2021-2022學(xué)年福建省莆田市高二（下）期末物理試卷（附答案詳解）

2021~2022學(xué)年福建省莆田市高二（下）期末物理試卷

1.2022年3月23日，神舟十三號乘組航天員翟志剛、王亞平、葉光富在中國空間站進行了

第三次太空授課。“天宮課堂”主要依靠中繼衛(wèi)星系統(tǒng)通過電磁波進行天地互動。下列關(guān)于

電磁波的說法正確的是（）

A.電磁波傳播需要介質(zhì)

B.電磁波傳播過程中也傳遞了能量

C.麥克斯韋預(yù)言并證實了電磁波的存在

D.不同波長的電磁波在真空中的傳播速度大小不同

2.以下物品是傳感器在日常生活中的一些應(yīng)用。下列說法正確的是（）

測溫槍電子秤指紋識別器煙霧散射火災(zāi)報警器

A.測溫槍是應(yīng)用紅外線傳感器測量體溫

B.電子秤是應(yīng)用光敏傳感器稱量物品質(zhì)量

C.指紋識別器是應(yīng)用壓力傳感器來識別指紋

D.煙霧散射火災(zāi)報警器是應(yīng)用聲傳感器實現(xiàn)火災(zāi)報警

3.下列說法正確的是（）

A.分子間的引力隨分子間距離的增大而增大

B.懸浮在液體中的固體微粒越大，布朗運動就越明顯

C.不可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體而不引起其他變化

D.一定質(zhì)量的理想氣體放出熱量，其分子的平均動能一定減小

4.如圖（a）所示“u”形金屬導(dǎo)軌固定在水平面上，右端放有一與導(dǎo)軌垂直的金屬棒PQ,整

個裝置處于豎直方向的磁場中，磁感應(yīng)強度B隨時間按圖（b）規(guī)律變化，整個過程金屬棒保持

靜止。規(guī)定豎直向上為磁場的正方向，水平向右為金屬棒受到安培力F的正方向。下列F-t

圖像中正確的是（）

圖(a)圖(b)

5.如圖所示電路中，L為直流電阻不計且自感系數(shù)很大的電感線圈,

A、8為兩規(guī)格相同的燈泡，貝心)

A.閉合S時，A先亮，8后亮

B.閉合S時，A、B同時亮

C.斷開S時，A、B都逐漸變暗并同時熄滅

D.斷開S時，A立即熄滅，8閃亮后再逐漸變暗直至熄滅

6.圖(a)為風(fēng)力發(fā)電的簡易模型，在風(fēng)力的作用下，風(fēng)葉帶動與其固定在一起的永磁體轉(zhuǎn)動，

轉(zhuǎn)速與風(fēng)速成正比。某一風(fēng)速時，線圈中產(chǎn)生的正弦式交變電流如圖(b)所示，已知外接電阻

圖(a)圖(b)

A.風(fēng)葉的轉(zhuǎn)速為10r/s

B.電流的表達式為i=0.6sinl07rt(A)

C.風(fēng)速加倍時，電阻R的電功率為3.61V

D.風(fēng)速加倍時，電流的表達式為i=1.2sinlO7rt（A）

7.如圖所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為1：3,公〃端

接入電壓有效值恒定的正弦交流電，原線圈接入阻值為R。恒定不

變的燈泡L副線圈接入可變電阻K、理想電壓表憶則下列說

法正確的是（）

A.原、副線圈中的電流比為3：1

B.油端電壓與可變電阻兩端電壓比為1：3

C.若可變電阻接入電路的阻值變大，電壓表丫示數(shù)變大

D.當可變電阻接入電路的阻值為3R。時，可變電阻消耗的功率最大

8.筆記本電腦機身和顯示屏對應(yīng)部位分別有磁體和霍爾元件。當顯示屏開啟時磁體遠離霍爾

元件，電腦正常工作；當顯示屏閉合時磁體靠近霍爾元件，屏幕熄滅，電腦進入休眠狀態(tài)。

如圖所示，一塊寬為〃、長為。的矩形半導(dǎo)體霍爾元件，元件內(nèi)的導(dǎo)電粒子是自由電子，通

入方向向右的電流時，電子的定向移動速度為丫。當顯示屏閉合時元件處于垂直于上表面、

方向向下的勻強磁場中，于是元件的前、后表面間出現(xiàn)電壓U,以此控制屏幕的熄滅，則霍

爾元件的（）

A.前表面的電勢比后表面的高B.勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為幺

va

C.前、后表面間的電壓U與V無關(guān)D.前、后表面間的電壓U與a成反比

9.一定質(zhì)量的理想氣體，狀態(tài)經(jīng)ATBTCTA的變化過程可用如圖3m

所示的p-V圖線描述，其中C-A為等溫過程，氣體在狀態(tài)A時溫度24-f

為7=300K。該氣體在狀態(tài)8時的溫度為K,C-4過程】i

中氣體（填“吸熱”或“放熱”）。

°24~~流

10.如圖所示，在圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強磁場。帶電粒子(

不計重力)第一次以速度次沿直徑射入，粒子飛出磁場區(qū)域時，速度方

向偏轉(zhuǎn)60。；該帶電粒子第二次以速度以從同一點沿同一方向射入，粒

子飛出磁場區(qū)域時，速度方向偏轉(zhuǎn)90。。帶電粒子第一次和第二次在磁

場中運動的半徑之比為,時間之比為?

11.在“用油膜法估測油酸分子的大小”實驗中，提供的器材有：油酸、酒精、滴管、清水、

淺水盤、爽身粉、玻璃板、彩筆、坐標紙。

(1)要完成該實驗，還需要的器材有。

(2)實驗中要讓油酸在水面盡可能散開，形成單分子油膜，并將油膜分子看成球形且緊密排列。

本實驗體現(xiàn)的物理思想方法為(填選項前的字母)。

A.控制變量法B.理想化模型法C.等效替代法

(3)計算油膜面積時，某小組舍去了所有不足一格的方格，則計算出的油酸分子直徑_____(填

“偏大”“偏小”或“無影響”)。

12.在做“探究感應(yīng)電流的方向”實驗中，某同學(xué)做如下探究：

(1)首先按圖(a)連接電路，閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電流計指針向右偏轉(zhuǎn)；再按圖(b)連接電路，閉

合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電流計指針向左偏轉(zhuǎn)。進行上述實驗的目的是(填選項前的字母)。

A.測量電路中的電流大小

B.檢查干電池電量是否充足

C.推斷電流計指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向的關(guān)系

圖(C)

(2)接下來，用圖(c)裝置做實驗，圖中螺線管上的粗線標示的是導(dǎo)線的繞向。在條形磁鐵插

入螺線管的過程中，觀察到電流計指針向右偏轉(zhuǎn)，說明螺線管中的電流方向(從上往下看)是

沿(填“順時針”或“逆時針”)方向。

(3)該同學(xué)想利用探究所得結(jié)論，推斷圖(d)中螺線管的導(dǎo)線繞向。當強條形磁鐵N極向下快

速插入螺線管時，二極管發(fā)光。則可推斷該螺線管的導(dǎo)線繞向應(yīng)如圖(填或"廣)

中粗線所示。

圖(d)圖(e)圖⑴

13.如圖所示，兩光滑平行導(dǎo)軌4、爐豎直放置，磁感應(yīng)強度為=0.6T的勻強磁場垂直導(dǎo)軌

平面向里，導(dǎo)軌上端與匝數(shù)n=500匝、橫截面積S=O.Oln?的螺線管相連接，勻強磁場為水

平向左穿過螺線管。若磁場為以鬻=2.0T/s規(guī)律變化，接觸良好的導(dǎo)體棒就恰好處于靜止

狀態(tài)。導(dǎo)體棒4b長度L=0.4m,整個電路總電阻R=5。。重力加速度g取lOm/s2,求：

(1)導(dǎo)體棒ab中的電流大?。?/p>

(2)導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量。

14.如圖所示的平面直角坐標系xOy,在第I象限內(nèi)有平行3

于y軸的勻強電場，方向沿y正方向；在第團象限的正三角

XXX

形"c區(qū)域內(nèi)有勻強電場，方向垂直于xOy平面向里，正三

XX

角形邊長為L，且面邊與y軸平行.一質(zhì)量為〃八電荷量

x31X

為q的粒子，從y軸上的P(0,/i)點，以大小為火的速度沿xXX

軸正方向射入電場，通過電場后從x軸上的a(2/i,0)點進入

第團象限，又經(jīng)過磁場從y軸上的某點進入第HI象限，且速度與y軸負方向成45。角，不計粒

子所受的重力.求：

XX、、

Xx//xX>C

XX小’‘

b

(1)電場強度E的大小；

(2)粒子到達a點時速度的大小和方向：

(3)abc區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強度B的最小值.

15.如圖(a)所示，在水平面內(nèi)固定有兩根平行且足夠長光滑金屬導(dǎo)軌MMPQ,間距為L,

電阻不計。以P。上的。點為坐標原點，沿導(dǎo)軌建立如圖所示的x軸。導(dǎo)軌間x>0區(qū)域內(nèi)存

在豎直向上的磁場，磁感應(yīng)強度3隨位置坐標x的變化規(guī)律如圖(b)所示(圖中Bo,d已知)。

金屬棒。置于x=0處，金屬棒6置于x>d的某處，兩棒均與導(dǎo)軌垂直且始終接觸良好，電

阻均為R,質(zhì)量均為t=0時，鎖定。棒，a棒獲得瞬時初速度火并在拉力的作用下開始

做勻速直線運動。

(1)求。棒運動到x=d處回路中電流的大?。?/p>

(2)寫出a棒從x=0處運動到x=d處的過程中回路中電流i與時間的關(guān)系式并求出此過程中

通過a棒的電荷量：

(3)當。棒運動到x=d處時，撤去拉力，同時解鎖b棒，假設(shè)。、6棒不會相碰，求此后回路

中產(chǎn)生的焦耳熱。

M

Q

答案和解析

1.【答案】B

【解析】A.電磁波傳播不需要介質(zhì)，可以在真空中傳播，A錯誤；

反電磁波傳播過程中也傳遞了能量，B正確；

C.麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，赫茲證實了電磁波的存在，C錯誤;

D不同波長的電磁波在真空中均以光速傳播，。錯誤。

故選B。

2.【答案】A

【解析1A.因為一切物體均能發(fā)出紅外線，因此使用紅外線進行檢測體溫，故A正確;

氏電子秤是應(yīng)用壓敏傳感器稱量物品質(zhì)量，故B錯誤；

C.指紋識別器是應(yīng)用電容或光學(xué)傳感器來識別指紋，故C錯誤；

。.煙霧散射火災(zāi)報警器是應(yīng)用光傳感器實現(xiàn)火災(zāi)報警，故。錯誤。

故選Ao

3.【答案】C

【解析】A.分子間的引力隨分子間距離的增大而減小，故A錯誤；

區(qū)懸浮在液體中的固體微粒越小，布朗運動就越明顯，故B錯誤；

C.不可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體而不引起其他變化。故C正確；

D根據(jù)熱力學(xué)第一定律/U=W+Q,一定質(zhì)量的理想氣體放出熱量，同時外界對氣體做功，如果

外界對氣體做的功大于氣體放出的熱量，氣體內(nèi)能可能增加，根據(jù)一定質(zhì)量的某種理想氣體內(nèi)能

只與溫度有關(guān)，所以其溫度可能增加，其分子的平均動能可能增加，故。錯誤。

故選C。

4.【答案】C

【解析】根據(jù)E華等，/=f,可知整個過程中電流大小不變。在0~片時間內(nèi)，磁感應(yīng)強度B豎

直向上且均勻減小，則閉合回路中的磁通量中均勻減少，發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，閉合回路中有感應(yīng)

電流，由楞次定律判斷知，感應(yīng)電流為逆時針方向，即由P流向Q,導(dǎo)體棒PQ受安培力的作用，

由左手定則判斷知，安培力方向水平向右，為正方向，由尸=B/L可知，B均勻減小，PQ所受安

培力均勻減小；在片?2琳時間內(nèi)，磁感應(yīng)強度B豎直向下且均勻增大，則閉合回路中的磁通量均

勻增加，發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，閉合回路中有感應(yīng)電流，由楞次定律判斷知，感應(yīng)電流為逆時針方

向，即由P流向Q,導(dǎo)體棒PQ所受安培力方向水平向左，由尸=可知，B均勻增大，P。所

受安培力均勻增大。

故選C。

5.【答案】BD

【解析】力B.閉合S時，自感系數(shù)很大的電感線圈阻礙電流增大，電源的電壓同時加到兩燈上，A、

8同時亮；故A錯誤，8正確；

CD.斷開S,A立即熄滅，線圈L中電流減小，產(chǎn)生自感電動勢，感應(yīng)電流流過8燈，剛開始時電

流比原來通過8燈的電流大，8閃亮一下后熄滅。故C錯誤，。正確。

故選BDo

6.【答案】BC

【解析】A.由圖(b)可知，電流的周期為

T=0.2s

風(fēng)葉的轉(zhuǎn)速為

1

n=5r/s

故A錯誤；

8.由圖(b)可知，電流的最大值為

im=0.6A

由公式3=筆可得

co=IOTT

則電流的表達式為

i=0.6sinl0nt(A)

故B正確;

CD.風(fēng)速加倍時，角速度加倍，根據(jù)Em=NBSo)可知，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢加倍，形成的感應(yīng)電流

加倍，則電流的表達式為

i=1.2sin207rt(A)

電流的有效值為

%=居=0.6揚1

由公式P=/2R可得，電阻R的電功率為

P=3.6W

故。錯誤，C正確。

故選BC。

7.【答案】AC

【解析】B.設(shè)H端的輸入電壓為U,則原線圈的輸入電壓為

Ur=U-UL

由理想變壓器的電壓關(guān)系有

Ui_U-UL_HI_1

U2U27123

而外等于可變電阻的電壓，所以加端電壓U與可變電阻的電壓U2比不為1:3,B錯誤；

A.根據(jù)理想變壓器的電流關(guān)系有

hn23

ni1

所以原副線圈的電流比為3:1,4正確；

C.若可變電阻接入電路的阻值變大，設(shè)副線圈的輸出電壓不變，則副線圈中的電流與減小，由變

壓器的電流關(guān)系可知，原線圈的電流。也會減小，根據(jù)

U1=U-UL=U-AR。

可知，原線圈輸入電壓力變大，根據(jù)變壓器的電壓關(guān)系可知，副線圈的輸出電壓小變大，則電壓

表示數(shù)變大，C正確；

D根據(jù)能量守恒可得，可變電阻消耗功率為

P=UI1-llR0

可知，當人=與時，可變電阻消耗功率最大，則有

1

Ui=(7-/^0=2y

根據(jù)理想變壓器的電壓關(guān)系

6%1

n23

此時可變電阻的電壓為

3U

U2=3Ui=彳

根據(jù)理想變壓器電流關(guān)系

hn23

此時可變電阻的電流為

1u

/2=歹】=西

則可變電阻的阻值為

R=胃=9&

12

所以當可變電阻接入電路的電阻為98時，可變電阻消耗功率最大，。錯誤。

故選AC。

8.【答案】AB

【解析】A.由左手定則可知，自由電子往后表面偏轉(zhuǎn)，故前表面的電勢比后表面的高，故A正確;

區(qū)穩(wěn)定時，自由電子不再偏轉(zhuǎn)，滿足

U

e-=evB

a

解得

U

B——

av

故8正確；

CD.穩(wěn)定時，自由電子不再偏轉(zhuǎn)，滿足

U

e-=evB

a

解得

U=avB

故前、后表面間的電壓。與口成正比，前、后表面間的電壓U與a成正比，故CD錯誤。

故選ABo

9.【答案】600

放熱

【解析】A-B等壓變化過程中，根據(jù)蓋-呂薩克定律

代入已知條件，可得

TB=600K

在C-4等溫變化過程中

AU=0

又由于體積減小，外界對系統(tǒng)做正功

W>0

根據(jù)熱力學(xué)第一定律

AU=W+Q

可得

Q<0

故氣體放熱。

10.【答案】V3:l

2:3

【解析】設(shè)圓柱形區(qū)域為R，粒子運動軌跡如圖所示

由幾何知識可知

q=/?tan60°,r2=R

帶電粒子第一次和第二次在磁場中運動的半徑之比為

G：丁2=Rtan60°:R=V3:1

粒子在磁場中做圓周運動的周期

27rm

T=1B-

粒子運動周期與粒子速度無關(guān)，粒子在磁場中做圓周運動的周期之后為1：1；由幾何知識可知,

粒子在磁場中做圓周運動轉(zhuǎn)過的圓心角

%=60°,e2=90°

粒子在磁場中的運動時間

e

t=k27rT

粒子的運動時間之比

〃__600_2

石=雨=90

11.【答案】（1）量筒；（2）B；（3）偏大

【解析】（1）要完成該實驗，還需要量筒，用來確定一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積。

（2）實驗中要讓油酸在水面盡可能散開，形成單分子油膜，并將油膜分子看成球形且緊密排列。本

實驗體現(xiàn)的物理思想方法為理想化模型法。

故選B。

（3）計算油膜面積時，某小組舍去了所有不足一格的方格，導(dǎo)致油膜面積偏小，由d=（可知，計

算出的油酸分子直徑偏大。

12.【答案】（1）C；（2）順時針；（3）e

【解析】（1）交換電源正負極，觀察電流計指針偏轉(zhuǎn)方向，上述實驗的目的是推斷電流計指針偏轉(zhuǎn)

方向與電流方向的關(guān)系。

故選Co

（2）當電流從電流計正極流入時，指針向右偏轉(zhuǎn)，在條形磁鐵插入螺線管的過程中，觀察到電流計

指針向右偏轉(zhuǎn)，結(jié)合安培定則可知，螺線管中的電流方向（從上往下看）是沿順時針方向。

（3）當強條形磁鐵N極向下快速插入螺線管時，螺線管中磁場向下，磁通量增大,據(jù)楞次定律可知，

感應(yīng)電流應(yīng)俯視逆時針方向，二極管發(fā)光，說明流過二極管的電流自下而上，可推斷該螺線管的

導(dǎo)線繞向應(yīng)如圖e中粗線所示。

13.【答案】解：（1）由法拉第電磁感應(yīng)定律可得

AB

E=n-rf2-S=10V

At

則電流大小為

E

I=R=2A

（2）導(dǎo)體棒而恰好處于靜止狀態(tài)，根據(jù)平衡關(guān)系可得

mg=B1IL

可得導(dǎo)體棒外的質(zhì)量

m=0.048kg=48g

【解析】略

14.【答案】解：(1)設(shè)粒子在電場中運動的時間為，，

則有》=vot=2h,

y=h=1at2

qE=ma,

聯(lián)立以上各式可得E=萼；

Zqn

(2)粒子達到a點時沿負y方向的分速度為%=at=v0,

所以u=J詔+藥=V2v0,

方向指向第團象限與x軸正方向和成45。角；

(3)粒子在磁場中運動時，有quB=^,

當粒子從b點射出時，磁場的磁感應(yīng)強度為最小值，此時有「=苧乙，

所以磁感應(yīng)強度B的最小值B=也詈

qL

【解析】略

15.【答案】解：(1)根據(jù)題意，由圖(b)可知，〃棒運動到x=d處時，此處的磁感應(yīng)強度為Bo,則

感應(yīng)電動勢為

Eo=B0LV0

〃棒運動到x=d處回路中電流的大小

I_E。_B()LVQ

。=詼=~^R~

(2)根據(jù)題意，由圖(b)可知，磁感應(yīng)強度B與x的關(guān)系式為

Bo

B=2B?！藒~d)

由于。