郑州市2020-2021学年上期期末考试高二物理试题(含答案)

2020-2021学年上期期末考试
高二物理试题卷
本试卷外第1卷(选择题)和第1卷(非选择题)两部分,考试时间90分钟,满分100分、考生应首先阅读答题卡上的文字信息,然后在答题卡上作答,在试题卷上作答无效。

交卷时只交答题卡。

第II卷(选择题共48分)
一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分。

每小题给出的四个选项中,第1~8小题只有一个选项正确,第9~12小题有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分)
1.下列所述不属于涡流现象的是
A.真空冶炼炉利用涡流产生的热量使金属融化
B.利用相互绝缘硅钢片叠成的铁芯代替整块硅钢铁芯是为了减少变压器中的涡流
C.金属探测器利用涡流工作
D.超高压带电作业的工人穿戴包含金属丝织物制成的工作服是为了减少涡流
2,如图所示,O、M、N、P、Q是电场中的五个点,OM和MN长度相同。

下列说
法正确的是
A.M点的电场比N点的电场强
B. M点的电势比N点的电势高
C.O、M两点间的电势差等于M、N两点间的电势差
D.负电荷仅在电场力的作用下可以沿电场线从Q运动到P
3,如图甲所示,螺线管内有平行于轴线的磁场,规定图中箭头所示方向为磁感应强度B的正方向,螺线管与U形导线框cdef相连,当螺线管内的磁感应强度随时间按图乙所示规律变化时
A.在t1时刻,导线框内的感应电流最大
B.在t1-t2时间内,导线框内感应电流的方向为cdefc
C.在t1-t2时间内,导线框内感应电流变小
D.在t1-t2时间内和t2-t3时间内,导线框内感应电流的方向相反
4如图所示,两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置,两者之间的距离为L,当两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流i时,纸面内与两导线距离均
为L的a点处的磁感应强度为B0 。

如果让P中的电流反向,其他条件不变,则a点处磁感应强度的大小为
5,如图所示,理想变压器原、副线圖外别接有额定电压相同的灯泡a和b,当输人电压U为灯泡额定电压的8倍时,两灯泡均能正常发光。

下列说法正确的是
A.原、副线圆距数之比为8:1
B.原、删线圆距数之比为1:8
C.a和b的电功率之比为1:7
D.变压器的输入功率和输出功率之比是1:7
6,教学用发电机能够产生正弦式交变电流,原理如图所示。

矩形线圈abed面积为S,匝数为N,电阻为r,线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴OO’以角速度w匀速转动,利用该发电机向定值电阻R供电,电压表和电流表均可视为理想电表。

下列说法正确的是
A 、线圆每转动一个周期电流方向改变1次
B.电压表的读数为NBSw/
2
C.线圈由图示位置转过30"时,线圈中的电流为NBSw/2(R+r)
D.线圈由图示位置转过30"的过程中,通过线圈磁通量的变化量为1/2 BS
7.一直流电动起重机工作时的电路如图所示,其中电动机内电阻r=1Ω,电路中另电阻R=90Ω,直流电压U=90V。

当重物以1 m/s竖直向上匀速上升时,理想电压表示数为54V,重力加速度g 取10 m/s2,下列判断正确的是
A.通过电动机的电流是9A
B.通过电动机的电流是54 A
C.电机的输入功率是200 w
D.重物的质量是20 kg
8.笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件。

当显示屏开启时磁体远离霍尔元件,电脑正常工作;当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件,屏幕熄灭,电脑进入休眠状态。

如图所示,一块宽为a、长为b、高为c的矩形半导体霍尔元件,元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子,通入方向向右的电流1时,电子的定向移动速度为v,当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场B中,于是元件的前、后表面间出现电压U,以此控制屏幕的熄灭。

则元件的
A.前表面的电势比后表面的低
B.前、后表面间的电压U=Bva
C.前、后表面间的电压U与i成反比
D.自由电子受到的洛伦兹力大小为eU/c
9,如图所示,两个初速度大小相同的同种离子a和6,从O点沿垂直磁场方向进入匀强磁场,最后打到屏P上。

不计离子重力,下列说法正确的有
A. a,b均带正电
B.a在磁场中飞行的时间比b的短
C.a在屏P上的落点与O点的距离比6的近
D.a在磁场中飞行的路程比b的短
10,如图所示O、A、B、C为一粗糙绝缘水平面上的四点,不计空气阻力,一电荷量为-Q的点电荷固定在O点。

现有一质量为m、电荷量为-q的小金属块(可视为质点),从A点由静止沿它们的连线向右运动,到B点时速度最大,其大小为v m,小金属块最后停止在C点。

已知小金属块与水平面间的动摩擦因数为μ，A、B间距离为L，静电力常量为k，则
A.在点电荷-Q形成的电场中，A、B两点间的电势差U AB=2μmgL+mv2m/2q
B.在小金属块由A向C运动的过程中,电势能一直增加
C.OB
间的距离为 D.从A 到B 的过程中,小金属块的电势能的减小量大于动能的增加量
11.如图所示,在竖直放置的平行板电容器的金属板内侧表面系一绝缘细线,细线下端系一带电小球,带电小球静止时绝缘细线与金属板的夹角为θ。

R 1为定值电阻,R 2、R 3为滑动变阻器。

闭合开关S,电流表和电压表的示数分别为I 和U 。

已知电源电动势E 和内阻r 一定,电表均为理想电表。

下列说法正确的有
A.小球带正电
B.增大R 2,角θ变大
C.增大R 3,U 与I 的比值变大
D.增大R 3电压表示数变化量与电流表示数变化量的比
12,如图所示,两根平行光滑金属导轨固定在同一水平面内,其左端接有定值电阻R 。

建立Ox 轴平行于金属导轨,在0=<x=<2m 的空间区域内存在着垂直导轨平面向下的磁场,磁感应强度B 随坐标x 分布规律为B=2x(T)。

金属棒ab 在外力作用下从x=0处沿导轨向右运动,ab 始终与导轨垂直并接触良好,不计导轨和金属棒的电阻。

在金属棒从x 1=0.5 m 处,经x 2=1.0m 到x 3=1.5m 的过程中,电阻R 的电功率始终保持不变,则
A.金属棒做匀速直线运动
B.金属棒运动过程中产生的电动势
C.金属棒从x1到z 与从z 到 的过程中通过R 的电量之比为3:5
D.金属棒从工到z2与从z 到2所用时间之比为1:2
第II 卷(非选择题共52分)
二、实验、填空题(本题共2小题,共14分。

请按题目要求作答。

)
13. (10分)为了测量一定值电阻的阻值,某同学进行了以下实验操作
(1)首先使用多用电表粗测电阻,他将欧姆表的选择开关旋至“×10"挡位,测量时指针偏转如图甲所示,以下是该同学的后续主要实验操作,请完善相关内容。

①断开待测电阻,将选择开关施至 (选填*×100"或“×1")挡;
②将红黑表笔 ,调节欧姆调零旋钮,使指针指向欧姆表的 (选填"0"或“∞")刻度线;
③再接入待测电阻,指针示数如图乙所示,则待测电阻阻值为 Ω；
④测量结束后,将选择开关旋至交流电压最大挡。

(2) 接着采用“伏安法”较准确地测量该电阻的阻值,所用实验器材如图丙所示,其中电压表内阻约为20k Ω,电流表内阻约为20Ω,图中部分电路已经连接好,请完善电路的实物图连接。

mg kQq μ/
(3)14. (4分)某同学利用电阻箱R和阻值为R A的电流表测量锂电池的电动势E和内阻r,电路如图甲所示。

根据测量数据作出1/I-R图象,如图乙所示。

若该图线的斜率为k,纵轴截距为b,则该锂电池的电动势E= ; 内阻r= 。

(用k、b、R A表示)
三、计算题(本题共4小题,共38分,解答过程应写出参美的文字说明、方程式和果演算步骤。

只写出最后答案的不能得分,有鼓值计算的题,答案中必须写出数值和单位)
15, (8分)如图所示,两导轨P、Q间的距高L=0.5 m，水平放置在竖直向上的勾强场中,随感应强度B=2T，导执平面与磁场方向垂直。

垂直于导轨放置的ab排处于参止状态,系在ab律中点的水平绳跨过定带轮与质量为M的物块相连。

已知ab排的质量m=1kg,与导软间的动摩
旅因数μ=0.2，电源的电动势E=10 V、内阻r=0.20Ω，电阳R=3.8Ω.
导轨及ab掉的电阻均不计。

设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10m/s2。

求(1)通过ab律的电流的大小
(2)物块质量M的取值范围
16, (9分)如图所示,空间有水平向右的匀强电场,在电场中用一根长为L的不可伸长的绝缘组线吊着一个质量为m,电荷量为q的小球,小球保持静止时细线与竖直方向成37°角,现实然将均强电场的方向变为水平向左,其他条件不变,已知sin 37°=0.6，cos 37°=0.8,重力加速度为g.求：
(1)电场强度的大小,
(2)小球运动过程中经过最低点时细线对小球拉力的大小。

17. (10分)如图所示,空间中有一直角坐标系,第一象限中存在方向整直向下的匀强电场,第二象限在圆心为O 1、半径为R 、边界与-x 轴和y 轴相切的圆形区域内,有垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,现有一个质量为m 、电荷量为q 的带正电的物子,从圆形区域边界与-x 轴的切点A 处沿y 轴正方向射人磁场,已知该粒子在磁场中做匀迷圆周运动的半径也为R,经电场偏转后到达x 轴上的N 点,ON 的距离为3/32R ,不计粒子的重
力。

求：
(1)粒子从A 点射人时速度的大小;
(2)电场强度的大小;
(3)救子从A 点运动到N 点所用的时间。

18. (11分)如图所示,足够长的金属框架CDEF 与水平面夹角α=37°,框架的宽度L=0.5 m,左端串联有R=4Ω的定值电阻。

虚线PQ 以下有磁感应强度为B 0=2T 的匀强磁场,方向垂直于框架平面向下。

金属棒MN 的质量m=0. 1 kg,电阻r=1Ω,与导轨垂直并接触良好,动摩擦因数μ=0.5,金属棒从虚线PQ 处由静止释放,到达虚线GH 前速度已稳定,已知虚线GH 到虚线PQ 的距离x 0=7.5 m,导轨的电阻不计, sin 37°= 0. 6, cos 37°=0.8,重力加速度&取10 m/s 2。

求:
(1)金属棒到达虚线GH 时速度的大小;
(2)从静止开始至到达虚线GH 的整个过程中,金属棒上产生的焦耳热;
(3)金属棒到达虚线GH 处记作t=0,从此时刻起,让磁感应强度逐渐减小,使金属棒中不产生感应电流,请推导磁感应强度B 随时间1变化的关系。

2020—2021学年上期期末考试
高中二年级 物理 参考答案
一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分。

第1~8小题只有一个选项正确，第9~12小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分) 1D 2B 3B 4A 5C 6 C 7D 8B 9 AC 10CD 11ACD 12BC
二、实验题(本题共2小题，共14分。

请按题目要求作答。

)
13. （1）① ×100 （2分）
②短接 （2分）， 0 （2分）
③3107.1⨯ （2分）
（2）如右图所示 （2分）
14．k 1 （2分）； A R k
b - （2分） 三、计算题( 本题共4小题，共38分。

解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。

有数值计算的题，答案中必须明确写出数值的单位。

)
15．(8分)（1）由闭合电路欧姆定律知 r R E I +=
(2分) 解得I =2.5 A (1分)
（2）摩擦力向左达到最大时，M 取最大值。

由平衡知识知
g M mg BIL 1=+μ，解得M 1=0.45 kg (2分)
摩擦力向右达到最大时，M 取最小值。

由平衡知识知
g M mg BIL 2+=μ，解得M 2=0.05 kg (2分)
综上可知0.05 kg ≤M ≤0.45 kg (1分)
16．(9分)（1）由平衡知识知 mg
qE =︒37tan (2分) 解得q
mg E 43= (1分) （2）小球由静止运动至最低点的过程中，由动能定理知
22137sin )37cos 1(mv qEL mgL =
︒+︒- 解得gL v 10
13= (2分) 在最低点时，由牛顿第二定律知L
v m mg F 2
=- (2分)
解得mg F 10
23= (2分) 17．(10分)（1）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动
则 R
v m Bqv 2
= (1分) 解得 m
BqR v = （1分） （2）带电粒子在电场中做类平抛运动，加速度 a ＝qE m
(1分) 粒子在+x 轴方向做匀速直线运动，则 13
32vt R = （1分） 粒子在-y 轴方向做匀加速直线运动，则 R ＝12
at 12 （1分） 解得 m
qR B E 232= (1分) （3）粒子在磁场中运动
Bq
m T π2= (1分) T t 4
12= (1分) 粒子在电场中运动的时间由第（2）问中解得
qB
m t 3321= (1分) 粒子从A 点运动到N 点所用时间
21t t t += 解得Bq m t )3322(
+=π (1分) 18．(11分)
（1）金属杆运动到GH 时已匀速运动 r
R BLv I += (1分) 由平衡知识知IL B mg mg 0cos sin +=αμα (1分)
解得 v=1 m/s (1分)
（2）金属杆从静止开始至到达GH 处整个过程中,
由动能定理知 202
1)cos sin (mv W x mg mg =
+-αμα (1分) 由功能关系知Q W -= (1分)
导体棒上产生的焦耳热
Q r
R r Q r += (1分) 解得 Q =0.29 J (1分)
（3）由感应电流产生的条件知)(000x x BL Lx B += (1分) 由牛顿第二定律知ma mg mg =-αμαcos sin 解得a =2 m/s 2 (1分) 由运动学公式的2
21at vt s += (1分)
联立解得152230
2++=t t B （T ） (1分)。