江苏省平潮高级中学2020-2021学年高二物理上学期期中学业质量监测试题.doc

江苏省平潮高级中学2020-2021学年高二物理上学期期中学业质量监测试题江苏省平潮高级中学2020-2021学年高二物理上学期期中学业质量监测试题年级：姓名：14江苏省平潮高级中学2020-2021学年高二物理上学期期中学业质量监测试题（考试时间：90分钟，满分100分）一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共计24分每小题只有一个选项符合题意1.沈括在梦溪笔谈中记载了“以磁石磨针锋”制造指南针的方法，磁针“常微偏东，不全南也”他是世界上第一个指出地磁场存在磁偏角的人，比西方早了400年关于地磁场，下列说法中正确的是A地磁场只分布在地球的外部B地理南极点的地磁场方向竖直向上C地磁场穿过地球表面的磁通量为零D地球表面各处地磁场的磁感应强度相等第2题图LaESbc2.如图所示，L是自感系数较大的线圈，其直流电阻可忽略不计，a、b、c是三个相同的小灯泡，下列说法正确的是 A.开关S闭合时，b、c灯立即亮，a灯逐渐变亮B.开关S闭合，电路稳定后，b、c灯亮，a灯不亮C.开关S断开时，b、c灯立即熄灭，a灯逐渐熄灭D.开关S断开时，c灯立即熄灭，b灯闪亮一下后逐渐熄灭3.据美国气候预测中心发布的数据表明：2020年拉尼娜现象已经形成，2020年冬天或出现极寒天气.假如出现低温雨雪冰冻天气，我国北方的高压输电线路也会因结冰而损毁.为消除200 kV高压输电线上的冰凌，有人设计了利用电流热效应除冰的方法，当输送功率和输电线电阻一定时，线上损耗的热功率增大为原来的16倍,输电电压应变为 A.800 kVB. 400 kV C. 100kV D.50kV4.如图为用来冶炼合金钢的真空冶炼炉，炉外绕有线圈，将金属材料置于冶炼炉中，则 第4题图A.如果线圈中通以恒定电流，冶炼炉就能冶炼金属B.通过线圈的高频交流电使炉体产生涡流从而熔化炉内金属C.真空冶炼炉在工作时炉内金属中产生涡流使炉内金属熔化D.如果真空冶炼炉中金属的电阻率大，则涡流很强，产生的热量很多5.如图所示，理想变压器原线圈接在的交流电源上，电流表A、电第5题图An2R0BARPVO第15题图n1压表V均为理想交流电表，R0为定值电阻，R为滑动变阻器.则 A副线圈中交变电流的频率始终为100HZB将变阻器的滑片P向下滑动，副线圈两端电压变小C将变阻器的滑片P向下滑动，V的示数变大D将变阻器的滑片P向下滑动，A的示数变大6.如图，一段导线abcd位于磁感应强度为B的匀强磁场中，且与磁场方向（垂直于纸面向里）垂直线段ab、bc和cd的长度均为L，且流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力第6题图abcdA. 方向沿纸面向上，大小为B. 方向沿纸面向上，大小为C. 方向沿纸面向下，大小为D. 方向沿纸面向下，大小为7.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，利用磁体靠近霍尔元件产生霍尔效应可控制显示屏的工作状态.如图，一宽为a、长为c的长方形半导体霍尔元件，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时，电子的定向移动速率为v.当元件处于方向向下且垂直于上表面、磁感应强度为B的匀强磁场中，元件的前、后表面间将出现霍尔电压U，以此控制屏幕的熄灭.此时第7题图A.元件前表面的电势比后表面的电势低B.自由电子受到的洛伦兹力大小为 C.霍尔电压U与磁感应强度B成反比D.霍尔电压U与电子定向移动的速度v无关8.如图所示，厚度均匀的木板放在水平地面上，板上放置两个相同的条形磁铁，两磁铁的S 极正对.在两磁铁竖直对称轴上的C点固定一垂直于纸面的长直导线，并通以垂直纸面向里的恒定电流，木板和磁铁始终处于静止状态.则导线受到的安培力FA的方向和木板受到地面的摩擦力f 的方向分别为第8题图CSNSNA. FA方向水平向左，f方向水平向左B. FA方向水平向左，f=0C. FA方向水平向右，f方向水平向右D. FA方向水平向右，f方向水平向左二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共计16分每小题有多个选项符合题意全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分tt1i0t2t4t3第9题图9.一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴匀速转动，线圈中的感应电流i随时间t的变化规律如图所示，则At1时刻通过线圈的磁通量变化率最大Bt2时刻通过线圈的磁通量为零Ct3时刻通过线圈的磁通量最大D每当i变换方向时，线圈均处于中性面位置10. abcd是水平面内的正方形区域，在没有加磁场的情况下，带电粒子（不计重力）以某一初速度从ad边中点垂直ad边射入，粒子穿过此区域的时间为t；若在该区域加垂直于水平面的匀强磁场，磁感应强度为B，带电粒子仍以相同初速度从ad边中点垂直ad边射入，粒子飞出磁场时速度方向偏转了600角，如图所示.据此可以求得的物理量为 600第10题图abcdA.带电粒子在磁场中运动的半径B.带电粒子在磁场中运动的时间C.带电粒子在磁场中运动的周期D.带电粒子的比荷第11题图RbaS11.如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨竖直放置,导轨间距为L，电阻不计；导体棒ab垂直放置在导轨上,并与导轨保持良好电接触,电阻为r；R为定值电阻，导轨所在空间有垂直导轨平面的匀强磁场,磁感应强度为B.当导体棒ab由静止开始向下运动一段时间t0后,再接通开关S.下列描述该过程中导体棒的速度大小v、通过的电流I、所受安培力的大小F、两端的电势差Uab随时间t变化的图像中，可能正确的是 t0AtvOt0BtIOt0CtFOt0DtUO12.如图,在区域内存在与xoy平面垂直的匀强磁场,磁感应强度为B.在t=0时刻,一位于坐标原点的粒子源向y轴右侧xoy平面各方向均匀发射出大量相同的带电粒子,所有粒子的初速度大小相同.已知沿y轴正方向发射的粒子在t=t0时刻刚好从磁场边o3axy第12题图界上点离开磁场，不计粒子重力，不考虑粒子间的相互作用.则A.粒子在磁场中做圆周运动的半径R为2aB.粒子的比荷为C.从粒子发射到全部粒子离开磁场所用的时间为3t0D.时刻仍在磁场中的粒子数与粒子源发射的总粒子数之比为1:3三、实验题：本题共2小题，共计14分请将解答填写在答题卡相应的位置13.（6分）某实验小组使用多用电表测量电学中的物理量.（1）用实验室的多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图甲所示.若所选挡位为直流 50mA挡，则示数为 mA；若所选挡位为10挡，则示数为 .（2）用多用电表正确测量了一个约150的电阻后，需要继续测量一个阻值约20的电阻.如图乙所示，在测量阻值约20的电阻之前，请选择以下必须的操作步骤，其合理的顺序是 （填字母代号）.STK乙第13题图甲A将红表笔和黑表笔短接B把选择开关K旋转到100挡C把选择开关K旋转到1挡D调节旋钮T使指针指向欧姆零点E调节旋钮S使指针指向欧姆零点F调节旋钮S使指针指向零刻度 14.（8分）实验小组的同学做“测量一节干电池的电动势和内阻”的实验，待测电池的电动势约为1.5V，内阻约为1.0.他们利用图甲所示的电路进行测量，已知实验室除待测电池、开关、导线外，还有下列器材可供选用：电流表A1：量程00.6A，内阻约0.125电流表A2：量程03A，内阻约0.025电压表V：量程03V，内阻约3k滑动变阻器R：020，额定电流2A（1）为了使测量结果尽量准确，电流表应选用 （填写仪器的字母代号）.（2）正确连接电路并测量后，得到6组电压表读数U与电流表读数I的实验数据记录如下表，请你在图乙的坐标系中描点作出U-I图象，由图象可知被测电源的电动势E= V，内阻r= （结果保留两位小数）U /V1.321.281.201.101.000.96第14题图甲E r日ARSVI/AU/V00.11.51.41.31.21.11.00.90.20.30.40.50.6乙I/A0.160.200.280.400.500.56 （3）某同学利用图像分析本实验中由电表内电阻引起的实验误差.图中实线是根据实验数据描点作图得到的UI图像；虚线是该电源的路端电压随电流变化的图像（没有电IUAOOIUBOOIUCOOIUDOO表内电阻影响的理想情况）.则下图中，正确的是 四、计算题：本题共4小题，共计46分解答时请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和单位15.（8分）由于新区建设，线路抢修，某学校区域停电，于是启动了临时供电系统，它由备用交流发电机和变压器组成，给教学楼教室输电的示意图如图所示，发电机的矩形线框ABCD处于磁感应强度为T的水平匀强磁场中，匝数为50匝，电阻不计.线框绕垂直于磁场的轴O1O2以rad/s的角速度匀速转动，并与变压器的原线圈相连，降压变压器的副线圈接入到教学楼供25个教室用电，变压器为理想变压器.当发电机输出功率为5.5103W时，理想交流电压表的示数为250V，教室内额定电压为220V的灯泡都正常发光.求：（1）变压器原、副线圈的匝数之比n1：n2；（2）变压器副线圈中的电流I；（3）穿过矩形线框ABCD磁通量的最大值.第15题图n1NSABCDO2O1V教学楼n216.（10分）如图甲所示，圆形导体线圈的匝数n=100，面积S1=0.4m2，电阻r=1；在线圈中存在面积S2=0.3m2、方向垂直线圈平面向里的有界匀强磁场；电容器的电容C30F，定值电阻阻值R=2.已知磁场的磁感应强度随时间均匀增加，变化规律如图乙所示. 闭合开关S，求电路稳定后（1）圆形线圈中的电流方向（说明是顺时针还是逆时针）及a、b间的电势差U；（2）电路稳定后，电阻R在2s内产生的焦耳热Q；（3）断开开关S，流经电阻R的电荷量q.乙t/sB/TO20.20.6BbaCRS 甲第16题图17.（14分）如图所示，在光滑水平面上放置一矩形线框abcd，ab边的边长为L1，bc边的边长为L2，线框的质量为m，电阻为r，线框通过细线绕过光滑的定滑轮与重物相连，滑轮的质量不计，重物的质量为M；水平面上ef和gh是有界匀强磁场的边界，边界与水平面的底边平行，ef和gh间距为L，磁场方向垂直于水平面向下，磁感应强度为B，开始时cd边与ef边界的距离为x.现由静止释放重物，线框恰好能匀速穿过边界gh，线框运动过程中cd边始终与水平面的底边平行，设水平面足够长，矩形线框abcd不会与滑轮接触，重力加速度为g.求：（1）线框穿过gh边界时速度的大小v；（2）线框进入磁场过程中通过线框的电量q；（3）线框穿过磁场过程中产生的焦耳热Q. abcdefhBMgLx第17题图水平面18.（14分）如图所示，OA为平面直角坐标系xoy第一象限内的一条射线，其将第一象限分成I、II两个区域，OA与x轴正方向的夹角为30.在I区域内存在垂直xoy平面向外的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度B=210-5T.在原点O处有一离子源，能沿y轴正向射出比荷为、速度大小不同的正离子，其初速度v02106m/s，已知离子的重力可忽略不计，不考虑离子间的相互作用.（1）求初速度v0m=2106m/s的离子在磁场中运动的半径r和时间t；（2）上述（1）中的离子在磁场中运动的某时刻，在I区域再附加一个与原磁场同方向的匀强磁场，使离子在I区域做完整的圆周运动，求附加磁场的磁感应强度的最小值B0；xyO第18题图III30A（3）改变I区中匀强磁场区域的大小，使所有从原点射出的离子经磁场后均沿+x方向射出，求I区中匀强磁场区域的最小面积S. 江苏省平潮高级中学20202021学年（上）高二年级期中学业质量监测物理参考答案及评分标准一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共计24分每小题只有一个选项符合题意1C 2A 3D 4C 5. D 6A 7B 8A二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共计16分每小题有多个选项符合题意全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得O分9AD 10BCD 11AB 12AD三、实验题：本题共2小题，共计14分请将解答填写在答题卡相应的位置13（6分）（1）24.0（2分）（答24不扣分） （2）160（2分）I/AU/V00.11.51.41.31.21.11.00.90.20.30.40.50.6乙（3）CAD（2分）14.（8分）（1）A1（2分） （2）如图所示（2分） 1.451.48（或1.5）（1分） 0.870.92（1分）（3）A（2分） 四、计算题：本题共4小题，共计46分解答时请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和单位（只要结果正确给全分，结果错误按步得分） 15（8分）解：（1）由理想变压器的规律得 （1分）解得，（1分）（2）由理想变压器的功率规律有P1=P2（1分）且P1=5.5103W根据P2=U2I2得（1分）I2=25A （1分） （3）发电机产生的最大电动势为Emax=NBS（2分）其中Emax=V 则 （1分）（只要结果正确给全分，结果错误按步得分。其他解法，相应给分） 16（10分）（1）由楞次定律可得，圆形线圈中的电流方向是逆时针方向； （1分）由法拉第电磁感应定律（1分）a、b间的电势差（1分）联立解得U= 4V （1分） （2）稳定时，电路中2s内产生的焦耳热（2分）联立解得Q=16J （1分） （3）稳定时，电容器两端的电压Uc=U （1分）断开开关后，流过R的电量q=CUc（1分）联立解得q=1.210-4c（1分）（只要结果正确给全分，结果错误按步得分。其他解法，相应给分） 17（14分）解：（1）因为线框恰好能匀速穿过gh边界，则线框穿过gh边界时受力平衡，FF安水平方向受力如图所示拉力F=Mg （1分）安培力F安=IL1B （1分）由欧姆定律得 （1分）导线切割产生的电动势E=BL1v（1分）联立解得 （1分）（2）研究线框进入磁场过程，产生的平均电动势为 （1分）（1分）线框中流过的平均电流（1分）通过的电量（1分）联立解得 （1分）（3）研究线框由静止释放到刚好全部穿出磁场的全过程，以线框和重物组成的系统为研究对象，由能量守恒得 （3分）解得（1分）（只要结果正确给全分，结果错误按步得分。其他解法，相应给分） 18（14分）解：xyO图1III30A（1）根据（1分）解得（1分）粒子运动轨迹如图1，圆心角为120，（1分）xyO图2III30A解得（1分）（2）粒子的半径越大，磁场越小，当轨迹与OA相切时， 半径最大，设最大半径为Rm如图2，由几何关系得（2分）xyO图3III45又（2分）解得（1分）（3）粒子经磁场偏转90后出磁场，速度方向将平行于x轴，所以，磁场应以过原点与x轴成45的直线为下边界，以最大速度射出的粒子的运动轨迹为磁场的上边界，如图3，（2分）（1分）（1分） 解得（或1.1410-2m2）（1分）（只要结果正确给全分，结果错误按步得分。其他解法，相应给分）