撞或摩擦，从而激发大气分子发出各种颜色的光。假设科考队员站在南极极点附近，观测到带正电粒子从右向左运动，则粒子受到磁场力的方向是(    )A. 向前 B. 向后 C. 向上 D. 向下如图所示为新一代炊具--电磁炉，无烟、无明火、无污染、不产生有害气体、高效节能等是电磁炉的优势所在．电磁炉是利用电流通过线圈产生磁场，当磁场通过含铁质锅底部时，即会产生无数小涡流，使锅体本身自行高速发热，然后再加热锅内食物．下列相关说法中正确的是(    )A. 锅体中的涡流是由恒定的磁场产生的
B. 恒定磁场越强，电磁炉的加热效果越好
C. 锅体中的涡流是由变化的磁场产生的
D. 降低磁场变化的频率，可提高电磁炉的加热效果家用电器通常不能直接接到的动力电路上，某种电器要求接到交变电压是的电源上使用，交变电压是由矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的。对于交变电压，下列说法正确的是(    )A. 用电压表测该电压其示数为
B. 将该电压加在的电阻两端，则该电阻消耗的电功率为
C. 电流方向每秒改变次
D. 交流电的频率为，当时如图两根相互平行的长直导线分别通有大小和方向相同的电流，、、、为导线某一横截面所在平面内的四点，且、、与两导线共面；点与两导线的距离相等，、的连线与导线所在平面垂直，则磁感应强度可能为零的点是(    )
A. 点 B. 点 C. 点 D. 点如图所示，电路中、、是三个完全相同的灯泡，是一个自感系数很大、直流电阻为零的自感线圈，原来开关是闭合的，三盏灯泡均发光某时刻将开关断开，则下列判断正确的是(    )
 A. 点电势高于点，灯闪亮后缓慢熄灭
B. 点电势高于点，、灯闪亮后缓慢熄灭
C. 点电势高于点，、灯不会闪亮只是缓慢熄灭
D. 点电势高于点，、灯闪亮后缓慢熄灭如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比为：，灯泡的电阻为，电动机内阻为，原线圈接上如图乙所示的正弦交变电压，电流表示数为，各用电器均正常工作，电流表、电压表均为理想电表，则(    )
A. 原线圈接交变电压的表达式为
B. 副线圈电压表示数为
C. 原线圈的输入功率为
D. 电动机的输出功率为质量为的通电细杆置于倾角为的光滑导轨上，有垂直于纸面向里的电流通过细杆，在如图所示的、、、四个图中，能使细杆沿导轨向上运动且磁感应强度最小的是(    )A.  B.
C.  D. 正方形金属线框的边与匀强磁场的边界重合，匀强磁场垂直纸面且范围足够大，第一次将金属线框以速度匀速拉进匀强磁场内如图甲；第二次金属框以边为轴匀速转动，边的线速度大小为，线框从上往下看逆时针旋转如图乙设两个过程中线框中产生的焦耳热分别为和，则等于(    )
A.  B.  C.  D. 二、多选题（本大题共5小题，共21分）如图所示，螺线管、蹄形铁芯、长直导线均相距较远，当开关闭合后，小磁针极黑色的一端的指向正确的是(    )
A.  B.  C.  D. 如图所示，、、、为边长为、用均匀导线做成的正方形线框四边的中点，线框的一半放在垂直于纸面向外的匀强磁场中，当磁场以的变化率增强时，下列说法正确的是(    )A. 线框中感应电流方向为
B. 点电势低于点电势
C. 线框中产生的感应电动势
D. 线框中、两点间的电势差为
 一质量为、长为的金属棒用两根长度均为的绝缘细线悬挂于天花板的两点，现在在空间加一竖直向下的磁感应强度大小为的匀强磁场，当在金属棒中通有恒定的电流后，金属棒能在竖直平面内摆动，当金属棒摆到最高点时，细线与竖直方向的夹角为，已知一切阻力可忽略不计，，，。下列说法正确的是(    )A. 金属棒在摆动到最高点的过程中，机械能先增加后减少
B. 金属棒在摆动到最高点的过程中，机械能增加
C. 通入金属棒中的电流为
D. 通入金属棒中的电流为如图甲是交流发电机模型示意图在匀强磁场中，有一矩形线圈可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴逆时针匀速转动，产生一正弦交流电的电动势随时间变化的规律如图乙所示。已知发电机线圈内阻，外接灯泡的电阻，电流表和电压表均为理想交流电表，则(    )
A. 交变电流的频率为 B. 电流表的示数为
C. 电压表的示数为 D. 发电机输出的电功率为下列说法正确的是(    )A. 液晶的光学性质表现为各向异性
B. 绝热条件下压缩气体，气体内能增加
C. 扩散现象表明物体分子间存在斥力
D. 温度、压力等因素可以改变液晶的光学性质
E. 气体放出热量时，其分子的平均动能一定减小三、实验题（本大题共2小题，共15分）某同学使用如图所示的三组器材探究电磁感应现象。

在甲图中，闭合开关后，将滑片向右迅速移动的过程中，线圈中的磁通量______选填“增大”或“减小”。
在乙图中，将导体棒向右平移的过程中，电表指针______选填“偏转”或“不偏转”。
在丙图中，将条形磁铁向下插入线圈的过程中，感应电流从______选填“正”或“负”极接线柱流入电表。某学习小组在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”的实验中采用了如图甲所示的实验装置。
实验需用螺旋测微器测量挡光片的宽度，如图乙所示，则______；若实验中没有现成的遮光条，某同学用金属片替代，用分度的游标卡尺测量金属片的宽度如图丙所示，其读数为______，这种做法是否合理？______填“合理”或“不合理”。
在实验中，让小车以不同速度靠近螺线管，记录下光电门挡光时间内感应电动势的平均值，改变速度多次实验，得到多组数据这样实验的设计满足了物理实验中常用的“控制变量法”，你认为小车以不同速度靠近螺线管过程中不变的量是：在时间内______。
得到多组与数据之后，若以为纵坐标、以为横坐标作出图象，发现图象是一条曲线，不容易得出清晰的实验结论，为了使画出的图象为一条直线，最简单的改进办法是以______为横坐标。
根据改进后作出的图象得出的结论是：在误差允许的范围内______。
其他条件都不变，若换用匝数加倍的线圈做实验，根据实验数据所作出的那条直线图象斜率______填“减半”“不变”或“加倍”。
四、计算题（本大题共3小题，共32分）如图所示，质量为、电荷量为的带电粒子，以初速度沿垂直磁场方向射入磁感应强度为的匀强磁场，在磁场中做匀速圆周运动。不计带电粒子所受重力。
求粒子做匀速圆周运动的半径和周期；
为使该粒子做匀速直线运动，还需要同时存在一个与磁场方向垂直的匀强电场，求电场强度的大小。
 如图甲所示，电阻，平行于斜面底边的导体棒电阻，放在倾角足够长的光滑平行导轨上导体棒长等于导轨宽度，区域内有垂直于导轨平面的匀强磁场，该区域面积，匀强磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示导体棒在时由静止释放，在时进入磁场区域，并恰好做匀速直线运动，重力加速度取，已知，，求：

与的距离以及进入磁场时感应电动势；
在前内电路中产生的内能。某热气球的球囊体积在热气球下方开口处燃烧液化气，使球囊内空气温度由开始逐渐升高，热气球离地后，徐徐升空，当球囊内空气温度时热气球停在空中。假设地面附近的大气压恒为，球囊体积始终不变。
求热气球停在空中时球囊内剩余空气与升空前球囊内空气的质量之比；
若热气球停在空中时停止加热，同时将热气球下方开口处封住，求球囊内空气温度降为时球囊内的空气压强结果可用分式表示。
答案和解析 1.【答案】 【解析】解：南极附近是地磁场的北极，在南极附近磁场的方向向上，带正电粒子从右向左运动，由左手定则可知洛伦兹力的向前，故A正确，BCD错误。
故选：。
南极附近是地磁场的北极，然后由左手定则即可判断出洛伦兹力的方向，从而即可求解。
解决本题的关键会通过左手定则判断磁场方向、电荷运动方向、洛伦兹力方向的关系。
 2.【答案】 【解析】解：、锅体中的涡流是由变化的磁场产生的。故A错误，C正确。
    、提高磁场变化的频率，可提高电磁炉的加热效果。故BD错误。
故选：。
电磁炉又被称为电磁灶，其原理是磁场感应涡流加热，即利用交变电流通过线圈产生交变磁场，从而使金属锅自身产生无数小涡流而直接加热于锅内的食物．
本题要求学生根据题文的信息解答，考查了学生接受信息的能力，掌握电磁炉的应用及工作原理．
 3.【答案】 【解析】解：、根据可知交流电压的最大值，故电压表测量值为，故A错误；
B、将该电压加在的电阻两端，则该电阻消耗的电功率为，故B正确；
C、根据可知角速度为，周期，一个周期内电流改变次，故电流方向每秒改变，故C错误；
D、交流电的频率为，当时，故D错误；
故选：。
根据交流电的瞬时表达式可知周期和最大值，判断出角速度，正弦式交流电的最大值和有效值满足关系，电阻消耗的功率要用电压的有效值
本题主要考查了正弦交流电的四值问题，关键是通过瞬时表达式取的用信息即可。
 4.【答案】 【解析】解：两电流在该点的合磁感应强度为，说明两电流在该点的磁感应强度满足等大反向关系。
根据右手螺旋定则在两电流的两侧磁感应强度大小相等，方向相反，由安培定则，结合平行四边形定则可知，点的合磁感应强度为；故B正确，ACD错误
故选：。
由安培定则可判出两导线在各点磁感线的方向，再由矢量的合成方法可得出磁感应强度为零的点的位置。
本题考查了安培定则及矢量的合成方法，特别应注意磁场的空间性，注意培养空间想象能力。
 5.【答案】 【解析】解：开关闭合稳定时，电感线圈支路的总电阻比、灯支路电阻小，故流过灯的电流大于流过、灯的电流，且电流方向由到；当开关断开，电感线圈会产生自感现象，相当于电源，由楞次定律知，感应电流方向由到，相当于电源，故点电势高于点，断开开关，流过灯的电流从原来的值开始减小，所以灯逐渐熄灭，而瞬间流过、灯支路的电流比原来的大，故B、灯闪亮后缓慢熄灭，故ABC错误，D正确。
故选：。
电路中的电流稳定后，的电阻很小，断开瞬间，通过线圈的电流发生变化，产生自感电动势，相当瞬时电源，从而可以进行分析。
本题考查了电感线圈对电流的阻碍作用，特别是开关闭合、断开瞬间的判断，要根据灯泡中电流有无增大，分析是否存在闪亮现象。
 6.【答案】 【解析】解：、根据图乙可得原线圈接交变电压的表达式为，故A错误；
B、原线圈两端电压有效值为：，根据：：可得副线圈两端电压有效值为：，电压表的示数为有效值，则副线圈电压表示数为，故B错误；
C、电流表示数为，则副线圈所接用电器消耗的电功率为：，理想变压器的输入功率等于输出功率，则原线圈的输入功率为，故C正确；
D、通过灯泡的电流为：，则通过电动机的电流为：；
电动机的输出功率为，故D错误。
故选：。
根据图乙得到原线圈接交变电压的表达式；根据：：可得副线圈两端电压有效值，即为电压表的示数；理想变压器的输入功率等于输出功率；求出通过电动机的电流，根据电动机的输出功率等于输入功率减去内功率进行解答。
本题主要是考查了变压器的知识；解答本题的关键是知道理想变压器的电压之比等于匝数之比，在只有一个副线圈的情况下的电流之比等于匝数的反比；知道理想变压器的输出功率决定输入功率且相等。原线圈的电压决定副线圈的电压；理想变压器在改变电压和电流的同时，不改变功率和频率。
 7.【答案】 【解析】解：细杆所受的重力竖直向下，光滑导轨对细杆的支持力垂直斜面向上，图中杆受安培力水平向左，图中杆受安培力沿斜面向下，均不可能使细杆沿斜面向上运动，
图中杆所受的安培力水平向右，要使杆沿导轨向上运动，应满足
图中杆所受的安培力沿斜面向上，要使杆沿导轨向上运动，应满足，
安培力最小时磁感应强度最小，因，对比可知，图中磁感应强度最小，故C正确，ABD错误。
故选：。
导线处于平衡状态，受力分析导线受重力，支持力和沿斜面向上的安培力作用，根据平衡条件列式求出安培力的大小，从而求出磁感应强度的大小，选出磁感应强度最小的图形即可。
本题是包含安培力问题平衡条件的应用，关键是受力分析，安培力的方向是由左手定则判断的，由平衡条件列式计算即可。
 8.【答案】 【解析】解：设正方形金属线框的边长为，电阻为，磁场的磁感应强度为，根据法拉第电磁感应定律可知图甲产生的感应电动势为，进入过程时间为，产生的热量为；
图乙产生的感应电动势有效值，时间为，产生的热量为，求得，故C正确，ABD错误．
故选：。
第一次由求出感应电动势，由焦耳定律求线框产生的焦耳热；第二次由求出感应电动势的最大值，然后求出感应电动势的有效值，再应用焦耳定律求出焦耳热，然后求出两速度的比值。
解决本题的关键要知道第二次线框转动过程中线框产生正弦交变电流，求焦耳热时要用有效值，采用比例法解答本题。
 9.【答案】 【解析】解：、由右手螺旋定则可知，通电螺线管右端为极，左端为极，螺线管的内部磁场由左指向右，外部由右到左，则有磁针方向正确，磁针方向错误，故B错误，A正确；
C、形螺线管左端相当于极，右端相当于极，故磁针的方向正确，故C正确，
D、对于直导线右侧磁场垂直纸面向里，因此磁针方向错误，故D错误；
故选：。
根据右手螺旋定则可确定，通电螺线管的磁场分布，及通电直导线磁场的分布，并由小磁针的静止时，极的指向即为磁场的方向。
考查通电导线的电流方向来确定磁场的方向，掌握右手螺旋定则的应用，注意螺线管内部的磁场方向。
 10.【答案】 【解析】解：、当磁场增强时，磁通量增大，由楞次定律可判定感应电流的方向为，故A正确，
B、线框上半部分为等效电源，电源内部电流由到，所以点电势低于点电势，故B正确；
C、由法拉第电磁感应定律得，故C错误；
D、线框中、两点的电势差的绝对值为电动势的一半，点电势低于点电势，则、两点的电势差为，故D错误．
故选：。
由楞次定律可以判断出感应电流的方向，由法拉第电磁感应定律可以求出感应电动势，由欧姆定律可以求出两点间的电势差。
解决本题的关键掌握法拉第电磁感应定律，以及会运用楞次定律判断感应电流的方向．
 11.【答案】 【解析】解：根据题意可知，金属棒的质量为、长为，两根长度均为，磁感应强度大小为。
、金属棒在摆动到最高点的过程中，安培力一直做正功，故机械能一直增大，故A错误，B正确；
、金属棒受到的安培力，根据动能定理可知，解得，故C正确、D错误。
故选：。
通电导体棒在磁场中受到安培力，安培力做功，由此判断出机械能的变化；利用动能定理判断出电流的大小。
本题主要考查了在安培力作用下导体棒的问题，关键是掌握机械能守恒定律的守恒条件，掌握动能定理的应用方法。
 12.【答案】 【解析】解：、根据图像可知，交流电周期，则交流电的频率，故A错误；
B、根据图像可知，交流电的感应电动势的最大值，线圈产生的感应电动势的有效值为；根据闭合电路的欧姆定律，即电流表的示数为，故B正确；
C、电压表的示数为，故C正确；
D、发电机输出的电功率为，故D错误。
故选：。
从图像中可知交流电的周期和感应电动势的最大值；根据有效值与最大值的关系以及欧姆定律、功率公式可以求解。
本题主要考查了交流电有效值与最大值、欧姆定律、功率公式等，较基础。
13.【答案】 【解析】解：、液晶具有流动性，其光学性质表现为各向异性，故A正确；
B、在绝热条件下压缩气体时，由于外界对气体做功，没有热交换，则有热力学第一定律可知，内能一定增加；故B正确；
C、扩散现象表明物体分子在永不停息的无规则运动，分子之间有间隙，故C错误；
D、温度、压力、电磁作用等者都可以改变液晶的光学性质，故D正确；
E、根据热力学第一定律可知，气体吸收热量时，如果同时对外做功，则气体内能可能减小，则分子的平均动能可能减小；故E错误；
故选：。
液晶具有流动性，光学性质各向异性；
热力学第一定律公式：，做功和热传递都可以改变物体的内能，它们达到的效果都是一样的；
扩散现象表明物体分子在永不停息的无规则运动，分子之间有间隙；
温度、压力、电磁作用等者都可以改变液晶的光学性质；
根据热力学第一定律可知，气体吸收热量时，如果同时对外做功，则气体内能可能减小，则分子的平均动能可能减小。
该题考查了扩散现象、热力学第一定律、液晶的特点等基本概念，属于对基础知识点的考查，这一类的题目，多加积累就可以做好。
  14.【答案】增大  偏转  负 【解析】解：在甲图中，闭合开关后，将滑片向右迅速移动的过程中，接入电路中的电阻减小，那么线圈的电流变大，导致线圈中的磁场增强，那么线圈中的磁通量增大；
在乙图中，将导体棒向右平移的过程中，出现导体棒切割磁感应线，从而产生感应电流，因此电表指针偏转；
在丙图中，将条形磁铁向下插入线圈的过程中，根据楞次定律的“增反减同”，结合右手螺旋定则，那么感应电流从负极接线柱流入电表。
故答案为：增大；偏转；负。
依据滑片的移动，来判定接入电路的电阻变化，从而确定电流大小，进而判定线圈中的磁通量变化；
根据切割磁感应线产生感应电流，从而判定指针是否偏转；
根据楞次定律，结合右手螺旋定则，即可求解。
考查磁通量的概念，掌握电磁感应现象的应用，理解楞次定律与右手螺旋定则的内容，注意掌握感应电流产生的条件。
 15.【答案】    不合理  穿过线圈磁通量的变化量   感应电动势与磁通量变化率成正比  加倍 【解析】解：螺旋测微器固定刻度为，可动刻度为，所以最终读数为。
游标卡尺的主尺读数为，游标读数为，所以最终读数为。
遮光条的宽度越小，小车经过遮光条时的平均速度越接近小车的瞬时速度，遮光条的宽度越大，小车的速度误差越大，不能用宽金属片替代遮光条；
在挡光片每次经过光电门的过程中，磁铁与线圈之间相对位置的改变量都一样，穿过线圈磁通量的变化量都相同；
，因不变，与成正比，横坐标应该是；
感应电动势与磁通量变化率成正比或者在磁通量变化量相同的情况下，感应电动势与时间成反比匝数加倍后，产生的感应电动势加倍，图象纵坐标加倍，横坐标不变，所以新图象的斜率加倍．
故答案为：均正确、、不合理；穿过线圈的磁通量的变化量；
；感应电动势与磁通量变化率成正比或者在磁通量变化量相同的情况下，感应电动势与时间成反比；加倍
根据螺旋测微器和游标卡尺的读数规则读取挡光片的宽度和金属片的宽度。从两者的长度进行对比，分析是否能够代替；
由实验过程分析上述过程的特点及控制变量法的要求，分析不变的物理量；
分析表中实验数据，找出感应电动势与时间的关系，应用图象法处理实验数据时，如果图象是一条过坐标原点的直线，即表示两个坐标轴的物理量成正比时，处理实验数据最方便，根据实验数据间的关系确定坐标轴所表示的量，然后得出实验结论；
依据改进后画出的图象是过原点的倾斜直线，即可判定；
根据法拉第电磁感应定律，即可判定感应电动势与线圈匝数的关系．
考查了回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系，掌握实验的原理，理解控制变量法在本题应用，同时掌握螺旋测微器，及法拉第电磁感应定律的内容，注意熟练应用控制变量法、认真分析实验数据是正确解题的关键。
 16.【答案】解：由洛伦兹力公式，粒子在磁场中受力，则有：

粒子做匀速圆周运动所需向心力为：
粒子仅受洛伦兹力做匀速圆周运动，有：
联立得：
由匀速圆周运动周期与线速度关系有：
联立得：；
粒子做匀速直线运动需受力平衡，故电场力需与洛伦兹力等大反向，即为：

解得：
答：粒子做匀速圆周运动的半径为和周期为；
为使该粒子做匀速直线运动，还需要同时存在一个与磁场方向垂直的匀强电场，电场强度的大小为。 【解析】粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律求出轨道半径，然后求出周期。
粒子在电磁场中做匀速直线运动，电场力和洛伦兹力二力平衡，即可求出电场强度的大小
本题考查了求粒子做圆周运动的轨道半径、周期，应用牛顿第二定律、线速度与周期的关系即可正确解题。注意粒子重力不计在电磁复合场中做匀速直线运动，电场力和洛伦兹力平衡。
 17.【答案】解：未进入磁场时，不受安培力作用，其下滑的加速度
下滑的时间为，位移
进入磁场时速度
进入磁场时感应电动势
代入数据解得：，
第内电路中的感应电动势
产生的热量
第内产生的热量
前内电路中产生的热量为
联立代入数据解得：
答：与的距离为，进入磁场时感应电动势为；
在前内电路中产生的内能为。 【解析】内导体棒上有感应电流，但不受安培力，在之前做匀加速直线运动，由时的速度求出进入磁场时的感应电势；
内由乙图，根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势，根据焦耳定律求出内的内能，第秒内导体棒做匀速运动，第一问感应电动势求出这一阶段的内能，两阶段相加即可。
本题重点考查对法拉第电磁感应定律的理解与应用、电路结构和电能的计算以及对题目的分析
 18.【答案】解：假设升温后所有气体的总体积为包括跑掉的空气
根据盖吕萨克定律得：

又：
联立解得：
以封口后封闭气体为研究对象，气体做等容变化
根据查理定律得：

解得：
答：热气球停在空中时球囊内剩余空气与升空前球囊内空气的质量之比为；
若热气球停在空中时停止加热，同时将热气球下方开口处封住，球囊内空气温度降为时球囊内的空气压强为。 【解析】以原来所有气体为研究对象，气体做等圧変化，根据盖吕萨克定律列式求解；
以封闭气体为研究对象，气体做等容变化，根据查理定律列式求解。
本题考查气体实验定律，关键是找出初末状态参量，判断出气体做何种变化，然后选择合适气体实验定律，列式求解即可。