2020-2021学年山东省潍坊市高二下学期期中考试物理试题含答案

这是一份2020-2021学年山东省潍坊市高二下学期期中考试物理试题含答案，共13页。试卷主要包含了9Ω），5 35，80，01，02等内容，欢迎下载使用。

物理 2021.5
注意事项：
1．答题前，考生先将自己的学校、姓名、班级、座号、考号填涂在相应位置。
2．选择题答案必须使用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写，绘图时，可用2B铅笔作答，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．一闭合矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动，产生的感应电流随时间变化的规律如图所示。则
A．t=0.005s时线圈平面处于中性面位置
B．t=0.02s时穿过线圈的磁通量为零
C．线圈转动的角速度为50πrad/s
D．1s内电流的方向变化100次
2．如图所示，a环是铝环，b环是塑料环，横梁水平静止，横梁可绕中间的支点转动。某同学在实验时，用磁铁的任意一极靠近a环或b环，则
A．磁铁移近a环时，a环靠近磁铁
B．磁铁移近a环时，a环远离磁铁
C．磁铁移近b环时，b环靠近磁铁
D．磁铁移近b环时，b环远离磁铁
3．法拉第于1822年12月开始，多次对“磁生电”进行实验研究，直到1831年8月29日，他把两个线圈绕在同一个软铁环上，如图所示，线圈A连接电池与开关，线圈B通过较长的导线闭合，并在其中一段水平直导线下方放置小磁针，开始时磁针静止。他发现，当开关合上瞬间，磁针偏转了一下。法拉第敏锐地意识到，寻找近10年的“磁生电”效应终于被发现了。对实验下列说法正确的是
A．法拉第是利用“电生磁”现象来判断感应电流的有无
B．开关闭合瞬间，小磁针的N极向纸外旋转一下，并随即复原
C．开关闭合后，小磁针的N极向纸内旋转一定角度，并保持不变
D．开关闭合后，铁芯中始终存在磁场和涡流
4．如图所示，用相同合金丝制作的边长为L的正三角形框架MNP，用绝缘细线竖直悬挂，匀强磁场垂直其所在平面，磁感应强度为B。给框架通入电流，已知电流从M点流入，从N点流出，MN棒中的电流为I。则
A．每条边所受安培力大小均为BIL
B．框架所受安培力大小为2BIL
C．框架所受安培力大小为
D．框架所受安培力方向竖直向上
5．如图为通过降压变压器给用户供电的电路图，负载变化时变压器的输入电压不会有大的波动（可视为不变）。两条输电线的总电阻为，变压器上的能量损失可忽略，当用户端用电器增加时，则
A．电流表的示数不变B．电流表的示数变大
C．电压表的示数变小D．电压表的示数变大
6．将一根均匀电阻丝绕成半径为r的闭合圆环，其总电阻为R，置于匀强磁场中，如图所示，磁感应强度随时间变化的规律为B=kt，其中k为正的常数。弧ac所对圆心角为θ，则
A．环中感应电流大小为
B．a、c两点间电压为
C．ac段的电功率为
D．t时刻ac段所受安培力大小为
7．如图所示，间距为L的平行光滑导轨，与水平面夹角为θ，上端连接电动势为E、内阻不计的电源。闭合开关，要使质量为m、长为L、电阻为R的导体棒静止在导轨上，需要在导轨所在空间加上与导体棒始终垂直的匀强磁场。重力加速度大小为g，则磁感应强度的大小和方向可能是
A．竖直向上B．水平向左
C．不小于D．不小于
8．如图甲所示为回旋加速器，其工作原理图如图乙所示，回旋加速器的两个D形金属盒分别接电压为U的高频交流电源的两极，置于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，粒子源置于盘的中心。若粒子源释放的粒子电荷量为q，质量为m，粒子从回旋加速器飞出时的最大速度为，以下判断正确的是
A．交流电源电压U越大，越大
B．磁感应强度B越大，越大
C．粒子的比荷越小，越大
D．随着粒子速度增大，在磁场中运动的周期变小
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，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。
9．如图LC电路中，平行板电容器已充电，上极板带正电，电容C为0.6μF，电感L为1.5mH。闭合S并开始计时，则
A．t=0时，线圈中电流为零
B．时，极板不带电，电路中电流最大
C．时，下极板带正电，且极板间电场能最大
D．到，电流在逐渐变大
10．如图所示，某交流发电机的线圈共n匝、面积为S、内阻为r，线圈两端通过电刷与电阻R构成闭合回路。线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，从图示位置以角速度ω绕轴逆时针匀速转过90°的过程中，下列说法正确的是
A．图示位置线圈中的感应电动势达到最大值为nBSω
B．通过电阻R的电荷量
C．通过电阻R的电流由a到b
D．电流的有效值与平均值之比为
11．如图所示，链球比赛属田径中的投掷竞远运动，链球由金属材料制造，长度为L。某次比赛在潍坊举行，链球出手前某时刻恰好绕竖直轴水平转动（俯视逆时针转动），角速度为ω，手到转轴的距离为，场地附近空间的地磁场可看作是匀强磁场，其水平分量和竖直分量分别为、。则此时
A．手握的一端电势比拴球的一端低
B．手握的一端电势比拴球的一端高
C．两端的电势差约为
D．两端的电势差约为
12．如图所示，一半径为R的圆形匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外。三个比荷均为的带电粒子，分别从a、b、c三点以相同初速度沿平行于直径be方向进入磁场。已知从b进入的粒子由d点离开，a、c两点到直径be的距离均为，直径df与be垂直，不计重力及粒子间相互作用。则
A．粒子带负电
B．粒子的初速度
C．从a进入的粒子在磁场中的运动时间为
D．从c进入的粒子在磁场中的运动时间为
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13．（6分）在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中：
（1）实验室中现有下列器材：
A．可拆变压器（铁芯、已知线圈1匝数400匝，线圈2匝数800匝）
B．直流电源
C．多用电表
D．条形磁体
E．开关、导线若干
上述器材在本实验中不需要的是________（填器材前的字母），本实验中还需用到的一种器材是__________；
（2）连接电路，使所用电源与其中一线圈相连。实验中分别测得线圈1两端电压、线圈2两端电压，改变输入电压重复实验，数据记录如表所示。
根据测量数据可知，连接电源的线圈是________（选填“线圈1”或“线圈2”）。
14．（8分）某实验小组选择使用铂丝自制热敏电阻，首先测试铂丝的温度特性。所用器材除了置于温控室（图中虚线区域）中的铂丝，还有下列器材：
A．电源E（6V，0.5Ω）
B．电流表 eq \\ac(○,A)（量程50mA）
C．电阻箱（阻值范围0～999.9Ω）
D．滑动变阻器（最大阻值为10Ω）
E．滑动变阻器（最大阻值为100Ω）
F．单刀单掷开关和单刀双掷开关。
实验时，先按图甲连接好电路，再将温控室的温度t升至200.0℃。将与1端接通，调节滑动变阻器的滑片位置，使电流表读数为某一值；保持滑动变阻器的滑片位置不变，将置于最大值，将与2端接通，调节，使电压表读数仍为；记下此时的读数。逐步降低温控室的温度t到30.0℃，再测得4组t和的对应值，如表所示。
（1）滑动变阻器应选用________（填器材前字母）；
（2）在图乙的坐标纸上根据所描数据点，作出图线；
（3）按照图甲实验时，某温度下电阻箱的相应读数如图丙所示，该读数为________Ω，则此时温控室的温度为________℃。
（4）实验室制备乙烯时，需要将温度控制在170℃。某实验小组为此设计如图丁所示自动控温装置，设置温度在170℃时，通过线圈M的电流达到30mA，衔铁被吸引，触点N闭合，加热器工作；已知线圈M直流电阻不计。利用该铂丝作为热敏元件，为达上述要求，图丁中应调整变阻箱为________Ω。
15．（8分）如图所示，某发电机（内阻不计）的输出电压为，输电线总电阻为r=4Ω。为了减小输电损耗，在发电机端安装升压变压器．在用户端安装降压变压器，其中，用户获得电压，获得的功率，不计变压器损失的能量。求：
（1）高压输电线中的电流强度；
（2）升压变压器原、副线圈的匝数比。
16．（10分）如图甲所示，水平放置的边长为L=20cm的正方形线圈，匝数n=1000，总电阻r=1.0Ω。线圈处在斜向上的匀强磁场中，磁场方向与线圈平面夹角为37°，磁感应强度的大小B按如图乙所示的规律变化。已知滑动变阻器的总阻值R=4.0Ω，，C=30μF。滑片P位于滑动变阻器中点处，求：
（1）闭合K，电路稳定后，电阻的电功率；
（2）K断开后，流经的电荷量。
17．（12分）如图所示，在x轴上方存在垂直于纸面向外的匀强磁场，第Ⅰ象限内磁感应强度大小为B，第Ⅱ象限内磁感应强度大小为。在坐标原点O处有一粒子源，在t=0时刻沿x轴正方向发射大量速率不同的同种带负电的粒子，粒子电荷量为q、质量为m，速率介于，不计粒子重力及其相互作用。求：
（1）速率为的粒于第1次经y轴时的纵坐标；
（2）速率为的粒子第n次沿x轴正方向经过y轴时粒子的纵坐标（n=1，2，3，…）；
（3）时刻（），这些粒子所在位置的纵坐标与横坐标的比值。
18．（16分）水平面内有两根间距为的平行固定导轨MN、，处在磁感应强度为B、竖直可下的匀强磁场中，俯视图如图甲所示。有两根质量均为m、电阻均为的导体杆AC、DE，垂直导轨放置，且始终跟导轨接触良好。开始时两杆静止，在t=0时刻对AC杆随加水平向左的恒力F，一段时间后杆中电流不再增加，此时AC杆的速度为，立即撤去F，已知导轨足够长，导轨电阻和所有摩擦均可忽略。
（1）求撤去力F时DE杆速度v的大小；
（2）在图乙中分别画出两杆运动的v-t图像（不要求写出推导过程和坐标刻度值）；
（3）撤去力F后DE杆运动的最大速率；
（4）撤去力F后两导轨间的电压U。
高二物理参考答案及评分标准
2021.5
一、选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是最符合题目要求的。
1．D 2．B 3．A 4．C 5．B 6．A 7．D 8．B
二、选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．AC 10．BD 11．BD 12．BC
三、非选择题：本题共小题，共60分。
13．（6分，每空2分）
（1）BD 低压交流电源
（2）线圈2
14．（8分）
（1）D（2分）
（2）如图（2分）
（3）113.5 35（34～36）（每空1分）
（4）34.7（34.0～36.0）（2分）
15．（8分）
（1）根据理想变压器变压规律（1分）
解得：（1分）
又根据理想变压器无能量损失知（1分）
再根据 （1分）
得高压输电线中的电流强度（1分）
（2）高压输电线电阻损失电压 （1分）
得（1分）
故（1分）
16．（10分）
（1）根据法拉第电磁感应定律有（2分）
经分析，滑动变阻器R与电阻组成电路等效电阻为，
根据闭合电路欧姆定律有（2分）
电阻的电功率（2分）
（2）经分析，滑动变阻器R右端与电阻组成电路等效电阻为，
k闭合时，电容器两端的电压（1分）
K闭合时，电容器带电量Q=CU（1分）
K断开后，流经的电荷量为：（2分）
17．（12分）
（1）速率为的粒子在右侧做圆周运动的半径为：（2分）
第1次经y轴，y坐标为（1分）
（2）在左侧做圆周运动的半径为：（1分）
第1次到达y轴向右运动，沿y轴方向前进的距离（1分）
由图可知，第n次向右到达y轴的坐标为：
（2分）
（3）粒子只受洛伦效力作用，在磁场中做匀速圆周运动，（1分）
因，故粒子未射出第一象限
经过相同时间，运动轨迹对应的圆心角θ：
（1分）
设某粒子在磁场中的运动半径为r，经过时间，所在位置坐标为（x，y），可得：
x=rsinθ（1分）
y=r-rcsθ（1分）
消掉r联立可得：（1分）
18．（16分）
（1）两杆加速度已相等，所以F=ma+ma=2ma（1分）
对DE杆，解得（1分）
由全电路欧姆定律得 （2分）
又（1分）
则（1分）
所以（1分）
（2）如图所示（2分）
（3）再次稳定时两杆速度相同此时DE杆速率最大，两杆动量守恒，有（2分）
解得（1分）
（4）用和表示撤力后两杆的速度，两导轨间的电压也等于两杆两端的电压，以AC杆为研究对象，则（1分）
而（1分）
两杆在此过程动量守恒，有（1分）
联立解得：（1分）
1.80
2.80
3.80
4.90
4.00
6.01
8.02
9.98
40
80
120
160
200
115.5
130.9
146.1
161.1
175.9