内蒙古赤峰市2021-2022学年高二物理下学期期末试题（Word版附解析）

2022年赤峰市高二年级学年联考试卷

物理

注意事项：

1.本试卷满分100分，考试时长90分钟。

2.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。

3.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框涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号框。写在本试卷上无效。

4.答第Ⅱ卷时，将答案写在答题卡相应位置上，写在本试卷上无效。

5.考试结束，将试题卷和答题卡一并交回。

第Ⅰ卷（共48分）

一、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；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，有选错或不做答的得0分。

1. 下列说法正确的是（    ）

A. 奥斯特发现了电流的磁效应，说明磁能生电

B. 法拉第发现了电磁感应现象，说明电能生磁

C. 库仑比较准确测出元电荷的电量

D. 焦耳发现了电流的热效应，定量得出了电能和热能之间的转换关系

【答案】D

【解析】

【详解】A．奥斯特发现了电流的磁效应，说明电能生磁，故A错误；

B．法拉第发现了电磁感应现象，说明磁能生电，故B错误；

C．密立根比较准确测出元电荷的电量，故C错误；

D．焦耳发现了电流的热效应，并通过实验总结出焦耳定律，定量得出了电能和热能之间的转换关系，故D正确。

故选D。

2. 关于磁感应强度B的叙述正确的是（    ）

A. 电流元与磁场垂直时受力为F，则磁感应强度B的大小等于

B. 通电导体棒在磁场中某处所受安培力方向与该处磁感应强度的方向相同

C. 由可知，磁感应强度B与电流元受到的磁场力F成正比

D. 磁感应强度与检验电流和所受磁场力有关

【答案】A

【解析】

【详解】A．电流元与磁场垂直时受力为F，则

F=BIL

可知磁感应强度B的大小等于，选项A正确；

B．通电导体棒在磁场中某处所受安培力方向与该处磁感应强度的方向垂直，选项B错误；

CD．磁感应强度B只由磁场本身决定，与电流元以及受到的磁场力F均无关，选项CD错误；

故选A。

3. 某棵大树被雷电击中：此时以大树为中心的地面上形成了电场，该电场中三个等势面分布及电场中M、N两点的位置如图所示，虚线是一组等间距同心圆，M、N两点在同一半径上。下列说法正确的是（　　）

A. M点比N点电势低

B. 电场强度的方向由N点指向M点

C. M、N两点间的电势差为

D. 电子由M移到N点，电场力做功

【答案】C

【解析】

【详解】AC．由图可知，φM=−300kV，φN=−350kV，则M、N两点间的电势差为

UMN=φM-φN=50kV

故A错误，C正确；

B．沿电场方向，电势在减小，则电场强度的方向由M点指向N点，故B错误；

D．电子由M移到N点，电场力做功

WMN＝qUMN＝-50keV

故D错误。

故选C。

4. 超级电容器具有众多优点，如充电速度快，充电10秒至10分钟可达到其额定容量的95%以上；循环使用寿命长，深度充放电循环使用次数可达1至50万次，等等。若用该种电容器给手机电池充电，下列说法正确的是（    ）

A. 该电容器给手机电池充电时，电容器的电容变大

B. 该电容器给手机电池充电时，电容器所带的电荷量可能不变

C. 该电容器给手机电池充电时，电容器存储的电能变少

D. 充电结束后，若电容器不带电，电容器的电容为零

【答案】C

【解析】

【详解】AD．电容器的电容反应的是电容器容纳电荷本领的大小，与是否给手机充电、电容器是否带电无关，AD错误；

BC．该电容器给手机电池充电时，电容器所带的电荷量不断变小，存储的电能不断变少，B错误，C正确。

故选C。

5. 近年来，无线门铃逐渐流行。图甲为某款无线门铃按钮，其“自发电”原理如图乙所示，按下门铃按钮过程磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置。下列说法正确的是（    ）

A. 按下按钮过程，螺线管上的导线Q端电势较高

B. 松开按钮过程，螺线管上的导线P端电势较低

C. 按住按钮不动，螺线管上导线两端间仍有电势差

D. 按下和松开按钮过程，螺线管产生的感应电动势大小一定相等

【答案】A

【解析】

【详解】A．按下按钮过程，穿过螺线管的磁通量向左增加，根据楞次定律可知，螺线管上产生的感应电流从P流向Q，则螺线管上的导线Q端电势较高，选项A正确；

B．松开按钮过程，穿过螺线管的磁通量向左减小，根据楞次定律可知，螺线管上产生的感应电流从Q流向P，螺线管上的导线P端电势较高，选项B错误；

C．按住按钮不动，穿过螺线管的磁通量不变，则螺线管无感应电动势产生，则上导线两端间没有电势差，选项C错误；

D．按下和松开按钮过程，时间不一定相等，则磁通量的变化率不一定相等，则螺线管产生的感应电动势大小不一定相等，选项D错误。

故选A。

6. 如图所示，两根平行光滑金属导轨置于水平面内，轨道间距为l，轨道右端接有电阻R，金属棒与两导轨垂直并保持良好接触，金属导轨和金属棒的电阻忽略不计。金属导轨之间存在匀强磁场，磁场方向垂直于导轨平面向下，磁感应强度的大小为B。当施加垂直杆的水平向右的外力，使杆以速度v向右匀速运动，下面说法正确的是（    ）

A. 杆中感应电流方向由a流向b B. 杆所受水平外力的大小为

C. 杆所受安培力的大小为 D. 电阻R上消耗的功率P为

【答案】B

【解析】

【详解】A．由右手定则可知，杆中感应电流方向由b流向a，选项A错误；   

BC．杆所受安培力的大小为

杆做匀速运动，则水平外力的大小为

选项B正确，C错误；

D．电阻R上消耗的功率为

选项D错误。

故选B。

7. 质谱仪可以用来分析同位素。如图所示，带电粒子先经过加速电场，然后进入速度选择器，速度选择器内存在相互垂直磁感应强度为B的匀强磁场和电场强度为E匀强电场。平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2，平板S下方有磁感应强度为B0的匀强磁场。下列表说法确的是（   ）

A. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里

B. 能通过狭缝P的带电粒子的速率等于

C. 粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越小

D. 同一带电粒子，磁感应强度B0越大，粒子打到胶片的位置越靠近狭缝P

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据带电粒子在磁场中的偏转方向，由左手定则知，该粒子带正电，则在速度选择器中粒子受到的电场力水平向右，则洛伦兹力水平向左，根据左手定则知，磁场方向垂直纸面向外，A错误；

B．在速度选择器中，能通过狭缝P的带电粒子受到的电场力和洛伦兹力平衡，有

qE = qvB

解得

B错误；

CD．粒子进入偏转电场后，有

解得

知r越小，比荷越大；同一带电粒子，磁感应强度B0越大，r越小，粒子打到胶片的位置越靠近狭缝P，C错误、D正确。

故选D。

8. 如图甲所示，匝数，面积，电阻的圆形线圈外接一个阻值的电阻，线圈内有一垂直线圈平面向里的圆形磁场，圆形磁场的面积是圆形线圈面积的，磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是（    ）

A. 流经电阻R电流方向向下 B. 线圈中产生的感应电动势

C. 电阻R的功率为 D. 系统在内产生的焦耳热为

【答案】D

【解析】

【详解】A．由图乙可知线圈的磁通量在增加，根据楞次定律可知，线圈中的感应电流方向为逆时针方向，即流经电阻的电流方向向上，A错误；

B．根据法拉第电磁感应定律，线圈中产生的感应电动势为

B错误；

C．回路中的电流为

电阻消耗的功率为

选项C错误；

D．系统在内产生的焦耳热为

选项D正确；

故选D

9. 下列关于原子核的说法正确的是（    ）

A. 在太阳内部发生的典型核反应是聚变反应

B. 原子弹的反应原理是核裂变，反应方程为

C. 的半衰期是5730年，则100个经过5730年还剩50个

D. 的同位素中有6个中子，14个核子

【答案】AB

【解析】

【详解】A．在太阳内部发生的典型核反应是聚变反应，选项A正确；

B．原子弹的反应原理是核裂变，反应方程为，选项B正确；

C．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少量的原子核衰变不适应，选项C错误；

D．的同位素中有8个中子，6个质子，14个核子，选项D错误，选项D错误。

故选AB。

10. 无线充电给我们生活带来了很大的方便。图1是手机无线充电器的示意图，其原理如图2所示，当送电线圈接上的正弦交变电流后，会产生一个变化的磁场从而使手机中的受电线圈中产生交变电流，该电流经过其他装置转化为直流电给手机充电，该装置实际上可等效为一个无漏磁的理想变压器。送电线圈的匝数为，受电线圈匝数为，，若手机电阻为，当该装置给手机充电时，下列说法正确的是（    ）

A. 流过原、副线圈的电流之比为

B. 受电线圈两端的输出电压为

C. 充电时流过手机的电流为

D. 保持端输入电压不变，若在充电时玩大型游戏（即增大手机用电功率），则受电线圈的输出电流将变大

【答案】CD

【解析】

【详解】A．流过原、副线圈的电流之比等于原副线圈的匝数比的倒数，即电流比为1:44，选项A错误；

B．受电线圈两端的输出电压为

选项B错误；

C．充电时流过手机的电流为

选项C正确；

D．保持端输入电压不变，受电线圈的输出电压不变，则若在充电时玩大型游戏（即增大手机用电功率），则受电线圈的输出电流将变大，选项D正确。

故选CD。

11. 图甲为交流发电机的示意图，磁场可视为水平方向的匀强磁场，线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动，电阻，线圈电阻。从图示位置开始计时，输出的交变电压随时间变化的图象如图乙所示。以下判断正确的是（　　）

A. 图示位置为中性面 B. 线圈转动的角速度为

C. 时，穿过线圈平面的磁通量最大 D. 电流表的示数为

【答案】BD

【解析】

【详解】A．由甲图可知，线圈位于与中性面垂直位置，故A错误；

B．由乙图可知，线圈转动的周期T=0.02s，故线圈的角速度

故B正确；

C．t=0.15s=7T+0.01s，故线圈产生的感应电动势最大，此时线圈位于与中性面垂直位置，故穿过线圈平面的磁通量为零，故C错误；

D．输出的交变电压的最大值为，有效值为

根据欧姆定律可知

故D正确。

故选BD。

12. 如图所示，竖直平行线、间距离为a，其间存在垂直纸面向里的匀强磁场（含边界、），磁感应强度为B，上O处的粒子源能沿不同方向释放速度大小相等、方向均垂直磁场的带负电粒子，电荷量为，质量为m，粒子间的相互作用及重力不计，其中沿θ=60°射入的粒子，轨迹恰好与相切，下列说法正确的是（　　）

A. 粒子在磁场中做圆周运动的半径为

B. 粒子的速率为

C. 沿θ=60°射入的粒子，在磁场中的运动时间为

D. 边界上有粒子射出的长度为

【答案】AC

【解析】

【详解】A．作出粒子运动的轨迹图

由几何关系有

解得

A正确；

B．根据洛伦兹力提供向心力

解得

B错误；

C．粒子在磁场中的运动时间

C正确；

D．作出边界上有粒子射出的轨迹临界点如图所示

由分析知

边界上有粒子射出的长度

D错误。

故选AC。

第Ⅱ卷  非选择题（共52分）

二、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第13题~16题为必考题，每个考生必须做答，第17题~18题为选考题，考生根据要求做答。

（一）必考题（共37分）

实验题：本题共2小题，共12分。

13. 在“测定电源的电动势和内电阻”实验中，某同学按如图甲所示的电路图连接电路，并测出路端电压U和电流I的多组数据，做出图像如图乙所示，从图像中可求出电池的电动势______V，内电阻______Ω。

【答案】    ①. 1.5    ②. 1.25

【解析】

【详解】[1][2]根据实验原理有

可知，图线纵轴截距为电源电动势

E=1.5V

图线的斜率为电源的内阻

14. 在“测定金属的电阻率”的实验中，某同学进行了如下测量：

（1）该同学先用多用电表粗测其电阻，用已经调零且选择开关指向欧姆挡“”挡位的多用电表测量，表盘及指针所指位置如图甲所示，则此段电阻丝的电阻为______Ω；

（2）用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度L，用螺旋测微器测量金属丝的直径d，其中一次测量结果如图乙所示，其示数为______；

（3）若电压表的内阻很大，为了减小实验误差，应选用图中______（选填“a”或“b”）为该实验的电路图；

（4）准确地测量金属丝两端的电压U及电流I，最后由公式______（用直接测量的物理量符号表示）计算出金属丝的电阻率。

【答案】    ①. 18##18.0    ②. 0.676##0.677##0.678##0.679    ③. b    ④.

【解析】

【详解】（1）[1]该同学用多用电表粗测其电阻，此段电阻丝的电阻为18.0Ω；

（2）[2]用螺旋测微器测量金属丝的直径d示数为0.5mm+0.01mm×17.7=0.677mm；

（3）[3]若电压表内阻很大，为了减小实验误差，应选用电流表外接，即选用图中b为该实验的电路图；

（4）[4]根据

解得

计算题：本题共2小题，共25分。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. 如图所示，在两条平行的虚线内存在着宽度为L、场强为E的匀强电场。现有一电荷量为＋q、质量为m的带电粒子(重力不计)，以垂直于电场线方向的初速度v0射入电场中。求：

(1)粒子在电场中运动的时间。

(2)粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值tanα。

【答案】(1)；(2)

【解析】

【详解】(1)粒子在垂直于电场线的方向上做匀速直线运动，粒子在电场中运动的时间为

(2)设粒子射出电场时沿平行电场线方向的速度为vy，根据牛顿第二定律，粒子在电场中的加速度为

。

所以

故粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值为

16. 进入21世纪以来，航空航天技术得到了突飞猛进的发展，实现火箭回收利用，是一项前沿技术和热点技术。火箭对地碰撞力很大，为了减缓回收时碰撞，一种方案是在返回火箭的底盘安装了电磁缓冲装置。该装置的主要部件有两部分：①缓冲滑块，由高强绝缘材料制成，其内部边缘绕有闭合单匝矩形线圈；②火箭主体包括绝缘光滑缓冲轨道、和超导线圈（图中未画出），超导线圈能产生方向垂直于整个缓冲轨道平面的匀强磁场。当缓冲滑块接触地面时，滑块立即停止运动，此后线圈与火箭主体中的磁场相互作用，火箭主体一直做减速运动直至达到软着陆要求的速度，从而实现缓冲。现已知缓冲滑块竖直向下撞向地面时，火箭主体的速度大小为v，经过时间t火箭着陆，速度恰好为零。线圈的电阻为R，其余电阻忽略不计，边长为d，火箭主体质量为M，匀强磁场的磁感应强度大小为B，重力加速度为g，一切摩擦阻力不计。求：

（1）缓冲滑块刚停止运动时，线圈产生的电动势；

（2）缓冲滑块刚停止运动时，火箭主体的加速度大小；

（3）火箭主体的速度从v减到零的过程中系统产生的电能。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）由法拉第电磁感应定律得，ab边产生电动势

（2）线圈中的电流

ab边受到安培力

根据牛顿第三定律，火箭主体受力

对于火箭主体受力，由牛顿第二定律得

解得火箭主体的加速度

（3）设下落t时间内火箭下落的高度为h，对火箭主体由动量定理得

即

火箭下落过程中产生的平均电动势

由欧姆定律得电流的平均值

有

解得

根据能量守恒定律，产生电能为

解得

（二）选考题：共15分。请考生从给出的2道题中任选一题做答，如果多答则按所答的第一题评分。选择题请在答题卡对应的横线上填正确答案标号，选对1个给3分，选对2个给4分，选对3个给5分，每选错1个扣3分，最低得分0分。

【选修3-3】（15分）

17. 下列说法正确的是（　　）

A. 布朗运动和扩散现象都是温度越高越明显

B. 晶体的所有物理性质都表现为各向异性

C. 可以从单一热源吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响

D. 晶体和非晶体在一定条件下可以发生相互转化

E. 一切与热现象有关的自发过程总是向着分子热运动无序性增加的方向进行的

【答案】ADE

【解析】

【详解】A．布朗运动的剧烈程度和扩散现象的快慢均温度有关，温度越高布朗运动越剧烈、扩散现象越明显，A正确；

B．晶体的物理性质有些表现为各向异性，有些表现为各向同性，B错误；

C．根据热力学第二定律可知，不可能从单一热源吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响，C错误；

D．在适当的条件下，晶体和非晶体可以发生相互转化，D正确；

E．根据热力学第二定律可知，一切与热现象有关的自发过程总是向着分子热运动无序性增加的方向进行的，E正确。

故选ADE。

18. 如图所示，用一个绝热活塞将绝热容器平均分成A、B两部分，体积均为V，用控制阀K固定活塞，开始时A、B两部分气体的温度都是27℃，压强都是。保持A体积不变，给电热丝通电，使气体A的温度升高到147℃。

（1）求气体A压强；

（2）保持气体A的温度不变，拔出控制阀K，活塞将向右移动压缩气体B，平衡后气体B的温度是87℃，求气体B被压缩的体积是多少？

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）A部分气体在加热的过程中发生等容变化，由查理定律可得

其中

，，

解得升温后A部分气体的压强为

（2）拔出控制阀K，活塞将向右移，气体A发生等温变化，由玻意耳定律有

气体B被压缩过程，由理想气体状态方程有

其中

活塞受力平衡有

联立解得气体B被压缩的体积为

【选修3-4】（15分）

19. 北京时间2022年1月15日汤加发生了火山爆发，火山爆发引起了巨大的海啸。假设图甲是这次火山爆发在某地引起的海啸的一列水面波在时刻的波形图，该水面波正在海面上传播，其传播方向沿x轴的正方向，图乙是质点N的振动图像，则下列说法正确的是（    ）

A. 该列波的传播速度为

B. 在时，质点N具有向上的最大加速度

C. 再经过的时间，N点将向前传播到距离原点处

D. 若水面波前方有一尺寸为的石头，该水面波遇到石头后不能继续向前传播

E. 水面波传播过程中也能传递能量

【答案】ABE

【解析】

【详解】A．由图乙可知该列波的振动周期为

由图甲可知该列波的波长为

该列波的传播速度为

故A正确；

B．由图乙可知，在时，质点N到达负向最大位移处，具有向上的最大加速度，故B正确；

C．波在传播过程中，各质点都在平衡位置附近上下振动，不会随波迁移，故C错误；

D．根据波的衍射条件，波长与障碍物的尺寸差不多，因此该水面波遇到石头后还能继续向前传播，故D错误；

E．波在传播过程中不仅能传播振动形式，还会传递能量，故E正确。

故选ABE。

20. 如图所示，某种透明物质制成的直角三棱镜，，一束光线在纸面内垂直边射入棱镜，发现光线刚好不能从面射出，而是最后从面射出。求：

（1）透明物质的折射率n；

（2）光线从面射出时的折射角（结果可以用的三角函数表示）。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）光线从AB边垂直射入，恰好在BC面发生全反射，光线最后从AC面射出，光路图如图所示

设该透明物质的临界角为C，有

由几何关系可知

C=θ1=θ2=60°

解得透明物质

（2）由几何关系知

β=30°

光线在AC边发生折射，由折射定律有

解得