浙江省金华市2020-2021学年高二上学期期末物理考试模拟试卷 含答案

2021年1月浙江省金华市2020-2021学年高二（上）期末物理考试模拟试卷
一．选择题
1．下列由科学家命名国际单位对应的物理量是矢量( ) A ．韦伯 B ．特斯拉 C ．安培 D ．焦耳 2．人隔着墙说话，能听见声音而看不见人，下列说法中解释正确的是( ) A ．光波是电磁波，而声波是纵波 B ．光波是横波，而声波是机械波 C ．光速太大
D ．声波波长长，光波波长短
3．关于物理学史，下列说法中正确的是( )
A ．奥斯特实验发现了电流的磁效应，即电流可以产生磁场
B ．安培认为磁化使铁质物体内部产生了分子电流
C ．库仑发现了点电荷的相互作用规律，并通过油滴实验测定了元电荷的数值
D ．库仑通过扭秤实验测出了引力常量G 的大小
4．如图为一种延时开关示意图，M 和N 是绕在同一个铁芯上的两个线圈，其中M 与电源E 、开关S 构成回路，N 的两端用导线ab 直接连起来。

当闭合S 后，铁芯吸住衔铁A ，开关触头B 就将高压电路接通；当断开S 时，衔铁仍被铁芯吸住，一会儿后才被弹簧C 拉上去，从而实现延时断开电路的目的。

下列说法正确的是( )
A ．起延时效果的主要部件是线圈M
B ．闭合S 电路稳定工作后，导线ab 中有从a 流向b 的感应电流
C ．断开S 瞬间，导线ab 中有从a 流向b 的感应电流
D ．电源
E 的正负极对调接入后，该装置就没有延时效果
5．在图甲所示电路中，理想变压器原、副线圈的匝数之比为10:1，电阻1R 、2R 的阻值分别为5Ω、6Ω，电压表和电流表均为理想电表。

若接在变压器原线圈的输入端的电压如图乙所示（为正弦曲线的一部分），则下列说法正确的是( )
A ．电压表的示数为25.1V
B ．电流表的示数为1A
C ．变压器的输入功率为
D ．变压器的输出功率为11W
6．甲乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x 轴正向和负向传播波速均为40/cm s ，两列波在0t =时的部分波形如图所示。

关于这两列波，下列说法不正确的是( )
A ．甲波的波长40m λ=甲
B ．乙波的周期为 1.2T s =乙
C ．两列波可以形成稳定的干涉
D ．0t =时刻，介质中偏离平衡位置位移为24cm 的相邻质点平衡位置间的距离为480cm
7．电磁驱动是21世纪初问世的新概念，该技术被视为将带来交通工具大革命。

多国科学家都致力于此项研究。

据2015年央广新闻报道，美国国家航空航天局NASA 在真空成功试验了电磁驱动引擎，如果得以应用，该技术将在未来的星际旅行中派上大用场。

在日常生活中，比如摩托车和汽车上装有的磁性转速表就是利用了电磁驱动原理。

如图所示，是磁性式转速表及其原理图，关于磁性式转速的电磁驱动原理，下列说法正确的是( )
A ．铝盘接通电源，通有电流的铝盘在磁场作用下带动指针转动
B ．永久磁体随转轴转动产生运动的磁场，在铝盘中产生感应电流，感应电流使铝盘受磁场力面转动
C ．铝盘转动的方向与永久磁体转动方向相反
D ．由于铝盘和永久磁体被同转轴带动，所以两者转动是完全同步的
8．如图所示，流量计是由一圆形导管直径为d ，用非磁性材料制成，其中有可以导电的液体向左流动。

流量计所在处加磁感应强度为B 的匀强磁场，导电液体中的自由电荷（正负离子）在洛伦兹力作用下使a 、b 间出现电势差。

当自由电荷受到的电场力和洛伦兹力平衡时，a 、b 间的电势差U 就保持稳定，从而可以通过电势差计算出液体的流量Q （流量是单位时间内流过某一段管道的流体的体积）。

下列计算式正确的是( )
A ．4dU
Q B
π=
B ．2
4Ud Q B π=
C ．4B
Q Ud
π=
D ．2
4B
Q Ud π=
二．多选题
9．下列说法正确的是( )
A ．单摆振动的周期，一定等于它的固有周期
B ．竖直的弹簧振子的回复力，由弹簧的弹力提供
C ．发生多普勒效应时，波源发出的波的频率并没有发生变化
D ．在干涉现象中，振动加强点的位移可能比振动减弱点的位移小
E ．机械波从一种介质进入另一种介质，如果波速变大，波长一定变大 10．弹簧振子在从一端向平衡位置运动的过程中( ) A ．速度增大，振幅减小 B ．速度增大，加速度也增大 C ．速度增大，加速度减小 D ．速度与加速度的方向相同
11．如图是一套模拟远距离输电装置示意图，图中变压器为理想变压器，电表为理想交流电表。

升压变压
器的输入端接电压恒定的交变电源，输电线的总电阻为r ，降压变压器输出端接阻值相等的电阻1R 、2R ，当电键S 闭合时，下列说法中正确的有( )
A ．电压表1V 、2V 示数均变大
B ．电流表A 示数变大
C ．交变电源输出功率增大
D ．远距离输电的效率增大
12．如图，PQ 为一段固定于水平面上的光滑圆弧导轨，圆弧的圆心为O ，半径为L ．空间存在垂直导轨平面的匀强磁场，磁感应强度的大小为B ．OQ 间连有定值电阻R ，金属杆OA 的A 端位于PQ 上，OA 与导
轨接触良好，杆OA 及导轨电阻均不计。

现使OA 杆以恒定的角速度ω绕圆心O 顺时针转动，在其转过3
π
角
度的过程中( )
A ．流过电R 的电流方向为Q O →
B ．AO 两点间电势差为2B L ω
C ．流过OA 的电荷量为2
6BL R
π
D ．要维持OA 以角速度ω匀速转动，外力的功率应为224
4B L R
ω
13．一列简谐横波沿x 轴正方向传播，0t =时波形图如图中实线所示，此时波刚好传到c 点，0.6t s =时波恰好传到e 点，波形如图中虚线所示，a 、b 、c 、d 、e 是介质中的质点，下列说法正确的是( )
A ．当0.5t s =时质点b 和质点c 的位移相等
B ．当0.6t s =时质点a 的位移为-
C ．质点c 在0~0.6s 时间内沿x 轴正方向移动了3m
D ．质点d 在0~0.6s 时间内通过的路程为20cm 三．实验题
14． 某小组的同学做“探究影响感应电流方向的因素”实验。

（1）首先按图甲（1）所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转；再按图甲（2）所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向左偏转。

进行上述实验的目的是 。

A ．检查电流计测量电路的电流是否准确 B ．检查干电池是否为新电池
C ．推断电流计指针偏转方向与电流方向的关系
（2）接下来用图乙所示的装置做实验，图中螺线管上的粗线标示的是导线的绕行方向。

某次实验中在条形磁铁插入螺线管的过程中，观察到电流计指针向右偏转，说明螺线管中的电流方向（从上往下看）是沿 （选填“顺时针”或“逆时针” )方向。

（3）表是该小组的同学设计的记录表格的一部分，表中完成了实验现象的记录，还有一项需要推断的实验结果未完成，请帮助该小组的同学完成（选填“垂直纸面向外”或“垂直纸面向里” )。

定律，关键在于抓住 （选填“0B ”或“B '” )总是要阻碍 （选填“0B ”或“B '” )磁通量的变化。

15．（6分）做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，先保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压 （填“增大”、“减小”或“不变” )；然后再保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压 （填“增大”、“减小”或“不变” )。

上述探究过程采用的实验方法是 。

16．某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素。

（1）他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图1所示。

这样做的目的是 （填字母代号） A ．保证摆动过程中摆长不变 B ．可使周期测量得更加准确 C ．需要改变摆长时便于调节
D ．保证摆球在同一竖直平面内摆动 （2）他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端的长度0.9990L m =，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图2所示，则该摆球的直径为 mm ，单摆摆长为 m 。

（3）下列振动图象真实地描述了对摆长约为1m 的单摆进行周期测量的四种操作过程，图中横坐标原点表示计时开始，A 、B 、C 均为30次全振动的图象，已知sin50.087︒=，sin150.26︒=，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是 。

（填字母代号）
四．计算题
17．如图，一长为10cm 的金属棒ab 用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为0.1T ，方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘。

金属棒通过开关与一电动势为12V 的电池相连，电路总电阻为4Ω，已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5cm ；闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3cm 。

求： （1）开关闭合后金属棒所受安培力的方向； （2）开关闭合后金属棒所受安培力的大小； （3）金属棒的质量多大？
18．如图所示平面坐标系中一圆形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，区域半径为R ，区域圆心坐标(,)R R ，与坐标轴相切于A 、C 两点。

今有两带相同电量的负电粒子甲、乙经A 、P 两点分别以速度1v 、2v 水平向
右运动，并刚好同时进入圆形区域的磁场。

A 、P 在y 轴上，且2
R
AP =，不计带电粒子的重力及相互作用
的库仑力。

甲、乙粒子通过磁场偏转后，均能通过C 点进入下方。

薄弧形挡板MN 的圆心为C ，半径也为R 粒子与弧形挡板碰撞会等速率反向弹回，与弧形挡板作用时间忽略不计，且粒子电量不变。

（1）若甲粒子电量为q ，质量为m ，求磁感应强度B ； （2）求乙粒子在磁场中运动的总时间t ；
（3）若两粒子能在C 点相遇，试求甲、乙粒子的质量之比
19．如图所示，宽度为0.2L m =的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨的一端连接阻值1R =Ω的电阻。

导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小5B T =．一根质量0.1m kg =导体棒MN 放在导轨上，其接入导轨间的电阻1r =Ω，并与导轨接触良好，导轨的电阻可忽略不计。

现用一平行于导轨的拉力拉着导体棒沿导轨向右匀速运动，运动速度12/v m s =，在运动过程中保持导体棒与导轨垂直。

求：
（1）在闭合回路中产生的感应电流的大小； （2）作用在导体棒上的拉力的大小；
（3）当导体棒匀速运动0.3m 整个过程中电阻R 上产生的热量。

参考答案与试题解+析
1．【解答】解：韦伯、特斯拉、安培、焦耳对应的物理量分别是磁通量、磁感应强度、电流强度、功，其中磁感应强度是矢量，其它三个物理量是标量，故B 正确，ACD 错误。

故选：B 。

2．【解答】解：由于声波的波长长，相对于墙能够发生明显的衍射现象，因此墙内的人能听到声音，而光波的波长短，相对于墙不能发生明显的衍射现象，因此墙内的人看不到说话的人。

故D 正确，ABC 错误。

故选：D 。

3．【解答】解：A 、奥斯特实验发现了电流的磁效应，即电流可以产生磁场，故A 正确；
B 、安培提出分子电流假说，很好的解释了磁现象的电本质，他认为所有物体里面都有分子电流，磁化使铁质物体内部的分子电流的取向趋向一致，故B 错误；
C 、库仑发现了点电荷的相互作用规律，密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值，故C 错误；
D 、卡文迪许通过扭秤实验测出了引力常量G 的大小，故D 错误。

故选：A 。

4．【解答】解：ABC 、分析电路可知，当闭合S ，M 线圈中产生电流，电流周围产生磁场，根据安培定则可知，铁芯下端为N 极，产生由上向下的磁场，电路稳定后，磁场不变，N 线圈中不会产生感应电流，导线ab 中没有电流，
当断开S 时，线圈M 中电流逐渐减小，直至消失，N 线圈中的磁通量由上向下逐渐减小，根据楞次定律可知，产生由上向下的感应磁场，根据安培定则可知，感应电流方向由a 到b ，铁芯下端为N 极，故起到延时效果的主要部件是线圈N ，故AB 错误，C 正确。

D 、电源
E 的正负极对调接入后，断开S ，N 线圈中仍发生电磁感应现象，该装置仍具有延时效果，故D 错误。

故选：C 。

5．【解答】解：A ．交变电流中理想电表的示数为有效值。

2
211
0.020.01U U R R ⋅
⋅==⋅⋅有效．
其中U ==．解得原线圈的有效值为110V ．又原副线圈之比为10:1，且原副线圈电压比与线圈比的关系有：1122
U N
U N =；所
以副线圈电压表示数为11V ．故A 错误。

B ．副线圈电压为11V ，电阻为1211R R +=Ω．由公式2
U P R
=可得副线圈的功率为11W ．由变压器原副线圈功率相等可得11
P W =出．由公式P U I ==，且原线圈电压有效值为110V 可得原线圈中电流表示数为0.1A ．故B 错误。

C ．由B 选项中的计算可知输入功率等于输出功率，即11
P P W ====入出．故C 错误。

..D 由B 选项中的计算可知输入功率等于输出功率，即11
P P W ====入出．故D 正确。

故选：D 。

6．【解答】解：A 、从图线可以看出，甲、乙两列波的波长分别为：40cm λ=甲，48cm λ=乙。

故A 错误。

B 、乙波的周期为 1.2T s v
λ=
=乙
乙，故B 正确。

C 、两波的波长不同，波速相等，则周期不同，不能形成稳定的干涉，故C 错误。

D 、0t =时，在40x cm =处两列波的波峰相遇，该处质点偏离平衡位置的位移为24cm ，甲、乙两列波的波峰的x 坐标分别为：
()()111404040x k cm k λ=+=+甲，10k =，1±，2±⋯⋯
()()222404048x k cm k λ=+=+乙，20k =，1±，2±⋯⋯
由上解得，介质中偏离平衡位置位移为24cm 的所有质点的x 坐标为： (40240)x n cm =+，0n =，1±，2±⋯⋯
所以，0t =时刻，介质中偏离平衡位置位移为24cm 的相邻质点的距离为240s cm =，故D 错误。

故选：B 。

7．【解答】解：AB 、当永久磁铁随转轴转动时，产生转动的磁场，在铝盘中会产生感应电流，这时永久磁铁的磁场会对铝盘上的感应电流有力的作用，而产生一个转动的力矩，使指针转动，由于弹簧游丝的反力矩，会使指针稳定指在某一刻度上，故A 错误，B 正确；
C 、该转速表运用了电磁感应原理，由楞次定律知，铝盘磁场总是阻碍永久磁铁转动，要使减小穿过铝盘磁通量的变化，永久磁铁转动方向与铝盘转动方向相同，故C 错误；
D 、永久磁铁固定在转轴上，铝盘国定在指针轴上，铝盘和永久磁体不是同转轴带动，所以两者转动不是同步的，故D 错误。

故选：B 。

8．【解答】解：对离子有：U qvB q d =，解得U
v dB
=；
流量等于单位时间流过液体的体积，有2()24U d dU
Q vS dB B
ππ===
，故A 正确，BCD 错误。

故选：A 。

9．【解答】解：A 、单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期等于驱动力周期，与固有周期无关，故A 错误。

B 、竖直的弹簧振子的回复力，由重力和弹簧的弹力共同提供，故B 错误。

C 、根据多普勒效应，当声源接近接收器时接收到的频率变高，但波源发出的波的频率不变，故C 正确。

D 、在干涉现象中，振动加强点的位移总比减弱点的振幅要大，位移可能比减弱点的位移小，故D 正确。

E 、机械波从一种介质进入另一种介质，频率不变，如果波速变大，波长一定变大，故E 正确。

故选：CDE 。

10．【解答】解：A 、弹簧振子在从一端向平衡位置运动时，弹性势能减小，动能增加，故速度增加；振幅是偏离平衡位置的最大距离，是不会变的，故A 错误；
BC 、加速度kx
a m
=-，由于位移x 减小，故加速度的大小也减小，故B 错误、C 正确；
D 、振子做加速运动，故速度与加速度同方向，故D 正确。

故选：CD 。

11．【解答】解：AB ．升压变压器的输入端接电压恒定的交变电源，当电键S 闭合时，降压变压器输出端的电阻减小，输出的总功率增加，因此电流表A 示数变大，又因为升压变压器的输入端的电压不变，由 11
22
U n U n = 可知电压表1V 读数不变，设降压变压器原线圈的电压为2U ，则 12U U Ir =+
可知2U 降低，因此2V 读数变小，故A 错误，B 正确；
C ．由电流表A 示数变大，则升压变压器的输入端的电流变大，则交变电源输出功率增大，故C 正确；
D ．由于传输过程中电能的损失增加，远距离输电的效率减小，故D 错误。

故选：BC 。

12．【解答】解：A 、由右手定则判断中OA 中电流方向由O A →，则流过电R 的电流方向为Q O →，故A 正确。

B 、OA 产生的感应电动势为：211
22
E BLv BL L BL ωω==⨯=，杆OA 及导轨电阻均不计，所以AO 两点间
电势差为21
2
B L ω，故B 错误。

C 、流过OA 的电流为：2
2E BL I R R ω=
=
，转过3
π
角度的过程中经过的时间为：33t π
πωω==，流过OA 的电荷量为26BL q It R
π==
，故C 正确。

D 、要维持OA 以角速度ω匀速转动，外力的功率为：224
4B L P EI R
ω==
，故D 正确。

故选：ACD 。

13．【解答】解：A 、根据题意知96/5/0.6x v m s m s t -===，周期4
0.85
T s s v λ===，0t =时刻c 质点向上
经过平衡位置，经0.4s 后b 质点到达负向最大位移处，c 质点到达平衡位置，之后再经过1s ，b 向上运动的位移比c 质点向下运动的位移小，故0.5s 时质点b 和c 的位移不相等，故A 错误。

B 、
角速度2 2.5/rad s T πωπ==，质点a 的初相为6π，振动方程5sin()10sin()26
y A t t
ππ
ωϕ=+=+，当0.6t s =时，y =-，故B 正确。

C 、质点c 在这段时间内只是沿振动的方向振动，没有沿x 轴正方向移动。

故C 错误。

D 、由图可知，质点d 在0.6s 内先向上运动到达最高点后又返回平衡位置，在这段时间内通过的路程是2倍的振幅，为20cm 。

故D 正确。

故选：BD 。

14．【解答】解：（1）图甲（1）闭合开关后，发现电流计指针向右偏转，而此时电流是从“+”接线柱流入电流计的，图甲（2）闭合开关后，发现电流计指针向左偏转，则说明电流是从-接线柱流入电流计的， A 、无法得知电流计测量电路的电流是否准确，故A 错误； B 、不能检查干电池是否为新电池，故B 错误；
C 、能推断电流计指针偏转方向与电流方向的关系，故C 正确。

故选：C 。

（2）某次实验中在条形磁铁插入螺线管的过程中，观察到电流计指针向右偏转，说明电流由“+”接线柱流入电流计，螺线管中的电流方向（从上往下看）是沿顺时针方向。

（3）感应电流沿逆时针方向，应用安培定则可知，感应电流磁场方向垂直于纸面向外。

（4）由表中实验结合可知：当线圈中原磁场的磁通量增加时，感应电流产生的磁场方向与原磁场的方向相反，因此在理解楞次定律，关键在于抓住B '总是要阻碍0B 磁通量的变化。

故答案为：（1）C ；（2）顺时针；（3）垂直纸面向外；（4）B '，0B 。

15．【解答】解：根据变压比公式1122
U n
U n =，保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两
端的电压增大；
根据变压比公式式1122
U n
U n =，保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压减小；
采用的实验方法是控制变量法。

故答案为：增大，减小。

控制变量法。

16．【解答】（解:（1）组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，这样做的目的是保证摆动过程中摆长不变，需要改变摆长时便于调节。

故选：AC 。

（2）游标卡尺的读数为120.1012.00.0120mm mm m +⨯==。

摆长等于摆线的长度和摆球半径之和，则1
0.99900.01200.99302
L m m m =-⨯=。

（3）当摆角小于等于5︒时，我们认为小球做单摆运动，所以振幅约为：10.0878.7m cm ⨯=，当小球摆到最低点开始计时，误差较小，测量周期时要让小球做3050-次全振动，求平均值，所以A 合乎实验要求且误差最小。

故选：A 。

故答案为：（1）AC ；（2）12.0，0.9930；（3）A 17．【解答】解：（1）由图示电路图可知，闭合开关电流从b 流向a ，
由左手定则可知，金属棒受到的安培力竖直向下； （2）金属棒长度100.10L cm m ==，
电路电流12
34
E I A A R ===，
金属棒受到的安培力0.130.100.03F BIL N N ==⨯⨯=；
（3）弹簧的伸长量：△10.50.005x cm m ==，△20.30.003x cm m == 金属棒静止，处于平衡状态，由平衡条件得： 2mg k =△1x ，
2(mg F k +=△1x +△2)x ， 代入数据解得；0.005m kg =； 答：（1）开关闭合后金属棒所受安培力的方向竖直向下； （2）开关闭合后金属棒所受安培力的大小为0.03N ； （3）金属棒的质量为0.005kg 。

18．【解答】解：（1）粒子运动轨迹如图所示，由几何知识可知，两粒子做圆周运动的轨道半径均R ，粒子做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：
2
11v qv B m R =，
解得：1mv
B qR
=；
（2）乙粒子运动轨迹如图所示，粒子第一次在磁场中的运动轨迹对应的圆心角为60︒，
粒子在磁场中做圆周运动的周期：2
2R
T v π=，
粒子在磁场中的运动时间：12
603603R
t T v π︒==
︒， 被挡板反弹后第二次进入磁场中运动，轨迹对应圆心角为120︒，运动时间：22
23R
t v π=，
粒子运动总时间：122
R
t t t v π=+=；
（3）粒子运动轨迹如图所示，轨道半径：112212m v m v
R q B q B
==，
由题意可知：12q q =，解得：11qBR v m =，22
qBR
v m =，
相遇点为C 点，有四种情况，分别是： 122246m m qB qB ππ=
，解得：122
3m m =， 12222246m m R qB qB v ππ=+
，解得：12212
3m m ππ+=， 12122246m m R qB v qB ππ+=，解得：122312m m π
π=+， 1212222246m m R R qB v qB v ππ+=+，解得：12212
312
m m ππ+=+； 答：（1）若甲粒子电量为q ，质量为m ，磁感应强度B 为1mv
qR
；
（2）乙粒子在磁场中运动的总时间t 为2
R
v π；
（3）若两粒子能在C 点相遇，甲、乙粒子的质量之比为：23、或2123ππ+、或2312ππ+、或212
312
ππ++。

19．【解答】解：（1）由法拉第电磁感应定律得：50.21212E BLv V V ==⨯⨯=
由闭合电路欧姆定律得：12
611
E I A A R r ===++；
（2）对MN ，有： F F =安
6F BIL N ==安
则作用在导体棒上的拉力的大小为：6F N =； （3）当导体棒匀速运动0.3m 经过的时间为：0.30.02512
x t s s v =
== 根据焦耳定律可得：2Q I Rt = 代入数据解得：0.9Q J =。

答：（1）在闭合回路中产生的感应电流的大小为6A 。

（2）作用在导体棒上的拉力的大小为6N 。

（3）当导体棒匀速运动0.3m 过程中电阻R 上产生的热量为0.9J 。