河南省驻马店市2021-2022学年高二下学期期末考试物理试题及答案

驻马店市2021-2022学年高二下学期期终考试

物理试题

注意：本试卷共三大题。本场考试时间90分钟，卷面满分110分。

第I卷（选择题48分）

一、选择题（本题共有12小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，1〜8题

只有一个选项正确：9〜12题有多个选项正确，全部选对得4分，选对但选不全的得2

分，选错或不答的得0分）

1.下列各场景中闭合线圈里一定产生感应电流的是

A.彼此绝缘、相互垂直的两根通电直导线与闭合线圈共面，两导线中的电流均增大

B.线圈绕平行于匀强磁场的转轴00'匀速转动

C.线圈平面保持与磁感线垂直，在匀强磁场中向右匀速移动

D.圆形线圈水平放置在通电直导线的正下方，增大导线中的电流

2.如图所示，通电螺线管左端外侧和内部分别静止悬吊导体环〃和4环c套在螺线管正中间，并

与螺线管共轴。当滑动变阻器R的滑动触头向右滑动时，下列说法正

确的是

A.a环向左摆

B为环有缩小的趋势

C.c环有扩大的趋势

D.三个环中感应电流方向相同

3.在某个趣味物理小实验中，几位同学手拉手与一节电动势为1.5V的干电池、导线、电

键、一个有铁芯的多匝线圈按如图所示方式连接。先闭合电建，同学们并没有触电的感觉,

稳定之后再断开电键时同学们会因触电而尖叫。从闭合电键开始计时，以下关于通过线圈

的电流h和通过几位同学的电流h随时间变化的图像可能正确的是

4.一电阻为10。的金属线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直,

穿过线框的磁通量0随时间t的变化关系如图所示，则线框中感应电流的有效值为

C.立A

A巫AB旦D.0.04A

502525

5.在方向如图所示的匀强电场（场强为E）和匀强磁场（磁感应强度为B）共存的区域,一电子沿

垂直电场线和磁感线方向以速度vo射入场区，则

A.若vo^E/B,电子沿轨迹1运动，射出场区时速度v>vo

B.若vo>E/B,电子沿轨迹II运动，射出场区时速度V<V0

C.若voWE/B,电子沿轨迹I运动，射出场区时速度v>vo

D.若vo<E/B,电子沿轨迹］I运动，射出场区时速度

6.如图所示，有一个匀强电场，电场线与平面平行。以原点。为圆心、5cm为半径的圆周上任意一

点的电势为9=（20sin6»+15）V,。为该点与圆心连线跟x轴的夹角,关于该匀强电场电场强度的

大小和方向，下列结论正确的是

A.场强大小为400V/m,方向沿y轴负方向

B.场强大小为800V/m,方向沿）'轴正方向

C.场强大小为800V/m,方向与x轴正方向成45°角斜向右上方

D.场强大小为400V/m,方向沿x轴负方向

7.如图所示，理想变压器原线圈接在输出电压恒定的正弦交流电源上,原线圈回路中导线等效电阻

为七副线圈回路中导线电阻不计，当负载增加时

A.变压器的输出功率一定减小

B.变压器的输出功率一定增大

C.变压器的输出功率一定不变

D.通过电阻R的电流一定增大

8.如图所示，有一半圆形区域圆心为0,半径为R,内部及边界上均存在垂直于纸面向里的匀强磁

场，磁感应强度大小为3,直径MN处放有一个很薄的荧光屏，有一个A

位置可以移动的粒子源A可以向纸面内各个方向均匀发射同种带电粒//XX、

XXXX\

子。已知粒子质量为加、电荷量为+/速度大小可调，粒子重力及粒’

M

子间的相互作用不计。若粒子源A位于圆弧的中点，要让粒子打oQ1

中荧光屏上ON的中点Q,则粒子发射速度大小的范围是

、4SqRB

A,3B.C迹

8mSm2m

9.如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能线与入射光

频率丫的关系图像，由图像可得

A.普朗克常量为上E

匕）

B.该金属的逸出功为—E

a£/eV

C.入射光的极限频率为00

5-0.54

3-IJI

2-3.40

1-13.60

D.入射光的频率为2%时，光电子的最大初动能为2E

10.如图为氢原子的能级示意图，则下列说法正确的是

A.一个氢原子由激发态跃迁到基态后，该原子的能量一定减少

B.一群处于〃=5能级的氢原子最多能放出10种不同频率的光

C.处于〃=2能级的氢原子吸收210eV的光子可以跃迁到〃=3能级

D.用能量为14.0eV的光子照射，不能使处于基态的氢原子电离

11.如图甲所示，长直导线与导线框浦W均固定于同一平面内。直导线中通以周期为T、大小和方

向都随时间作正弦变化的交流电i,如图乙所示。取图甲所示电流方向为直导线中电流的正方向，

则在0〜T时间内

A.（时线框中电流最大，且有向右运动趋势\c

B.工时线框中电流最大，但无相对运动趋势林ok-i\

C.电流方向由a尻而变为再变为abcda°-/,[■.....

D.电流方向由adcb”变为abcz/a,再变为adcba甲乙

12.如图所示，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B,导轨间距最窄

处为一狭缝，取狭缝所在处0点为坐标原点，狭缝右侧两导轨与x轴夹角均为仇一电容为C、板

间距为d的电容器与导轨左端相连。导轨上的金属棒与x轴垂直，在外力厂作用下从。点开始以

大小为v的速度向右匀速运动，忽略所有电阻，则下列说法正确一一“

XX

的是

A.通过金属棒的电流在不断增大

B.金属棒运动过程中，电容器上极板带负电

C.金属棒到达的时，电容器间的电场强度为竺乌幽旦

d

D.金属棒运动过程中，外力下做功的功率与时间成正比

第n卷非选择题（共62分）

二、实验题（本题共2小题，每空2分，共15分）

13.（5分）某同学在“研究电磁感应现象”实验中，实物电路连接如图。

（1）实物图中有一个元件的位置接错了回路，请指出该元件的名称______。

（2）在实验过程中，除了需要查清流入电流表的电流方向与指针偏转方向之工一

间的关系外，还应查清（选填"A”、"B”或“A和B”）中导线的绕制方l

向。

回答下面的（3）（4）（5）三个问题，需从下列选项中选出一个，在答题卷相,

应填空横线上，只须填上你选出的那个序号即可：

（A）原磁场方向（B）B线圈中磁通量的变化情况

（C）感应电流的磁场方向（D）B线圈中磁通量的变化快慢

（3）为了探究感应电流方向的规律，实验应研究原磁场方向、磁通量的变化情况、_________三者

的关系。

（4）实验中发现滑动变阻器触头向左与向右移动时，B线圈中电流表指针偏转方向不同，说明感

应电流的方向与有关。

（5）实验中发现滑动变阻器触头向左与向右移动快慢不同时，B线圈中电流表指针偏转幅度不同,

说明感应电流的大小与有关。

14.（10分）一多用电表的内部电路结构如图甲所示。己知表头G的内阻为400C,满偏电流为2mA,

定值电阻Ri=1.0。、&=99.0。、5920.0。、/?6=9.0X103Q,电池电动势E=1.5V。

⑴将选择开关S置于“6”时，多用电表测量的是（选填“电流”或“电压”），其量程为；

（2）将选择开关S置于“4”，多用表的表盘如图乙所示，已知此时欧姆表的倍率是X100,则E

=____V；

（3）将选择开关S置于“3”，将红、黑表笔短接进行欧姆调零后，断开两表笔，将一定值电阻R

接入两表笔间，表盘指针位置如图乙所示，则该电阻的阻值为d若由于长时间不用，欧姆

表内电池电动势降为1.2V,则该电阻真实值是C。

三、计算题（本题共3小题，共32分。解答时须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，有数值计算的题，答案中必须写明数值和单

位）

15.（8分）交流发电机模型示意图如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，/夕

有一矩形线框外”可绕线框平面内垂直于磁感线的o。'轴转动，由线框引出（1/

的导线“e和4分别与两个跟线框一起绕。O'轴转动的金属圆环相连接，金属W^\）b

圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动良好接触，这样矩形线圈在转动中就可一欲］

以保持和外电路电阻R及理想交流电流表A形成闭合电路。已知矩形线框ah边

长度为人，儿边长度为氏线框电阻为，，匝数为〃，线框以恒定角速度3逆时

针转动，其他电阻不计。求：

（1）从中性面位置开始计时，写出电动势瞬时值e的表达式（不要求给出推导过程）。

（2）电流表A的示数/。

（3）若不计一切摩擦，外力驱动线框转动一周所做的功W。

16.（8分）如图所示，真空室内存在垂直纸面向外、宽度为1的有界匀强磁场，磁感应强度大小为

B。某时刻静止在。点处的一个氢核黑Rn经历一次a衰变，生成针核Po和a粒子，a粒子沿与下

边界成0=60°角的方向垂直进入匀强磁场，恰好不从磁场的上边界射出。已知P。核的质量为M,

a粒子的质量为机、电荷量为q,衰变过程中释放的核能全部转化为ar.................................

粒子和Po核的动能，不计粒子的重力和粒子间相互作用，光速为c,：：：：;：：

求：,：K—•:::

O

（1）写出上述过程中的衰变方程。

（2）衰变过程中的质量亏损

7.（16分）如图所示，平行光滑金属导轨固定在水平面内，间距为L与倾斜光滑导轨平滑连接于

MN处,MN、PQ间相距为L,MN、PQ之间的区域存在一竖直方向的匀强磁场（图中未画出），

磁感应强度大小为B,两材料相同、长度均为L的均匀导

体棒a、b,分别放置在倾斜导轨和水平导轨上。现让。从

某高度处自由滑下，若6发生碰撞，则为弹性碰撞。已

知“棒质量为机、电阻为2R,6棒电阻为R,两棒始终与

导轨垂直且接触良好，导轨足够长，电阻不计，重力加速

度为g。

（1）若a棒能通过磁场区域，则“棒滑下时的高度/至少为多少？

（2）接上一问，若。棒滑下时的高度为4/7°,求金属棒。第一次穿过磁场区域的过程中金属棒6

上产生的焦耳热Qb。

（3）在满足第二问的情况下，已知。棒碰后返回未能再穿过磁场，求a棒最终停止的位置距磁场

左边界MN的距离X。

四、选考题（请考生从给出的18、19两题中任选一题作答；如果多选或者未选则按

18题计分）

18.【选修33］（15分）

（1）（5分）下列说法正确的是。（填正确答案的标号。选对一个给2分，选对两个给4

分，选对三个给5分。每错选一个扣3分，最低得分为0分）

A.达到热平衡的两个系统，它们的分子总动能一定相等

B.达到热平衡的两个系统，它们的分子平均动能一定相等

C.某气体的温度升高时，该气体内所有分子的速率都增大

D.像在液体中一样，在气体中也可以发生布朗运动

E.布朗运动并不是液体或气体分子的运动，但反映了分子运动的情况

（2）（10分）如图所示，粗细均匀、足够长的导热U型管竖直固定放置，右管上端封闭，左管内

有一个厚度和摩擦都不计的轻质活塞，管内水银把气体分成4、8两部分。管内水银面

在同一高度时，活塞和右端封口在等高的位置，两部分气体的长度均为Lo=20cm。已

知大气压强为po=75cmHg=l.OXlO5pa,环境温度不变，管的横截面积S=1cm?。现用

力尸缓慢向上提拉活塞，使两管内水银面高度差为/?=10cm（右管内一直有水银存在），

求：

（i）活塞上升的距离L

（ii）力产的大小。

19.【选修34］（15分）

（1）（5分）一列沿x轴负方向传播的简谐横波在f=1s时刻的波形图如图所示，P、。两质点的横

坐标分别为xp=4m、x°=8m,随后3s内质点P通过的路程为30cm,则下列说法正确的是。

（填正确答案的标号。选对一个给2分选对两个给4分，选对三个给5分。每错选一个扣3分，最

低得分为0分）

A.该简谐波的周期为4s

B.该简谐波的传播速度大小为2m/s

C.质点。在f=Is时沿），轴负方向振动

D.2s后质点。点将运动到P点、

E.质点Q在f=0时刻位于负的最大位移处

（2）（10分）如图所示，透明介质的横截面为直角三角形ABC,AB垂直BC,。为AB的中点,

8c长度为L6=30°。光屏与AC等长且平行正对，光屏与AC的

距离也为人某种单色光垂直BC射入介质，恰好在AC上发生全反射。

已知光速为C,求：

（i）光在该介质中的传播速度V。

（ii）让该单色光从。点垂直射入介质，此单色光射出介质后，打在光屏

上的位置到光屏上端M的距离s。

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物理试题答案

一、选择题（4分义12=48分）

123456789101112

ADCCBADBACABBDCD

二、实验题（共15分）

13.（5分，每空1分）（1）电键（或开关）（2）人和8（3）（C）（4）（B）（5）（D）

14.（10分，每空2分）（1）电压；100V（不带单位不得分）（2）15（3）130；104

三、计算题（共32分）

15.（8分）解：（1）电动势瞬时值e的表达式为

e=nB1^0）sinM-----------------------------------------------------------------（2分）

（2）由全电路的欧姆定律得回路中的感应电流为

i=----------------------------------------------------------------------------（1分）

R+r

即j-，叫，2"sincot--------------------------------------------------------------（1分）

R+r

电流表A的示数等于回路中电流的有效值，即为

nBlJco

2（1分）

-V2(/?+r)

27r

（3）线框转动的周期为T=（1分）

CD

外力驱动线框转动一周所做的功为

（1分）

求得W=-------LJ---------------------------------------------------------------（1分）

R+r

16.（8分）解：（1）氯核衰变方程为方2Rn—需Po+：He---------------------------（2分）

（2）a粒子在磁场中做圆周运动，则

2

q%B=m~^---------------------------------------------------------------------（1分）

由几何知识有Rcos6+R=d-----------------------------------------------------（1分）

由动量守恒定律有0="匕---------------------------------------------------（1分）

反应放出的能量为AE=}"片--------------------------------------------（1分）

根据质能方程AE=2VWC2---------------------------------------------------------（1分）

日中且.一*。江42（M+，”）82g2d2

解得质量节损为△，〃=----------U-（1分）

9Mmc~

17.（16分）解：设匕棒质量为明,，由密度定义和电阻定律可知

m_2R

b（1分）

mR

可得b棒质量为

mh—2m（1分）

（1）对导体棒。，自倾斜导轨上下滑过程由机械能守恒定律有

mg4=；mv1------------------------------------------------------------------（1分）

在a棒通过磁场区域的过程中，由水平导轨和八〃两棒组成的回路，其时刻的感应电流为

由题意和动量定理有/=mv（）-----------------------------------------------（1分）

而Z,=ZvA/--------------------------------------------------------------------（1分）

R4,6

联立可得钎！^----------------------------------------------------------a分）

（2）对a棒，若滑下的初始高度为4%,则对下滑过程有

g

4mgh()—my]:（1分）

设此时a棒通过磁场区域时的速度为匕，则由动量定理有

B2L2vAr

v=mv'-mv-------------------------------------------------------------------------------（1分）

3R{}}

（1分）

QR_B4L6

由心匕串联可求得&（1分）

7R~18mR2

（3）对〃、〃碰撞过程，由动量守恒定律有

mvy=mv\+lmv'2--------------------------------------------------------------（1分）

,2

由机械能守恒定律有gm丫；-1mV|+1.2mv'^-----------------------------------（1分）

碰后。棒反向，由动量定理有

-mv{-------------------------------------------------------------------------------------（1分）

3R

a棒向左运动的距离为Xo=ZvAf--------------------------------------------（1分）

2/

则最终停止的位置距磁场左边界MN的距离为》=£—/="---------------------（1分）

四、选考题

18.【选修33］（15分）

（1）（5分）BDE

（2）（10分）解：（i）设活塞的横截面积为S,对B管气体

PoA）S=PB（4+g“S--------------------------------------------------（2分）

对A管气体，设气体的长度为〃，压强为则

PA=PB-Ph=50cmHg--------------------------------------------------（1分）

P<>L<）S=PAL,AS（2分）

则活塞上升的距离为Lj+0.5h-4=15cm-------------------------------（2分）

（ii）对活塞POS=F+〃AS---------------