辽宁省沈阳市市级重点高中联合体2020-2021学年高二上学期期末测试物理试卷

2020-2021学年度(上)市级重点高中联合体期末测试
高二物理
满分：100分考试时间：90分钟
命题人：15中朱丽38中郑铭泉9中李慧萍
第I卷(选择题，共48分)
一、选择题：（本题共12小题，每题4分，共48分。

其中1-7题为单选，8-12题为多选，漏选得2分，多选、错选、不选不得分）
1.如图所示，光滑的平行导轨与电源连接后，与水平方向成θ角倾斜放置，导轨上另放一个质量为m的金属导体棒。

当S闭合后，在棒所在区域内加一个合适的匀强磁场，可以使导体棒静止平衡，图中分别加了不同方向的磁场，其中一定不能平衡的是( )
2.如图是在有匀强磁场的云室中观察到的带电粒子的运动轨迹图，M、N是轨迹上两点，匀强磁场B垂直纸面向里．该粒子在运动时，其质量和电荷量不变，而动能逐渐减少，下列说法正确的是（）
A. 粒子在M点动能大，在N点动能小
B. 粒子先经过N点，后经过M点
C. 粒子带负电
D. 粒子在M点受到的洛伦兹力大于N点的
3.螺线管正中间的上方悬挂一个通有顺时针方向电流的小线圈，线圈的平面与螺线管的轴线在同一竖直面内，如图所示．当开关S合上时(一小段时间内)，
从上方俯视，线圈应该( )
A．顺时针方向转动，同时向左移动
B．逆时针方向转动，同时向右移动
C．顺时针方向转动，同时悬线的拉力减小
D．逆时针方向转动，同时悬线的拉力增大
4．如图所示，一由均匀电阻丝折成的正方形闭合线框abcd，置于磁感应强度方向垂直纸面向外的有界匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，线框bc边与磁场左右边界平行．若将该线框以不同的速率从图示位置分别从磁场左、右边界匀速拉出直至全部离开磁场，在此过程中()．
A．流过ab边的电流方向相反
B．ab边所受安培力的大小相等
C．线框中产生的焦耳热相等
D．通过电阻丝某横截面的电荷量相等
5.图甲和图乙是演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈，A1、 A2、 A3是三个完全相同的灯泡．实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同．下列说法正确的是( )
A．图甲中，A1与L1的电阻值相同
B．图甲中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流
C．图乙中，变阻器R与L2的电阻值相同
D．图乙中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等
6.EOF和E′O′F′为空间一匀强磁场的边界，其中EO∥E′O′，FO∥F′O′，且EO⊥OF；OO′为∠EOF的角平分线，OO′间的距离为l；磁场方向垂直于纸面向里．一边长为l的正方形导线框沿O′O方向匀速通过磁场，t＝0时刻恰好位于图示位置．规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正，则感应电流i与时间t的关系图线可能正确的是()．
7.高空作业须系安全带，如果质量为m的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h(可视为自由落体运动)．此后经历时间t安全带达到最大伸长，若在此过程中该作用力始终竖直向上，则该段时间安全带对人的平均作用力大小为( )
A．
2
m gh
＋mg B．
2
m gh
－mg
C．m gh
＋mg D．
m gh
－mg
8.如图所示为电磁流量计(即计算单位时间内流过某一横截面的液体体积)的原理图：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．图中磁场方向
垂直于纸面向里，大小为B，导电液体中的自由
电荷(正、负离子)在洛伦兹力作用下偏转，a 、b 间出现电势差．当自由电荷所受电场力和洛伦兹力平衡时，a 、b 间的电势差就稳定为U ，则( )
A ．电势a 高b 低
B ．电势b 高a 低
C ．流量Q
＝πdU 4B D ．流量Q ＝B
πdU 9.在如图甲所示的电路中，电阻R 1=R 2=2R ，圆形金属线圈半径为r 1，线圈导线
的电阻为R ，半径为r 2（r 2<r 1）的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强
磁场，磁感应强度B 随时间t 变化的关系图线如图乙所示，图线与横、纵轴的交点坐标分别为t 0和B 0，其余导线的电阻不计．闭合S ，至t 1时刻，电路中的
电流已稳定，下列说法正确的是（ ）
A ．线圈中产生的感应电动势的大小为2010
B r t π B ．电容器下极板带正电
C ．电路中产生的感应电流为2020
5B r Rt π D ．线圈两端的电压为2020
45B r t π 10.如图，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移
动的金属棒PQ 、MN ，MN 的左边有一闭合电
路．当PQ 在外力的作用下运动时，MN 向右运
动，则PQ 所做的运动可能是（ ）
A．向右加速运动B．向右减速运动
C．向左加速运动D．向左减速运动
11．如图所示，一质量为m、电荷量为q的带电粒子（不计重力），从a点以与边界夹角为53°的方向垂直射入磁感应强度为B的条形匀强磁场，从磁场的另一边界b点射出，射出磁场时的速度方向与边界的夹角为37°．已知条形磁场的宽度为d，sin 37°＝0.6，cos37°＝0.8．下列说法正确的是（）
A．粒子带正电
B．粒子在磁场中做圆周运动的半径为5 7 d
C．粒子在磁场中做圆周运动的速度大小为7
5 qdB m
D．粒子穿过磁场所用的时间为π2 m qB
12.如图所示，两根光滑的金属导轨，平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨的左端接有电阻R，导轨自身的电阻可忽略不计．斜面处在一匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上．质量为m、电阻可以不计的金属棒ab，在沿着斜面与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑，并上升h高度，在这一过程中（）A．作用于金属棒上的各个力的合力所做的功
等于零
B．作用于金属棒上的各个力的合力所做的功
等于mgh与电阻R上产生的焦耳热之和
C．恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R
上产生的焦耳热
D．恒力F与安培力的合力所做的功等于零
第Ⅱ卷（非选择题，共52分）
二．填空题（本大题共3小题7个空，每空2分，共计14分）
13.如图甲所示为验证动量守恒的实验装置，气垫导轨置于水平桌面上，G1和
G
为两个光电门，A、B均为弹性滑块，质量分别为m A、m B，且选择m A大于m B，2
两遮光片沿运动方向的宽度均为d，实验过程如下：
①调节气垫导轨成水平状态；
②轻推滑块A，测得A通过光电门G1的遮光时间为t1；
③A与B相碰后，B和A先后经过光电门G2的遮光时间分别为t2和t3.
回答下列问题：
(1)用螺旋测微器测得遮光片宽度如图乙所示，读数为____________ mm；
(2)实验中选择m A大于m B的目的是：____________________________________
(3)碰前A的速度为________________．
(4)利用所测物理量的符号表示动量守恒成立的式子为：________________.
14.金属线圈ABC构成一个等腰直角三角形，腰
长为a，绕垂直于纸面通过A的轴在纸面内匀速
转动，角速度ω，如图所示．如加上一个垂直纸
面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，则B、A
U＝____________，B、C间的电势
间的电势差BA
U＝__________.
差BC
15、如图所示的天平可用来测定磁感应强度.
天平的右臂下面挂有一个矩形线圈,宽度为L,
共N匝,线圈下端悬在匀强磁场中,磁场方向垂
直于纸面.当线圈中通有电流I时(方向如图所
示),在天平左、右两边分别加上质量为m1、m2
的砝码,天平平衡;当电流反向(大小不变)时,右边再加上质量为m的砝码后,天平重新平衡.重力加速度为g,则磁感应强度的大小为。

三．计算题（本大题共3小题，16小题9分，17小题14分，18小题15分，共38分）
16.在水平光滑直导轨上，静止着三个质量均为m＝1 kg的相同小球A、B、C，现让A球以v0＝2 m/s的速度向着B球运动，A、B两球碰撞后粘合在一起，两球继续向右运动并跟C球碰撞，C球的最终速度v C＝1 m/s.求：
(1)A、B两球跟C球相碰前的共同速度大小；
(2)两次碰撞过程中共损失了多少动能．
17.如图所示，一带电微粒质量为m＝2.0×10−11kg、电荷量为q＝+1.0×10−5C，从静止开始经电压为U1＝100V的电场加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中，微粒射出电场时的偏转角θ＝60∘，接着沿半径方向进入一个垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域，微粒射出磁场时的偏转角也为θ＝60∘．已知偏转电场中金属板的长为L＝R，圆形匀强磁场的半径为R＝10√3cm，重力忽略不计．求：
（1）带电微粒经加速电场后的速率；
（2）两金属板间偏转电场的电场强度E；
（3）匀强磁场的磁感应强度的大小．（结果
保留两位有效数字）
18.如图所示装置由水平轨道与倾角为θ＝30°的倾斜轨道连接而成。

水平轨道所在空间存在磁感应强度大小为B＝0.5T、方向竖直向上的匀强磁场；倾斜轨道所在空间存在磁感应强度大小为B＝0.5T、方向垂直于轨道平面向上的匀强磁场。

质量m＝0.1kg、长度L＝1m、电阻R1＝0.1Ω的导体棒ab置于倾斜轨道上，刚好不下滑；然后将电阻R2＝0.4Ω、质量、长度与棒ab 相同的光滑导体棒cd 置于水平轨道上，用恒力F＝4N 拉棒cd，使之在水平轨道上向右运动。

棒ab、cd 与导轨垂直，且两端与导轨保持良好接触，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g＝10m/s2，不计轨道电阻。

(1)求ab与导轨间的动摩擦因数μ；
(2)求当ab刚要向上滑动时cd速度v的
大小；
(3)若从cd刚开始运动到ab刚要上滑
过程中，cd 在水平轨道上移动的距离为
x＝0.5m，求此过程中 ab上产生的热量
Qab。