安徽省滁州市定远县育才学校2020-2021学年高二物理下学期期末考试试题（含答案）

安徽省滁州市定远县育才学校 2021-2021 学年高二物理下学期期末考试试题 一、单选题（本大题共 15 小题，共 60 分） 1. 将多匝闭合线圈置于仅随时间变化的磁场中，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正 确的是 () A. 感应电动势的大小与线圈的匝数无关 B. 穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大 C. 穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大 D. 感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同 2. 经过不懈的努力，法拉第终于在 1831 年 8 月 29 日发现了“磁生电”的现象，他把两个线圈绕在同一 个软铁环上 如图所示 ，线圈 A 连接电池与开关，线圈 B 闭合并在其一段直导线附近平行放置小磁针( ) 法拉第可观察到的现象有. () A. 合上开关， A 线圈接通电流瞬间，小磁针偏转一下，随即复原 B. 只要 A 线圈中有电流，小磁针就会发生偏转 C. A 线圈中电流越大，小磁针偏转角度也越大 D. 开关断开， A 线圈中电流中断瞬间，小磁针会出现与 A 线圈中电流接通瞬间完全相同的偏转 3. 某同学做“探究产生感应电流的条件”的实验，装置如图所示，以下步骤中不 能产生感应电流的是 A. 将磁铁匀速插入线圈 B. 将磁铁加速插入线圈 C. 将磁铁加速从线圈中抽出 D. 将磁铁置于线圈中静止不动 4. 长直导线与环形导线固定在同一平面内，长直导线中通有图示方向的电流。当电流逐渐增大时 () A. 环形导线中可能没有感应电流 B. 环形导线中有感应电流，但方向不确定 C. 环形导线中有收缩的趋势 D. 环形导线有靠近长直导线的趋势 5. 如图所示，长直导线和矩形线框 abcd 在同一平面内，直导线中通过恒定电流，电流方向竖直向上。 现使线框由位置 I 向右先加速后减速平动到位置 II，在线框的运动过程中 () A. 线框中先产生顺时针方向的感应电流，后产生逆时针方向的感应电流 B. 线框中先产生逆时针方向的感应电流，后产生顺时针方向的感应电流 C. 线框中一直产生顺时针方向的感应电流 D. 线框中一直产生逆时针方向的感应电流 6. 如图所示，金属圆盘置于垂直纸面向里的匀强磁场中，其中央和边缘各引出一根导线，与套在铁芯上 部的线圈 A 相连。套在铁芯下部的线圈 B 引出两根导线接在两根水平导轨上，导轨上有一根金属棒 ab 处在垂直于纸面向外的匀强磁场中。下列说法正确的是 A. 圆盘顺时针匀速转动时， a 点的电势高于 b 点的电势 B. 圆盘顺时针加速转动时， ab 棒受到向左的安培力 C. 圆盘顺时针加速转动时， ab 棒将向右运动 D. 圆盘顺时针减速转动时， a 点的电势高于 b 点的电势 7. 如图所示，金属杆 ab 以恒定的速率 v 在间距为 L 的光滑平行导 轨上向右滑行，设整个电路总电阻为 恒定不变 ，整个装置置于垂直纸面向里的匀强磁场中，下列( ) 叙述正确的是 () A. ab 杆中的电流与速率 v 成正比 B. 磁场作用于 ab 杆的安培力与速率 v 成反比 C. 电阻 R 上产生的电热功率与速率 v 成正比 D. 外力对 ab 杆做功的功率与速率 v 的平方成反比 8. 光滑金属导轨 ，电阻不计，均匀变化的磁场穿过整个=0.4 导轨平面，如图甲 磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图乙 金属棒 ab 的电阻为 ，自 时刻开. . 1 =0 始从导轨最左端以 的速度向右匀速运动，则=1/ () A. 1s 末回路中电动势为 B. 1s 末 ab 棒所受磁场力为0.8 0.64 C. 1s 末回路中电动势为 D. 1s 末回路中电动势为 0V1.6 9. 一直升飞机停在南半球的地磁极上空，该处地磁场的磁感应强度在竖直方向的分量为 B，螺旋桨叶片 的长度为 l，螺旋桨转动的频率为 f，顺着地磁场的方向看，螺旋桨按顺时针方向转动螺旋桨叶片 的近轴端为 a，远轴端为 b，如图所示如果忽略 a 到转轴中心线的距离，用 E 表示每个叶片中的感 应电动势，则 () A. ，且 a 点电势低于 b 点电势=2 B. ，且 a 点电势低于 b 点电势=22 C. ，且 a 点电势高于 b 点电势=2 D. ，且 a 点电势高于 b 点电势=22 10. 如图所示，水平放置的 U 形光滑框架上接一个阻值为 的电阻，放在垂直纸面向里、磁感应强度大小0 为 B 的匀强磁场中，一个半径为 L、质量为 m 的半圆形硬导体 AC 在水平向右的恒定拉力 F 的作用下， 由静止开始运动距离 d 后速度为 v，半圆形硬导体 AC 的电阻为 r，其余电阻不计 下列说法不正确的是. ( ) A. 此时 AC 两端电压为 =200+ B. 此过程中回路产生的热量 =122 C. 此过程中通过电阻 的电荷量为0 =20+ D. 此过程所用时间 =1(2220+) 11. 如图所示为研究光电效应的实验装置，当用某一频率的光照射光电管的阴极 K 时，电路中有光电流产 生，下列说法正确的是 A. 若仅减弱该光束的光照强度，可能不再发生光电效应 B. 若仅增强该光束的光照强度，其饱和光电流一定增大 C. 若仅增大光电管两极的电压，其饱和光电流一定增大 D. 仅将电源正负极反接，一定没有光电流产生 12. 氢原子能级图如图所示，关于玻尔理论与氧原子跃迁，下列叙述正确的是 A. 玻尔的原子模型完全推翻了卢瑟福的原子理论，能够解释所有的原子发光现象 B. 电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率 C. 氢原子从 能级跃迁到 能级辐射出的光子能量为=2 =1 17.0 D. 大量的氢原子处于 的激发态，当向低能级跃迁时总共可辐射出 6 种不同频率的光=4 13. 铀核裂变的产物是多样的，一种典型的情形是生成钡和氪，同时放出 3 个中子，核反应方程是 ，以下说法正确的是 23592+1014456+8936+310 ( ) A. 该反应质量数守恒，没有质量亏损 B. 的中子数比 的多 91 个 23592 14456 C. 的比结合能比 的大 23592 14456 D. 的结合能比 的大 14456 8936 14. “人造太阳”实验中的可控热核反应的聚变方程是 ，反应原料氘 富存于海水中， 21+3142+10 (21) 氚 可以用中子轰击锂核 得到，则关于中子轰击锂核产生一个氚核和一个新核，下列说法正确( 31) (63) 的是 () A. 该核反应方程为 63+1042+21 B. 核反应生成物中的 粒子具有很强的电离本领，但穿透能力较弱 C. 在中子轰击锂核 的核反应生成物中有 粒子，故该核反应属于 衰变( 63) D. 核聚变的条件是要达到高温高压的热核反应状态，故核聚变过程不能释放出核能 15. 近期热映的 流浪地球 这部电影获得了极大的好评，也涉及了许多物理知识，如氦闪、地球刹车和 逃逸、木星的引力弹弓效应太阳发生氦闪之前进行的是氢聚变，关于核反应的类型，下列表述正确 的是 A. 是 衰变 B. 是 衰变 2389223490+42 147+42178+11 C. 是核聚变 D. 是核裂变 42+27133015+10 82348236+201 二、计算题（本大题共 4 小题，每小题 10 分，共 40 分） 16. 在某些恒星内部，3 个氦核 结合成 1 个碳核 。已知 1 个氦核的质量为 、1 个碳核的质量( 42) (126) 1 为 ， 1 个质子的质量为 ，1 个中子的质量为 ，真空中的光速为 c。求：2 写出核反应方程式； 反应过程中产生的核能； 碳核的比结合能。(1) (2) (3) 17. 长为 l 的金属棒 ab 以 a 点为轴在垂直于匀强磁场的平面内以角速度 做匀速转动，如图所示，磁感应 强度为 求：. 棒各点的平均速率 两端的电势差(1) (2) 经时间 金属棒 ab 所扫过面积中磁通量为多少？此过程中平均感应电动势多大？(3) 18. 一矩形线圈 abcd 置于磁感强度为 的匀强磁场左侧，磁场宽度等于线框 ab 的边长， ，0.5 =0.5 ，当加一水平向右的力 的拉力时线框恰能以 的速度匀速穿过磁场。求：=0.2 =0.6 6/ 进入磁场时感应电流的大小和方向 (1) ; 线框总电阻 R (2) ; 穿过磁场的过程中产生的电能。(3) 19. 如图甲所示，固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨，间距 ，导轨右端连接一阻值为=3 的小灯泡 L。在 CDEF 矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度 B 随时间 t 变化如图乙所=3 示， CF 长为 2m。在 时刻，电阻不计的金属棒 ab 在水平恒力 F 作用下，由静止开始沿导轨向右运=0 动。金属棒从图中位置运动到 EF 位置的整个过程中，通过小灯泡的电流强度始终没有发生变化。求： 通过小灯泡的电流强度；(1) 恒力 F 的大小；(2) 金属棒进入磁场前做匀加速直线运动的加速度大小。(3) 答案解析 1.【答案】 C 【解析】 由法拉第电磁感应定律 知，感应电动势的大小与线圈匝数有关， A 错误. = ; 感应电动势正比于 ，与磁通量的大小无直接关系， B 错误， C 正确. ; D.根据楞次定律知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，即“增反减同”， D 错误。 2.【答案】 A 【解析】 A、 D、闭合电键后，线圈中的磁场方向为顺时针，且增加，故根据楞次定律，感应电流的磁场为 逆时针方向，故右侧线圈中感应电流方向俯视逆时针，故直导线有电流，小磁针旋转一下，电路稳定后， 无感应电流，小磁针不偏转； 同理当断开瞬间时，根据楞次定律，结合右手螺旋定则可知，小磁针的偏转方向与接触瞬间的方向相反， 故 A 正确， D 错误； B、 C、只有电键闭合瞬间、断开瞬间有感应电流，即原磁场变化时才有感应电流，故产生感应电流的条件 是：穿过闭合回路中磁通量发生变化，而与线圈的电流大小无关，而是与电流变化大小有关，故 BC 错误。 故选 A。 3.【答案】 D 【解析】解：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生感应电流。当磁铁匀速、加速插 入线圈或加速从线圈中抽出时，都会引起磁通量发生变化，从而产生感应电流；当磁铁放在线圈中静止不 动时，磁通量虽然不为零，但磁通量没有发生变化，就不会产生感应电流，故 D 正确， ABC 错误。 本题选择没有产生感应电流的，故选： D。 本题考查感应电流的条件，要知道产生感应电流需要有两个条件：一是要有闭合回路；二是回路中磁通量 发生变化。 4.【答案】 C 【解析】解： AB、根据右手定则可以判定，导线右侧的磁场方向向里，当电流增大时，穿过线圈的磁通量 增大，产生的感应电流的磁场方向向外，是逆时针方向的感应电流，故 A 错误， B 错误； C、当电流逐渐增大时，电流产生的磁场增大，穿过环形导线的磁通量增大，由楞次定律可知，环形导线 的面积有收缩的趋势，故 C 正确； D、当电流逐渐增大时，电流产生的磁场增大，穿过环形导线的磁通量增大，由楞次定律可知，环形导线 有远离直导线的趋势，故 D 错误； 故选： C。 会判断通电直导线周围的磁场分布，知道它是非匀强电场，同时要根据楞次定律和安培定则判断感应电流 的方向，根据楞次定律判断线圈运动的趋势。 通电指导线周围的磁场为非匀强磁场，会应用楞次定律和安培定则结合解题，考查比较全面。 5.【答案】 C 【解析】 A. 由安培定则得，载有恒定电流的直导线产生的磁场在线框处的方向为垂直直面向里，并且离 导线越远磁感应强度越小，故当沿图示方向移动线框时，穿过线框平面的磁通量要减小，感应电流的磁场 应与原磁场同向，由楞次定律得，线框电流为顺时针，故 ABD 错误， C 正确；故选 C 6.【答案】 B 【解析】 A.当圆盘顺时针匀速转动时，线圈 A 中产生恒定的电流，那么线圈 B 的磁通量不变，不产生感应 电动势，则 ab 间没有电势差， a 点的电势等于 b 点的电势，故 A 错误； 由右手定则可知，圆盘顺时针加速转动时，感应电流从圆心流向边缘，线圈 A 中产生的磁场方向向下. 且磁场增强，由楞次定律可知，线圈 B 中的感应磁场方向向上，由右手螺旋定则可知， ab 棒中感应电流方 向由 ，由左手定则可知， ab 棒受的安培力方向向左， ab 棒将向左运动，故 B 正确， C 错误； D.由右手定则可知，圆盘顺时针减速转动时，感应电流从圆心流向边缘，线圈 A 中产生的磁场方向向下且. 磁场减弱，由楞次定律可知，线圈 B 中的感应磁场方向向下，由右手螺旋定则可知， ab 棒中感应电流方向 由 ，可知 a 点的电势低于 b 点的电势，故 D 错误。 故选 B。 7.【答案】 A 【解析】 A.ab 杆中的电流 ，可知， ，故 A 正确； B.磁场作用于 ab 杆的安培力 ，可知 ，故 B 错误；安 由于杆匀速运动，拉力与安培力大小相等，则外力 所以外力对 ab 杆做功的功率为. =安； ，则知 ，根据功能关系可知，电阻 R 上产生的电热功率等于拉力的功率，所以2 电阻 R 上产生的电热功率也与速率的平方成正比，故 CD 错误。 故选 A。 8.【答案】 C 【解析】 由法拉第电磁感应定律 得 1s 末回路中电动势为： ，方向由. = =20.41=0.8 右手定则知为逆时针， 又因为磁场 B 的变化产生的稳定的电动势： ，方向由楞 =()=21.00.411=0.8 次定律知为逆时针，故总电动势为两者相加 ，故 AD 错误， C 正确；1.6 B.根据安培力公式 得 1s 末 ab 棒所受磁场力为： ，故 B= =总=21.610.4=1.28 错误。故选 C。 9.【答案】 A 【解析】每个叶片都切割磁感线，根据右手定则， a 点电势低于 b 点电势 ，所以电动势为=2 =122=1222=2 故 A 正确， BCD 错误。故选 A。 10.【答案】 D 【解析】 A.导体 AC 有效切割的长度等于半圆的直径 2L，半圆形导体 AC 切割磁感线产生感应电动势的大小为： ， 而 AC 相当于电源，其两端的电压是外电压，由欧姆定律得：=2=2 ，故 A 正确，不合题意； = 00+=200+ B.根据能量守恒定律可知，外力做的功，一方面转化为导体动能的增加，另一方面转化为焦耳热，即： ，解得： ，故 B 正确，不合题意； =+122 =122 C.根据法拉第电磁感应定律得： ，又因为电流定义式为： ，解得此过程中通过 = +0= 2(0+) = 电阻 的电荷量为： ，故 C 正确，不合题意；0 =20+ D.根据动量定理得： ，又因为 ，则有： ，解得：2= = 2= ，故 D 错误，符合题意。 =2+ =1(4220+) 故选 D。 11.【答案】 B 【解析】 A.若仅减弱该光束的光照强度，则单位时间内逸出的光电子数目减少，但不会影响光电效应的产 生，故 A 错误； B.若仅增强该光束的光照强度，则单位时间内逸出的光电子数目增加，其饱和光电流一定增大，故 B 正确； C. 饱和光电流与两极电压无关，故 C 错误； D.仅将电源正负极反接，逸出的光电子做减速运动，还可能到达阳极，所以还可能有光电流产生，故 D 错 误。故选 B。 12.【答案】 D 【解析】玻尔的原子模型是在卢瑟福的原子理论的基础上建立的，对其有继承有发扬，玻尔理论并不成熟， 只能解释氢原子的发光现象，故 A 错误； 电子跃迁时辐射的光子的频率与能级差值有关，与电子绕核做圆周运动的频率无关，故 B 错误； 由 能级跃迁到 能级辐射出的光子能量为 ， C 错误；=2 =1 10.2 大量的氢原子处于 的激发态，当向低能级跃迁时总共可辐射出 6 种不同频率的光，故 D 正确。=4 故选 D。 13.【答案】 D 【解析】 A.该反应质量数守恒、电荷数守恒，但有质量亏损，故 A 错误； B. 的中子数为 个， 的中子数为 个，所以 的中子数比 的多 23592 23592=143 14456=88 23592 个，故 B 错误；14388=55 C.比结合能越大，原子核越稳定，所以 的比结合能比 的小，故 C 错误； 23592 D.原子核的结合能随核子数的增大而增大，故 的结合能比 的大，故 D 正确。 8936 故选 D。 14.【答案】 B 【解析】解： A、根据质量数和电荷数守恒得该核反应为： 故 A 错误； 63+1042+31. B、 射线的电离本领较强，穿透能力较弱；故 B 正确； C、该核反应为人工核反应。故 C 错误； D、在聚变方程是 中会释放大量的热量，故 D 错误故选： B。 21+3142+10 15.【答案】 A 【解析】 A、 是 衰变，故 A 正确。 2389223490+42 B、 是人工转变，故 B 错误。 147+42178+11 C、 是人工转变，故 C 错误。 42+2713301510 D、 是 衰变，故 D 错误。 82348236+201 故选： A。 16.【答案】解： 由 3 个氦核 结合成 1 个碳核 可得核反应方程：(1) ( 42) (124) 342126 反应过程的原子核的质量减小量为质量亏损：(2) =312 由质能方程可得： = 2=(312)2 个质子和 6 个中子结合成碳原子的质量亏损：(3)6 =6+62 释放的能量： = 2=(6+62)2 比结合能： 。 12=(6+62)212 17.【答案】解： 点切割速度为零，而 b 点的速率(1) = 因由 a 到 b 速率均匀增大，故金属棒 ab 的平均速率 =+2 =0+2 =12 、 b 两端的电势差：(2) =122 经时间 金属棒 ab 所扫过的扇形面积为 ，则：(3) =122=122 磁通量： =122 由法拉第电磁感应定律得： =122 18.【答案】解： 安培力(1) = 根据平衡条件有： =安 代入数据得： =6 根据右手定则可知感应电流方向 adcba 或逆时针方向； 根据闭合电路欧姆定律有： (2) = 代入数据得： =0.1 线圈穿过磁场的过程中，克服安培力做功等于产生的电能，则线框中产生的电能为：(3) =安 2=0.620.5=0.6 19.【答案】解： 金属棒未进入磁场，回路中感应电动势为： (1) 1=3 灯泡中的电流强度为： =1=1 因灯泡亮度不变，故在 末金属棒刚好进入磁场，且做匀速运动，此时金属棒中的电流强度：(2) =4 =1 ； = =6 因灯泡亮度不变，金属棒产生的感应电动势为：(3) 2=1=3 ； 2= 金属棒未进入磁场的加速度为： =0.125/2