2021-2022学年吉林省长春市十一高中高二第三学程考试物理试题（Word版）

第Ⅰ卷（共60分）

一、选择题：本题共12小题，每小题5分. 其中第1-8题单选，第9-12题多选，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

1．如图是水平放置的电子射线管和马蹄形磁铁的示意图。、接电源两极后，电子射线由极向极射出，在荧光屏上会看到一条亮线，下列说法正确的是（　　）

A．P接电源的负极，射线向下偏转

B．P接电源的负极，射线向上偏转

C．P接电源的正极，射线向上偏转

D．P接电源的正极，射线向下偏转

2．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动，如图甲所示．产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示．则下列说法正确的是（　　）

A．t＝0.01s时穿过线框的磁通量最小

B．该交变电动势的瞬时值表达式为e＝22sin（100 t）V

C．电动势瞬时值为22V时，线圈平面与磁感线的夹角为45°

D．从计时时刻开始转过90°过程的平均电动势为22 V

3．如图所示的振荡电路中，某时刻电容器上下极板带电情况和线圈中的磁场方向如图所示，则此时（　　）

A．电容器正在充电

B．线圈中的自感电动势在减小

C．磁场能正在转化为电场能

D．在线圈中插入铁芯，可以增大电路的振荡频率

4．如图所示的电路中，为三盏完全相同的灯泡，是自感线圈，线圈的直流电值不可忽略．则下列说法正确的是（　　）

A．合上开关后， 三盏灯同时亮起来

B．合上开关一段时间后，灯最亮，两盏灯一样亮

C．断开开关后，b灯闪亮一下再熄灭

D．断开开关后，灯先熄灭， 两盏灯逐渐熄灭

5．如图甲为电动汽车无线充电原理图，M为受电线圈，N为送电线圈。图乙为受电线圈M的示意图，线圈匝数为n、电阻为r、横截面积为S，a、b两端连接车载变流装置，磁场平行于线圈轴线方向穿过线圈。下列说法不正确的是（　　）

A．当线圈N接入恒定电流时，不能为电动汽车充电

B．当线圈N接入周期性交变电流时，线圈M两端产生周期性变化的电压

C．当线圈N在M中产生的磁感应强度B竖直向上且减小时，有电流从b端流出

D．充电时，若某时刻线圈M中磁感应强度变化率为 k，此时M两端电压为

6．如图所示，水平光滑的平行金属导轨，左端接有电阻R，匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内，质量一定的金属棒PQ垂直导轨放置．若使棒以一定的初速度v0向右运动，当其通过位置a、b时，速率分别为va、vb，到位置c时棒刚好静止，设金属导轨与棒的电阻均不计，a到b到c的间距相等，则金属棒在从a到b和从b到c的两个过程中(　　)

A．棒做匀减速运动    

B．通过棒横截面积的电荷量，从a到b比从b到c大

C．克服安培力做功，从a到b比从b到c大

D．回路中产生的内能相等

7．如图所示，理想变压器的端所接的交变电压，、是规格为“4V、3W”的灯泡，现调节电阻箱R为某一值时恰好能使两个灯泡均正常发光，电压表、均为理想交流电压表。电阻箱R调节过程中所有元件均可安全工作，则（　　）

A．t=0.005s时，V1的示数为V

B．变压器原、副线圈匝数比为4：1

C．增大电阻箱R连入电路的阻值，电压表V1的示数增大

D．增大电阻箱R连入电路的阻值，电压表V2的示数不变

8．如图，距离为d的两平行金属板P、Q之间有一匀强磁场，磁感应强度大小为B1，一束等离子体以一定速度垂直于磁场喷入板间，相距为L的两光滑平行金属导轨，固定在垂直于导轨平面斜向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B2，导轨平面与水平面夹角为θ，两导轨分别与P、Q相连，质量为m、电阻为R的金属棒ab垂直导轨放置，恰好静止，重力加速度为g，不计导轨电阻、板间电阻和等离子体中的粒子重力，下列说法正确的是（　　）

A．金属板P可视为电源的正极

B．两金属板间形成的电势差只与磁感应强度B1大小有关

C．等离子体喷入金属板间的速度

D．等离子体喷入金属板间的速度

9．下列相关描述及判定，正确的是（　　）

A．图甲中导线通电后，其正下方小磁针的N极向纸面外转动

B．图乙中回旋加速器加速带电粒子的最大动能与加速电压的大小无关

C．图丙话筒是利用电磁感应原理工作的

D．图丁中变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，电磁波就是这样形成的

10．如图甲是法拉第发明的铜盘发电机，也是人类历史上第一台发电机。利用这个发电机给平行金属板电容器供电，如图乙。已知铜盘的半径为L，加在盘下侧的匀强磁场磁感应强度为B1，盘匀速转动的角速度为ω，每块平行板长度为d，板间距离也为d，板间加垂直纸面向内、磁感应强度为B2的匀强磁场，重力加速度为g。下列选项正确的是（　　）

A．若圆盘按照图示方向转动，那么平行板电容器C板电势高

B．铜盘产生的感应电动势为

C．若一电子（不计重力）从电容器两板中间水平向右射入，恰能匀速直线运动从右侧水平射出，则电子射入时速度为

D．若有一带电量为-q的小球从电容器两板中间水平向右射入，在复合场中做匀速圆周运动，则小球的质量为

11．如图所示，水平粗糙地面上有两磁场区域，左右两磁场区域内的匀强磁场宽度均为L，磁感应强度大小分别为B和2B，左磁场区磁场方向竖直向下，右磁场区磁场方向竖直向上，两磁场间距为2L。一个质量为m、匝数为n、电阻为R、边长为L的正方形金属线框以速度v0水平向右进入左磁场区域，当金属线框刚离开右磁场区域时速度为v1，金属线框离开右磁场区运动一段距离后停下。金属线框与水平面间的动摩擦因数为μ。关于金属线框的运动下列判断正确的是（　　）

A．金属线框穿过左侧磁场过程中通过金属线框的电荷量为0

B．金属线框进入右侧磁场过程中通过金属线框的电荷量为

C．金属线框通过两个磁场区域全过程中产生的焦耳热为

D．若金属线框进入左磁场区域过程所用时间为t，则金属线框刚好完全进入时的速度应为

12．如图所示，在半径为R的半圆形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，为圆的直径，O为圆心，某时刻从最高点S向纸面1800角范围内各个方向均匀发射粒子，速度大小均为v。已知粒子质量为m，电荷量为q，磁感应强度，不计粒子间的相互作用，下列说法正确的是（　　）

A．在直径上有粒子射出的长度为R

B．有的粒子可以从直径上射出

C．有一半的粒子可以从半圆弧上射出

D．经过时间，直径上开始有粒子射出

第Ⅱ卷（共 50 分）

二、实验题（本题共2小题，每空2分，共14分）

13．现有一特殊的电池，其电动势E约为9 V，内阻r在35Ω～55Ω范围内，最大允许电流为50 mA。为测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图甲所示的电路进行实验。图中电压表的内电阻很大，对电路的影响可以不计，R为电阻箱，阻值范围为0-9999Ω，R0是定值电阻，起保护作用。

(1)实验室备有的保护电阻R0有以下几种规格，本实验应选用___________。

  A．10Ω，2.5 W    B．50Ω，1.0 W     C．150Ω，1.0 W     D．1500Ω，5.0 W

(2)根据乙图所作出的图像求得该电池的电动势E为________V，内电阻r为______Ω。

14．图a为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池，R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头G的满偏电流为100 μA，内阻为450 Ω。虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1V挡和5V挡，直流电流1mA挡和2.5mA挡，欧姆×100 Ω挡。

(1)图a中的B端与______（填“红”或“黑”）色表笔相连接；

(2)根据题给条件可得R1＋R2=_______Ω。

(3)某次测量时该多用电表B端是与“1”相连的，指针位置如图b所示。则读数为_____ mA；

(4)某次利用多用电表欧姆档探测一个不含电源的黑箱中元件，如图c，已知黑箱中只有两个元件，且分别在AB和AC之间。当红黑表笔分别接在AB时，指针首先向右摆动，然后又慢慢地向左回归至“∞”位置；将红黑表笔分别接在AC，指针指在 “∞”位置，将红黑表笔分别接在CA，指针指在 “0”刻线偏左一点。在答题卡的黑箱图中画出电学元件____。

三、解答题：本题4小题,共36分.

15．（7分）如图所示，是面积为、匝的圆形金属线圈，其总电阻，线圈处在逐渐增大的均匀磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，线圈中的磁通量在按图所示规律变化，线圈与阻值的电阻连接，不计电压表对电路的影响．求：

（）感应电动势的大小；

（）通过的电流大小和方向（写或）；

（）电压表的示数．

16．（8分）为做好疫情防控供电准备，供电部门为医院设计的供电系统输电电路简图如图所示，发电机的矩形线框ABCD处于磁感应强度大小的水平匀强磁场中，线框面积S＝0.25m2，匝数n＝100匝，电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴OO′以一定的角速度匀速转动，并与升压变压器的原线圈相连，升压变压器原、副线圈匝数之比为1：20，降压变压器的副线圈接入到医院供电，两变压器间的输电线等效电阻R＝60Ω，变压器均为理想变压器。当发电机输出功率P＝5×104W时，电压表的示数为250V，额定电压为220V的医疗设备正常工作。求：

（1）线圈转动角速度大小；

（2）降压变压器原、副线圈匝数之比。

17．（9分）如图所示，在竖直平面内，直线MO与水平线PQ相交于O，二者夹角θ=30°，在MOP范围内存在竖直向下的匀强电场，电场强度为E，MOQ上方的某个区域有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，O点处在磁场的边界上，现有一群质量为m、电量为+q的带电粒子在纸面内以大小不等的速率v（v≤v0）垂直于MO从O点射入磁场，所有粒子通过直线MO时，速度方向均平行于PQ向左，不计粒子的重力和粒子间的相互作用力。求：

（1）速度最大的粒子在电场中运动的时间；

（2）磁场区域的最小面积。

18．（12分）如图所示，虚线框内为某种电磁缓冲车的结构示意图（俯视图），其主要部件为缓冲滑块 K和质量为m的缓冲车厢。在缓冲车的底板上，沿车的轴线固定着两个光滑水平绝缘导轨PQ、MN。缓冲车的底部，安装电磁铁（图中未画出），能产生垂直于导轨平面的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B。导轨内的缓冲滑块K由高强度绝缘材料制成，滑块K上绕有闭合矩形线圈abcd，线圈匝数为n，总电阻为R，ab边长为L。假设缓冲车以速度v0与障碍物C碰撞后，滑块K立即停下，此后线圈与轨道的磁场作用力使缓冲车厢减速运动，从而实现缓冲，一切摩擦阻力不计。

（1）若缓冲车厢向前移动距离S后速度减为零，则此过程线圈abcd中产生的焦耳热和通过的电量各是多少？

（2）求此后缓冲车的速度v随位移x的变化规律及缓冲车在滑块K停下后的最大位移（设此过程中缓冲车未与缓冲滑块相碰）。

答案

1A 2C 3B 4D 5D 6C 7C 8D 9BCD 10AD 11ACD 12ABD

13 【答案】C    10    50  

14【答案】红    50    1.40      （注意：二极管正负极方向）

15（）（2分）根据法拉第电磁感应定律可得：

（）（3分）通过的电流，（2分）电流方向从b到a. （1分）

（）（2分）电压表的示数即为电阻两端的电压，有：．

16（1）（3分）发电机的最大感应电动势Em＝nBSω（1分）

电压表的示数（1分）  解得ω＝100π rad/s（1分）

（2）（5分）升压变压器的输出电压 （1分）

输送电流（1分）

在输送电路上有U3＝U2-IR=4400V（1分）

对降压变压器有（2分）

17（1）（4分）由，得 （1分）

设电场中做类平抛运动时间t，（2分）解得  （1分）

（2）（5分）由题知速度大小不同的粒子均要水平通过OM，则其飞出磁场的位置均应在ON的连线上，故磁场范围的最小面积是速度最大的粒子在磁场中的轨迹与ON所围成的面积

扇形的面积   （1分） 

的面积为：（2分）

（2分）

18【解析】（1）（6分）由功能关系得到： （2分）

由（1分），（1分） q=（1分），得到（1分）

（2）（6分）缓冲车与障碍物C碰撞后，滑块K立即停下，缓冲车做减速运动。设某时刻缓冲车速度为（未知）时，电动势（1分）电流为（1分）

线圈ab受到的安培力（1分）

以小车为对象利用动量定理得 （1分）（列-nBILt=mv-mv0 给分）

联立解得： （1分） 

令可解得：小车最大位移为 （1分）