【全国百强校】吉林省长春外国语学校2020-2021学年高二年级上学期期末考试物理试题

这是一份【全国百强校】吉林省长春外国语学校2020-2021学年高二年级上学期期末考试物理试题，共10页。试卷主要包含了5毫米黑色字迹的签字笔书，7%等内容，欢迎下载使用。

出题人 ：李南 审题人：李钟琦
本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共8页。考试结束后，将答题卡交回。
注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信
息条形码粘贴区。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书
写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；
在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5. 保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
第Ⅰ卷
一、选择题（本题共15小题，每小题4分。1-9题为单选题，10-15为多选题。）
1．物理学发展史中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步最先发现电磁感应现象的物理学家是（ ）
A．法拉第B．安培C．洛伦兹D．库仑
2．一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的下方，并与磁针指向平行，如图所示。此时小磁针的S极向纸内偏转，则这束带电粒子可能是（ ）
向右飞行的正离子束
B．向左飞行的正离子束
C．向右飞行的负离子束
D．以上说法都不正确
3．电磁炉是利用电磁感应现象产生的涡流，使锅体发热从而加热食物。下列相关的说法中正确的是（ ）
A．电磁炉中通入电压足够高的直流电也能正常工作
B．锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关
C．金属或环保绝缘材料制成的锅体都可以利用电磁炉来烹饪食物
D．电磁炉的上表面一般都用金属材料制成，以加快热传递、减少热损耗
4．在如图所示的U－I图象中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图线，直线Ⅱ为某一电阻R的U－I图线．用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路，由图象可知（ ）
A．电源的电动势为3V，内阻为0.5Ω
B．电阻R的阻值为2Ω
C．电源的输出功率为2W
D．电源的效率为50%
5．如下表数据所示为电饭煲和洗衣机正常工作时电压和电流，则下列说法中正确的是（ ）
A．洗衣机的电阻是电饭煲的电阻的10倍
B．电饭煲工作时的电功率为
C．洗衣机的热功率为
D．1min内洗衣机消耗的电能为
6．如图所示的电路中，R是压敏电阻，其阻值随所受压力F的增大而减小。闭合开关S后，在缓慢增大F的过程中，下列判断正确的是（ ）
A．灯泡L1亮度将变大
B．灯泡L2亮度将变大
C．电容器C所带电荷量将减小
D．电源的输出功率一定减小
7．如图，金属棒ab，金属导轨和螺线管组成闭合回路，金属棒ab在匀强磁场B中沿导轨向右运动，则
A．ab棒不受安培力作用
B．ab棒所受安培力的方向向右
C．ab棒向右运动速度越大，所受安培力越大
D．螺线管产生的磁场，A端为N极
8．空间某区域存在一方向垂直于纸面向外、大小随时间均匀变化的匀强磁场，磁场边界ef如图所示，现有一根粗细均匀金属丝围成的边长为L的正方形线框固定在纸面内，t=0时刻磁场方向如图甲所示，磁感应强度B随时间t变化关系如图乙所示，则（ ）
A．0~t1：e点电势高于f点电势
B．0~t1：
C．t1~t2：金属框中电流方向顺时针
D．0~t2：ab所受安培力方向始终不变
9．在如图所示的虚线MN上方存在磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，纸面上直角三角形OPQ的角Q为直角，∠QON=30°．两带电粒子a、b分别从O、P两点垂直于MN同时射入磁场，恰好在Q点相遇，则由此可知( )
A．带电粒子a的速度一定比b小
B．带电粒子a的比荷一定比b小
C．带电粒子a的运动周期一定比b小
D．带电粒子a的轨道半径一定比b大
10．某同学将一毫安表改装成双量程电流表。如图所示，已知毫安表表头的内阻为100Ω，满偏电流为1mA，R1和R2为定值电阻，且R1=5Ω，R2=20Ω，则下列说法正确的是（ ）
A．若使用a和b两个接线柱，电表量程为24mA
B．若使用a和b两个接线柱，电表量程为25mA
C．若使用a和c两个接线柱，电表量程为4mA
D．若使用a和c两个接线柱，电表量程为5mA
11．如图所示的电路中，和是完全相同的灯泡，线圈的直流电阻可以忽略，下列说法中正确的是（ ）
A．闭合电键接通电路时，始终比亮
B．闭合电键接通电路时，先亮，后亮，最后一样亮
C．断开电键切断电路时，和都要过一会儿才熄灭
D．断开电键切断电路时，先熄灭，过一会儿才熄灭
12．如图所示，光滑平行金属导轨PP′和QQ′都处于同一水平面内，P和Q之间连接一电阻R，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。现垂直于导轨放置一根导体棒MN，用一水平向右的力F拉动导体棒MN，以下关于导体棒MN中感应电流方向和它所受安培力的方向的说法正确的是（ ）
A．感应电流方向是N→M
B．感应电流方向是M→N
C．安培力方向水平向左
D．安培力方向水平向右
13．如图甲所示，在一螺线管内部中点处放置一小铜环，如图乙所示，在一螺线管外部放置一大铜环，闭合开关瞬间，下列说法正确的是（ ）
A．从左往右看，两个铜环中都有沿顺时针方向的感应电流
B．从左往右看，小铜环中有顺时针方向的感应电流，大铜环中有逆时针方向的感应电流
C．两个铜环都有收缩的趋势
D．小铜环有收缩的趋势，大铜环有扩张的趋势
14．如图所示，高为H、上下开口、内壁光滑的铜管竖直放置，可视为质点的小磁球A从上开口处由静止释放，并落至下开口处，若不计空气阻力，重力加速度大小为g，则（ ）
A．小磁球在管中做自由落体运动
B．小磁球在管中下落过程中机械能不守恒
C．小磁球落至下开口处的速度小于
D．若将铜管换成内壁光滑的陶瓷管，小磁球下落过程中机械能守恒
15．如图所示，垂直纸面向外的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面的、电阻均匀的正方形导体框，现将导体框分别向两个方向以的速度匀速拉出磁场，则导体框从两个方向移出磁场的过程中（ ）
A．导体框边两端电势差相同
B．通过导体框截面的电量相同
C．导体框中产生的焦耳热相同
D．导体框中产生的感应电流方向相同
第Ⅱ卷
二、填空题（每空2分，共14分）
16．某同学通过实验测定一个阻值约为的电阻的阻值。
现有电源，内阻可不计，滑动变阻器，额定电流，开关和导线若干，电流表，内阻，电压表，内阻
(1)为减小测量误差，实验电路应采用图中的___________选填“甲”或“乙”
(2)如图是测量的实验器材实物图，图中已连接了部分导线。请根据在(1)问中所选的电路图，补充完成图丙中实物间的连线
(3)若在(1)问中选用甲电路，产生误差的主要原因是___________；若在(1)问中选用乙电路，产生误差的主要原因是___________。（选填选项前的字母）
A．电流表测量值小于流经的电流值 B．电流表测量值大于流经的电流值
C．电压表测量值小于两端的电压值 D．电压表测量值大于两端的电压值
17．某同学用刻度尺测金属丝的长度，用螺旋测微器测金属丝的直径，其示数分别如图1和图2所示，则金属丝长度______，金属丝直径______。他还用多用电表按正确的操作程序测出了它的阻值，测量时选用“”欧姆挡，示数如图3所示，则金属丝的电阻______。
三、计算题（共26分）
18．（12分）如图所示，一个圆形线圈匝，线圈面积，线圈电阻，在线圈外接一个阻值为的电阻，把线圈放入一个方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化的规律如图线所示，在内求：
（1）线圈产生的感应电动势E；
（2）电阻R中的电流I的大小；
（3）电阻R两端的电势差，
19．（14分）如图，在平面直角坐标系xOy中，直角三角形区域ABC内存在垂直纸面向里的匀强磁场B1，线段CO=OB=L，θ=30°；第三象限内存在垂直纸面的匀强磁场B2（图中未画出），过C点放置着一面与y轴平行的足够大荧光屏CD；第四象限正方形区域OBFE内存在沿x轴正方向的匀强电场。一电子以速度v0从x轴上P点沿y轴正方向射入磁场，恰以O点为圆心做圆周运动且刚好不从AC边射出磁场；此后电子经第四象限进入第三象限，经过y轴时速度方向与y轴负方向成60°角，最后到达荧光屏时速度方向恰好与荧光屏平行。已知电子的质量为m、电荷量为e，不计电子的重力，求：
(1)P点距O点的距离d；
(2)电子在电场中的运动时间t；
(3)第三象限内的磁感应强度B2的大小。
参考答案
1．A
【详解】
A．法拉第提出用磁感线描述磁场，使得抽象的磁场变得更容易被人们理解，故A正确；
B．安培提出安培分子电流假说等，故B错误；
C．洛伦兹提出运动电荷在电场受到作用力的方向即利用左手定则确定，故C错误；
D．库仑提出库仑定律，故D错误。
故选A。
2．A
【详解】
因为N极向纸外偏转，所以小磁针所处的磁场方向垂直纸面向外，由安培定则可知带正电的粒子束向右飞行或带负电的粒子束向左飞行；
故选A。
3．B
【详解】
A．直流电不能产生变化的磁场，在锅体中不能产生感应电流，电磁炉不能使用直流电，A错误；
B．锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关，B正确；
C．锅体只能用铁磁性导体材料，不能使用绝缘材料制作锅体，C错误；
D．电磁炉的上表面如果用金属材料制成，使用电磁炉时，上表面材料发生电磁感应要损失电能，电磁炉上表面要用绝缘材料制作，D错误。
故选B。
4．A
【详解】
由图线Ⅰ可知，电源的电动势为3V，内阻为
r==0.5Ω
由图线Ⅱ可知，电阻R的阻值为1Ω，该电源与电阻R直接相连组成的闭合电路的电流为
I==2A
路端电压
U=IR=2V
电源的输出功率为
P=UI=4W
电源的效率为
=×100%≈66.7%
故选A。
5．D
【详解】
A．电饭煲与洗衣机的都与电源并联，电源两端电压相等，均为220V，由欧姆定律可求得电饭煲的电阻为
但洗衣机不是纯电阻用电器，由
求得的电阻是错误的，故A错误；
B．电饭煲工作时的电功率为
故B错误；
C．因洗衣机的内阻未知，则无法求得洗衣机的热功率，故C错误；
D．1min内洗衣机消耗的电能为
故D正确。
故选D。
6．A
【详解】
A．该电路的结构为：压敏电阻R先与灯泡L3串联，再与灯泡L2并联，最后与灯泡L1串联，其中电容器C与灯泡L3并联．在压力F缓慢增大的过程中，压敏电阻R的阻值减小，电路中的外电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，干路电流增大，即流过灯泡L1的电流增大，则灯泡L1的亮度将变大，故A正确；
B．根据闭合电路欧姆定律可得
E＝I（r＋RL1）＋UL2
又干路电流增大，则灯泡L2两端的电压减小，灯泡L2亮度将变小，故B错误；
C．根据并联电路知识和欧姆定律可得
I＝IL3＋
UL3＝IL3RL3
又灯泡L2两端的电压减小，则灯泡L3两端的电压增大，又根据电容器所带电荷量与电容器两极板间的电势差、电容器的电容的关系可得
Q＝CUL3
则电容器所带电荷量将增大，故C错误；
D．根据电源的输出功率关系可得
P出＝（）2R外＝
由于不知外电阻的阻值与内电阻的阻值的关系，则电源的输出功率的变化情况无法判断，故D错误。
故选A。
7．C
【解析】
ab棒切割磁感线时，要产生感应电流，而电流在磁场中就一定会有安培力，故A错误；根据楞次定律可知，感应电流总是起到阻碍的作用，故安培力的方向与导体棒一定的方向相反，应当向左，故B错误；ab棒向右运动时，、、，联立解得：，则知速度越大，所受安培力越大，故C正确；根据右手定则，ab中的电流的方向向上，流过螺旋管时，外侧的电流方向向下，根据安培定则得知螺线管产生的磁场，A端为S极，B端为N极，故D错误．故选C.
【点睛】回路中的一部分切割磁感线时，导体棒中要产生感应电流，而电流在磁场中就一定会有安培力；感应电流的大小与运动速度有关，运动速度越大，所受安培力越大．根据右手定则、左手定则和楞次定律依次进行分析．
8．B
【详解】
A．0~t1时间内垂直于纸面向外的磁场减弱，根据楞次定律可知感应电流产生的磁场垂直于纸面向外，根据安培定则可知感应电流为逆时针方向，在电源内部，电流从负极流向正极，故f电势高于e的电势，A错误；
B．根据法拉第电磁感应定律，感应电动势：
B正确；
C．根据楞次定律，0~t2金属框中电流方向为逆时针，C错误；
D．根据左手定则，0~t1安培力水平向左，t1~t2安培力水平向右，D错误。
故选B。
9．C
【解析】
【分析】
根据题意确定粒子的偏转方向，应用几何知识求出粒子转过的圆心角，然后应用周期公式与牛顿第二定律分析答题；
【详解】
AD、由题意可知a粒子顺时针方向偏转，带正电，b粒子逆时针方向偏转，由左手定则可知，b带负电，设OP长为L，过两圆的弦，分别做OQ和QP的中垂线，与过O点和P点初速度方向的垂线均交于OP的中点O′，根据几何知识可知,两粒子轨道半径相等，均为：，粒子转过的圆心角：，根据两粒子的a粒子的路程大于b粒子的路程，运动时间t相同，可知带电粒子a的速度一定比b大，故A、D错误；
BC、粒子在磁场中做圆周运动的周期：，两粒子同时射入磁场，恰好在Q点相遇，可知两粒子运动的时间t相同，根据可知，圆心角θ越大的粒子周期T一定小，比荷一定大，故带电粒子a的比荷一定比b大，带电粒子a的运动周期一定比b小，故C正确，B错误；
故选C．
【点睛】
“画轨迹，定圆心，求半径”是解决粒子在磁场中做圆周运动的关键．
10．BD
【详解】
AB．若使用和两个接线柱，则与表头串联然后共同与并联，根据并联电路两端电压相等，可得
解得
故A错误，B正确；
CD．若使用和两个接线柱，则与串联然后共同与表头并联，根据并联电路两端电压相等，可得
解得
故C错误，D正确。
故选BD。
11．BC
【详解】
AB．闭合电键接通电路时，线圈阻碍电流增加，先亮，后亮，最后一样亮；故A错误，B正确；
CD．断开电键切断电路时，线圈阻碍电流变小，使和中都有相同的电流逐渐减小，故两个灯都要过一会儿才熄灭，故D错误，C正确。
故选BC。
12．AC
【详解】
以导体棒MN为研究对象，所处位置磁场方向向下、运动方向向右。由右手定则可知，感应电流方向是N→M；再由左手定则可知，安培力方向水平向左。故BD错，AC对。
故选AC。
13．AD
【解析】
【详解】
AB.题图甲中通过小铜环的是螺线管内部的部分磁感线，题图乙中通过大铜环的是螺线管内部的所有磁感线与螺线管外部的部分磁感线的差值.根据楞次定律，闭合开关瞬间，穿过两铜环的磁通量均向左增大，则铜环中的感应电流的磁场的方向向右，从左往右看，铜环中感应电流沿顺时针方向，故A正确，B错误；
CD.闭合开关瞬间，穿过铜环的磁通量向左增大，根据楞次定律可知，题图甲中小铜环有收缩的趋势，题图乙中大铜环有扩张的趋势，故C错误，D正确.
14．BCD
【解析】
根据楞次定律，小磁球在管中运动时要在管中产生涡流，从而小球的下落时要受到向上的安培力作用，则小球的运动不是自由落体运动，选项A错误；小磁球在管中由于有感应电流产生，产生电能，则下落过程中机械能不守恒，选项B正确；若小球自由落体运动时到达下开口的速度等于，但是由于小球下落时受到向上的安培力，则小磁球落至下开口处的速度小于，选项C正确；若将铜管换成内壁光滑的陶瓷管，小磁球下落过程中不再产生电能，则机械能守恒，选项D正确；故选BCD.
点睛：此题关键是能从管中产生感应电流的角度以及从能量角度来分析问题；深入理解楞次定律的核心“阻碍”的意义即可解答.
15．BD
【详解】
A．导体框边两端的电势差为
则可知以速度拉出磁场时边两端电势差大，故A错误；
B．由
可知磁通量的变化量相同，电阻相等，则通过导体框截面的电量相同，故B正确；
C．设磁感应强度为，线框边长为，电阻为，则
又
得到
则速度时产生的焦耳热多，故C错误；
D．导体框从不同方向移出磁场的两个过程中，磁通量均减小，由楞次定律可知产生的感应电流方向沿逆时针方向，故D正确。
故选BD。
16．(1)4V(2)0.8A(3)-3.2V
【详解】
(1)由法拉第电磁感应定律：
(2)由闭合电路欧姆定律
(3)由欧姆定律得
楞次定律可知电流在导体中由b→a，所以
17．(1)；(2)；(3)或
【详解】
(1)电子在区域内以点为圆心做匀速圆周运动，在点与相切，其运动轨迹如图：
在中，根据几何知识有
d=
(2)电子从点进入电场做类平抛运动，设电子从边离开且在电场中运动的时间为，在方向上有
根据运动学规律有
解得
(3)电子在第三象限运动时速度
做匀速圆周运动有两种情况
①若磁场方向垂直于纸面向里，设其做匀速圆周运动的轨道半径为，圆心在，根
据几何知识有
洛伦兹力提供向心力
解得
②若磁场方向垂直于纸面向外，设其做匀速圆周运动的轨道半径为，圆心为，根据几何知识有
根据牛顿第二定律有
解得
18．甲 0.50 2.60 5.2 B D 串联 并联 0.05
【详解】
(1)[1]由于待测电阻满足
所以电流表应用外接法，电路图应是“限流外接”，所以应采用图甲电路
(2)[2]实物连线图如图所示
(3)[3]电流表最小分度为0.02A，由图可知，电流表的读数为
[4]电压表最小分度为0.1V，由图可知，电压表的读数为
[5]所以待测电阻为
(4)[6]根据欧姆定律和串并联规律可知，采用甲电路时由于电压表V的分流作用，导致电流表的测量值大于流经的电流
故选B
[7]若采用乙电路，由于电流表的分压作用，导致电压表的测量值大于两端的电压值，故选D
(5)[8][9]把它改装成量程为0~3V的电压表，要串联一个分压电阻，电阻大小为
[10][11]把它改装成量程为0~0.6A的电流表，要并联一个电阻
19．41.00 0.229 90
【详解】
[1]刻度尺的读数为：41.00cm；
[2]螺旋测微器的固定刻度读数为0mm，可动刻度读数为
0.01×22.9mm=0.229mm
所以最终读数为0.229mm；
[3]被测电阻的阻值为
9×10=90Ω
电饭煲
洗衣机
工作电压
交流电
交流电
工作电流