黑龙江省大庆实验中学2020-2021学年高二上学期期末考试物理试题

这是一份黑龙江省大庆实验中学2020-2021学年高二上学期期末考试物理试题，共13页。试卷主要包含了选择题，计算题等内容，欢迎下载使用。


一、选择题（本题共15小题，每小题4分，共60分。在每小题给出的四个选项中，第1题～第9题只有一个选项是符合题目要求的；第10题～第15题有多个选项是符合题目要求的，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．下列说法中正确的是（ ）
A．奥斯特首先引入电场线和磁感线，极大地促进了他对电磁现象的研究
B．安培发现了磁场对电流的作用规律，洛仑兹发现了磁场对运动电荷的作用规律
C．法拉第发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕
D．楞次认为，在原子、分子等物质微粒的内部存在着一种环形电流，从而使每个物质微粒都成为微小的磁体
2．金属棒MN两端用细软导线悬挂于a、b两点，其中间一部分处于方向垂直于纸面向里的匀强磁场中，静止时MN平行于纸面，如图所示。若金属棒通有从M向N的电流，此时悬线上有拉力。为了使拉力等于零，下列措施可行的是（ ）
A．减小电流
B．将电流方向改为从N流向M
C．将磁场方向改为垂直于纸面向外，并减小磁感应强度
D．将磁场方向改为垂直于纸面向外，同时将电流方向也改为从N流向M并增大电流强度
3．如图所示，图线是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦交流电的u-t图象，当调整线圈转速后，所产生的正弦交流电的图象如图线所示，以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是（ ）
A．在图中时刻穿过线圈的磁通量均为零
B．线圈先后两次周期之比为3:2
C．交流电的电压最大值为
D．交流电的电压瞬时表达式为
4．如图所示，在直角三角形acd中，∠a=，三根通电长直导线垂直纸面分别放置在a、b、c三点，其中b为ac的中点。三根导线中的电流大小分别为I、2I、3I，方向均垂直纸面向里。通电长直导线在其周围空间某点产生的磁感应强度B＝，其中I表示电流强度，r表示该点到导线的距离，k为常数。已知a点处导线在d点产生的磁感应强度大小为B0，则d点的磁感应强度大小为（ ）
A．B0B．2B0C．3B0D．4B0
5．如图所示，一个边长为2L的等腰直角三角形ABC区域内，有垂直纸面向里的匀强磁场，其左侧有一个用金属丝制成的边长为L的正方形线框abcd，线框以水平速度v匀速通过整个匀强磁场区域，设电流逆时针方向为正。则在线框通过磁场的过程中，线框中感应电流i随时间t变化的规律正确的是（ ）
A． B． C． D．
6．下列关于理想变压器的说法正确的是（ ）
A．理想变压器考虑铁芯漏磁与发热
B．只适用于一个原线圈和一个副线圈组成的变压器
C．在理想变压器中，无论有几个线圈，一定有输入功率等于输出功率，即P入=P出
D．在理想变压器中，即使有多个(大于等于3个)线圈同时工作，也同样适用
7．如图所示，匀强磁场中有两个由相同导线绕成的圆形线圈a、b，磁场方向与线圈所在平面垂直，磁感应强度B随时间均匀增大．a、b两线圈的半径之比为2：1，匝数之比为1：2,线圈中产生的感应电动势分别为和，某时刻磁通量分别为和，不考虑两线圈间的相互影响．下列说法正确的是（ ）
A．：=4：1，：=4：1，感应电流均沿顺时针方向
B． ：=2：1，：=4：1，感应电流均沿逆时针方向
C． ：=2：1，：=4：1，感应电流均沿顺时针方向
D．：=4：1，：=2：1，感应电流均沿顺时针方向
8．如图所示的电路中，a、b、c为三盏完全相同的灯泡，L是自感线圈，线圈的阻值为RL。由于自感线圈L的存在，电路在接通或断开时，会发生自感现象。则下列说法正确的是（ ）
A．合上开关后，a、b、c三盏灯同时亮起来
B．合上开关后，a、b两盏灯先亮起来，c灯后亮起来
C．断开开关后，a、b、c三盏灯同时熄灭
D．断开开关后，a、b两盏灯先熄灭，c灯后熄灭
9．长为l的水平极板间有垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示。磁感应强度为B，板间距离为l，极板不带电。现有质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力)，从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子打在极板上，可采用的办法是
（ ）
A．使粒子的速度v< B．使粒子的速度v>
C．使粒子的速度v> D．使粒子的速度10．回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示。设D形盒半径为R，若用回旋加速器加速质子时，匀强磁场的磁感应强度为B，高频交流电频率为f，则下列说法正确的是（ ）
A．质子被加速后的最大速度不可能超过
B．质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关
C．只要R足够大，质子的速度可以被加速到任意值
D．若磁感应强度B增大，交流电频率f不需要增大也能正常工作
11．图为远距离高压输电的示意图。关于远距离输电，下列表述正确的是（ ）
A．增大输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失
B．高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗
C．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小
D．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好
12. 质量为m、电荷量为q的带正电小球，从倾角为θ的粗糙绝缘斜面（μA．小球在斜面上运动时做匀加速直线动
B．小球在斜面上运动时做加速度增大，而速度也增大的变加速直线运动
C．小球最终在斜面上匀速运动
D．小球在斜面上下滑过程中，当小球对斜面压力刚好为零时的速率为mgcsθBq
13．如图，螺线管内有平行于轴线的外加磁场，以图中箭头所示方向为其正方向。螺线管与导线框abcd相连，导线框内有一闭合小金属圆环，圆环与导线框在同一平面内。当螺线管内的磁感应强度B随时间按图所示规律变化时（ ）
A．在0~t1时间内，环有收缩趋势
B．在t1~t2时间内，环有扩张趋势
C．在t1~t2时间内，环内有逆时针方向的感应电流
D．在t2~t3时间内，环内有逆时针方向的感应电流
14．半径分别为r和2r的同心半圆导轨MN、PQ固定在同一水平面内，一长为r、电阻为R、质量为m且质量分布均匀的导体棒AB置于半圆轨道上面，BA的延长线通过导轨的圆心O，装置的俯视图如图所示。整个装置位于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。在N、Q之间接有一阻值也为R的电阻。导体棒AB在水平外力作用下，以角速度ω绕O顺时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触。导轨电阻不计，不计一切摩擦，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A．导体棒中的电流方向为A→B
B．导体棒A端相等于电源正极
C．导体棒AB两端的电压大小为
D．若导体棒不动，要产生同方向的感应电流，可使竖直向下的磁感应强度增强，且变化得越来越慢
15.如图，两根平行光滑金属导轨固定在同一水平面内，其左端接有定值电阻 R，Ox 轴平行于金属导轨，在 0≤x≤4m 的空间区域内存在着垂直导轨平面向下的磁场，磁感应强度 B 随坐标 x（以 m为单位）的分布规律为 B=0.8-0.2x（T），金属棒 ab 在外力作用下从 x=0 处沿导轨运动，ab 始终与导轨垂直并接触良好，不计导轨和金属棒的电阻。设在金属棒从 x1=lm 经 x2=2m 到 x3=3m 的过程中，R的电功率保持不变，则金属棒（ ）
A．在 x1与 x3处的电动势之比为 3：1
B．在 x1与 x2处受到磁场的作用力大小之比为 3：2
C．从 0到 x1与从 x1到x2过程中通过 R 的电量之比为 7：5
D．从x1到 x2与从 x2到 x3的过程中通过 R 产生的焦耳热之比为 5：3
二、实验题（本题共2个小题，16题每空1分，17题每空2分，共计15分)
16.（1）某同学用游标卡尺测量电阻元件的长度为L，用螺旋测微器测量金属丝直径d。电阻元件长L为______，金属丝的直径d为______；
(2)选用“×10”倍率的电阻挡估测元件电阻，发现多用表指针偏转过大，因此需选择倍率的电阻挡______（填：“×1”或“×100”）。
17．某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材：
A．被测干电池一节
B．电流表1：量程0～0.6 A，内阻rA＝0.3 Ω
C．电流表2：量程0～0.6 A，内阻约为0.1 Ω
D．电压表1：量程0～3 V，内阻未知
E．电压表2：量程0～15 V，内阻未知
F．滑动变阻器1：0～10 Ω，2 A
G．滑动变阻器2：0～100 Ω，1 A
H．开关、导线若干
伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差；在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。
（1）在上述器材中请选择适当的器材(填写器材前的字母)：电流表选择_______，电压表选择___________，滑动变阻器选择_______。
（2）实验电路图应选择图中的_______(填“甲”或“乙”)。
（3）根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U－I图象，则在修正了实验系统误差后，干电池的电动势E＝_______V，内电阻r＝______ Ω。
三、计算题（本题共3小题，共计35分，应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写最后答案不得分。有数值计算的题，答案应明确写出数值和单位。）
18．（8分）如图所示，一个圆形线圈匝，线圈面积，线圈电阻，在线圈外接一个阻值为的电阻，把线圈放入一个方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化的规律如图线所示，在内求：
（1）线圈产生的感应电动势E；
（2）电阻R中的电流I的大小；
（3）电阻R两端的电势差
19．（12分）如图所示，在竖直平面内建立直角坐标系，y轴沿竖直方向。在Ⅰ区域（x=0到x=L之间）存在竖直向上的匀强电场和垂直坐标平面向外的匀强磁场，Ⅱ区域（x=L到x=2L之间）存在垂直坐标平面向外的匀强磁场，两个区域磁感应强度大小均为。一个质量为m电荷量为q的带正电粒子从坐标原点O以初速度v0沿＋x方向射入，沿直线通过Ⅰ区域，最后从Ⅱ区域离开。粒子重力不计，求：
（1）电场强度大小；
（2）带电粒子在Ⅰ、Ⅱ区域运动的总时间。
20．（15分）如图所示的装置由粗糙倾斜金属轨道和光滑水平金属导轨组成，导轨间距均为L；倾斜导轨的倾角为θ＝30°，且存在垂直导轨所在平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B；水平导轨区域存在着方向竖直向上的磁感应强度大小也为B的匀强磁场。一根足够长的轻质绝缘细线绕过定滑轮，一端系在金属棒ab的中点上，另一端悬挂一质量为m的物块，当金属棒cd静止时，金属棒ab恰好不上滑。现用水平向右的恒定外力F（F大小未知）使金属棒cd由静止开始向右运动，经过时间t0，金属棒cd达到最大速度，此时金属棒ab恰好不下滑，撤去外力直到cd停止运动。已知金属棒ab、cd长均为L，均垂直于导轨且始终与导轨接触良好，二者质量均为m，接入电路的电阻均为R，金属棒与导轨间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。
(1)求外力F的大小；
(2)求在金属棒cd的最大速度；
(3)设t＝0到t＝t0通过金属棒ab的电荷量为q，求从金属棒cd开始运动到停止过程中，金属棒ab上产生的焦耳热。
大庆实验中学2020～2021学年度第一学期期末考试
高二物理试题答案及评分标准
选择题（每小题4分，共60分）
实验题（16题每空1分，17题每空2分，共计15分）
16.（1） 11.050 ; 4.700 （2） ×1
17.（1） B ; D ； F （2） 甲 （3） 1.5 ; 0.7
18.（8分）解：（1）由法拉第电磁感应定律：
①
（2）由闭合电路欧姆定律
②
（3）由欧姆定律得
③
楞次定律可知电流在导体中由b→a，所以
④
评分参考；本题共8分，每式2分。
19.（12分）解：（1）粒子在Ⅰ区域做匀速直线运动，则
①
解得 ②
（2）粒子在Ⅰ区域运动的时间
③
粒子在Ⅱ区域做匀速圆周运动
④
解得： ⑤
由几何关系得，粒子在Ⅱ区域做圆周运动圆心角为
⑥
由 ⑦
得
则粒子在Ⅱ区域运动时间 ⑧
则粒子运动总时间 ⑨
评分参考：本题共12分，①④⑥每式2分，其余每式1分。
20.（15分）解：(1) 设ab所受的最大静摩擦力为f，由平衡条件得：
ab恰好不上滑时
①
ab恰好不下滑时
②
cd速度最大时做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件得
F＝BIL ③
解得
F＝mg ④
(2)设金属棒cd的最大速度为v，
金属棒cd速度最大时感应电动势
E＝BLv ⑤
感应电流
⑥
金属棒cd所受安培力
⑦
解得 ⑧
(3)从t＝0到t＝t0这段时间内通过金属棒ab的电荷量q
q=It0=ER+Rt0=∆ϕt02Rt0=∆ϕ2R=BLx2R ⑨
解得该过程金属棒cd的位移大小
cd运动的整个过程，设系统产生的焦耳热为Q，对系统，由能量守恒定律得
Fx＝Q ⑩
金属棒ab上产生的焦耳热
⑪
解得 ⑫
评分参考：本题共15分，⑨式3分，⑩式2分，其余每式1分。
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
答案
B
D
C
D
A
C
C
B
D
AB
ABD
BD
BC
AC
BCD