辽宁省沈阳二中2020-2021学年高二上学期期末考试-物理-Word版含答案.docx

沈阳二中2022-2021学年度上学期期末考试
高二（16届）物理试题
说明：1.测试时间：90分钟 总分：100分
2.客观题涂在答题卡上，主观题答在答题纸上
第I卷 （48分）
一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每个小题所给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，第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，有选错或不答的得0分。）
1.下列说法正确的是
A．布朗运动就是分子的运动
B．分子克服分子力做功，分子势能变大
C．分子间距离越小,引力和斥力的合力越大
D．温度高的物体具有的内能确定比温度低的物体具有的内能多
2.下列关于气体压强的说法正确的是
A．单位体积分子数越多，气体压强越大
B．分子平均动能越小，气体压强越小
C．确定质量的抱负气体，温度越高，压强越大
D．确定质量的抱负气体，当温度不变时，体积越大，压强越小
3.一个带正电荷的粒子（重力不计），穿过图中相互垂直的匀强电场和匀强磁场区域时，恰能沿直线运动，则欲使粒子向上偏转应接受的方法是
A．增大磁感应强度 B.增大粒子质量
C．减小粒子的入射速度 D.增大电场强度
4.将电能从发电站送到用户,在输电线上会损失一部分功率。设输电电压为U,功率损失为P,输电线中电流为I，输电线总电阻为R，则
A． B. C. D.
5.如图，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、o、b在M、N的连线上，o为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到o点的距离均相等。关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是
A．o点处的磁感应强度为零
B．a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反
C．c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同
D．a、c两点处磁感应强度的方向不同
6．如图所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行。线框由静止释放，在下落过程中
A．穿过线框的磁通量保持不变
B．线框中感应电流方向保持不变
C．线框所受安掊力的合力为零
D．线框的机械能不断增大
7.如图L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为零。A和B是两个完全相同的灯泡，则
A．当开关由闭合变为断开时，A、B均马上熄灭
B．当开关由闭合变为断开时，A、B均由亮变暗，直至熄灭
C．当开关由断开变为闭合时，A马上变亮且亮度不变，B由亮变暗，直到不亮
D．当开关由断开变为闭合时，A由亮变为更亮，B由亮变暗，直到不亮
8.如图所示,两根通电直导线用四根长度相等的绝缘细线悬挂于两点，已知连线水平，导线静止时绝缘细线与竖直方向的夹角均为θ,保持导线中的电流大小和方向不变，在导线所在空间加上匀强磁场后绝缘细线与竖直方向的夹角均增大了相同的角度，下列分析正确的是
A．两导线中的电流方向确定相同
B．所加磁场的方向可能沿x轴正向
C．所加磁场的方向可能沿z轴正向
D．所加磁场的方向可能沿y轴负向
9.图中甲、乙是配电房中的互感器和电表的接线图，利用互感器可以实现用一般的电表测高压或大电流，以下说法正确的是
A.线圈N1两端电压高于线圈 N2两端电压
B.线圈N3中电流小于线圈 N4中电流
C.甲图中的电表是电压表，乙图中的电表是电流表
D.甲图中的电表是电流表，乙图中的电表是电压表
10.1831年法拉第把两个线圈绕在一个铁环上，A线圈与电源、滑动变阻器R组成一个回路，B线圈与开关S、电流表G组成另一个回路。如图所示，通过多次试验，法拉第最终总结出产生感应电流的条件。开关闭合，电路稳定，则
A．开关S断开的瞬间，电流表G中不产生电流
B．开关S断开的瞬间，电流表G中有b→a的感应电流
C．在减小电阻R的过程中，电流表G中有b→a方向的感应电流
D．在减小电阻R的过程中，电流表G中有a→b方向的感应电流
11.单匝闭合线框在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动。在转动过程中，穿过线框的最大磁通量为Φm，线框中的最大感应电动势为Em，下列说法中正确的是
A．线框每转动一周，线框中的感应电流方向转变一次
B．线框转动的角速度为
C．当线框的磁通量减小时，线框中的感应电动势在增大
D．在穿过线框的磁通量为的时刻，线框中的感应电动势为
12.如图所示，质量为m的环带+q电荷，套在足够长的绝缘杆上，环与杆之间的动摩擦因数为µ，杆处于正交的匀强电场和匀强磁场中，电场和磁场均水平，杆与磁场垂直，与水平电场夹角为θ，若环能从静止开头下滑，而且杆足够长，则以下说法正确的是
A．环在下滑过程中，加速度不断减小，最终为零
B．环在下滑过程中，加速度先增大后减小，最终为零
C．环在下滑过程中，速度先增大后减小，最终为零
D．环在下滑过程中，速度不断增大，最终匀速
第Ⅱ卷（满分52分）
二、填空题（本题共2小题，13题9分，14题9分，共计18分；答案请填写在答题纸相应位置.）
13.在“练习使用多用电表”的试验中：
(1)用多用电表欧姆档测量电阻时，红黑表笔互换了插孔，这样_____(填“会”或“不会”)影响测量结果；
(2)如图所示是一个多用电表欧姆档内部电路的示意简图，其中有灵敏电流表(量程未知，内阻100Ω)、电池组(电动势未知，内阻r=0.5Ω)和滑动变阻器R0(总阻值未知)，表刻度盘上电阻刻度中间值为15；有试验者用多用电表欧姆档测量电压表的内阻(测量过程规范)，读得电压表的读数为6.0V，读得阻值为30kΩ，可知此时多用电表欧姆档的总内阻(包括电流表内阻、电池组内阻和变阻器R0的阻值)是______kΩ，灵敏电流表的量程为_____mA。
14.在“测定金属的电阻率”的试验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示。
（1）从图中读出金属丝的直径为_________mm；
（2）在本试验中，测电阻的过程中，为了减小电压表和电流表内阻引起的系统误差，接受了下面的试验电路：

先将R2的滑动触头调到最左端，单刀双掷开关S2向1闭合，闭合开关S1，调整滑动变阻器R1和R2，使电压表和电流表的示数尽量大些(不超过量程)，读出此时电压表和电流表的示数U1、I1；保持两滑动变阻器的滑动触头位置不变，将单刀双掷开关S2向2闭合，读出此时电压表和电流表的示数U2、I2。则待测金属丝的电阻是____________；
（3）若本试验中，测得金属丝的长度为L，直径为d，电阻为Rx，则该金属电阻率的表达式为________________。

三、计算题（本题共3小题，共34分。第15题8分，第16题11分，第17题15分。要求解答应写出必要的文字说明和相关方程以及重要的演算步骤，只写出最终答案的不能得分，有数值计算的，答案中必需明确写出数值和单位。）
15.如图，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面对里，大小随时间的变化率，为正的常量。用电阻率为、横截面积为的均匀硬导线做成一边长为的方框。将方框固定于纸面内，其右半部位于磁场区域中。求：
（1）导线中感应电流的大小；
（2）磁场对方框作用力的大小随时间的变化率。
16.如图所示，空间有一宽为2L的匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面对外。abcd是由均匀电阻丝做成的边长为L的正方形线框，总电阻为R。线框以垂直磁场边界的速度v匀速通过磁场区域，在运动过程中，线框ab、cd两边始终与磁场边界平行。设线框刚进入磁场的位置x=0，x轴沿水平方向向右。求：
(1)cd边刚进入磁场和cd边刚离开磁场时，ab两端的电势差分别是多大？并分别指明a，b哪端电势高；
(2)线框穿过磁场的整个过程中，线框中产生的焦耳热。
(3)在下面图中，画出ab两端电势差Uab随距离变化的图象，其中U0=BLv。

17.如图所示，在屏蔽装置底部中心位置O点放一医用放射源，可通过细缝沿扇形区域向外辐射速率为v=3.2×106m/s的α粒子。已知屏蔽装置宽AB=9cm、缝长AD=18cm，α粒子（氦原子核）的质量m=6.64×10-27kg，电量q=3.2×10-19C。若在屏蔽装置右侧条形区域内加一匀强磁场来隔离辐射，磁感应强度，方向垂直于纸面对里，整个装置放于真空环境中。（结果保留2位有效数字）
(1)若全部的α粒子均不能从条形磁场隔离区的右侧穿出，则磁场的宽度d至少是多少?
(2)若条形磁场的宽度d=20cm，则射出屏蔽装置的α粒子在磁场中运动的最长时间和最短时间各是多少?

沈阳二中2022-2021学年度上学期期末考试
高二（16届）物理试题答案
一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分.）
1.B 2.D 3. A 4.B 5.C 6.B 7.D 8.C 9.AC 10.AD 11.BC 12.BD
二、填空题（本题共2小题，13题9分，14题9分，共计18分）
13. （1） 不会 （2） 15 、 0.6 14.(1)0.730 (2) (3)
三、计算题（本题共3小题，共34分。第15题8分，第16题11分，第17题15分。）
15.解：(1)线框中产生的感应电动势 ① 1分
在线框产生的感应电流 ② 1分
③ 1分
联立①②③得 ④ 1分
(2)导线框所受磁场力的大小为 ⑤ 1分
它随时间的变化率为 ⑥ 1分
由④⑤⑥联立可得 ⑦ 2分
16.解：(1)cd边刚进入磁场时，cd切割磁感线产生的感应电动势 E=BLv ① 1分
回路中的感应电流 ② 1分
ab两端的电势差大小为 ③ 1分 b端电势高 1分
cd边刚离开磁场时，ab边切割磁感线产生感应电动势大小和回路中电流大小与cd边刚进入磁场时的相同，所以ab两端的电势差大小为
④ 1分 b端电势高 1分
(2)线框进入磁场的过程和离开磁场的过程中产生的感应电流大小相等，设线框能产生感应电流的时间为t，产生的总焦耳热为Q，则有   ⑤ 1分
Q=I2Rt ⑥ 1分
联立②⑥⑦式解得 ⑦ 1分 （3）2分

17. 解：（1）由题意：AB=9cm，AD=18cm，可得：
∠BAO=∠ODC=45o ① 1分
全部α粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径相同，设为R，依据牛顿其次定律有： ② 2分
所以 ③ 1分
解得 R=0.2m=20cm ④ 1分
由题意及几何关系可知：若条形磁场区域的右边界与沿OD方向进入磁场的α粒子的圆周轨迹相切，则全部α粒子均不能从条形磁场隔离区右侧穿出，如图一所示。设此时磁场宽度为d1，由几何关系得：
⑤ 1分
解得 d1=0.34m ⑥ 1分
(2)设α粒子在磁场内做匀速圆周运动的周期为T，则
⑦ 2分
由④⑦得 T=s=3.9×10－7s ⑧ 1分
设速度方向垂直于AD进入磁场区域的α粒子的入射点为E，如图二所示。因磁场宽度d=20cm<d0，且R=20cm，则在∠EOD间出射进入磁场区域的α粒子均能穿出磁场右边界，在∠EOA间出射进入磁场区域的α粒子均不能穿出磁场右边界，所以沿OE方向进入磁场区域的α粒子运动轨迹与磁场右边界相切，在磁场中运动时间最长,设在磁场中运动时间最长为tmax，则
tmax=T/2=2.0×10－7s ⑨ 2分
若α粒子在磁场中做匀速圆周运动对应的圆弧轨迹的弦最短，则α粒子穿过磁场时间最短。最短的弦长为磁场宽度d 。 1分
设在磁场中运动的最短时间为tmin，轨迹如图二所示因R=d，则圆弧对应圆心角为60°，故
tmin=T/6=6.5×10－8s ⑩ 2分