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

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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
L
a
E
S
b
c
2.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 kV B. 400 kV C. 100kV D.50kV
4.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

～
A
n2
R0
B
A
R
P
V
O
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100HZ
B．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

a
b
c
d
A. 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

C
S
N
S
×
N
A. FA方向水平向左，f方向水平向左
B. FA方向水平向左，f=0
C. 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．
t
t1
i
0
t2
t4
t3
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
A．t1时刻通过线圈的磁通量变化率最大
B．t2时刻通过线圈的磁通量为零
C．t3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

a

b

c
d
A.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

R
b
a
S
11.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
t0
A
t
v
O
t0
B
t
I
O
t0
C
t
F
O
t0
D
t
U
O

12.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
o
3a
x
y

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2a
B.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3t0
D.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×10Ω挡，则示数为
▲ Ω.
（2）用多用电表正确测量了一个约150Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值约20Ω的电
阻.如图乙所示，在测量阻值约20Ω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）.　
S
T
K
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×100Ω挡
C．把选择开关K旋转到×1Ω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1.0Ω.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0~0.6A，内阻约0.125Ω
电流表A2：量程0~3A，内阻约0.025Ω
电压表V：量程0~3V，内阻约3kΩ
滑动变阻器R：0~20Ω，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= ▲ Ω．（结果保留两位小数）
U /V
1.32
1.28
1.20
1.10
1.00
0.96
第14题图
甲
E r日
A
R
S
V
I/A
U/V
0
0.1
1.5
1.4
1.3
1.2
1.1
1.0
0.9
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
乙
I/A
0.16
0.20
028
0.40
0.50
0.56

（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U﹣I图像；虚线是该电源的路端电压随电流变化的图像（没有电
I
U
A

OO

I
U
B

OO

I
U
C
OO

I
U
D
OO

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5.5×103W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
n1
N
S
A
B
C
D
O2
O1
V
教学楼
n2

16.（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=1Ω；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C＝30μF，定值电阻阻值R=2Ω.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/s
B/T
O
2
0.2
0.6
B
b
a
C
R
S
×
×
×
×
×
×
×
×
×
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.
× × ×
× × ×
× × ×
× × ×
a
b
c
d
e
f
h
B
M
g
L
x
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=2×10-5T.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v0≤2×106m/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=2×106m/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；
x
y
O
第18题图
I
II
30°
A
（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2020～2021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．
1．C 2．A 3．D 4．C 5. D 6．A 7．B 8．A
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．
9．AD 10．BCD 11．AB 12．AD
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/A
U/V
0
0.1
1.5
1.4
1.3
1.2
1.1
1.0
0.9
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
乙
（3）CAD（2分）
14.（8分）（1）A1 （2分）
（2）如图所示 （2分）
1.45～1.48（或1.5） （1分）
0.87～0.92 （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=5.5×103W
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=NBSω （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=1.2×10-4c （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，
F
F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：
x
y
O
图1
I
II
30°
A
（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）
x
y
O
图2
I
II
30°
A

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）
x
y
O
图3
I
II
45°
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1.14×10-2m2）（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）