山东省德州市2021届高三上学期2月期末统考物理试题--Word版含答案.docx

物理试题
本试卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷(非选择题）两部分，满分100分，考试用时90分钟。考试结束后，将答题卡交回。答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考试科目填涂在答题卡规定的地方。
留意事项：
每小题选出答案后。用2B铅笔把答题卡上对应的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦洁净以后。再涂写其他答案标号。在试卷上答题无效。
第I卷（选择题 共40分）
一、选择题（本大题有10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是符合题目要求的。全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。）
1．用比值法定义物理量是物理学中的一种常用的方法。下面四个物理量中属于比值法定义 式的是
A．加速度 B．磁感应强度
C．电场强度 D．导体的电阻
2．图中抱负变压器原、副线圈的匝数之比为2:1，现在原
线圈两端加上交变电压u= 3llsin(100t)V时，灯泡
、均正常发光，电压表和电流表可视为抱负电表。
则下列说法中正确的是
A．该沟通电的频率为100 Hz
B．电压表的示数为155.5 V
C．若将变阻器的滑片P向上滑动，则电流表读数变大
D．若将变阻器的滑片P向上滑动，则将变暗、将变亮
3．如图所示为远距离输电的电路图，升压变压器和降压变压器均为抱负变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变。闭合开关S后

A．升压变压器的输出电压增大 B．降压变压器的输出电流减小
C．输电线上损耗的功率增大 D．输电线上沟通电的频率减小
4．如图甲所示，一条电场线与Ox轴重合，取O点电势为零，Ox方向上各点的电势 随x变化的状况如图乙所示。若在O点由静止释放一电子，电子仅受电场力的作用，则

A．电子将沿Ox方向运动 B．电子所受的电场力不断增大
C．电子运动的速度不断增加 D．电子运动的加速度先减小后增大
5．如图所示，在光滑的绝缘水平面上，有一个正方形abcd，顶点a、c处分别
固定一个正点电荷，电荷量相等。若将一个带负电的粒子置于6点自由释
放，粒子将沿着对角线bd往复运动。粒子从b点运动到d点的过程中
A．先做匀加速运动，后做匀减速运动
B．先从高电势到低电势，后从低电势到高电势
C．电势能与机械能之和先增大，后减小
D．电势能先减小，后增大
6．霍尔元件是一种基于霍尔效应的电磁传感器，已进展成
一个品种多样的电磁传感器产品族，得到广泛应用。如
图为某霍尔元件的工作原理示意图，该元件中电流I由
负电荷定向运动形成。下列说法中正确的是
A．用霍尔元件能够把磁学量转换为电学量
B．用霍尔元件可以测量地磁场的磁感应强度
C．若保持电流J恒定，则霍尔电压与B成反比例
D．N点电势比M点电势高
7．如图甲所示，在虚线所示的区域有垂直纸面对里的匀强磁场，磁场变化规律如图乙所示， 面积为S的单匝金属线框处在磁场中，线框与电阻R相连。若金属框的电阻为，则下列说法正确的是
A.流过电阻R的感应电流由a到b
B．线框cd边受到的安培力方向沿纸面对下
C．感应电动势大小为
D．ab间电压大小为
8．如图所示的正方形导线框abcd，电阻为R，现维持线框以恒定速度v沿x轴运动，并穿过图中所示的匀强磁场区域。假如以x轴正方向为力的正方向，线框在图示位置的时刻作 为计时零点，则磁场对线框的作用力F、线框ab边两端的电势差随时间变化的图象正确的是

9．如图所示，在重力、电场力和洛伦兹力作用下，一带电液滴做直线运动，
下列关于带电液滴的性质和运动的说法中正确的是
A. 液滴可能带负电
B．不论液滴带正电或负电，运动轨迹为同一条直线
C．液滴确定做匀速直线运动
D．液滴可能在垂直电场的方向上运动
10.如图所示，质量为3m的重物与一质量为m的导线框用一根绝
缘细线连接起来，挂在两个高度相同的定滑轮上，已知导线框电
阻为R，横边边长为L。有一垂直纸面对里的匀强磁场，磁感应
强度为B，磁场上下边界的距离、导线框竖直边长均为h。初始
时刻，磁场的下边缘和导线框上边缘的高度差为2h，将重物从
静止开头释放，导线框加速进入磁场，穿出磁场前已经做匀速直
线运动，滑轮质量、摩擦阻力均不计，重力加速度为g。则下列
说法中正确的是
A.导线框进入磁场时的速度为
B．导线框进入磁场后，若某一时刻的速度为v，则加速度为
C．导线框穿出磁场时的速度为
D．导线框通过磁场的过程中产生的热量
第Ⅱ卷（非选择题 共60分）
二、试验题（本大题有3小题，第11小题4分，第12小题4分，第13小题8分共16分。请把答案写在答题卡上。）
11.（4分）2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特高校科学家海姆和诺沃肖洛夫，以表彰他们对石墨烯的争辩。他们最初是用透亮胶带从石墨晶体上“粘”出一片石墨烯的。我们平常所用的铅笔芯中就含有石墨，能导电。某同学设计了探究铅笔芯伏安特性曲线的试验，得到如下数据（I和U分别表示通过铅笔芯的电流和其两端的电压）：

试验室供应如下器材：
A.电流表A1（量程0.6 A，内阻约为1．0 ）
B．电流表A2（量程3A，内阻约为0.1 ）
C．电压表V1(量程3V，内阻3 k)
D．电压表V2(量程15 V，内阻15 k)
E．滑动变阻器R1(阻值0～10 ，额定电流2 A)
F．滑动变阻器R2(阻值0～2 k，额定电流0.5 A)
除铅笔芯、稳压直流电源E(4 V)、开关和带夹子的导线若干外，还需选用的其他器材有________。（填选项前字母）
12.（4分）用如图所示（甲）电路来测量电池电动势和内电阻，依据测得的数据作出了（乙）图所示的U-I图象，由图象可知_________。

A.电池内阻的测量值是3.50
B．电池电动势的测量值是1. 40 V
C．外电路发生短路时的电流为0. 40 A
D．电压表的示数为1. 20 V时电流表的示数I'为0.20 A
13．（8分）某同学要测量一段未知材料电阻丝的电阻率。已知电阻丝长度为L，电阻约为
5，可供应的试验仪器有：
A.电流表G(内阻Rg =100 ，满偏电流Ig=3 mA)
B．电流表A(内阻约为0.2，量程0～0.6 A)
C．游标卡尺
D．变阻箱R0(阻值0～9999，0.5 A)
E．滑动变阻器Rw(阻值O～5 ，额定电流1 A)
F．电池组(3 V，0. 05 )
G．一个开关和导线若干
他进行了以下操作：
(1)用游标卡尺测量这段电阻丝的直径，如图所示，则该次测量的电阻丝直径d=_____________ mm；
(2)把电流表G与电阻箱串联当作电压表用。这块“电压表”最大能测量3V的电压，则电阻箱的阻值应调为___
(3)设计试验电路图并画在答题卡上的虚线框中。（电阻丝用符号“”表示，变阻箱用符号“”表示）

(4)测量并计算电阻率。闭合开关，调整滑动变阻器的滑片到某确定位置，电流表G的示数为I1，电流表A的示数为I2。则电阻率的表达式为：=________。（用相应字母表示）
三、计算题（本题共2小题，共32分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最终答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必需明确写出数值和单位，）
14．（14分）如图所示，在坐标系xoy的其次象限内有沿y，轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E。第三象限内存在匀强磁场I，y轴右侧区域内存在匀强磁场Ⅱ，I、Ⅱ磁场的方向均垂直于纸面对里。一质量为m、电荷量为+q的粒子自P（-，）点由静止释放，沿垂直于x轴的方向进入磁场I，接着以垂直于y轴的方向进入磁场Ⅱ，不计粒子重力。

(1)求磁场I的磁感应强度B1；
(2)若磁场Ⅱ的磁感应强度B2=3B1，求粒子从第一次经过y轴到第四次经过y轴的时
间t及这段时间内的平均速度。
15. (18分)如图所示，在真空中，半径为b的虚线所围的圆形区域内存在匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，磁场方向垂直纸面对外（未画出）。在磁场右侧有一对平行金属板M和N，两板间距离为b，板长为2b，两板的中心线O1O2与磁场区域的圆心O在同始终线上两板左端与O1在同一竖直线上。有一电荷量为q、质量为m的带电粒子，以某一速度从圆周上的P点沿垂直于半径并指向圆心OO1的方向进入磁场，当从圆周上的O1点飞出磁场时，给M、N板加上如右图所示的交变电压。最终粒子刚好以平行于N板的速度从N板的边缘飞出。（不计平行金属板两端的边缘效应及粒子所受的重力）

(l)求带电粒子的电性及进入磁场P点时的速率v0；
(2)求交变电压的周期T和电压的值；
(3)若t=0时，将该粒子从MN板右侧沿板的中心线O2O1，仍以原速率v0射入M、N之间，求粒子在磁场中运动的时间。
四、选做题（从以下三个模块中任选一个模块题目作答，共12分，答题时标明题号）
16.[物理——选修3-3](12分)
(1)（4分）下列说法中正确的是
A．只要知道水的摩尔质量和水分子的质量，就可以计算出阿伏伽德罗常数
B．在使两个分子间的距离由很远(r>10m)减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先减小后增大，分子势能不断增大
C．温度上升，分子热运动的平均动能确定增大，但并非全部分子的速率都增大
D．液晶的光学性质不随外加电压的变化而变化
(2)（8分）如图所示，完全相同的两个气缸A、B，气缸的长度为30 cm，截面积为20 cm， C是可在气缸内无摩擦滑动的、体积不计的活塞，D为阀门，整个装置均由导热材料制成。起初阀门关闭，A内有压强=3．0×10=5帕的氮气。B内有压强=1.0×10帕的氧气。阀门打开后，活塞C向右移动，最终达到平衡。环境温度保持不变，假定氧气和氮气均为抱负气体，连接气缸的管道体积可忽视。求：

①活塞C移动的距离及平衡后B中气体的压强；
②活塞C移动过程中A中气体是_______（选填“吸热”或“放热”）。
17．[物理——选修3-4](12分)
(1)（4分）两列简谐波沿x轴相向而行，波速均为v=0.4 m/s，两波源分别位于A、B处， t=0时的波形如图所示。当t=2.5 s时，M点的位移为_______cm，N点的位移为_______ cm。

(2)（8分）一长度=3.2 m的赛艇停在安静的水面上，赛艇前端有一标记P离水面的高度为 h1=0.6 m，尾部Q点恰在水面上。赛艇正前方离赛艇前端 s1=0.8 m处有一浮标，如图所示。一潜水员在浮标前方s2=3.0 m处下潜到深度为h2=4.0 m时，看到标记P刚好被浮标拦住，此处看不到船尾端Q。连续下潜深度△h，恰好能观看Q。求：

①水的折射率n；
②连续下潜的深度△h。（可用根式表示）
18．[物理——选修3-5](12分)
(1)（4分）下列说法正确的是
A.卢瑟福通过粒子散射试验建立了原子核式结构模型
B．对于任何一种金属都存在一个“最小波长”，入射光的波长必需大于这个波长，才能产生光电效应
C．放射性元素的半衰期与核内自身因素有关，与原子所处的化学状态和外部条件也 有关
D．爱因斯坦在对光电效应的争辩中，提出了光子说
(2)（8分）如图所示，质量为M=2kg的足够长的小平板车静止在光滑水平面上，车的一端放置着质量为 =2kg的物体A（可视为质点）。一个质量为m=20 g的子弹以500 m/s的水平速度快速射穿A后，速度变为100 m/s，最终物体A静止在车上。求：

①子弹穿出物体A后A的速度是多大？平板车最终的速度是多大？
②全过程系统所产生的热量？