武漢市部分重點中學2021——2022學年度上學期期末聯考高二物理試卷命題學校：武漢一中命題教師：萬元芳審題教師：丁向輝考試時間：2022年1月18日下午2：00——3：15試卷滿分：100分一、選擇題：本題共11小題，每小題4分，共44分。在每小題給出的四個選項中，第1~7題只有一項符合題目要求，第8~11題有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。1.以下說法正確的是（）A.磁場和磁感線都是客觀存在的B.磁場中某點磁感應強度的方向跟放在該處通電導線所到的安培力的方向一致C.磁感應強度是用比值法定義的物理量D.運動的電荷在磁場中一定受洛倫茲力的作用【1題答案】【答案】C【解析】【詳解】A．磁場是客觀存在的，磁感線是為了便于研究磁場而假想出來的線，實際并不存在，故A錯誤；B．磁場中某點磁感應強度的方向垂直于放在該處通電導線所到的安培力的方向，故B錯誤；C．磁感應強度是用比值法定義的物理量，故C正確；D．當運動的電荷速度方向與磁感線平行時不受洛倫茲力的作用，故D錯誤。故選C。2.如圖所示，MDN為絕緣材料制成的半徑為R的光滑豎直半圓環，置于磁感應強度為B，方向垂直紙面向外的勻強磁場中，一質量為m，帶正電可看成質點的小圓環套在大圓環上，從M點無初速下落，D為圓環最低點，N點與M點等高，小圓環在運動的過程中，下列說法中正確的是（）A.小環由M滑到D點所用時間與由D滑到N點所用時間相同B.小環滑到D點時速率滿足C.小環滑到D點時對圓環軌道的彈力一定小于mgD.如果改變圓環的半徑，小圓環從M滑到D點時在D點對圓環軌道的彈力隨圓環半徑的增大而減小【2題答案】【答案】A【解析】【詳解】A．因為洛倫茲力和大圓環的支持力對小圓環均不做功，且大圓環光滑，所以根據機械能守恒定律可知小圓環可以運動到N點，且小圓環在MD弧上和ND弧上等高位置速度大小相同，根據對稱性可知小圓環在MD弧上運動時所受平均合外力與在ND弧上所受平均合外力相同，根據動量定理可知小環由M滑到D點所用時間與由D滑到N點所用時間相同，故A正確；B．根據機械能守恒定律有解得故B錯誤；CD．設小環滑到D點時所受軌道的彈力大小為N，根據牛頓第二定律有解得根據牛頓第三定律可知小環滑到D點時對圓環軌道的彈力一定大于mg，并且如果改變圓環的半徑，小圓環從M滑到D點時在D點對圓環軌道的彈力隨圓環半徑的增大而增大，故CD錯誤。故選A。3.如圖所示，勻強磁場限定在一個圓形區域內，磁感應強度大小為B，一個質量為m，電荷量為q，初速度大小為v的帶電粒子沿磁場區域的直徑方向從P點射入磁場，從Q點沿半徑方向射出磁場，粒子射出磁場時的速度方向與射入磁場時相比偏轉了角，忽略重力及粒子間的相互作用力，下列說法正確的是（）A.粒子帶負電B.粒子在磁場中運動的軌跡長度為C.粒子在磁場中運動的時間為D.圓形磁場區域的半徑為【3題答案】【答案】B【解析】【詳解】A．由圖可知，粒子受向下的洛倫茲力，而磁場的方向是垂直紙面向外，故由左手定則可知，四指的方向與速度v的方向一致，所以粒子帶正電，故A錯誤；B．由于粒子偏轉了角，故粒子在磁場中運動軌跡的圓心角也等于，而粒子做圓周運動，如下圖所示則故粒子的偏轉半徑所以粒子在磁場中運動的軌跡長度為故B正確；C．粒子做勻速圓周運動的周期粒子在磁場中運動的時間故C錯誤；D．設圓形磁場區域的半徑為，根據幾何關系得故D錯誤。故選B。4.武漢病毒研究所是我國防護等級最高的P4實驗室，在該實驗室中有一種污水流量計，其原理可以簡化為如圖乙所示模型；廢液內含有大量正、負離子，從圓柱形容器右側流入，左側流出，流量值Q等于單位時間通過橫截面的液體的體積。空間有垂直紙面向里的磁感應強度為B的勻強磁場，下列說法正確的是（）A.圖乙中M點的電勢高于N點電勢B.只需要測量磁感應強度B、直徑d及M、N兩點電壓U，就能夠推算污水流量C.當污水中離子濃度升高，M、N兩點電壓將增大D.只需要測量磁感應強度B及M、N兩點電壓U，就能夠推算污水的流速【4題答案】【答案】B【解析】【詳解】A．根據左手定則可知，在M、N兩點間電壓穩定前，污水中正離子將受洛倫茲力在N點集聚，所以M點電勢低于N點電勢，故A錯誤；BD．當M、N兩點間電壓U穩定時，根據平衡條件有①根據勻強電場中電勢差與場強的關系有②由題意可知③聯立①②③解得④由④式可知只需要測量磁感應強度B、直徑d及M、N兩點電壓U，就能夠推算污水的流量，故B正確，D錯誤；C．聯立①②式可得所以U與污水中離子濃度無關，故C錯誤。故選B。5.在如圖所示的電路中，兩個完全相同的小燈泡和分別串聯一個帶鐵芯的電感線圈L和一個滑動變阻器R。閉合開關S待電路穩定后，調整R的滑片使和亮度一樣，此時通過兩個燈泡的電流均為。在時刻斷開S，能正確反映前后的一小段時間內通過的電流和通過的電流隨時間t變化關系的是（）

A. B.C. D.【5題答案】【答案】C【解析】【詳解】在時刻斷開S，電感線圈L將產生自感電動勢阻礙通過其電流減小，此時L1與L2構成一個回路，且該回路中電流方向為順時針，所以t0時刻i1將從I逐漸減小至零；而開始時通過L2的電流方向為向右，所以t0時刻i2將從I突變為－I之后再逐漸減小至零，綜上所述可知ABD錯誤，C正確。故選C。6.如圖圓形導體線圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一豎直螺線管b，二者軸線重合，螺線管與電源和滑動變阻器連接成如圖所示的電路。若將滑動變阻器的滑片P向下滑動下列表述正確的是（）A.線圈a中將產生俯視順時針方向的感應電流 B.穿過線圈a的磁通量變小C.線圈a對水平桌面的壓力FN將增大 D.線圈a有擴大的趨勢【6題答案】【答案】C【解析】【分析】【詳解】AB．當滑動觸頭P向下移動時電阻減小，由閉合電路歐姆定律可知通過線圈b的電流增大，從而判斷出穿過線圈a的磁通量增加方向向下，根據楞次定律即可判斷出線圈a中感應電流方向俯視應為逆時針，AB錯誤；C．開始時線圈a對桌面的壓力等于線圈a的重力，當滑動觸頭向下滑動時，可以用“等效法”，即將線圈a和b看做兩個條形磁鐵，不難判斷此時兩磁鐵的N極相對，互相排斥，故線圈a對水平桌面的壓力將增大，C正確；D．再根據微元法將線圈a無線分割根據左手定則不難判斷出線圈a應有收縮的趨勢，或直接根據楞次定律的第二描述“感應電流產生的效果總是阻礙引起感應電流的原因”，因為滑動觸頭向下滑動導致穿過線圈a的磁通量增加，故只有線圈面積減少時才能阻礙磁通量的增加，故線圈a應有收縮的趨勢，D錯誤。故選C。7.如圖，兩個半徑不同但共心的圓形導線環A、B位于同一平面內，A環的半徑大于B環的半徑，從0到的時間間隔內，當導線A環中的電流i發生某種變化，而導線B環中的感應電流總是沿逆時針方向，且導線B環總有擴張的趨勢。設A環中電流i的正方向與圖中箭頭所示的方向相同，則i隨時間t的變化的圖線可能是（）A. B. C. D.【7題答案】【答案】B【解析】【詳解】根據楞次定律可以判斷，因為導線B環總有擴張的趨勢，則導線B環中的磁通量減小，當導線B環中的感應電流沿逆時針方向時，其磁通量應垂直于紙面向外減小，再根據安培定則可以判斷，導線A環中的電流應沿逆時針方向減小，即沿負方向減小。故選B。8.如圖物體帶正電，與斜面的動摩擦因數為，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，斜面足夠長且所在空間均有圖示方向的勻強磁場。現給物體一個沿斜面向上的初速度，使物體沿斜面向上運動且不離開斜面。下列說法正確的是（）

A.物體最終會靜止在斜面上B.物體向上運動時加速度越來越大C物體最終可能沿斜面勻速向上運動D.物體最終會沿斜面勻速向下運動【8題答案】【答案】BD【解析】【詳解】BC．設物體向上運動時的加速度為a，速度為v，規定沿斜面向下為正方向，根據牛頓第二定律有解得由于物體不離開斜面，所以則a＞0，即物體做減速運動，v減小，a增大，故B正確，C錯誤；AD．因為所以則物體不可能靜止在斜面上，物體上滑至最高點后開始先沿斜面加速下滑，當物體的速度大小v滿足下列平衡方程時，物體將勻速向下運動。故A錯誤，D正確。故選BD。9.如圖所示，甲是一個帶正電的小物塊，乙是一個不帶電的絕緣物塊。甲、乙疊放在一起置于粗糙水平面上，水平面上方有垂直于紙面向里的勻強磁場。現用一個水平恒力F拉乙物塊，開始時甲、乙無相對滑動地一起向左加速運動。在以后的運動過程中，下列說法中正確的是（）

A.甲、乙兩物塊可能相對滑動B.甲、乙兩物塊間的摩擦力不斷增大C.甲物塊向左先加速運動后勻速運動D.乙物塊受到地面的最大摩擦力大小為F【9題答案】【答案】CD【解析】【詳解】ABC．以甲乙整體為研究對象，分析受力如圖

則有當甲乙一起加速運動時，洛倫茲力F洛增大，滑動摩擦力f增大，f增大，F一定，根據牛頓第二定律得，加速度a減小，故甲、乙兩物塊不可能相對滑動，對甲研究得到，乙對甲的摩擦力則得到減小，甲、乙兩物塊間的靜摩擦力不斷減小，AB錯誤，C正確；D．由于甲、乙兩物體最后會勻速運動，對甲、乙兩物體整體水平方向受力分析可得，此時乙物塊受到地面的最大摩擦力大小即為F，D正確。故選CD。10.如圖所示，空間中存在水平方向的勻強電場和勻強磁場，電場方向水平向左，磁場方向垂直紙面向里，在正交的電磁場空間中有一足夠長的固定光滑絕緣桿，與電場方向成60°夾角且處于豎直平面內。一帶電小球套在絕緣桿上，當小球沿桿向下的初速度為時，小球恰好做勻速直線運動，小球在此運動過程中，以下說法正確的是（）A.小球可能帶負電B.電場力做負功，小球的機械能減小C.若撤去磁場，小球仍做勻速直線運動D.若撤去磁場，小球將做勻加速直線運動【10題答案】【答案】BC【解析】【詳解】A．若小球帶負電，則小球所受電場力水平向右，所受洛倫茲力垂直于桿向下，所受桿支持力垂直于桿向上，所受重力豎直向下，易知這四個力的合力不可能為零，所以小球不可能做勻速直線運動，則小球一定帶正電，故A錯誤；B．因為小球帶正電，且在逆著電場線方向存在位移，因此電場力做負功，而桿的支持力以及洛倫茲力對小球均不做功，所以小球的機械能減小，故B正確；CD．存在磁場時，由于小球所受洛倫茲力和支持力的合力一定垂直于桿向上，所以電場力與重力的合力一定垂直于桿向下，且為定值，若撤去磁場，桿的支持力方向不變，且大小不受限制，所以仍可以與重力和電場力的合力相平衡，因此若撤去磁場，小球仍做勻速直線運動，故C正確，D錯誤。故選BC。11.如圖甲所示，水平面上有兩根足夠長的光滑平行金屬導軌MN和PQ，兩導軌間距為l，電阻均可忽略不計。在M和P之間接有阻值為R的定值電阻，導體桿ab質量為m、電阻為r，并與導軌接觸良好。整個裝置處于方向豎直向上、磁感應強度為B的勻強磁場中。現給桿ab一個初速度，使桿向右運動。則（）A.當桿ab剛具有初速度時，桿ab兩端的電壓，且b點電勢高于a點電勢B.通過電阻R的電流I隨時間t的變化率的絕對值逐漸減小C.若將M和P之間的電阻R改為接一電容為C的電容器，如圖乙所示，同樣給桿ab一個初速度，使桿向右運動，則桿ab穩定后的速度為D.在圖乙中，若ab桿電阻為0，在ab桿上加一水平向右的恒力，ab桿將水平向右做勻加速直線運動【11題答案】【答案】BCD【解析】【詳解】A．當桿ab剛具有初速度時，ab產生的感應電動勢大小為①根據串聯分壓規律可得桿ab兩端的電壓為②根據右手定則可知感應電流方向由b→a，所以a點電勢高于b點電勢，故A錯誤；B．設ab在某時刻的速度大小為v1，根據閉合電路歐姆定律可得③ab所受安培力大小為④根據牛頓第二定律可知ab在速度大小為v1時的加速度大小為⑤易知ab做減速運動，即v1減小，所以a1減小，則v1隨t變化率的絕對值逐漸減小，再根據④式可知I隨t的變化率的絕對值逐漸減小，故B正確；C．若將M和P之間的電阻R改為接一電容為C的電容器，如圖乙所示，同樣給桿ab一個初速度，使桿向右運動，設ab從開始運動到最終穩定過程中回路中的平均電流為，經歷時間為t，對ab根據動量定理有⑥ab穩定后電容器所帶電荷量為⑦此時ab產生的感應電動勢大小等于電容器兩端電壓，即⑧聯立⑥⑦⑧解得⑨故C正確；D．若ab桿電阻為0，在ab桿上加一水平向右的恒力F，設ab從靜止開始在一極短的時間內速度的變化量為，此時電容器兩端電壓為⑩電容器所帶電荷量為?ab的加速度為?通過ab的電流為?根據牛頓第二定律有?聯立⑩????解得?即a2為定值，所以ab桿將水平向右做勻加速直線運動，故D正確。故選BCD。二、實驗題（共2題，合計16分，其中第12題6分，每空3分，第13題10分，每空2分）12.在“研究電磁感應現象”的實驗中，首先按圖甲接線，以查明電流表指針的偏轉方向與電流方向之間的關系；然后按圖乙將電流表與副線圈B連成一個閉合回路，將原線圈A、電池、滑動變阻器和開關串聯成另一個閉合電路。在甲圖中，當閉合S時，觀察到電流表指針向左偏，不通電時電流表指針停在正中央。則：（1）S閉合后，將螺線管A（原線圈）插入螺線管B（副線圈）的過程中，電流表的指針將______。（填：向左偏、不偏轉或向右偏）（2）S閉合后，線圈A放在B中不動，要使電流表指針向右偏轉，可使滑動變阻器的滑動觸頭______（填：向左或向右）移動。【12題答案】【答案】①.向右偏②.向左【解析】【詳解】（1）[1]由題意可知當電流從電流表正接線柱流入時，電流表指針向左偏；在乙圖中，S閉合后，根據安培定則可知螺線管A產生的磁場方向向上，將螺線管A（原線圈）插入螺線管B（副線圈）的過程中，B中的磁通量向上增大，根據楞次定律可知B中產生的感應電流的磁場方向向下，則電流從電流表負接線柱流入，電流表的指針將向右偏。（2）[2]S閉合后，A放在B中不動，要使電流表指針向右偏轉，仍應使B中的磁通量向上增大，即增大通過A的電流，所以應使滑動變阻器的滑動觸頭向左移動。13.小華、小剛共同設計了圖甲所示的實驗電路，電路中的各個器材元件的參數為：電池組（電動勢約6V，內阻r約3Ω）、電流表（量程2.0A，內阻rA=0.8Ω）、電阻箱R1（0~99.9Ω）、滑動變阻器R2、開關三個及導線若干。他們認為該電路可以用來測電源的電動勢、內阻和R2接入電路的阻值。

（1）小華先利用該電路準確地測出了R2接入電路的阻值。他的主要操作步驟是：先將滑動變阻器滑片調到某位置，接著閉合S、S2，斷開S1，讀出電流表的示數I；再閉合S、S1，斷開S2，調節電阻箱的電阻值為6.3Ω時，電流表的示數也為I。此時滑動變阻器接入電路的阻值為___________Ω。（2）小剛接著利用該電路測出了電源電動勢和內電阻。①他的實驗步驟為：a在閉合開關S前，調節電阻R1或R2至最大值，之后閉合開關S，再閉合___________（選填“S1”或“S2”）；b調節電阻___________（選填“R1”或"R2”），得到一系列電阻值R和電流I的數據；c斷開開關，整理實驗儀器。②圖乙是他由實驗數據繪出的圖像，電源電動勢E=___________V，內阻r=___________Ω。（計算結果均保留兩位有效數字）。【13題答案】【答案】①.6.3②.S1③.R1④.6.0⑤.2.8【解析】【分析】【詳解】（1）[1]本小題就是替代法測電阻，電阻箱的讀數即是滑動變阻器的電阻，即電阻為6.3Ω；（2）①[2][3]為保護電路，先要把可變電阻調到最大值；因為最后要畫出圖像，所以必須要知道電阻的阻值，所以要用到電阻箱這個支路，所以接下來要閉合S1，調節電阻R1.；②[4][5]由閉合電路歐姆定律可得所以縱截距表示內阻和電流表的內阻之和與電動勢的比值，圖像斜率表示電動勢的倒數，所以圖像縱軸截距與電源電動勢的乘積代表電源內阻和電流表的內阻之和，圖像斜率為，所以電動勢為6V，縱截距為0.6，則內阻和電流表的內阻之和為，所以電源內阻為。三、計算題（共3題，共40分，其中第14題9分，第15題15分，第16題16分）14.如圖所示，兩平行導軌所在的平面與水平面夾角，導軌的一端接有電動勢內阻的直流電源，兩導軌間的距離，在導軌所在空間內分布著磁感應強度、方向垂直于導軌所在平面向上的勻強磁場。現把一個質量的導體棒ab放在金屬導軌上，導體棒與金屬導軌垂直且接觸良好，導體棒的電阻，導體棒恰好剛要滑動，金屬導軌電阻不計，（g取，，）求：（1）ab棒受到的安培力大小和方向；（2）ab棒與導軌的動摩擦因數（結果保留兩位有效數字）。【14題答案】【答案】（1），沿斜面向上；（2）【解析】【詳解】（1）根據閉合電路歐姆定律得導體棒受到的安培力為由左手定則可知，安培力沿斜面向上。（2）對導體棒受力分析，將重力正交分解，沿導軌方向有由于根據平衡條件可知，摩擦力沿斜面向上受力分析可得由平衡得解得15.如圖所示，以直角三角形AOC為邊界的三角形區域內，有方向垂直紙面向里的磁感應強度為B的勻強磁場（邊界有磁場），，，在A點發射質量為m、電荷量為q某種帶正電的粒子（不計重力作用），發射方向與AO邊的夾角為，粒子從O點射出磁場。（1）求粒子的發射速度大小及粒子在磁場中的運動時間；（2）若入射粒子為負電荷（電量為，質量為m），從A點射入方向不變，若要使粒子能從AC邊射出，求粒子入射速度最大值。

【15題答案】【答案】（