福建省莆田市2021-2022学年高二下学期期末质量监测物理试卷(含答案)

福建省莆田市2021-2022学年高二下学期期末质量监测物理试卷

学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1、2022年3月23日，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站进行了第三次太空授课。“天宫课堂”主要依靠中继卫星系统通过电磁波进行天地互动。下列关于电磁波的说法正确的是(   )

A.电磁波传播需要介质

B电磁波传播过程中也传递了能量

C.麦克斯韦预言并证实了电磁波的存在

D.不同波长的电磁波在真空中的传播速度大小不同

2、以下物品是传感器在日常生活中的一些应用。下列说法正确的是(   )

A.测温枪是应用红外线传感器测量体温

B.电子秤是应用光敏传感器称量物品质量

C.指纹识别器是应用压力传感器来识别指纹

D.烟雾散射火灾报警器是应用声传感器实现火灾报警

3、下列说法正确的是(   )

A.分子间的引力随分子间距离的增大而增大

B.悬浮在液体中的固体微粒越大，布朗运动就越明显

C.不可能使热量从低温物体传向高温物体而不引起其他变化

D.一定质量的理想气体放出热量，其分子的平均动能一定减小

4、如图（a）所示“”形金属导轨固定在水平面上，右端放有一与导轨垂直的金属棒PQ，整个装置处于竖直方向的磁场中，磁感应强度B随时间按图（b）规律变化，整个过程金属棒保持静止。规定竖直向上为磁场的正方向，水平向右为金属棒受到安培力F的正方向。下列图像中正确的是(   )

A. B.

C D.

二、多选题

5、如图所示电路中，L为直流电阻不计且自感系数很大的电感线圈，A、B为两规格相同的灯泡，则(   )

A.闭合S时，A先亮，B后亮

B.闭合S时，A、B同时亮

C.断开S时，A、B都逐渐变暗并同时熄灭

D.断开S时，A立即熄灭，B闪亮后再逐渐变暗直至熄灭

6、图（a）为风力发电的简易模型，在风力的作用下，风叶带动与其固定在一起的永磁体转动，转速与风速成正比。某一风速时，线圈中产生的正弦式交变电流如图（b）所示，已知外接电阻，则(   )

A.风叶的转速为

B.电流的表达式为

C.风速加倍时，电阻R的电功率为3.6W

D.风速加倍时，电流的表达式为

7、如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1：3，a、b端接入电压有效值恒定的正弦交流电，原线圈接入阻值为恒定不变的灯泡L，副线圈接入可变电阻R、理想电压表V，则下列说法正确的是(   )

A.原、副线圈中的电流比为3：1

B.ab端电压与可变电阻两端电压比为1：3

C.若可变电阻接入电路的阻值变大，电压表V示数变大

D.当可变电阻接入电路阻值为时，可变电阻消耗的功率最大

8、笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件。当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作；当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态。如图所示，一块宽为a、长为c的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是自由电子，通入方向向右的电流时，电子的定向移动速度为v。当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中，于是元件的前、后表面间出现电压U，以此控制屏幕的熄灭，则霍尔元件的(   )

A.前表面的电势比后表面的高

B.匀强磁场的磁感应强度大小为

C.前、后表面间的电压U与v无关

D.前、后表面间的电压U与a成反比

三、填空题

9、一定质量的理想气体，状态经A→B→C→A的变化过程可用如图所示的p-V图线描述，其中C→A为等温过程，气体在状态A时温度为。该气体在状态B时的温度为______K，C→A过程中气体______（填“吸热”或“放热”）。

10、如图所示，在圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场。带电粒子（不计重力）第一次以速度沿直径射入，粒子飞出磁场区域时，速度方向偏转60°；该带电粒子第二次以速度从同一点沿同一方向射入，粒子飞出磁场区域时，速度方向偏转90°。带电粒子第一次和第二次在磁场中运动的半径之比为______，时间之比为______。

四、实验题

11、在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，提供的器材有：油酸、酒精、滴管、清水、浅水盘、爽身粉、玻璃板、彩笔、坐标纸。

（1）要完成该实验，还需要的器材有______。

（2）实验中要让油酸在水面尽可能散开，形成单分子油膜，并将油膜分子看成球形且紧密排列。本实验体现的物理思想方法为______（填选项前的字母）。

A．控制变量法 B．理想化模型法 C．等效替代法

（3）计算油膜面积时，某小组舍去了所有不足一格的方格，则计算出的油酸分子直径______（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。

12、在做“探究感应电流的方向”实验中，某同学做如下探究：

（1）首先按图（a）连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转；再按图（b）连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向左偏转。进行上述实验目的是______（填选项前的字母）。

A．测量电路中的电流大小

B．检查干电池电量是否充足

C．推断电流计指针偏转方向与电流方向的关系

（2）接下来，用图（c）装置做实验，图中螺线管上的粗线标示的是导线的绕向。在条形磁铁插入螺线管的过程中，观察到电流计指针向右偏转，说明螺线管中的电流方向（从上往下看）是沿______（填“顺时针”或“逆时针”）方向。

（3）该同学想利用探究所得结论，推断图（d）中螺线管的导线绕向。当强条形磁铁N极向下快速插入螺线管时，二极管发光。则可推断该螺线管的导线绕向应如图______（填“e”或“f”）中粗线所示。

五、计算题

13、如图所示，两光滑平行导轨cd、ef竖直放置，磁感应强度的匀强磁场垂直导轨平面向里，导轨上端与匝数n=500匝、横截面积的螺线管相连接，匀强磁场水平向左穿过螺线管。若磁场以规律变化，接触良好的导体棒ab恰好处于静止状态。导体棒ab长度，整个电路总电阻。重力加速度g取，求：

（1）导体棒ab中的电流大小：

（2）导体棒ab的质量。

14、如图所示的平面直角坐标系xOy，在第Ⅰ象限内有平行于y轴的匀强电场，方向沿y正方向；在第Ⅳ象限的正三角形abc区域内有匀强电场，方向垂直于xOy平面向里，正三角形边长为L，且ab边与y轴平行．一质量为m、电荷量为q的粒子，从y轴上的P（0，h）点，以大小为v0的速度沿x轴正方向射入电场，通过电场后从x轴上的a（2h，0）点进入第Ⅳ象限，又经过磁场从y轴上的某点进入第Ⅲ象限，且速度与y轴负方向成45°角，不计粒子所受的重力．求：

（1）电场强度E的大小；

（2）粒子到达a点时速度的大小和方向；

（3）abc区域内磁场的磁感应强度B的最小值．

15、如图（a）所示，在水平面内固定有两根平行且足够长光滑金属导轨MN、PQ，间距为L，电阻不计。以PQ上的O点为坐标原点，沿导轨建立如图所示的x轴。导轨间区域内存在竖直向上的磁场，磁感应强度B随位置坐标x的变化规律如图（b）所示（图中，d已知）。金属棒a置于处，金属棒b置于的某处，两棒均与导轨垂直且始终接触良好，电阻均为R，质量均为m。时，锁定b棒，a棒获得瞬时初速度并在拉力的作用下开始做匀速直线运动。

（1）求a棒运动到处回路中电流的大小；

（2）写出a棒从处运动到处的过程中回路中电流i与时间的关系式并求出此过程中通过a棒的电荷量：

（3）当a棒运动到处时，撤去拉力，同时解锁b棒，假设a、b棒不会相碰，求此后回路中产生的焦耳热。

参考答案

1、答案：B

解析：A、电磁波可以在真空中传播，不需要介质故，A错误；B、电磁波传播过程中也传递了能量，故B正确；C、麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹证实了电磁波的存在，故C错误；D、所有电磁波在真空中的传播速度相同，等于光速，故D错误。故选：B。

2、答案：A

解析：A、一切物体均能发出红外线，测温枪是应用红外线传感器测量体温，故A正确；B、电子秤是应用压力传感器称量物品质量故B错误；C、指纹识别器是应用电容传感器来识别指纹，故C错误；D、烟雾散射火灾报警器是应用光传感器实现火灾报警，故D错误。故选：A。

3、答案：C

解析：A、分子间的引力随分子间距离的增大而减小，故A错误；B、悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动越明显，故B错误；C、不可能使热量从低温物体传向高温物体而不发生其他变化，故C正确；D、根据热力学第一定律，一定质量的理想气体放出热量，同时外界对气体做功，如果外界对气体做的功大于气体放出的热量，气体内能可能增加，根据一定质量的某种理想气体内能只与温度有关，所以其温度可能增加，其分子的平均动能可能增加，故D错误；故选：C。

4、答案：C

解析：在时间，回路的磁通向上减小，则有金属棒中有从P到Q的感应电流电流大小恒定，由左手定则可知，PQ所受安培力方向水平向右，为正方向，根据，可知安培力大小均匀减小，时间，回路的磁通量向下增加，根据楞次定律可知，流过金属棒的感应电流方向是从P到Q，由于磁场方向相反，所以安培力方向相反，大小均匀变大，故C正确，ABD错误；故选：C。

5、答案：BD

解析：AB、闭合开关S后，电路中立即建立了电场，立即就有了电流，故灯泡A、B同时变亮，故A错误，B正确；CD、当电流稳定后，线圈相当于直导线，灯泡B被短路，所以B逐渐熄灭；断开开关S后，A灯立即熄灭，线圈产生自感电动势，和灯泡B构成自感回路，B灯先闪亮后逐渐变暗直至熄灭，故C错误，D正确。故选：BD。

6、答案：BC

解析：A、由图（b）所示图象可知，电流的周期为，故磁体的转速为，故A错误；B、由图（b）所受图象可知，电流的最大值，周期，则，电流的表达式为，故B正确；D、风速加倍时，角速度ω加倍，感应电动势的最大值加倍，由欧姆定律可知，感应电流的最大值加倍，感应电流最大值

，风速加倍时电流的表达式为，故D错误；C、风速加倍，感应电流的最大值加倍，最大值，电流的有效值，电阻R的功率，故C正确。故选：BC。

7、答案：AC

解析：A、根据理想变压器的电流关系有：，所以原副线圈的电流比为3：1，故A正确；B、设ab端的输入电压为U，则原线圈的输入电压为，由理想变压器的电压关系有：，而等于可变电阻的电压，所以ab端电压与可变电阻的电压比不为1：3，故B错误；C、若可变电阻接入电路的阻值变大，假设副线圈的输出电压不变，则副线圈中的电流减小，由变压器的电流关系可知，原线圈的电流也会减小。由，可知灯泡两端电压会减小，根据，可知，由于变压器的输入电压U不变，则原线圈输入电压变大，根据变压器的电压关系可知，副线圈的输出电压变大，则电压表示数变大，故C正确；D、根据能量守恒可得，可变电阻消耗功率为，可知，当时，可变电阻消耗功率最大。则有，解得，根据理想变压器的电压关系，可得，此时可变电阻的电压为：，根据理想变压器电流关系，可得，则此时，可变电阻的阻值为，解得：，所以当可变电阻接入电路的电阻为时，可变电阻消耗功率最大，故D错误；故选：AC。

8、答案：AB

解析：A、电流方向向右，电子向左定向移动，根据左手定则判断可知，电子所受的洛伦兹力的方向向里，则后表面积累了电子，前表面的电势比后表面的电势高，故A正确；BCD、电子受到的电场力与洛伦兹力等大反向，即，解得：，则匀强磁场的磁感应强度为，缺前后表面的电压U与v、a成正比，故B正确，CD错误；故选：AB。

9、答案：600；放热

解析：A→B过程为等压变化过程，根据盖一吕萨克定律可得：，代入数据解得：，C→A过程为等温变化过程，，又因为体积减小，外界对系统做正功，根据热力学第一定律可知，，故气体放热。故答案为：600；放热。

10、答案：；2：3

解析：设圆柱形区域为R，粒子运动轨迹如图所示：

由几何知识可知，子轨道半径之比：；粒子在磁场中做圆周运动的周期：，

粒子运动周期与粒子速度无关，粒子在磁场中做圆周运动的周期之后为1：1；由几何知识可知，粒子在磁场中做圆周运动转过的圆心角：粒子在磁场中的运动时间：粒子的运动时间之比：。故答案为：；2：3。

11、答案：（1）量筒；（2）B；（3）偏大

解析：（1）根据实验原理可知，实验中要配制酒精油酸溶液并量取一定滴数对应的总体积，所以实验中还需要量筒；

（2）该实验要在水面上形成单分子层油膜并且需要将油酸分子看成球形，所以本实验采用了理想化模型法，故B正确，AC错误；

（3）计算油膜面积时，某小组舍去了所有不足一格的方格，测量出油膜的面积偏小，根据可知，计算出的油酸分子直径将偏大。

故答案为：（1）量筒；（2）B，（3）偏大

12、答案：（1）C；（2）顺时针；（3）e

解析：（1）按图（a）连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转；再按图（b）连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向左偏转，两电路中电流方向不同，电流计指针偏转方向不同，该实验可以判断电流计指针偏转方向与电流方向的关系，故选C。

（2）电流计指针向右偏转，说明电流从电流计正接线柱流入，则螺线管中的电流方向（从上往下看）是沿顺时针方向。

（3）二极管发光，由图（d）所示电路可知，电流向上通过二极管，穿过螺线管的磁场方向向下，磁通量增加，由楞次定律可知，该螺线管的导线绕向应如图e中粗线所示。

故答案为：（1）C；（2）顺时针；（3）e

13、答案：（1）；（2）48g

解析：（1）螺线管中产生的感应电动势为：

根据闭合电路的欧姆定律可得：

（2）对ab根据平衡条件可得：

代入数据解得：。

14、答案：（1）；（2），方向与x轴夹角为45°；（3）

解析：

（1）粒子在第Ⅰ象限内做类平抛运动，设在第Ⅰ象限内运动的时间为，则

水平方向有：①

竖直方向有：②

①②式联立得：③

（2）设粒子到达a点时时竖直方向的速度

则有：④

①③④联立得：

所以粒子到达a点时速度大小为

⑤

与x轴的夹角为θ，由几何关系得：

，

所以；

（3）经分析，当粒子从b点出磁场时，磁感应强度最小；

由几何关系得：⑥

由洛伦兹力提供向心力得：⑦

⑤⑥⑦联立得：即磁感应强度的最小值。

15、答案：（1）；（2）；；（3）

解析：（1）根据法拉第电磁感应定律可得a棒运动到处时回路中的感应电动势为：根据闭合电路的欧姆定律可得：

（2）a棒从处运动到处的过程中，经过时间t的位移：

在t时刻的磁感应强度为：

t时刻感应电动势为：

根据闭合电路的欧姆定律可得：

联立解得：，其中；

根据电荷量的计算公式可得：

其中

联立解得：

（3）当a棒运动到处以后，两棒在水平方向动量守恒，设最后二者一起匀速运动的速度大小为v，取向右为正方向，根据动量守恒定律可得：

解得：

根据能量守恒定律可得：

解得：