2021-2022学年江苏省泰州市高二上学期期末考试物理试题（Word版）

2021～2022学年度第一学期期末考试

高二物理试题

一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分，每小题只有一个选项最符合题意。

1. 2020年12月我国在量子计算领域取得了重大成果，构建了一台76个光子100个模式的量子计算机“九章”，它处理“高斯玻色取样”的速度比目前最快的超级计算机“富岳”快一百万亿倍。下列关于能量子的说法中正确的是（　　）

A. 能量子假设是由爱因斯坦最早提出来的 B. 能量子表示微观世界的不连续性观念

C. 电磁波波长越长，其能量子的能量越大 D. 能量子是类似于质子、中子的微观粒子

2. 在磁感应强度B随时间t变化的以下四种磁场中，不能产生电场的是（　　）

A  B.

C.  D.

3. 如图所示，质量为m的物体在一个与水平方向成角的拉力F作用下，沿水平面向右匀速运动，已知重力加速度大小为g，下列关于物体在时间t内所受力的冲量正确的是（　　）

A. 拉力F冲量大小为 B. 拉力F的冲量大小为

C. 摩擦力冲量大小为 D. 支持力的冲量大小为

4. 如图所示为高频电磁炉的工作示意图，它是采用电磁感应原理产生涡流加热。关于电磁炉，以下说法中正确的是（　　）

A. 电磁炉是利用变化的磁场在食物中产生涡流对食物加热

B. 电磁炉是利用变化的磁场在含铁质锅底产生涡流对食物加热

C. 电磁炉是利用变化的磁场在灶台台面产生涡流对食物加热

D. 电磁炉跟电炉一样是让电流通过电阻丝产生热量来对食物加热

5. 下列四幅示意图，甲表示回旋加速器，乙表示磁流体发电机，丙表示速度选择器，丁表示电磁流量计，下列说法正确的是（　　）

A. 甲图要增大粒子的最大动能，可通过增加交变电压U实现

B. 乙图A极板是发电机的正极

C. 丙图可以判断出带电粒子的电性，粒子沿直线通过速度选择器的条件是

D. 丁图中上下表面的电压U与污水的流量Q成正比

6. 电流互感器是一种测量电流的变压器，工作原理如图所示。其原线圈匝数较少，串联在电路中，副线圈匝数较多，两端接电流表。则电流互感器（　　）

A. 是一种降压变压器 B. 是根据电磁感应原理制成的

C. 副线圈电流的频率大于原线圈电流的频率 D. 副线圈的电流大于原线圈的电流

7. 如图所示，灯泡A、B完全相同，若线圈L的电阻为，且（为灯泡A的电阻），则（　　）

A. S闭合瞬间，灯A、B同时发光

B. S闭合瞬间，灯A不亮，灯B立即亮

C. 稳定后再断开S的瞬间，灯A、B均闪亮一下熄灭

D. 稳定后再断开S的瞬间，灯B立即熄灭，灯A闪亮一下熄灭

8. 如图所示是法拉第在1831年做电磁感应实验的示意图，分析这个实验，下列说法中正确的是（　　）

A. 闭合开关S的瞬间，电流表G中有的感应电流

B. 断开开关S的瞬间，电流表G中有的感应电流

C. 闭合开关S后，滑动变阻器滑动触头向左移动，电流表G中有的感应电流

D. 闭合开关S后，滑动变阻器滑动触头向右移动，电流表G中有的感应电流

9. 如图所示，在水平面内固定两条足够长的平行金属导轨，间距为d，右端接有内阻为的电动机。导轨所在空间充满竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、阻值为r的导体棒以速度v沿导轨方向向左匀速运动，电路中的电流为I，电动机正常转动，不计导轨电阻，则（　　）

A. 导体棒两端的电压为 B. 电动机两端的电压为

C. 电动机的输入功率为 D. 电动机的输出功率为

10. 霍尔元件是一种重要的磁传感器，可用在多种自动控制系统中。长方体半导体材料厚为a、宽为b、长为c，以长方体三边为坐标轴建立坐标系xyz，如图所示。半导体中有电荷量均为e的自由电子与空穴两种载流子，空穴可看作带正电荷的自由移动粒子，单位体积内自由电子和空穴的数目分别为n和p。当半导体材料通有沿+x方向的恒定电流后，某时刻在半导体所在空间加一沿方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B，于是在z方向上很快建立稳定电场，称其为霍尔电场，已知电场强度大小为E，沿方向。则关于这种霍尔材料认识正确的是（　　）

A. 建立稳定霍尔电场后两种载流子在z方向形成电流大小相等、方向相反

B. 建立稳定霍尔电场后两种载流子在z方向上受到洛伦兹力和霍尔电场力的合力都为零

C. 建立稳定霍尔电场后两种载流子在z方向上受到洛伦兹力和霍尔电场力的合力方向相反

D. 若自由电子定向移动在沿方向上形成的电流为，自由电子在z方向上受到的洛伦兹力和霍尔电场力合力大小为

二、非选择题：共5题，共60分，其中第12题～第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。

11. 某同学按图示电路测定一节干电池的电动势和内阻。

（1）某次测量时电压表的示数如图所示，则电压___________V。

（2）调节滑动变阻器测得多组电流和电压的数据，作出干电池路端电压U随电流I变化的图像。根据图像得出该干电池的电动势___________V，内阻___________（结果均保留三位有效数字）。

（3）若不计测量中的偶然误差，用这种方法测量得出的电动势和内电阻的值与真实值相比较，电动势___________（选填“ > ”或“ < ”或“ = ”），内电阻___________（选填“ > ”或“ < ”或“ = ”）。

12. 质量为的物体与质量为的物体在光滑的水平面上正碰，碰撞时间不计，碰撞前后位移-时间图像如图所示，求：

（1）碰撞时对的冲量大小；

（2）两个物体碰撞时损失的动能。

13. 如图甲所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在与线圈平面垂直的均匀分布的磁场。已知线圈的匝数匝，总电阻，所围成的矩形的面积，小灯泡的电阻，磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙（正弦函数）。取3.14，不计灯丝电阻随温度的变化。求：

（1）电压表的示数；

（2）在磁感应强度变化的时间内，通过小灯泡的电荷量。

14. 如图所示，、是足够长的粗糙平行导轨，其间距为，且，导轨平面与水平面间的夹角，间接有电阻，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度，质量为的金属棒紧靠放在导轨上，且与导轨接触良好，金属棒的电阻为，其余电阻均不计，金属棒与导轨之间的动摩擦因数。现用与导轨平行的恒力沿导轨平面向上拉金属棒，使金属棒从静止开始沿导轨向上运动，运动过程中金属棒始终与平行，滑行至处时已经达到稳定速度，到的距离为，g取，，，求：

（1）金属棒达到的稳定速度；

（2）金属棒从静止开始运动到的过程中，电阻R上产生的热量；

（3）若将金属棒滑行至处的时刻记作，从此时刻起，让磁感应强度逐渐减小，可使金属棒中不产生感应电流，请推导出B与t的关系式。

15. 如图所示，在平面内，有Ⅰ、Ⅱ两个匀强磁场区域，区域Ⅰ是圆心位于原点O半径为R的圆，区域Ⅱ以为上边界（C行于x轴，下方范围足够大），两个磁场区域磁感应强度相同，相切于P点，沿边界放置足够长的挡光板，P点处开有小孔。电子源持续不断地沿x正方向发射出速度均为v的电子，形成宽为、在y轴方向均匀分布且关于x轴对称的电子流。电子经过区域Ⅰ磁场偏转后从P点射出进入区域Ⅱ，最终均能打在挡光板上。已知，电子质量为m，电量为e，忽略电子间的相互作用和电子的重力。

（1）求磁感应强度B的大小；

（2）求电子从区域Ⅰ射出时速度方向最大张角；

（3）电子在区域Ⅱ中运动的最长时间，及挡光板上有电子打到的长度。

答案

1-10 BDABD  BACDA 

11. ①. 1.20    ②. 1.49    ③. 1.11    ④. <    ⑤. <

12. （1）由图可知：碰前

碰后

由动量守恒定律可知

得

所以对的冲量为

（或）

（2）由题意

解得

13. （1）线圈中产生按正弦规律变化的交流电

电压表的示数

（2）由

得

14. （1）由题意得感应电动势为

感应电流为

所受安培力为

解得

金属棒匀速运动时满足

解得金属棒达到的稳定速度为

（2）由题意对金属棒从静止开始运动到的过程中，由动能定理得

其中

 解得

又因为

解得

（3）回路中没有电流时满足

解得

即磁通量保持不变，则

整理得

（或）

15. （1）由题意可知是磁聚焦问题，即轨道半径

得

（2）由右图以及几何关系可知

电子源最上端发出的电子从P点射出时与负y轴最大夹角，由几何关系知

得

同理电子源最下端发出的电子从P点射出与负y轴最大夹角也是，所以，电子从P点射出时速度方向的最大张角为。

（3）由题意可知：电子在区域Ⅱ中运动时，轨道半径也为R，电子源最下端发出的电子从P点与边界成角向右侧射入Ⅱ区域，此时电子在磁场中运动的时间最长，转过的圆心角为，所以

此时，出射点距离P点最近

电子垂直边界进入Ⅱ区域时，出射点距离P点最远

所以，上有电子打到的长度为