2021_2022学年福建省莆田市高二（下）期末物理试卷（附答案详解）.pdf

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1、20212022学年福建省莆田市高二（下）期末物理试卷1.2022年3月23日，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站进行了第三次太空授课。“天宫课堂”主要依靠中继卫星系统通过电磁波进行天地互动。下列关于电磁波的说法正确的是（）A.电磁波传播需要介质B.电磁波传播过程中也传递了能量C.麦克斯韦预言并证实了电磁波的存在D.不同波长的电磁波在真空中的传播速度大小不同2.以下物品是传感器在日常生活中的一些应用。下列说法正确的是（）测温枪 电子秤 指纹识别器 烟雾散射火灾报警器A.测温枪是应用红外线传感器测量体温B.电子秤是应用光敏传感器称量物品质量C.指纹识别器是应用压力传感器来识别

2、指纹D.烟雾散射火灾报警器是应用声传感器实现火灾报警3.下列说法正确的是（）A.分子间的引力随分子间距离的增大而增大B.悬浮在液体中的固体微粒越大，布朗运动就越明显C.不可能使热量从低温物体传向高温物体而不引起其他变化D.一定质量的理想气体放出热量，其分子的平均动能一定减小4.如图（a）所 示“u”形金属导轨固定在水平面上，右端放有一与导轨垂直的金属棒P Q,整个装置处于竖直方向的磁场中，磁感应强度B随时间按图（b）规律变化，整个过程金属棒保持静止。规定竖直向上为磁场的正方向，水平向右为金属棒受到安培力F的正方向。下列F-t图像中正确的是（）图(a)图(b)5.如图所示电路中，L为直流电阻不计

3、且自感系数很大的电感线圈,A、8为两规格相同的灯泡，贝 心)A.闭合S时，A先亮，8后亮B.闭合S时，A、B同时亮C.断开S时，A、B都逐渐变暗并同时熄灭D.断开S时，A立即熄灭，8闪亮后再逐渐变暗直至熄灭6.图(a)为风力发电的简易模型，在风力的作用下，风叶带动与其固定在一起的永磁体转动，转速与风速成正比。某一风速时，线圈中产生的正弦式交变电流如图(b)所示，已知外接电阻图(a)图(b)A.风叶的转速为10r/sB.电流的表达式为i=0.6sinl07rt(A)C.风速加倍时，电阻R 的电功率为3.6 1 VD.风速加倍时，电流的表达式为i =1.2 s i n l O7 r t（A）7 .

4、如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1：3,公 端接入电压有效值恒定的正弦交流电，原线圈接入阻值为R。恒定不变的灯泡L 副线圈接入可变电阻K、理想电压表忆 则下列说法正确的是（）A.原、副线圈中的电流比为3：1B.油端电压与可变电阻两端电压比为1：3C.若可变电阻接入电路的阻值变大，电压表丫示数变大D.当可变电阻接入电路的阻值为3 R。时，可变电阻消耗的功率最大8 .笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件。当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作；当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态。如图所示，一块宽为、长为。的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是自

5、由电子，通入方向向右的电流时，电子的定向移动速度为丫。当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中，于是元件的前、后表面间出现电压U,以此控制屏幕的熄灭，则霍尔元件的（）A.前表面的电势比后表面的高 B.匀强磁场的磁感应强度大小为幺vaC.前、后表面间的电压U 与V无关 D.前、后表面间的电压U 与 a 成反比9 .一定质量的理想气体，状态经ATBTCTA的变化过程可用如图 3m所示的p-V 图线描述，其中C-A为等温过程，气体在状态A时 温 度2 4-f为7 =3 0 0 K。该气体在状态8时的温度为 K,C-4 过程】i中气体（填“吸热”或“放热”）。2 4 流10.如图所示，

6、在圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场。带电粒子(不计重力)第一次以速度次沿直径射入，粒子飞出磁场区域时，速度方向偏转60。；该带电粒子第二次以速度以从同一点沿同一方向射入，粒子飞出磁场区域时，速度方向偏转90。带电粒子第一次和第二次在磁场 中 运 动 的 半 径 之 比 为,时间之比为11.在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，提供的器材有：油酸、酒精、滴管、清水、浅水盘、爽身粉、玻璃板、彩笔、坐标纸。(1)要完成该实验，还 需 要 的 器 材 有。(2)实验中要让油酸在水面尽可能散开，形成单分子油膜，并将油膜分子看成球形且紧密排列。本 实验体现的物理思想方法为(填选项前的字母)。A.控制

7、变量法B.理想化模型法C.等效替代法(3)计算油膜面积时，某小组舍去了所有不足一格的方格，则计算出的油酸分子直径_ _ _ _ _(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。12.在 做“探究感应电流的方向”实验中，某同学做如下探究：(1)首先按图(a)连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转；再按图(b)连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向左偏转。进 行 上 述 实 验 的 目 的 是(填 选 项 前 的 字 母)。A.测量电路中的电流大小B.检查干电池电量是否充足C.推断电流计指针偏转方向与电流方向的关系图(C)(2)接下来，用图(c)装置做实验，图中螺线管上的粗线标示的是导线的绕向。在条形

8、磁铁插入螺线管的过程中，观察到电流计指针向右偏转，说明螺线管中的电流方向(从上往下看)是沿(填“顺时针”或“逆时针”)方向。(3)该同学想利用探究所得结论，推断图(d)中螺线管的导线绕向。当强条形磁铁N 极向下快速插入螺线管时，二极管发光。则 可 推 断 该 螺 线 管 的 导 线 绕 向 应 如 图(填 或 广)中粗线所示。图(d)图(e)图13.如图所示，两光滑平行导轨4、炉竖直放置，磁感应强度为=0.6T的匀强磁场垂直导轨平面向里，导轨上端与匝数n=500匝、横截面积S=O.Oln?的螺线管相连接，匀强磁场为水平向左穿过螺线管。若磁场为 以 鬻=2.0T/s规律变化，接触良好的导体棒就恰

9、好处于静止状态。导体棒4b长度L=0.4m,整个电路总电阻R=5。重力加速度g 取lO m/s2,求：(1)导体棒ab中的电流大小：(2)导体棒ab的质量。1 4.如图所示的平面直角坐标系x O y,在 第I象限内有平行于y轴的匀强电场，方向沿y正方向；在第团象限的正三角形c区域内有匀强电场，方向垂直于x O y平面向里，正三角形边长为L，且 面 边 与y轴平行.一质量为八电荷量为q的粒子，从y轴上的P(0,/i)点，以大小为火的速度沿x轴正方向射入电场，通过电场后从x轴上的a(2/i,0)点进入3XXXX Xx 31XX X第团象限，又经过磁场从y轴上的某点进入第H I象限，且速度与y轴负方

10、向成4 5。角，不计粒子所受的重力.求：X X、X x/x XCX X 小 b(1)电场强度E的大小；(2)粒子到达a点时速度的大小和方向：(3)a bc区域内磁场的磁感应强度B的最小值.1 5.如图(a)所示，在水平面内固定有两根平行且足够长光滑金属导轨MM P Q,间距为L,电阻不计。以P。上的。点为坐标原点，沿导轨建立如图所示的x轴。导轨间x 0区域内存在竖直向上的磁场，磁感应强度3随位置坐标x的变化规律如图(b)所示(图中B o,d已知)。金属棒。置于x =0处，金属棒6置于x d的某处，两棒均与导轨垂直且始终接触良好，电阻均为R,质 量 均 为t =0时，锁定。棒，a棒获得瞬时初速度

11、火并在拉力的作用下开始做匀速直线运动。(1)求。棒运动到x =d处回路中电流的大小；(2)写出a棒从x =0处运动到x =d处的过程中回路中电流i与时间的关系式并求出此过程中通过a棒的电荷量：(3)当。棒运动到x =d处时，撤去拉力，同时解锁b棒，假设。、6棒不会相碰，求此后回路中产生的焦耳热。MQ答案和解析1.【答案】B【解析】A.电磁波传播不需要介质，可以在真空中传播，A错误；反电磁波传播过程中也传递了能量，B正确；C.麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹证实了电磁波的存在，C错误;D不同波长的电磁波在真空中均以光速传播，。错误。故选B。2.【答案】A【解析 1 A.因为一切物体均能发出红外线

12、，因此使用红外线进行检测体温，故A正确;氏电子秤是应用压敏传感器称量物品质量，故B错误；C.指纹识别器是应用电容或光学传感器来识别指纹，故C错误；。.烟雾散射火灾报警器是应用光传感器实现火灾报警，故。错误。故选Ao3.【答案】C【解析】A.分子间的引力随分子间距离的增大而减小，故A错误；区悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动就越明显，故B错误；C.不可能使热量从低温物体传向高温物体而不引起其他变化。故C正确；D根据热力学第一定律/U =W+Q,一定质量的理想气体放出热量，同时外界对气体做功，如果外界对气体做的功大于气体放出的热量，气体内能可能增加，根据一定质量的某种理想气体内能只与温度有关，所

13、以其温度可能增加，其分子的平均动能可能增加，故。错误。故选C。4.【答案】C【解析】根据E华 等，/=f,可知整个过程中电流大小不变。在0 片时间内，磁感应强度B竖直向上且均匀减小，则闭合回路中的磁通量中均匀减少，发生电磁感应现象，闭合回路中有感应电流，由楞次定律判断知，感应电流为逆时针方向，即由P流向Q,导体棒PQ受安培力的作用，由左手定则判断知，安培力方向水平向右，为正方向，由尸=B/L可知，B均匀减小，PQ所受安培力均匀减小；在片 2琳时间内，磁感应强度B 竖直向下且均匀增大，则闭合回路中的磁通量均匀增加，发生电磁感应现象，闭合回路中有感应电流，由楞次定律判断知，感应电流为逆时针方向，即

14、由P 流向Q,导体棒PQ 所受安培力方向水平向左，由尸=可知，B 均匀增大，P。所受安培力均匀增大。故选C。5.【答案】BD【解析】力 B.闭合S 时，自感系数很大的电感线圈阻碍电流增大，电源的电压同时加到两灯上，A、8 同时亮；故 A 错误，8 正确；CD.断开S,A 立即熄灭，线圈L 中电流减小，产生自感电动势，感应电流流过8 灯，刚开始时电流比原来通过8 灯的电流大，8 闪亮一下后熄灭。故 C 错误，。正确。故选BDo6.【答案】BC【解析】A.由图(b)可知，电流的周期为T=0.2s风叶的转速为1n=5r/s故 A 错误；8.由图(b)可知，电流的最大值为im=0.6A由公式3 =笔可

15、得co=IOT T则电流的表达式为i=0.6sinl0nt(A)故 B 正确;CD.风速加倍时，角速度加倍，根据Em=NBSo)可知，产生的感应电动势加倍，形成的感应电流加倍，则电流的表达式为i=1.2sin207rt(A)电流的有效值为%=居=0.6扬1由公式P=/2R可得，电阻R 的电功率为P=3.6W故。错误，C正确。故选BC。7.【答案】AC【解析】B.设 H 端的输入电压为U,则原线圈的输入电压为Ur=U-UL由理想变压器的电压关系有Ui _ U-UL _ HI _ 1U2 U2 712 3而外等于可变电阻的电压，所以加端电压U 与可变电阻的电压U2比不为1:3,B错误；A.根据理想

16、变压器的电流关系有h n2 3ni 1所以原副线圈的电流比为3:1,4 正确；C.若可变电阻接入电路的阻值变大，设副线圈的输出电压不变，则副线圈中的电流与减小，由变压器的电流关系可知，原线圈的电流。也会减小，根据U1=U-UL=U-AR。可知，原线圈输入电压力变大，根据变压器的电压关系可知，副线圈的输出电压小变大，则电压表示数变大，C正确；D 根据能量守恒可得，可变电阻消耗功率为P=UI1-llR0可知，当 人=与 时，可变电阻消耗功率最大，则有1Ui=(7-/0 =2y根据理想变压器的电压关系6%1n2 3此时可变电阻的电压为3UU2=3Ui=彳根据理想变压器电流关系h n2 3此时可变电阻

17、的电流为1 u/2=歹】=西则可变电阻的阻值为R=胃=9&12所以当可变电阻接入电路的电阻为9 8 时，可变电阻消耗功率最大，。错误。故选AC。8.【答案】AB【解析】A.由左手定则可知，自由电子往后表面偏转，故前表面的电势比后表面的高，故 A 正确;区稳定时，自由电子不再偏转，满足Ue-=evBa解得UB av故 8 正确；CD.稳定时，自由电子不再偏转，满足Ue-=evBa解得U=avB故前、后表面间的电压。与口成正比，故选ABo前、后表面间的电压U与 a 成正比，故 CD错误。9.【答案】600放热【解析】A-B 等压变化过程中，根据盖-吕萨克定律代入已知条件，可得TB=600K在C-4

18、 等温变化过程中AU=0又由于体积减小，外界对系统做正功W 0根据热力学第一定律可得故气体放热。AU=W +QQ 010.【答案】V 3:l2:3【解析】设圆柱形区域为R，粒子运动轨迹如图所示由几何知识可知q =/?t a n 6 0 ,r2=R带电粒子第一次和第二次在磁场中运动的半径之比为G：丁2 =R t a n 6 0 :R=V 3:1粒子在磁场中做圆周运动的周期2 7rmT=1B-粒子运动周期与粒子速度无关，粒子在磁场中做圆周运动的周期之后为1：1；由几何知识可知,粒子在磁场中做圆周运动转过的圆心角%=6 0 ,e2=9 0 粒子在磁场中的运动时间et=k2 7 rT粒子的运动时间之比

19、 _ _ 6 0 0 _ 2石=雨=9 011.【答案】（1）量筒；（2）B；（3）偏大【解析】（1）要完成该实验，还需要量筒，用来确定一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积。（2）实验中要让油酸在水面尽可能散开，形成单分子油膜，并将油膜分子看成球形且紧密排列。本实验体现的物理思想方法为理想化模型法。故选B。（3）计算油膜面积时，某小组舍去了所有不足一格的方格，导致油膜面积偏小，由d =（可知，计算出的油酸分子直径偏大。12.【答案】（1）C；（2）顺时针；（3）e【解析】（1）交换电源正负极，观察电流计指针偏转方向，上述实验的目的是推断电流计指针偏转方向与电流方向的关系。故选C o（2）当电流从电流

20、计正极流入时，指针向右偏转，在条形磁铁插入螺线管的过程中，观察到电流计指针向右偏转，结合安培定则可知，螺线管中的电流方向（从上往下看）是沿顺时针方向。（3）当强条形磁铁N极向下快速插入螺线管时，螺线管中磁场向下，磁通量增大,据楞次定律可知，感应电流应俯视逆时针方向，二极管发光，说明流过二极管的电流自下而上，可推断该螺线管的导线绕向应如图e中粗线所示。1 3.【答案】解：（1）由法拉第电磁感应定律可得AB2E=n-rf-S=1 0 VAt则电流大小为EI=R=2A（2）导体棒而恰好处于静止状态，根据平衡关系可得mg=B1IL可得导体棒外的质量m=0.0 4 8 k g =4 8 g【解析】略1

21、4.【答案】解：(1)设粒子在电场中运动的时间为，则有=vot =2h,y=h=1 a t2qE=m a,联立以上各式可得E=萼；Zqn(2)粒子达到a点时沿负y方向的分速度为%=at=v0,所以u =J诏+药=V 2 v0,方向指向第团象限与x轴正方向和成4 5。角；(3)粒子在磁场中运动时，有q u B=,当粒子从b点射出时，磁场的磁感应强度为最小值，此时有=苧 乙，所以磁感应强度B的最小值B=也詈qL【解析】略1 5.【答案】解：(1)根据题意，由图(b)可知，棒运动到x =d处时，此处的磁感应强度为Bo,则感应电动势为Eo=B0LV0棒运动到x =d处回路中电流的大小I _ E。_ B

22、()LVQ。=诙=R(2)根据题意，由图(b)可知，磁感应强度B与x的关系式为BoB=2B。了 d)由于。棒获得瞬时初速度火并在拉力的作用下开始做匀速直线运动，设运动时间为f,则有x=vot则1时刻，磁感应强度为B=2B0-感应电动势为E=BLva=2BaLd v0oLvtf-5-0 感应电流为._ B0Lv0 B0Lvtl=R 2Rda v0(=Y)根据题意可知，感应电动势为感应电流为_ E _ 4。1 2R =2 RAi通 过4棒的电荷量为q =，M=2 R由图(b)可得3=BuLd则3BLdq =-4 R-(3)当“棒运动到x=d处时，撤去拉力，同时解锁b棒，假 设。、6棒不会相碰，“、6棒系统动量守恒，且最终两棒速度相等，设相等速度为也 则有mvQ=2mv解得1v=2v由能量守恒定律可得，回路中产生的焦耳热为1-21-21-4/2|2m【解析】略