四川省广元市2020—2021学年高二上学期期末教学质量监测（Word版含答案）

这是一份四川省广元市2020—2021学年高二上学期期末教学质量监测（Word版含答案），共6页。
试卷分为第I卷（选择题）和第II卷（非选择题），全卷满分100分，考试时间90分钟。考生作答时，须将答案答在答题卡上指定位置处。
第I卷（选择题 共48分）
注意事项：
共12小题，每小题4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．用比值法定义物理量是物理学中一种常用的方法，以下表达式中不属于用比值法定义的是
A．B．C．D．
2．在光滑水平地面上有a、b、c三根相同的通电长直导线平行自由（未固定）放置，都处于静止状态，横截面如图所示。已知a、b间距和b、c间距相等，直导线中的电流在周围产生磁场的磁感应强度（k为常量，r是研究点到导线的距离，I是直导线中的电流）。下列说法正确的是
A．a、b、c导线中电流方向可能相同B．a导线中电流方向与b、c导线中电流方向相反
C．b和c导线中电流大小可以相等D．a和c导线中电流大小一定相等
3．如图所示，A为圆柱形合金材料（该合金材料的磁性随温度升高而增强），B为线圈并套在圆柱形合金材料上，线圈的半径大于合金材料的半径。现若给A加热，则
A．线圈B中磁通量增加B．线圈B中磁通量减小
C．线圈B中磁通量不变D．条件不足，B中磁通量的变化无法判断
4．在如图所示的各图中，表示磁感应强度B的方向、通电导体中电流I的方向及电流受力F的方向三者关系正确的是
A B C D
5．阻值均为R的四个电阻、电容为C的电容器及电动势为E、内阻可以忽略的电池连接成如图所示电路。开始时，开关S断开，稳定后再闭合开关S，闭合开关前、后电容器所带的电荷量
A．增加 B．增加 C．减少 D．减少
6．如图所示，在真空中有一段带正电的绝缘直纤维带，其附近a点处有一初速度平行于该直纤维且带负电的颗粒，在短时间内被吸附到纤维上b点。忽略其他电场影响，不计颗粒的重力，则在此过程中
A．颗粒做匀变速曲线运动B．颗粒受到的电场力恒定
C．颗粒的机械能逐渐增加D．a点的电势与b点的电势可能相等
7．如图所示的电路中，L1、L2和L3是三只完全相同的灯泡，两只电阻的阻值都为R，线圈L的自感系数很大，它的直流电阻也等于R，则下列说法中正确的是
A．闭合S后，灯L2先亮，灯L1和L3后亮，最后三灯泡一样亮
B．闭合S后，通过灯L1的电流方向向右，通过灯L2的电流方向向左，灯L3中无电流
C．断开S后，灯L2和灯L1立即熄灭，灯L3逐渐变亮后熄灭
D．S断开前、后，通过L1的电流始终向右
8．如图所示，在水平面上有两条光滑的长直平行金属导轨MN、PQ，其电阻忽略不计，导轨间距离为L．空间中存在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场。质量均为m的两根金属杆a、b放置在导轨上，a、b杆接入电路中的电阻均为R．轻质绝缘弹簧的左端与b杆连接，右端固定。现使a杆以水平初速度v0向静止的b杆运动，当a杆的速度为v时，b杆的速度达到最大值vm，此过程中a杆产生的焦耳热为Q，两杆始终垂直于导轨并与导轨接触良好，则当b杆达到最大速度时
A．b杆受到的安培力为
B．b杆受到弹簧的弹力为
C．a、b杆与弹簧组成的系统机械能减少量为Q
D．弹簧具有的弹性势能为
9．如图所示，三条虚线表示某电场的三个等势面，其中φ1＝20V，φ2＝5V，φ3＝–10V，一个带电粒子只受电场力作用，按图中实线轨迹从M点运动到N点，由此可知
A．粒子带负电B．粒子的加速度变小
C．粒子的动能变大D．粒子的电势能增加
10．广元市某届科创大赛中，一学生设计的电磁弹射装置的简化模型如图所示，线圈固定在水平放置的光滑绝缘杆上，将金属环放在线圈左侧。闭合开关时金属环被弹射出去，则
A．从右向左看，金属环中感应电流沿顺时针方向
B．将电源正负极调换，闭合开关时金属环将向右靠近线圈
C．将金属环放置在线圈右侧，闭合开关时金属环将向右弹射出去
D．金属环不闭合，则闭合开关时金属环依然会产生感应电动势
11．如图甲所示，电动势为E，内阻为r的电源与R＝6Ω的定值电阻、滑动变阻器RP、开关S组成闭合回路。已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效阻值RP的关系如图乙所示。下列说法正确的是
A．电源的电动势E＝4V，内阻r＝4Ω
B．定值电阻R消耗的最大功率为0.4W
C．图乙中Rx＝25Ω
D．电源的最大功率为0.96W
12．在光滑的水平地面上方，有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场，如图所示PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大。一个半径为a，质量为m，电阻为R的金属圆环垂直磁场方向，以速度v从如图所示位置M向右运动，当圆环运动到直径刚好与边界线PQ重合时，圆环的速度为，则下列说法正确的是
A．此时圆环中的电功率为
B．此时圆环的加速度为
C．此过程中通过圆环截面的电量为
D．此过程中回路中产生的焦耳热为0.75mv2
第II卷（非选择题 共52分）
13．（6分）
用如图所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T请根据下列步骤完成电阻测量。
①机械调零，使指针对准电流的“0”刻线。
②将K旋转到电阻挡“×100”的位置。
③将插入“＋”“－”插孔的表笔短接，旋动部件__________（选填“S”“T”或“K”），使指针对准电阻的__________（选填“0刻线”或“∞刻线”）。
④将两表笔分别与待测电阻两端相接，发现指针偏转角度过小。为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按__________的顺序进行操作，再完成读数测量。
A．将K旋转到电阻挡“×1k”的位置
B．将K旋转到电阻挡“×10”的位置
C．将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两端相接
D．将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行调零
14．（9分）
某同学为了探究额定功率为5W、额定电压为5V 的半导体元件Rx消耗的功率与电压的关系，准备了如下的实验器材：
A．理想电流表A（0～1.2A）B．电压表V（0～3V，内阻15kΩ）
C．定值电阻 R1＝20ΩD．定值电阻 R2＝15kΩ
E．定值电阻 R3＝60kΩF．滑动变阻器 R（0～10Ω， 额定电流2A）
G．学生电源（直流6V，内阻不计）H．开关、导线若干
(1)为了减小实验误差，电压表需要进行改装（改装后表盘没有重新标度），改装时定值电阻应选用__________（选填“R1”、“R2”或“R3”）；
(2)在探究功率与电压的关系时，要求电压从零开始调节，并能多次测量，在答题卡上对应的方框中画出满足要求的电路图；
(3)该同学根据设计的电路图进行实验，电表A、V的读数分别用I、U表示，写出该半导体元件电阻的表达式Rx＝__________（用I和U表示），实验测得该半导体元件的U–I图线如图所示，该图线说明该半导体元件的电阻Rx随电压的升高而__________。
15．（6分）
如图所示，两平行光滑金属导轨CD、PQ间距为L，两导轨与电动势为E的电源（内阻不计）相连，在空间中存在垂直于导轨平面的匀强磁场（图中未画出）。现有质量为m、电阻为R的金属棒ab垂直于导轨放置，构成闭合回路，回路平面与水平面成θ角，回路中其他电阻不计。为使金属棒ab静止，求匀强磁场磁感应强度的大小和方向。
16．（7分）
如图所示，真空中三角形abc三边的长分别为xab=5cm，xbc=3cm，xca=4cm。在a、b两点处分别固定一个点电荷，其中a为正电荷。c点处场强的方向平行于a、b的连线。求a、b两点处点电荷所带电荷量的比值的绝对值。
17．（11分）
如图所示，在长方形ABCD中，AB边的长xAB＝L，AD边的长。一电子由静止开始被电压为U的电场加速后，从A点沿AB边射入。若ABCD区域内仅存在一垂直纸面向里的匀强磁场（区域边界也存在磁场），则电子从CD边的中点射出。若ABCD区域内仅存在场强大小、方向由D指向A的匀强电场（区域边界也存在电场），则电子从某边界上的N点（图中未画出）射出。已知电子质量为m，电荷量为e，不计重力。计算：
(1)磁感应强度大小；
(2)N、C两点间的距离xNC．
18．（13分）
如图所示，在无限长的竖直边界AC和DE间，上、下部分分别充满方向垂直于ADEC平面向外的匀强磁场，上部分区域的磁感应强度大小为B0，OF为上、下磁场的水平分界线。质量为m、带电荷量为＋q的粒子从AC边界上与O点相距为a的P点垂直于AC边界射入上方磁场区域，经OF上的Q点第一次进入下方磁场区域，Q与O点的距离为3a。不考虑粒子重力。
(1)求粒子射入时的速度大小；
(2)要使粒子不从AC边界飞出，求下方磁场区域的磁感应强度应满足的条件；
(3)若下方区域的磁感应强度B＝3B0，粒子最终垂直DE边界飞出，求边界DE与AC间距离的可能值。
广元市2020—2021年度上学期期末高中二年级教学质量监测
物理试题参考答案
12．当圆环运动到直径刚好与边界线PQ重合时，左右两侧都切割磁感线，且产生的电动势方向相同，所以回路中的电动势E=2×B×2a×=2Bav，回路中的电流；电功率；圆环受的安培力F＝2BI×2a=，加速度；此过程中通过圆环截面的电量为，产生的焦耳热。
13．（6分）(3) T；0刻线 (4) ADC
14．（9分）(1) R2 (2)如右图所示（3分）
(3)；减小
15．（6分），方向垂直于回路平面向下
对金属棒ab进行受力分析并画出截面分析图（从b向a看）
根据力的平衡有BIL＝mgsinθ（2分）
其中（2分）
联立解得（1分）
由左手定则可知磁场的方向垂直于回路平面向下（1分）
16．（7分）|Q1:Q2|＝64:27
由题意可知该三角形为直角三角形，且
因c点处场强的方向平行于a、b的连线，故b点处的电荷必带负电。设a、b两处点电荷的带电量分别为+Q1和–Q2，它们在c点处产生的电场强度分别为E1和E2，如图所示
有，方向沿ac向上（2分）
，方向沿cb向下（2分）
在如图所示的矢量图中，（2分）
联立解得|Q1:Q2|＝64:27（1分）
17．（11分）(1) (2)
(1)（5分）设电子从A点射入时的速度大小为v，对加速过程
由动能定理有（2分）
电子在磁场中做圆周运动，轨迹如图所示，粒子做圆周运动的半径为
由牛顿第二定律有（2分）
联立解得（1分）
(2)（6分）依题意知电场强度为，设电子在电场中的加速度为a，运动时间为t，电子受到的电场力方向由A指向D，电子做类平抛运动。
由牛顿第二定律有eE＝ma（1分）
电子沿AD方向的位移（1分）
假设N点在BC边上，沿AB方向有 L＝vt（1分）
解得
由于，假设成立（1分）
所以N、C之间的距离为（2分）
18．（13分）(1)eq \f(5aqB0,m) (2)磁感应强度大于eq \f(8B0,3) (3)4na（n＝1,2,3，……）
(1)（4分）设粒子在OF上方做圆周运动的半径为R，运动轨迹如图甲所示
由几何关系可知(R－a)2＋(3a)2＝R2 （1分）
解得R＝5a（1分）
由牛顿第二定律可知qvB0＝meq \f(v2,R)（1分）
解得csθ＝eq \f(3,5)，v＝eq \f(5aqB0,m)（1分）
(2)（4分）当粒子恰好不从AC边界飞出时，运动轨迹与AC相切，如图乙所示，设粒子在OF下方做圆周运动的半径为r1，由几何关系得：
r1＋r1cs θ＝3a （1分）
所以r1＝eq \f(15a,8) （1分）
根据qvB1＝meq \f(v2,r1) （1分）
解得B1＝eq \f(8B0,3)
故当B1 > eq \f(8B0,3)时，粒子不会从AC边界飞出。（1分）
(3)（5分）如图丙所示，当B＝3B0时，根据qvB＝meq \f(v2,r)（1分）
得粒子在OF下方磁场中的运动半径为r＝eq \f(5,3)a（1分）
设粒子的速度方向再次与射入磁场时的速度方向一致时的位置为P1，则P与P1的连线一定与OF平行，设PP1的连线长为x，根据几何关系知x＝4a （2分）
所以若粒子最终垂直DE边界飞出，边界DE与AC间的距离为
L＝n·x＝4na（n＝1,2,3，……）（1分）题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
B
D
A
A
C
C
D
D
BC
CD
AC
BC