河北省保定市高阳中学2020┄2021学年高二下学期期中考试物理试题

2０2０┄202１学年第二学期期中考试
高二物理试卷
（时间：90分钟，满分１1０分）
第Ⅰ卷(选择题,共48分)
一、本题共12小题;每小题4分,共48分。

在每个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.关于电路中感应电动势的大小,下列说法中正确的是：
A．穿过电路的磁通量越大,感应电动势就越大
B.电路中磁通量的改变量越大,感应电动势就越大
C.电路中磁通量变化越快,感应电动势越大
D．若电路中某时刻磁通量为零，则该时刻感应电流一定为零
２.下列说法中正确的是（）
A.原子的核式结构模型是由汤姆逊在ａ粒子散射实验基础上提出的
B.将放射性元素掺杂到其他稳定元素中,并降低温度，它的半衰期不发生改变
C.光电效应证实了光具有波动性
D.太阳内部发生的核反应是裂变反应
３．如图所示，条形磁铁以某一速度做下列哪些运动时,螺线管中会产生如图所示方向的电流: ( ）
A．向左平动
B.向右平动
C.垂直纸面向外运动G
N
S
D ．垂直纸面向里运动
4．图为氢原子的能级示意图。

现有大量的氢原子处于n ＝４的激发态,当这些氢原子向低能级跃迁时( ） A ．能发出3种不同频率的光 B ．能发出４种不同频率的光 C.能发出5种不同频率的光 D.能发出6种不同频率的光
5.用均匀导线做成的正方形线框边长为0.2 m,正方形的一半放在垂直纸面向里的匀强磁场中,如图5所示.当磁场以10 T/s 的变化率增强时，线框中a,b 两点间的
电势差是( ） A.U ａb ＝０.1 Ｖ B.Uab=-0.1 Ｖ Ｃ．Ｕab ＝0.2 Ｖ D.Uab ＝－0.２ Ｖ
６. 两个相同的电阻,分别通以如图所示的正弦交流电和方波电流,两种交变电流的最大值、周期如图所示,则在一个周期内，正弦交流电在电阻上产生的热量Q １与方波电流在电阻上产生的热量Ｑ2之比等于：
A.3：1
B.1:２
C.2:１ Ｄ．1：1
7．在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨,导轨跟大线圈Ｍ相接,如图所示．
导轨上放一
A
i /s
t /O
5
5
-2
.04
.0A
i /s
t /O
4
3
-4
.02
.0
根导线ab,磁感线垂直于导轨所在平面.欲使M 所包围的小闭合线圈N 产生顺时针方向的感应电流，则导线的运动可能是 （ ） Ａ.匀速向右运动 Ｂ．加速向右运动 Ｃ．匀速向左运动 D.加速向左运动
8. 如图,两条平行虚线之间存在匀强磁场,虚线间的距离为Ｌ,磁场方向垂直纸面向里,a ｂｃｄ是位于纸面内的梯形线圈,ad 与b ｃ间的距离也
为L ，t=０时刻ｂｃ边与磁场区域边界重合。

现令线圈以恒定的速度v 沿
垂直
于磁场区域边界的方向穿过磁场区域,取沿ａ-b －c －d-a 的感应电流为正方向，则在线圈穿越磁场区域的过程中,感应电流I 随时间t 变化的图线可能是下图中的:（ ）
9.目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素.下列有关放射性知识的说法中，正确的是（ )
A ．U 23892
衰变成
20682
Pb 要经过6次β衰变和8次α衰变
B ．氡的半衰期为3.8天，若有4个氡原子核,经过3.８天后就一定只剩下2个氡原子核
C ．放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的
D ．β射线与γ射线一样是电磁波,但穿透本领远比γ射线弱
１０．如图1所示是研究光电效应的电路.某同学利用该装置在不同实验条件下得到了三条光电流I 与A 、K 两极之间的电极U AK 的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图2所示．则下列说法正确的是( )
a d
I
I
I
I
A B
C
D
Ａ.甲光对应的光电子的最大初动能小于丙光对应的光电子的最大初动能 B.甲光与乙光的频率相同,且甲光的光强比乙光强
Ｃ．丙光的频率比甲、乙光的大,所以光子的能量较大，丙光照射到K 极到电子从Ｋ极射出的时间间隔明显小于甲、乙光相应的时间间隔
D.用强度相同的甲、丙光照射该光电管，则单位时间内逸出的光电子数相等
11.如图所示,两个闭合铝环A 、B 与一个螺线管套在同一铁芯上,A 、Ｂ可以左右摆动，则 ( ） A.在S 闭合的瞬间,A 、B 必相吸 B ．在S 闭合的瞬间，A 、B 必相斥 C ．在Ｓ断开的瞬间,A 、B 必相吸 D ．在Ｓ断开的瞬间，Ａ、Ｂ必相斥
1２. 如图所示，相距为ｄ的两条水平虚线L 1、L 2之间是方向水平向里的匀强磁场，磁感应强度为B ，正方形线圈ab ｃd 边长为Ｌ（L<d)，质量为m 、电阻为R,将线圈在磁场上方ｈ高处由静止释放，cd 边刚进入磁场时速度为ｖ0,c ｄ边刚离开磁场时速度也为ｖ0,则线圈穿过磁场的过程中(从cd 边刚进入磁场起一直到ab 边离开磁场为止):
Ａ.感应电流所做的功为ｍｇｄ B.感应电流所做的功为２m ｇd ﻩ C ．线圈的最小速度可能为ｍｇＲ/B 2L 2 D ．线圈的最小速度一定是
)(2d L h g -+
⨯
⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯
a
b d
c
h
d
第Ⅱ卷(非选择题,共62分)
二、(本题共3小题，共18分;把答案写在相应位置。

)
１3．（6分）如图所示,线圈内有理想边界的磁场,当磁场均匀增加时,有一带电粒子静止于平行板（两板水平放置)电容器中间,则此粒子带＿___ 电,若线圈的匝数为n,平行板电容器的板间距离为ｄ，粒子的质量为m ，带电量为q ，则磁感应强度的变化率为＿__＿ (设线圈的面积为S ）.
１4.(6分)正方形导线框ａbcd ，匝数为10匝,边长为２0cm ，在磁感强度为０.2T 的匀强磁场中围绕与B 方向垂直的转轴匀速转动,转速为120r ／mi ｎ。

当线框从平行于磁场位置开始转过９0°时，线圈中磁通量的变化量是_＿__＿__wb ，线圈中磁通量平均变化率为_＿＿___＿w ｂ/s,平均感应电动势为＿___V 。

15.（6分）某同学用如图所示装置研究感应电流的方向与引起感应电流的磁场的关系．已知电流从＋接线柱流入电流表时,电流表指针右偏．实验时，磁场方向、磁铁运动情况及电流表指针偏转情况都记录在下表中.
(１）由实验1、３得出的结论是 （2)由实验2、４得出的结论是 (３)由实验1、2、3、4得出的结论是
实验序号 磁场方向 磁铁运动情况 指针偏转情况 1 向下 插入 右偏 2
向下
拔出
左偏
_
＋ －
3向上插入左偏
4向上拔出右偏
三、本题共4小题,44分。

解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。

只写出最后答案的不能得分。

有数值计算的题，在答案中必须明确写出数值和单位。

16.(１0分）在光滑的水平地面上静止着一质量M=0.4kg的薄木板，一个质量ｍ=０.２ｋg 的木块(可视为质点)以ｖ0=4m/ｓ的速度，从木板左端滑上,一段时间后，又从木板上滑下(不计木块滑下时的机械能损失)，两物体仍沿直线继续向前运动,从木块与木板刚刚分离开始计时，经时间ｔ＝3.0s，两物体之间的距离增加了s=3m,已知木块与木板的动摩擦因数μ＝０．4,求薄木板的长度．
17．(10分）图中滑块和小球的质量均为m,滑块可在水平放置的光滑固定导轨上自由滑动,小球与滑块上的悬点O由一不可伸长的轻绳相连,轻绳长为l。

开始时,轻绳处于水平拉直状态,小球和滑块均静止。

现将小球由静止释放，当小球到达最低点时，滑块刚好被一表面涂有粘性物质的固定挡板粘住,在极短的时间内速度减为零，小球继续向左摆动，一段时间后达到最高点。

求:
（１)从滑块与挡板接触到速度刚好变为零的过程中，挡板阻力对滑块的冲量大小;
（2）滑块速度变为零后，小球向左摆动细线与竖直方向的最大夹角。

18．(１2分）如图所示为一输电系统,A地有一台升压变压器,Ｂ地有一台匝数比为1０:1的降压变压器，降压变压器副线圈上的电流为100A，输出功率是1２kW，A、B两地输电线的电阻是20Ω,求：
（１)升压变压器输出端的电压;
(2)若不用变压器，要在Ｂ地得到同样大小的电流和电功率,那么在A地要用多大的电压将电能输出？
19.(1２分）图甲为一研究电磁感应的实验装置示意图，其中电流传感器(相当于一只理想的电流表)能将各时刻的电流数据实时通过数据采集器传输给计算机，经计算机处理后在屏幕上同步显示出I－ｔ图像．足够长光滑金属轨道电阻不计，倾角θ =30°．轨道上端连接有阻值R = １.0 Ω的定值电阻，金属杆MN电阻r = 0.5 Ω,质量ｍ= ０.4 ｋg,杆长Ｌ= 1.０m．在轨道区域加一垂直轨道平面向下的匀强磁场，让金属杆从图示位置由静止开始释放，此后计算机屏幕上显示出如图乙所示的I-t图像,设杆在整个运动过程中与轨道垂直,取g = 1０m/s2．试求:
（１)t ＝0.５s 时电阻R的热功率;
（2）匀强磁场的磁感应强度B 的大小;
(３）由Ｉ－t 图像估算 0~１.2 s 内通过电阻R 的电荷量大小及在R 上产生的焦耳热.
图16
甲
甲
θ θ M N 数据 采集器 电流 传感器
计算机
B
R
乙 0
t /s
0.5
1.0
1.5
2.0 I /A
高二物理参考答案
１3.（6分）负,mgｄ/nqs
1４.(6分）０.0０8，0.064,0．64
15.(6分)(1)穿过闭合电路的磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反
（2)穿过闭合电路的磁通量减小时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同
(3)感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化
1６．(10分)设木块与木板分离后速度分别为v１、v2,由动量守恒定律得mv０=mv１＋Mv2 (2分）
v1－v２＝错误!(２分）解得ｖ１=2m/s，ｖ2＝1m/s （2分）
由功能关系得
μｍgｄ=1
2
mv错误!－错误!mｖ错误!－错误!Mv错误!
(３分)
代入数据解得
ｄ=1.25m (1分）
17．（10分）(1)对系统，设小球在最低点时速度大小为ｖ１,此时滑块的速度大小为v２，滑块与挡板接触前
由系统的机械能守恒定律：mｇl= 错误!mｖ12 +错误!mv22 2分
水平方向动量守恒 ｍｖ1 ＝ mv ２
２
分
挡板阻力对滑块的冲量为: I = mv 2 2
分
解得I
= m
错误!
1分
（2)设细线与竖直方向的最大夹角为θ,则 mgL （1-c ｏs θ)=错误!ｍv 12
２分
Cos θ＝错误!
θ=６0
０
１分
18.(１2分)
１9．(12分） （1）由Ｉ-t 图像可知当t =0．5s 时,I ＝1.１0A
2=1.21W
P I R =
２分
（２)由图知,当金属杆达到稳定运动时的电流为1.6０A
杆受力平衡 sin mg BIL θ=
word 版 高中物理
解得 sin 1.25T mg B IL
θ== 3分 （3）1.2s 内通过电阻的电量为图线与t 轴包围的面积，由图知，总格数为130格，
1300.10.1C=1.30C q =⨯⨯(1２６～1３３格均正确） 1分
由图知,1.2s 末杆的电流I ＝1.50A
由于 E BLv I R r R r ==++ 求得 ()=1.8m/s I R r v BL
+= 2分 又 E t BLx q I t t R r t R r R r R r
ϕϕ∆∆∆=⋅∆=⋅∆=⋅==+∆+++
()=1.56m q R r x BL += 2分
21sin 2mgx mv Q θ=
+，求得 21sin 2.47J 2Q mgx mv θ=-= 2分 1.65J R R Q Q R r =
=+。