2021安徽省皖北名校高二上学期期末考试物理试题含答案

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皖北名校2020~2021学年度高二上期末考试物理试卷考生注意：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.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。3.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。4.本卷命题范围：选修3-1、选修3-2电磁感应。一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，第9-12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。1.如图所示，金属圆盘水平放置在竖直向下的匀强磁场中，圆盘圆心处固定一个摇柄，边缘和圆心处各与一个黄铜电刷紧贴，用导线将电刷与零刻度在中央的电流表连接起来形成回路。转动摇柄，使圆盘逆时针（俯视）匀速转动。下列说法正确的是（ ）A.圆盘的磁通量不变，电流表指针指向零刻度B.若圆盘转动的角速度增大，产生的感应电流减小C.若磁场的磁感应强度增大，产生的感应电流增大D.若圆盘顺时针（俯视）匀速转动，电流从导线b流入电流表2.质谱仪是分离和检测同位素的仪器，其示意图如图所示，从粒子源S出来时的粒子速度很小，可以看作初速度为零，粒子经过电场加速后从人口进人有界的垂直纸面向外的匀强磁场区域，并沿着半圆周运动而到达出口P。现使磁感应强度大小B加倍，要使粒子的运动轨迹不发生变化，仍沿着半圆周运动而到达出口P，应该使加速电场的电压U变为原来的（ ）A.4倍 B.8倍 C.10倍 D.12倍3.楞次在利用如图所示的装置探究判断产生感应电流方向的规律时，下列说法正确的是（ ）A.线圈中的感应电流产生的磁场总是与磁铁产生的磁场方向相反B线圈中的感应电流产生的磁场总是与磁铁产生的磁场方向相同C.当N极向下拔出线圈，线圈中会产生如图所示的感应电流且与磁铁相吸引D.当N极向下插入线圈线圈中会产生如图所示的感应电流且与磁铁相排斥4.如图是演示自感现象的电路，与是完全相同的灯泡，电阻均为R，在开关断开，闭合时，两灯的亮度一样，现闭合待电路稳定后，突然断开的瞬间（ ）A.立即熄灭B.先变亮，再逐渐熄灭C.有电流流过，方向向左D.有电流流过，方向向右5.a、b、c三根通电长直导线场垂直纸面水平放置，ab连线水平，O为ab中点，aOc构成等边三角形。a中通有大小为I、方向垂直纸面向里的电流，b和c中通有大小分别为和、方向均垂直纸面向外的电流，若b在O点处产生的磁感应强度大小为（已知通电长直导线周围产生的磁感应强度大小为，为电流大小，为到导线的距离），则a、b、c在O点处产生总的磁感应强度大小为（ ）A. B. C. D.6.如图所示，在水平面内固定两根足够长且平行的光滑金属导轨，导体棒和导轨始终接触良好且与电阻R构成闭合回路，电路中除电阻R之外，其余电阻均不计，在两导轨间存在方向竖直向下的匀强磁场。现对导体棒施加一平行于导轨的力F，使其从静止开始做匀加速直线运动，运动过程中导体棒始终与导轨垂直，此过程中电阻R的热功率P随时间t变化关系图象可能正确的是（ ）A. B. C. D.7.水平放置的平行板电容器C与两个可变电阻器、以及电源（内阻不可忽略）连成如图所示的电路。闭合开关S，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动。则下列说法正确的是（ ）A.开关保持闭合，只将上极板向上移动，带电液滴向下运动B开关保持闭合，将可调电阻的阻值增大，则带电液滴向上运动C.将开关断开后，只将上极板向下移动，带电液滴仍保持静止D.将开关断开后，将上极板向右移动一点，带电液滴向上运动8.光滑水平面上的两个小球A、B绕着它们连线上的某点做匀速圆周运动，两个小球间的距离为L并保持不变，小球A、B所带电荷量分别为和，质量分别为m和.不计两球间的万有引力，则下列说法正确的是（ ）A.A、B所受库仑力大小之比为2:1B.A、B的线速度大小之比为2:1C.若仅把B的电荷量变为，则稳定后A、B做圆周运动的半径之比为1:1D.若仅把A的质量变为，则稳定后A、B的线速度大小之比为2:19.关于涡流、电磁阻尼、电磁驱动，下列说法正确的是（ ）A.金属探测器应用于安检场所，探测器利用了涡流的原理B.金属探测器可用于大米装袋，防止细小的砂石颗粒混入大米中C.电磁炉利用电磁阻尼工作，录音机在磁带上录制声音利用电磁驱动工作D.磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用10.如图所示，空间存在相邻匀强磁场区域，磁场Ⅰ方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B，磁场Ⅱ方向垂直纸面向外，宽度为，现让质量为m、电荷量为q的带正电粒子以水平速率垂直磁场Ⅰ从O点射入，当粒子从磁场Ⅱ边缘C处射出时，速度也恰好水平。已知粒子在磁场Ⅰ中运动时间是磁场Ⅱ中运动时间的2倍，不计粒子重力，则（ ）A.磁场Ⅱ的磁感应强度大小为BB.磁场Ⅱ的磁感应强度大小为C.磁场Ⅰ的宽度为D.磁场Ⅰ的宽度为d11.图甲所示的电路中电阻，螺线管匝数匝，横截面积，螺线管导线总电阻，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B随时间t按图乙所示规律变化，磁感应强度B向下为正方向，下列说法正确的是（ ）A.通过电阻R中的电流方向是从M到NB.感应电流的大小是1.0AC.内通过电阻R的电荷量为1CD.N点的电势为12.如图所示，空间平行等距的竖直虚线M、N、P、Q为某一匀强电场的四个等势面，其电势分别为，，。一个电子e在电场中运动，运动的轨迹如图中实线所示，a、b、c是轨迹上的三点，其中a、c是轨迹与等势面N、P的交点，b点为轨迹上最左端的点，且b到M的距离是到N距离的一半.下列说法中正确的是（ ）A电场的方向水平向左，虚线P的电势一定是B.电子在a点的电势能与动能之和为C.电子在c点的动能为D.当电子运动到某点电势能为时，其动能大于二、实验题（本题共2小题，共12分）13.（6分）某物理兴趣小组要描绘一标有“3.8V 0.3A”灯泡的伏安特性曲线，有下列器材可供选用：A.电压表（量程为，内阻约）；B.电压表（量程为，内阻约）；C.电流表（量程为，内阻约）；D.电流表（量程为，内阻约）；E.滑动变阻器（最大阻值为，额定电流为1.0A）；F滑动变阻器（最大阻值为，额定电流为0.5A）；G.学生电源（电动势约为6V，内阻不计）及开关、导线等。（1）在实线框中画出实验电路图，要求电压从零开始测量.（2）实验中所用的电压表应选_________，电流表应选_________，滑动变阻器应选_________。（均填器材前的字母）（3）下列是一同学描绘出的图象，其中可能正确的是_________。A. B. C. D.14.（6分）某同学做测电源电动势和内阻的实验找到的电流表量程偏小，于是采用了如图甲所示的电路进行测量。其中定值电阻的阻值为，的阻值为，电流表和电压表都为理想电表。 （1）调节滑动变阻器阻值的大小，记录多组U、I数据，画出了如图乙所示的图象，根据图象可计算出该电源的电动势为_________V，电源的内阻为_________。（2）实际上，电流表的内阻并不等于零，电压表的内阻也不是无限大，从系统误差的角度来看，电源内阻的测量值会_________（填“偏小”或“准确”或“偏大”）。四、计算题（本题共4小题，共40分。作答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）15.（8分）如图所示，在xOy平面直角坐标系的第I象限内有一垂直纸面向里的圆形匀强磁场区域，与x、y轴分别相切于、两点第Ⅱ象限内有沿y轴负方向的匀强电场。一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子从A点沿y轴正方向以射入磁场，经C点射入电场，最后从x轴上离O点的距离为的P点射出，不计粒子的重力。求：（1）匀强磁场磁感应强度B的大小；（2）匀强电场场强E的大小和粒子在电场中运动的时间。16.（10分）如图所示，竖直平面内固定一个圆心角为60°的弧形光滑轨道AB，P为圆心，半径AP水平。在圆心P处固定一电荷量为的点电荷，将质量为m、电荷量为的小物块（可视为质点）从A点由静止释放恰好能滑至光滑水平地面的C点，C为P正下方的点且PC相距h，不计物块在B点滑上水平面时的能量损失。若令A点电势为，静电力常量为k，重力加速度为g。求：（1）小物块滑至圆弧轨道B点时对轨道的压力大小；（2）C点的电势。17.（10分）如图所示，在边长的等边三角形ACD区域内，存在正交分布的磁感应强度大小、方向垂直纸面向外的匀强磁场和匀强电场（图中未画出）。现有一质量、电荷量的带正电微粒，从AC边的中点P以平行于CD边的某一速度射入磁场恰能做匀速圆周运动，重力加速度g取。求：（1）匀强电场的电场强度的大小和方向；（2）若微粒恰好从D点飞出磁场，则微粒的入射速度大小；（3）微粒在该区域运动的最长时间（结果保留2位有效数字）。18.（12分）如图所示，光滑固定的平行金属导轨平面与水平面的夹角，导轨间距为，上端接有的电阻，一垂直轨道平面向上、磁感应强度大小为的磁场区域宽度为。放在轨道上的一质量为、电阻为金属杆a，从距磁场上边缘S处由静止释放，金属杆进入磁场上边缘的速度。当金属杆运动至磁场中央之后可匀速穿过磁场两轨道的电阻可忽略不计，杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，重力加速度g取，求：（1）金属杆距磁场上边缘的距离S；（2）金属杆通过磁场区域的过程中通过的电量q；（3）金属杆通过磁场区域的过程中电阻R上产生的焦耳热Q。皖北名校2020~2021学年度高二上期末考试·物理试卷参考答案、提示及评分细则1.C 2.A 3.D 4.C 5.D 6.B 7.A 8.B 9.AD 10.BD 11.ACD 12.AD13.（1）如图所示（2分）（2）ACE（每空1分）（3）B（1分）解析：（1）小灯泡的电阻，电压表的内阻与待测电阻之比，待测电阻与电流表的内阻之比，，故电流表应采用外接法，滑动变阻器接成分压式。（2）电压表的量程应大于且接近小灯泡的额定电压3.8V，故电压表应选A。小灯泡的额定电流是0.3A，故电流表应选C。由题目要求可知滑动变阻器采用分压式，故应选阻值范围较小的滑动变阻器E。（3）小灯泡的电阻随着温度的升高而变大，所以B项正确。14.（1）2.4（2分）2.7（2分）（2）偏大（2分）解析：（1）由实验原理图可得。则可得电源电动势，图象斜率为，解得。（2）如果把电流表本身内阻计算在内，电源内阻的真实值就会小于。15.解：（1）粒子沿y轴正方向射入磁场，经C点射入电场，由题意可得粒子在磁场中运动的半径（1分）根据牛顿第二定律：（1分）解得磁感应强度的大小（1分）（2）粒子在电场中做类平抛运动，得（1分）又（1分）根据牛顿第二定律：（1分）解得，（2分）16.解：（1）由于AB在同一等势面上，所以由动能定理有：在B点受力分析如图所示，则有联立以上各式，可解得由牛顿第三定律得，对轨道压力大小为（2）由题条件可知物块从B到C，仅有电场力做功，则有得又则可得17.解：（1）微粒仍能做匀速圆周运动，则满足.得方向竖直向上。（2）设粒子恰好从D点飞出磁场的轨迹半径为，则有，得由，得可得，代入数据得。（3）若粒子从AC边飞出磁场，运动轨迹如图所示，圆心角得。18.解：（1）由能量守恒定律得金属杆距磁场上边缘的距离（2）由法拉第电磁感应定律由闭合电路欧姆定律金属杆通过磁场区域的过程中通过的电量（3）设金属杆穿过磁场区域时速度为，则有解得则由动能定理可得则有则电阻R上产生的焦耳热