山西省长治市第二中学2019-2020学年高二物理上学期期末考试试题

山西省长治市第二中学2019-2020学年高二物理上学期期末考试试题【满分100分，考试时间为90分钟】一、选择题（本题共13个小题，每小题4分，共52分。第1-7小题中给出的四个选项中，只有一个选项正确；第8-13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，不选或有选错的得0分。请将选择题答案填涂到答题卡对应栏内。）1．下列说法中正确的是（）A．奥斯特首先引入电场线和磁感线，极大地促进了他对电磁现象的研究B．法拉第在对理论基础和实验资料进行严格分析后，提出了电磁感应定律C．楞次认为，在原子、分子等物质微粒的内部存在着一种环形电流，从而使每个物质微粒都成为微小的磁体D．安培发现了磁场对电流的作用规律，洛仑兹发现了磁场对运动电荷的作用规律2．随着科技的不断发展，无线充电已经实现了从理论研发到实际应用的转化。如图所示，某手机利用电磁感应原理正在进行无线充电，下列说法正确的是（）A．无线充电时，手机接收线圈部分的工作原理是“电流的磁效应”B．只有将充电底座接到直流电源上才能对手机进行充电C．接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同D．只要有无线充电底座，所有手机都可以用它进行无线充电3．物理量的正负号表示特定的物理意义，下列物理量中的正负号含义说法正确的是（）A．相对于同一零电势点，电势能Ep=—7J比Ep=3J小B．磁通量有正负之分，磁通量是矢量C．力是矢量，－3N比－5N大D．功是标量，F1对物体做正功，F2对物体做负功，F1做的功一定大于F2做的功4．如图所示，一个菱形的导体线框沿着自己的对角线匀速运动，穿过具有一定宽度的匀强磁场区城，已知对角线AC的长度为磁场宽度的两倍且与磁场边界垂直。下面对于线框中感应电流随时间交化的图象（电流以ABCD顺序流向为正方向，从C点进人磁场开始计时）正确的是（）A．B．C．D．5．真空中两个点电荷Q1、Q2分别固定于x轴上x1＝0和x2＝4a的两点，在它们的连线上场强E与x关系如图所示(取x轴正方向为场强正方向，无穷远处为电势零点)，以下判断正确的是()A．Q1、Q2都带正电B．Q1与Q2的电荷量之比是1:3C．x轴上a处的电势小于零D．正点电荷q在x轴上2a处的电势能比在3a处的小6．如图，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，则下列说法不正确的是()A．电源1与电源2的内阻之比是11∶7B．电源1与电源2的电动势之比是1∶1C．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是1∶2D．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1∶27．如图所示，矩形区域MPQN长MN=3d，宽MP=d，一质量为m（不计重力）、电荷量为q的带正电粒子从M点以初速度0v水平向右射出，若区域内只存在竖直向下的电场或只存在垂直纸面向外的匀强磁场，粒子均能击中Q点，则电场强度E的大小与磁感应强度B的大小的比值为（）A．034vB．043vC．032vD．023v8．如图甲所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管Q，P和Q共轴，Q中的电流i随时间t变化的规律如图乙所示，取甲图中电流方向为正方向，P所受的重力为G，桌面对P的支持力为FN，则（）A．在1t时刻，NFG，P有收缩的趋势B．在2t时刻，NFG，穿过P的磁通量不变C．在3t时刻，NFG，P中有感应电流D．在4t时刻，NFG，P有收缩的趋势9．如图所示，虚线右侧存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，具有一定电阻的正方形金属线框的右边与磁场的边界重合。在外力作用下，金属线框从0时刻由静止开始，以垂直于磁场边界的恒定加速度a进入磁场区域，t1时刻线框全部进入磁场。若规定顺时针方向为感应电流i的正方向，则感应电流i、外力大小F、线框中电功率的瞬时值P以及通过导体横截面的电荷量q随时间t变化的关系可能正确的是()A．B．C．D．10．在如图甲所示的电路中，电阻R1=R2=2R，圆形金属线圈半径为r1，线圈导线的电阻为R，半径为r2(r2r1)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(t0，0)和（0，B0），其余导线的电阻不计，闭合S，至t1时刻，电路中的电流已稳定，下列说法正确的是()A．电容器上极板带正电B．电容器下极板带正电C．线圈两端的电压为2010BrtD．线圈两端的电压为202054Brt11．如图所示，R0为热敏电阻（温度升高电阻迅速减小），D为理想二极管（正向电阻为0，ABRv0B反向电阻无穷大），C为平行板电容器．当开关K闭合，滑动变阻器R的触头P在适当位置时，电容器C中央有一带电液滴刚好静止．M点接地，则下列说法正确的是（）A．开关K断开，则电容器两板间电场强度为零B．将热敏电阻R0加热，则带电液滴向上运动C．滑动变阻器R的触头P向下移动，则带电液滴在C处电势能减小D．滑动变阻器R的触头P向上移动，则带电液滴在C处电势能增大12．如图所示，电阻不计的导轨OPQS固定，其中PQS是半径为r的半圆弧，Q为半圆弧的中点，O为圆心。OM是长为r的可绕O转动的金属杆，其电阻为R。M端与导轨接触良好。空间存在与平面垂直且向里的匀强磁场(图中未画出)，磁感应强度的大小为B，现使OM从OQ位置起以角速度ω逆时针匀速转到OS位置。则该过程中（）A．产生的感应电流大小恒定，方向为OPQMOB．通过OM的电荷量为24rBRC．回路中的感应电动势大小为Br2ωD．金属杆OM的发热功率为2244BrR13．如图所示，AB棒受一冲量作用后以初速度v0=4m/s沿水平面内的固定轨道运动，经一段时间后而停止．AB的质量为m=5g，导轨宽为L=0.4m，电阻为R=2Ω，其余的电阻不计，磁感应强度B=0.5T，棒和导轨间的动摩擦因数为μ=0.4，测得棒从运动到停止的过程中通过电阻R的电量q=10﹣2C，g取10m/s2。则上述过程中下面说法正确的是（）A．AB杆运动的距离为0.1mB．AB杆运动的时间0.9sC．当杆速度为2m/s时，其加速度为12m/s2D．电阻R上产生的热量为38J二、实验题（本题共15分。第14小题5分，第15小题10分。）14．（6分）如图是“探究感应电流的产生条件”实验的器材。（1）在图中用实线代替导线把它们连成实验电路；（2）写出三个操作使灵敏电流计的指针发生偏转。A．____________；B．____________；C．____________。（3）该实验得到的实验结论是__________________________________________。15．（10分）李明同学想要测量某个未知电阻Rx,他的手边共有仪器如下:一个电阻箱R、一个滑动变阻器R0、一个灵敏电流计○G、一个不计内阻的恒定电源E、开关、导线若干。他首先想到用伏安法或者电表改装知识来设计电路,但发现由于仪器缺乏无法实现。苦恼之余去寻求物理老师的帮助。老师首先给了他一道习题要求他思考：（1）如图甲，在a、b之间搭一座“电桥”，调节四个变阻箱R1、R2、R3、R4的阻值，当G表为零时(此时也称为“电桥平衡”)，4个电阻之间的关系是___________。（2）聪明的李明马上想到了改进自己的实验，他按照以下步骤很快就测出了Rx.①按图乙接好电路，将电阻箱R阻值调为某一值，调节__________，P为滑动变阻器的滑片，当G表示数为零时，读出此时变阻箱阻值R1；②将Rx与变阻箱R互换位置，并且控制____________不动，再次调节____，直至电桥再次平衡时,读出此时变阻箱阻值R2；③由以上数据即可得Rx的阻值，其大小为Rx=_____________。三、计算题（本题共3小题，共33分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写最后答案的不给分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）16．（9分）如图所示，线框由导线组成，cd、ef两边竖直放置且相互平行，导体棒ab水平放置并可沿cd、ef无摩擦滑动，导体棒ab所在处有匀强磁场且B2＝2T，已知ab长L＝0.1m，整个电路总电阻R＝5Ω。螺线管匝数n＝4，螺线管横截面积S＝0.1m2.在螺线管内有如图所示方向磁场B1，若磁场B1以110B=T/st均匀增加时，导体棒恰好处于静止状态，试求：(g＝10m/s2)（1）通过导体棒ab的电流大小；（2）导体棒ab的质量m大小；（3）若B1＝0，导体棒ab恰沿cd、ef匀速下滑，求棒ab的速度大小。17．（10分）如图所示，在磁感应强度B＝1.0T，方向竖直向下的匀强磁场中，有一个与水平面成θ＝37°角的导电滑轨，滑轨上放置一个可自由移动的金属杆ab．已知接在滑轨中的电源电动势E＝12V，内阻不计．ab杆长L＝0.5m，质量m＝0.2kg，杆与滑轨间的动摩擦因数μ＝0.1，滑轨与ab杆的电阻忽略不计．求：要使ab杆在滑轨上保持静止，滑动变阻器R的阻值在什么范围内变化？(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，结果保留一位有效数字)18．（14分）如图(a)所示，足够长的光滑平行金属导轨JK、PQ倾斜放置，两导轨间距离为L=l.0m，导轨平面与水平面间的夹角为θ=30°，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向上，导轨的J、P两端连接阻值为R=3.0Ω的电阻，金属棒ab垂直于导轨放置并用细线通过光滑定滑轮与重物相连，金属棒ab的质量m=0.20kg，电阻r=0.50Ω，重物的质量M=0.60kg，如果将金属棒和重物由静止释放，金属棒沿斜面上滑距离与时间的关系图像如图(b)所示，不计导轨电阻，g=10m/s2。求：(1)t=0时刻金属棒的加速度；(2)求磁感应强度B的大小以及在0.6s内通过电阻R的电荷量；(3)在0.6s内电阻R产生的热量。物理试题答案一、选择题：1.D2.C3.A4.B5.C6.D7.B8.BC9.ACD10.BD11.BC12.ABD13.ABC二、实验题：14．（1）（2）三个操作使灵敏电流计的指针发生偏转：A.将开关闭合或断开；B.将螺线管A插入（或拔出）螺线管B；C.将滑动变阻器的滑处向左或向右移动；（3）结论：只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，则闭合导体回路中就有感应电流。15.1423RRRR；R；P；R；12RR三、计算题：16.解：（1）螺线管产生的感应电动势：=4V闭合电路欧姆定律，（2）安培力F1=B2I1L=2×0.8×0.1N=0.16N导体棒静止时有F=mg，求得m=0.016kg（3）切割磁力线所产生的电动势E2=B2Lv闭合电路欧姆定律：安培力表达式：F2=B2I2L导体棒静止时有F2=mg代入数据得：v=20m/s17.解：ab杆在恰好不下滑和恰好不上滑这两种情况下的受力分析，当ab杆恰好不下滑时，如图甲所示:由平衡条件得,沿斜面方向11sincosNmgFF安垂直斜面方向11cossinNFmgF安而11EF=BLR安解得R1＝5Ω当ab杆恰好不上滑时，如图乙所示:由平衡条件得,沿斜面方向22sincosNmgFF安垂直斜面方向2cossinNFmgF安2而22=EFBLR安解得:R2＝3Ω．所以，要使ab杆保持静止，R的取值范围是3Ω≤R≤5Ω18.(1)对金属棒和重物整体Mg-mgsinθ=(M+m)a解得：a=6.25m/s2；(2)由题图(b)可以看出最终金属棒ab将匀速运动，匀速运动的速度感应电动势E=BLv感应电流金属棒所受安培力速运动时，金属棒受力平衡，则可得联立解得：在0.6s内金属棒ab上滑的距离s=1.40m通过电阻R的电荷量；(3)由能量守恒定律得解得Q=2.1J又因为联立解得：QR=1.8J。