2020-2021学年广西崇左市高中高二下学期期中考试物理试题 word版

2020~2021学年度崇左高级中学高二下学期期中考试

物理

考生注意：

1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间90分钟。

2.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。

3.本卷命题范围：选修3-2。

一、选择题：本题共13小题，共60分.在每小题给出的四个选项中，第1~9题只有一个选项正确，每小题4分；第10~13题有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

1. 如图，水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈，右边套有一金属圆环。圆环初始时静止。将图中开关S由断开状态拨至连接状态，电路接通的瞬间，可观察到（　　）

A. 拨至M端或N端，圆环都向左运动

B. 拨至M端或N端，圆环都向右运动

C. 拨至M端时圆环向左运动，拨至N端时向右运动

D. 拨至M端时圆环向右运动，拨至N端时向左运动

2. 一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为；若该电阻接到正弦交流电源上，在个周期内产生的热量为，该电阻上电压的峰值均为，周期均为T，如图甲、乙所示。则等于（　　）

A.  B.  C. 2∶1 D. 1∶2

3. 两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直。边长为0.1m、总电阻为0.005的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图甲所示。已知导线框向右做匀速直线运动，cd边于t=0时刻进入磁场。导线框中感应电动势随时间变化的图线如图乙所示（规定感应电流的方向abcda为正方向）。下列说法正确的是（　　）

A. 磁感应强度的方向垂直纸面向内

B. 磁感应强度的大小为0.5T

C. 导线框运动速度的大小为0.05m/s

D. 在t=0.4s至t=0.6s这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.04N

4. 如图，在同一水平面内有两根平行长导轨，导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域，区域宽度均为，磁感应强度大小相等、方向交替向上向下．一边长为的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动．线框中感应电流i随时间t变化的正确图线可能是（   ）

A.  B.

C.  D.

5. 将一段导线绕成图甲所示的闭合回路，并固定在水平面（纸面）内。回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场B1中。回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场B2。以向里为磁场B2的正方向，其磁感应强度B2随时间t变化的图像如图乙所示。用F表示ab边受到的安培力，以水平向右为F的正方向，能正确反映F随时间t变化的图像是（　　）

A.

B.

C.

D.

6. 一含有理想变压器电路如图所示，图中电阻、和的阻值分别为、和，A为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压R的有效值恒定当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为。该变压器原、副线圈匝数的比值为（    ）

A. 2 B. 3 C. 4 D. 5

7. 如图所示，理想变压器原，副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b。当输入电压U为灯泡额定电压的8倍时，两灯泡均能正常发光。下列说法正确的是（　　）

A. 原、副线圈匝数之比为8：1

B. 原、副线圈匝数之比1：8

C. a和b的电功率之比为1：7

D. 变压器的输入功率和输出功率之比是1：7

8. 如图，导体轨道OPQS固定，其中PQS是半圆弧，Q为半圆弧的中点，O为圆心.轨道的电阻忽略不计.OM是有一定电阻、可绕O转动的金属杆，M端位于PQS上，OM与轨道接触良好.空间存在与半圆所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B.现使OM从OQ位置以恒定的角速度逆时针转到OS位置并固定(过程Ⅰ)；再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B增加到B′(过程Ⅱ).在过程Ⅰ、Ⅱ中，流过OM的电荷量相等，则等于(　　)

A.  B.  C.  D. 2

9. 如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为l的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴上，随轴以角速度匀速转动。在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C、板间距为d的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g，不计其它电阻和摩擦，下列说法正确的是（　　）

A. 棒产生的电动势为

B. 微粒的电荷量与质量之比为

C. 电阻消耗的电功率为

D. 电容器所带的电荷量为

10. 如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一固定的U形金属导轨，导轨平面与磁场垂直。金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一圆环形金属框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面。现让金属杆PQ突然向左运动，在运动开始的瞬间，下列说法正确的是（　　）

A. RS受到的安培力方向水平向右

B. RS受到的安培力方向水平向左

C. 金属框T中感应电流沿顺时针方向

D. 金属框T中感应电流沿逆时针方向

11. 如图所示，相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ，上端接有定值电阻R，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B.将质量为m的导体棒由静止释放，当速度达到v时开始匀速运动，此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，并保持拉力的功率恒为P，导体棒最终以2v的速度匀速运动．导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻，重力加速度为g.下列选项正确的是(　　)

A. 当导体棒速度达到时加速度大小为sin θ

B. 当导体棒速度达到时加速度大小为sin θ

C. P＝2mgvsin θ

D. P＝3mgvsin θ

12. 图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电流表，线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示，以下判断正确的是（　　）

A. 0.01s时穿过线圈的磁通量为零

B. 交流电的频率是100Hz

C. 0.01 s时穿过线圈磁通量变化率最大

D. 0.02 s时线框平面与中性面重合

13. 如图所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节，在副线圈两端连接了定值电阻和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头．在原线圈上加一电压为U的正弦交流电，则

A. 保持Q的位置不动，将P向下滑动时，电流表读数变小

B. 保持Q的位置不动，将P向下滑动时，电流表读数变大

C. 保持P的位置不动，将Q向上滑动时， 两端电压变小

D. 保持P的位置不动，将Q向上滑动时，变压器输入功率变大

二、解答或论述题：本题共3小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

14. 如图所示，两根足够长光滑金属导轨ab、cd竖直放置，导轨间距离为L，电阻不计．在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡．整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直．现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止开始释放．金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好．已知某时刻后两灯泡保持正常发光．重力加速度为g.求：

(1)磁感应强度的大小；

(2)灯泡正常发光时金属棒的运动速率．

15. 如图所示，两根相距L＝1 m的足够长的光滑金属导轨，一组导轨水平，另一组导轨与水平面成37°角，拐角处连接一阻值R＝1 Ω的电阻．质量均为m＝2 kg的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，导轨电阻不计，两杆的电阻均为R＝1 Ω.整个装置处于磁感应强度大小B＝1 T、方向垂直于导轨平面的匀强磁场中．当ab杆在平行于水平导轨的拉力作用下沿导轨向右匀速运动时，cd杆静止．g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求：

(1)水平拉力的功率；

(2)现让cd杆静止，求撤去拉力后ab杆产生的焦耳热

16. 如图，两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为θ，间距为L．导轨上端接有一平行板电容器，电容为C．导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨平面．在导轨上放置一质量为m的金属棒，棒可沿导轨下滑，且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触．已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g．忽略所有电阻．让金属棒从导轨上端由静止开始下滑，求:

（1）电容器极板上积累电荷量与金属棒速度大小的关系；

（2）金属棒的速度大小随时间变化的关系．

2020~2021学年度崇左高级中学高二下学期期中考试

物理 答案版

考生注意：

1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间90分钟。

2.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。

3.本卷命题范围：选修3-2。

一、选择题：本题共13小题，共60分.在每小题给出的四个选项中，第1~9题只有一个选项正确，每小题4分；第10~13题有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

1. 如图，水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈，右边套有一金属圆环。圆环初始时静止。将图中开关S由断开状态拨至连接状态，电路接通的瞬间，可观察到（　　）

A. 拨至M端或N端，圆环都向左运动

B. 拨至M端或N端，圆环都向右运动

C. 拨至M端时圆环向左运动，拨至N端时向右运动

D. 拨至M端时圆环向右运动，拨至N端时向左运动

【答案】B

2. 一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为；若该电阻接到正弦交流电源上，在个周期内产生的热量为，该电阻上电压的峰值均为，周期均为T，如图甲、乙所示。则等于（　　）

A.  B.  C. 2∶1 D. 1∶2

【答案】C

3. 两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直。边长为0.1m、总电阻为0.005的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图甲所示。已知导线框向右做匀速直线运动，cd边于t=0时刻进入磁场。导线框中感应电动势随时间变化的图线如图乙所示（规定感应电流的方向abcda为正方向）。下列说法正确的是（　　）

A. 磁感应强度的方向垂直纸面向内

B. 磁感应强度的大小为0.5T

C. 导线框运动速度的大小为0.05m/s

D. 在t=0.4s至t=0.6s这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.04N

【答案】D

4. 如图，在同一水平面内有两根平行长导轨，导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域，区域宽度均为，磁感应强度大小相等、方向交替向上向下．一边长为的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动．线框中感应电流i随时间t变化的正确图线可能是（   ）

A.  B.

C.  D.

【答案】D

5. 将一段导线绕成图甲所示的闭合回路，并固定在水平面（纸面）内。回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场B1中。回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场B2。以向里为磁场B2的正方向，其磁感应强度B2随时间t变化的图像如图乙所示。用F表示ab边受到的安培力，以水平向右为F的正方向，能正确反映F随时间t变化的图像是（　　）

A.

B.

C.

D.

【答案】A

6. 一含有理想变压器电路如图所示，图中电阻、和的阻值分别为、和，A为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压R的有效值恒定当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为。该变压器原、副线圈匝数的比值为（    ）

A. 2 B. 3 C. 4 D. 5

【答案】B

7. 如图所示，理想变压器原，副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b。当输入电压U为灯泡额定电压的8倍时，两灯泡均能正常发光。下列说法正确的是（　　）

A. 原、副线圈匝数之比为8：1

B. 原、副线圈匝数之比1：8

C. a和b的电功率之比为1：7

D. 变压器的输入功率和输出功率之比是1：7

【答案】C

8. 如图，导体轨道OPQS固定，其中PQS是半圆弧，Q为半圆弧的中点，O为圆心.轨道的电阻忽略不计.OM是有一定电阻、可绕O转动的金属杆，M端位于PQS上，OM与轨道接触良好.空间存在与半圆所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B.现使OM从OQ位置以恒定的角速度逆时针转到OS位置并固定(过程Ⅰ)；再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B增加到B′(过程Ⅱ).在过程Ⅰ、Ⅱ中，流过OM的电荷量相等，则等于(　　)

A.  B.  C.  D. 2

【答案】B

9. 如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为l的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴上，随轴以角速度匀速转动。在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C、板间距为d的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g，不计其它电阻和摩擦，下列说法正确的是（　　）

A. 棒产生的电动势为

B. 微粒的电荷量与质量之比为

C. 电阻消耗的电功率为

D. 电容器所带的电荷量为

【答案】B

10. 如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一固定的U形金属导轨，导轨平面与磁场垂直。金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一圆环形金属框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面。现让金属杆PQ突然向左运动，在运动开始的瞬间，下列说法正确的是（　　）

A. RS受到的安培力方向水平向右

B. RS受到的安培力方向水平向左

C. 金属框T中感应电流沿顺时针方向

D. 金属框T中感应电流沿逆时针方向

【答案】BD

11. 如图所示，相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ，上端接有定值电阻R，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B.将质量为m的导体棒由静止释放，当速度达到v时开始匀速运动，此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，并保持拉力的功率恒为P，导体棒最终以2v的速度匀速运动．导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻，重力加速度为g.下列选项正确的是(　　)

A. 当导体棒速度达到时加速度大小为sin θ

B. 当导体棒速度达到时加速度大小为sin θ

C. P＝2mgvsin θ

D. P＝3mgvsin θ

【答案】AC

12. 图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电流表，线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示，以下判断正确的是（　　）

A. 0.01s时穿过线圈的磁通量为零

B. 交流电的频率是100Hz

C. 0.01 s时穿过线圈磁通量变化率最大

D. 0.02 s时线框平面与中性面重合

【答案】AC

13. 如图所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节，在副线圈两端连接了定值电阻和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头．在原线圈上加一电压为U的正弦交流电，则

A. 保持Q的位置不动，将P向下滑动时，电流表读数变小

B. 保持Q的位置不动，将P向下滑动时，电流表读数变大

C. 保持P的位置不动，将Q向上滑动时， 两端电压变小

D. 保持P的位置不动，将Q向上滑动时，变压器输入功率变大

【答案】BD

二、解答或论述题：本题共3小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

14. 如图所示，两根足够长光滑金属导轨ab、cd竖直放置，导轨间距离为L，电阻不计．在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡．整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直．现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止开始释放．金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好．已知某时刻后两灯泡保持正常发光．重力加速度为g.求：

(1)磁感应强度的大小；

(2)灯泡正常发光时金属棒的运动速率．

【答案】(1)    (2)

15. 如图所示，两根相距L＝1 m的足够长的光滑金属导轨，一组导轨水平，另一组导轨与水平面成37°角，拐角处连接一阻值R＝1 Ω的电阻．质量均为m＝2 kg的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，导轨电阻不计，两杆的电阻均为R＝1 Ω.整个装置处于磁感应强度大小B＝1 T、方向垂直于导轨平面的匀强磁场中．当ab杆在平行于水平导轨的拉力作用下沿导轨向右匀速运动时，cd杆静止．g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求：

(1)水平拉力的功率；

(2)现让cd杆静止，求撤去拉力后ab杆产生的焦耳热

【答案】(1)864 W (2)864 J

16. 如图，两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为θ，间距为L．导轨上端接有一平行板电容器，电容为C．导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨平面．在导轨上放置一质量为m的金属棒，棒可沿导轨下滑，且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触．已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g．忽略所有电阻．让金属棒从导轨上端由静止开始下滑，求:

（1）电容器极板上积累电荷量与金属棒速度大小的关系；

（2）金属棒的速度大小随时间变化的关系．

【答案】（1）

（2）