高二上学期期末考试物理试题本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分，考试时间90分钟第Ⅰ卷（48分）一、选择题（12个小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）1．最先发现电流磁效应的科学家是A．安培B．法拉第C．奥斯特D．特斯拉2．关于磁场和磁感线的描述，下列说法正确的是A．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种物质B．磁感线可以形象地描述磁场的强弱与方向C．磁感线总是从磁铁的N极出发，到S极终止D．磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁感线3．矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，当线圈通过中性面时，下列说法正确的是A．穿过线圈的磁通量等于零，线圈中的感应电动势等于零B．穿过线圈的磁通量等于零，线圈中的感应电动势最大C．穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势等于零D．穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势最大4．一段长0．2m，通过2．5A电流的直导线，关于在磁感应强度为B的匀强磁场中所受安培力F的情况，正确的是A．如果B=2T，F一定是1NB．如果F=0，B也一定为零C．如果B=4T，F有可能是1ND．当F有最大值时，通电导线一定与磁场平行5．如图所示的方框中有一能产生磁场的装置，在方框右边放一通电直导线（电流方向如图箭头方向），若发现通电导线受到向右的作用力，则方框中放置的装置可能是下面哪个×通电螺线管垂直纸面的通电直导线通电圆环通电直导线ABCD6．下图是电子射线管的示意图。接通电源后，电子射线由阴极沿x轴正方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线。要使荧光屏上的亮线向下（z轴负方向）偏转，在下列措施中可采用的是A．加一电场，电场方向沿y轴正方向B．加一电场，电场方向沿z轴正方向C．加一磁场，磁场方向沿z轴负方向D．加一磁场，磁场方向沿y轴负方向9\n7．如图所示，现有一带正电的粒子能够在正交的匀强电场和匀强磁场中匀速直线穿过。设产生匀强电场的两极板间电压为U，板间距离为d，匀强磁场的磁感应强度为B，粒子带电荷量为q，进入速度为v（不计粒子的重力）。以下说法正确的是A．若只增大速度v，其他条件不变，则粒子仍能直线穿过B．若只增大电压U，其他条件不变，则粒子仍能直线穿过C．匀速穿过时粒子速度v与U、d、B间的关系为D．若保持两板间电压不变，只减小d，其他条件不变，粒子进入两板间后将向上偏8．质谱仪的两大重要组成部分是加速电场和偏转磁场．如图所示为质谱仪的原理图．设想有一个静止的质量为m、带电荷量为q的带电粒子（不计重力），经电压为U的加速电场加速后垂直进入磁感应强度为B的偏转磁场中，带电粒子打到底片上的P点，设OP9．如图所示，质量为m的金属环用线悬挂起来，金属环有一半处于水平且与环面垂直的匀强磁场中，磁感应强度均匀减小，则在磁感应强度均匀减小的过程中，关于线拉力大小的下列说法中正确的是A．大于环重力mg，并逐渐增大B．大于环重力mg，并逐渐减小C．小于环重力mg，并逐渐减小D．小于环重力mg，并逐渐增大10．如图甲所示，理想变压器的原线圈电路中装有额定电流0.5A的保险丝L，原线圈匝数匝，副线圈匝数匝。当原线圈接在如图乙所示的交流电源上时，要使整个电路和用电器正常工作，则副线圈两端可以接BD9\nA．工作频率为10Hz的用电设备B．阻值为15Ω的电阻C．耐压值为36V的电容器D．并联两盏“36V40W”的灯泡11.如图所示，足够长的平行光滑导轨固定在水平面上，导轨间距L＝1m，其右端连接有定值电阻R＝2Ω，整个装置处于垂直导轨平面磁感应强度B＝1T的匀强磁场中。一质量m＝2kg的金属棒在恒定的水平拉力F=10N的作用下，在导轨上由静止开始向左运动，运动中金属棒始终与导轨垂直。导轨及金属棒的电阻不计，下列说法正确的是A．a点的电势高于b点的电势B．金属棒的最大加速度为5m/s2C．金属棒向左做先加速后减速运动直到静止D．水平拉力的最大功率为200W12．如图甲所示，垂直纸面向里的匀强磁场区域宽度为2a，磁感应强度的大小为B。一边长为a、各边电阻相等的正方形均匀导线框CDEF，从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域，则乙图中能正确反映线框E、F两端的电压UEF与线框移动距离x的关系的图象是第Ⅱ卷（非选择题共52分）二、计算题（本题5个小题，共52分）解答时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得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位13．（8分）如图所示为交流发电机示意图，匝数为n=100匝的矩形线圈，边长分别为10cm和20cm，内阻为5Ω，在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中绕OO′轴以50rad/s的角速度匀速转动，转动开始时线圈平面与磁场方向垂直，线圈通过电刷和外部20Ω的电阻R相接．电键S合上后：（1）写出线圈内产生的交变电动势瞬时值的表达式．（2）求电阻R上所消耗的电功率．9\n14．（9分）如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0．4m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37º，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B=0．5T、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E=4．5V、内阻r=0．5Ω的直流电源。现把一个质量m=0．04kg的导体棒ab放在金属导轨上，并与金属导轨垂直、且接触良好。导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R=2．5Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s2，已知sin37º=0．60，cos37º=0．80，当导体棒静止时求：（1）导体棒受到的安培力大小以及方向；15．（10分）如图所示，在平面直角坐标系第Ⅰ象限中存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的a点以的速度垂直于y轴射入匀强磁场，经x轴上的b点与x轴正方向成角射出磁场，已知，不计粒子重力，求：（1）该粒子的比荷；（2）粒子在第Ⅰ象限内运动的时间t．16．（12分）如图所示，水平方向的匀强磁场呈带状分布，两区域磁感应强度不同，宽度都是L，间隔是2L。边长为L、质量为、电阻为R的正方形金属线框，处于竖直平面且与磁场方向垂直，底边平行于磁场边界，离第一磁场的上边界的距离为L。线框从静止开始自由下落，当线框穿过两磁场区域时恰好都能匀速运动。若重力加速度为g，求：（1）第一个磁场区域的磁感应强度B1；（2）线框从开始下落到刚好穿过第二磁场区域的过程中产生的总热量Q。9\n17．（13分）如图所示，真空中有以为圆心，r为半径的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度为B。圆的最下端与x轴相切于直角坐标原点O，圆的右端与平行于y轴的虚线MN相切，在虚线MN右侧x轴上方足够大的范围内有方向竖直向下、场强大小为E的匀强电场，在坐标系第四象限存在方向垂直纸面向里、磁感应强度大小也为B的匀强磁场，现从坐标原点O沿y轴正方向发射质子，质子在磁场中做半径为r的匀速圆周运动，然后进入电场到达x轴上的C点。已知质子带电量为q，质量为m，不计质子的重力及质子对电磁场的影响。求：（1）质子刚进入电场时的速度方向和大小；（2）NC间的距离；（3）若质子到达C点后经过第四限的磁场后恰好被放在x轴上D点处（图上未画出）的一检测装置俘获，此后质子将不能再返回电场，则CD间的距离为多少。9\n9\n答案（2022.01）二、计算题（本题5个小题，共52分）解答时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得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位13．（8分）解：（1）感应电动势最大值Em=nBSω=100×0.5×0.1×0.2×50V=50V（1分）故交变电动势瞬时值的表达式为e=Emsinsωt=50sin50tV（2分）（2）感应电动势有效值E==50V.（1分）电键S合上后，由闭合电路欧姆定律I=A=2.0A，（2分）电阻R上所消耗的电功率P=I2R=80W.（2分）14．（9分）（1）导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路，根据闭合电路欧姆定律有：I==1．5A…………2分导体棒受到的安培力：F安=BIL=0．30N…………2分方向沿斜面向上1分（2）导体棒所受重力沿斜面向下的分力F1=mgsin37º=0．24N………1分由于F1小于安培力，故导体棒受沿斜面向下的摩擦力f…………1分根据共点力平衡条件mgsin37º+f=F安…………1分解得：f=0．06N…………1分15．（10分）解：（1）如图所示，由题意可知：=30°r==0．2m（2分）9\nqv0B=m（2分）得：=5×103C/kg（2分）（2）粒子在第Ⅰ象限内做圆周运动对应的圆心角为=l80°－=150°（2分）则粒子在第Ⅰ象限内运动的时间t==5．2×l0－4s（2分）16．（12分）解析：(1)线框穿过第一个磁场区域时（1分），（1分）（1分）（1分）（1分）解得：（1分）(2)线圈从开始运动到刚要进入第二区域的磁场，做匀变速运动所走的距离是2L（2分）（1分）从开始到穿过第2个磁场区域，共下落了6L高度．由能量守恒定律（2分）解得：（1分）9\n电场中NC=v=…………（1分）（3）竖直方向的速度…………（1分）设质子合速度为，质子合速度与x轴正向夹角的正弦值sinθ=…………（1分）=CD=2Rsinθ…………（1分）运动半径…………（1分）=2●==…………（1分）9
