山西省運(yùn)城市高中聯(lián)合體2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期12月階段性測試物理試題

運(yùn)城市高中聯(lián)合體高二12月份調(diào)研測試物理考生注意:1.本試卷滿分100分，考試時間90分鐘。2.答題前，考生務(wù)必用直徑0.5毫米黑色墨水簽字筆將密封線內(nèi)項(xiàng)目填寫清楚。3.考生作答時，請將答案答在答題卡上。選擇題每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑；非選擇題請用直徑0.5毫米黑色墨水簽字筆在答題卡上各題的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效，在試題卷、草稿紙上作答無效。4.本卷命題范圍:選修31，選修32第四章第1節(jié)～第4節(jié)。一、選擇題（本題共12小題，每小題4分，共48分.在每小題給出的四個選項(xiàng)中，第1～8題只有一項(xiàng)符合題目要求，第9～12題有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分）1.我國嫦娥五號已經(jīng)在月球成功“取土”，為人類研究月球邁出里程碑式一步，假設(shè)月球是一個均勻帶負(fù)電的球體，將一帶負(fù)電的小球置于該月球表面h處，由靜止釋放，小球恰靜止于該處.現(xiàn)將該小球距月球表面2h處無初速釋放，則此小球?qū).向月球地心方向下落 B.遠(yuǎn)離月球方向運(yùn)動C.仍保持靜止?fàn)顟B(tài) D.無法確定2.在如圖所示電路中，閉合開關(guān)S，當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P向下滑動時，三個理想電表的示數(shù)都發(fā)生了變化，電流表A、電壓表V1、電壓表V2的示數(shù)分別用I、U1、U2表示，下列判斷正確的是A.I減小，U1增大、U2減小 B.I增大，U1增大、U2減小C.I減小、U1減小、U2增大 D.I增大，U1減小、U2增大3.把長1.0m的直導(dǎo)線全部放入勻強(qiáng)磁場中，保持導(dǎo)線和磁場方向垂直.當(dāng)導(dǎo)線中通過的電流為2.0A時，該直導(dǎo)線受到的安培力的大小為4×103N.則該勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為A.1.0×103T B.2.0×103TC.3.0×103T D.5.0×103T4.關(guān)于磁通量的說法，下列說法正確的是A.磁感應(yīng)強(qiáng)度越大的地方，穿過線圈的磁通量越大B.磁感應(yīng)強(qiáng)度越大的地方，線圈的面積越大，穿過線圈的磁通量越大C.穿過線圈的磁通量為零，磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零D.磁通量有方向，所以是矢量5.如圖所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并處于方向垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，質(zhì)量為m、帶電量為+q的小滑塊從斜面頂端由靜止下滑.在滑塊下滑的過程中，下列判斷正確的是A.滑塊受到的摩擦力不變B.滑塊滑到斜面底端時的動能與B的大小無關(guān)C.滑塊受到的洛倫茲力方向垂直斜面向上D.即便磁感應(yīng)強(qiáng)度B很大時，滑塊也不可能靜止于斜面上6.長為L的通電直導(dǎo)線放在傾角為θ的光滑斜面上，并處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，如圖所示，當(dāng)B方向豎直向上，電流為I1導(dǎo)體處于平衡狀態(tài)，若B方向改為垂直斜面向上，則電流為I2吋導(dǎo)體處于平衡狀態(tài)，電流比值應(yīng)為A. B.cosθC.sinθ D.7.如圖所示，兩個線圈a、b的半徑分別為r和2r，匝數(shù)分別為N1和N2，圓形勻強(qiáng)磁場B的邊緣恰好與a線圈重合并隨時間均勻增加，則a、b兩線圈的感應(yīng)電動勢之比為A.N1:N2 B.N1:4N2C.1:2 D.1:18.如圖甲所示，水平面上固定一個粗糙的“U”形金屬框架，金屬桿ab橫跨其上并與之接觸良好，整個裝置處于豎直向上的磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示，在金屬桿ab保持靜止的時間段內(nèi)A.金屬桿ab中感應(yīng)電流方向一定從b到aB.回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定增加C.金屬桿ab所受摩擦力的方向一定水平向右D.金屬桿ab所受安培力一定變大9.單匝矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速運(yùn)動，軸垂直于磁場，若線圈所圍面積里磁通量隨時間變化的規(guī)律如圖所示，則O～D過程中A.線圈中O時刻感應(yīng)電動勢最小B.線圈中D時刻感應(yīng)電動勢為零C.線圈中D時刻感應(yīng)電動勢最大D.線圈中O至D時間內(nèi)平均感應(yīng)電動勢為0.4V10.如圖所示，間距為L、電阻不計的足夠長平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌左右兩端均有一阻值為R的電阻相連，導(dǎo)軌上橫跨一根長為L、質(zhì)量為m、電阻也為R的金屬棒，金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好，整個裝置處于豎直向下磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，現(xiàn)給金屬棒一初速度v0向右運(yùn)動，則直到金屬棒停止的過程中有A.金屬棒在導(dǎo)軌上做勻減速運(yùn)動B.金屬棒開始運(yùn)動的時候，金屬棒兩端的電壓為BLv0C.整個過程中金屬棒克服安培力做功為D.整個過程中金屬棒上產(chǎn)生的焦耳熱為11.如圖所示，空間中存在水平方向的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，電場方向水平向左，磁場方向垂直紙面向里.一帶電小球恰能以速度v0沿與水平方向成30°角斜向右下方做勻速直線運(yùn)動，最后進(jìn)入一軸線沿小球運(yùn)動方向且固定擺放的一光滑絕緣管道（管道內(nèi)徑略大于小球直徑），下列說法正確的是A.小球帶負(fù)電B.磁場和電場的大小關(guān)系為C.若小球剛進(jìn)入管道時撤去磁場，小球仍做勻速直線運(yùn)動D.若小球剛進(jìn)入管道時撤去電場，小球的機(jī)械能守恒12.如圖所示，已知一帶電小球在光滑絕緣的水平面上從靜止開始經(jīng)電壓U加速后，水平進(jìn)入互相垂直的勻強(qiáng)電場（電場強(qiáng)度為E）和勻強(qiáng)磁場（磁感應(yīng)強(qiáng)度為B）的復(fù)合場中，小球在此空間的豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，則A.小球可能帶正電B.小球做勻速圓周運(yùn)動的半徑C.小球做勻速圓周運(yùn)動的周期D.若電壓U增大，則小球做勻速圓周運(yùn)動的周期增加二、實(shí)驗(yàn)題（本題共2小題，共12分）13.（6分）有一額定電壓為2.8V額定功率0.56W的小燈泡，現(xiàn)要用伏安法描繪這個小燈泡的伏安特性曲線.有下列器材可供選用A.電壓表（量程0～3V，內(nèi)阻約6kΩ）B.電壓表（量程0～6V，內(nèi)阻約20kΩ）C.電流表（量程0—0.6A，內(nèi)阻約0.5Ω）D.電流表（量程0～200mA，內(nèi)阻約20Ω）E.滑動變阻器（最大電阻102，允許最大電流2A）F.滑動變阻器（最大電阻200Ω，允許最大電流150mA）G.三節(jié)干電池（電動勢約為4.5V）H.電鍵、導(dǎo)線若干（1）為提高實(shí)驗(yàn)的精確程度，電壓表應(yīng)選用_____________；電流表應(yīng)選用____________；滑動變阻器應(yīng)選用____________.（以上均填器材前的序號）（2）通過實(shí)驗(yàn)描繪出小燈泡的伏安特性曲線如圖所示，某同學(xué)將一電源（電動勢E=2V，內(nèi)阻r=5Ω）與此小燈泡直接連接時，小燈泡的實(shí)際功率是____________W。（保留兩位有效數(shù)字）14.（6分）（1）如圖甲所示為某實(shí)驗(yàn)小組探究感應(yīng)電流方向的規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置，關(guān)于實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)該注意的事項(xiàng)和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，以下說法正確的是____________。A.實(shí)驗(yàn)前應(yīng)該先仔細(xì)觀察，清楚線圈的繞向B.開關(guān)閉合后，將滑動變阻器的滑片勻速滑動使接入電路的阻值逐漸減小，會觀察到電流計指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)C.開關(guān)閉合后，線圈A從線圈B中拔出和插入過程中會觀察到電流計指針偏轉(zhuǎn)方向相反D.開關(guān)閉合與斷開瞬間，電流計指針都會偏轉(zhuǎn)，但偏轉(zhuǎn)方向相同（2）當(dāng)電流從靈敏電流計正接線柱流入時指針向正接線柱一側(cè)偏轉(zhuǎn).現(xiàn)將其與線圈相連之后，將上端為S極的磁鐵插入線圈中，圖乙所示電流計指針偏轉(zhuǎn)的方向應(yīng)為偏向___________接線柱（填“正”或“負(fù)”）.根據(jù)圖丙中電流計指針偏轉(zhuǎn)方向可以判斷出插入線圈磁鐵下端的磁極為___________極（填“N”或“S”）.三、計算題（本題共4小題，共40分作答時應(yīng)寫出必要的文字說明方程式和重要的演算步驟.只寫出最后答案的不能得分.有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）15.（8分）如圖甲所示，螺線管的匝數(shù)為n=1000，橫截面積為S=10cm2，電阻為r=1Ω，與螺線管串聯(lián)的外電阻R1=5Ω、R2=4Ω.向右穿過螺線管的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖乙所示的規(guī)律變化.求:（1）0～1s內(nèi)，螺線管產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E1，并指出R1的感應(yīng)電流的方向；（2）1～2s內(nèi)，螺線管產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E2，R2上電壓U2.16.（9分）如圖所示，處于勻強(qiáng)磁場中的兩根電阻不計的平行金屬導(dǎo)軌相距L=1.0m，導(dǎo)軌平面與水平面成θ=37°角，上端連接阻值為R1=3Ω的電阻，下端連接阻值為R2=6Ω的電阻.勻強(qiáng)磁場大小B=0.4T、方向與導(dǎo)軌平面垂直.質(zhì)量為m=0.2kg、電阻r=0.5Ω的金屬棒ab放在兩導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，它們之間的動摩擦因數(shù)為0.25（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）.求:（1）求金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑時的加速度大小；（2）求金屬棒穩(wěn)定下滑時的速度大小及此時ab兩端的電壓Uab為多少；（3）當(dāng)金屬棒下滑速度達(dá)到穩(wěn)定時，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的效率是多少.17.（10分）如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L=0.40m，金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角θ=37°在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)，分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.50T、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場.金屬導(dǎo)軌的一端接有電動勢E=3.0V、內(nèi)阻r=0.50Ω的直流電源.現(xiàn)把一個質(zhì)量m=0.040kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒恰好靜止.導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻R0=2.5Ω，金屬導(dǎo)軌電阻不計，g取10m/s2.已知sin37°=0.60，cos37°=0.80，求:（1）通過導(dǎo)體棒的電流；（2）導(dǎo)體棒受到的安培力大小和方向；（3）導(dǎo)體棒受到的摩擦力大小和方向.18.（13分）如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系xOy的第三象限內(nèi)有平行于y軸的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度大小為E，方向沿y軸正方向.在第一、四象限內(nèi)有一個半徑為R=2m的圓，圓心坐標(biāo)為（2m，0），圓內(nèi)有方向垂直于xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場.一質(zhì)量為m=2.0×1011kg，q=+1.0×105C的帶電的粒子（不計重力），以速度為v0=2×104m/s從第三象限的P點(diǎn)，沿平行于x軸正方向射入電場，通過坐標(biāo)原點(diǎn)O進(jìn)入第一象限，速度方向與x軸正方向成45°，最后從Q點(diǎn)平行于y軸離開磁場，已知P點(diǎn)的縱坐標(biāo)為一1m（π取3，=1.4）.求:（1）勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小E；（2）圓內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；（3）帶電粒子從P點(diǎn)進(jìn)入電場到從Q點(diǎn)射出磁場的總時間.運(yùn)城市高中聯(lián)合體高二12月份調(diào)研測試·物理參考答案、提示及評分細(xì)則1.C當(dāng)帶小球在高度為h處處于平衡.則有，可知平衡和高度沒有關(guān)系，所以當(dāng)h變2h時，兩力仍然平衡，故C正確.2.CP下滑，R2增加，則總電阻增加，則總電流減小，總電流減小，則內(nèi)壓減小，外壓增大，電阻R3兩端的電壓和電流變大，電流表讀數(shù)I減小，流過R1的電流減小，由U=IR可知R1兩端的電壓減小，電壓表V1讀數(shù)減??；由串聯(lián)電路的特點(diǎn)可知U=U1+U2，由以上的分析可知，U變大，U1減小，U2增大.3.B磁感應(yīng)強(qiáng)度公式.4.C磁感應(yīng)強(qiáng)度為變量，磁通量為標(biāo)量，指的是穿過某面的磁感線條數(shù)多少.5.D滑塊滑動后受到垂直斜面向下的洛侖茲力，所以滑塊對斜面正壓力變大，摩擦力變大，而洛侖茲力與磁感應(yīng)強(qiáng)度大小有關(guān)，故本題選D.6.ABI1L=mgtanθ，而BI2L=mgsinθ.故，選A.7.A根據(jù)，可知選A.8.C根據(jù)右手定則可知電流從a→b，故A錯誤；棒所受安培力向右，所以所受摩擦力向右，C正確；F=BIL，B變大，但變小，故D錯，磁通量變化率越來越小，故感應(yīng)電動勢減小，B錯誤.9.BD線圈中O時刻切線斜率最大，即磁通量的變化率為最大，則感應(yīng)電動勢最大，線圈中D時刻磁通量的變化率為零，則感應(yīng)電動勢為零，故B正確，A、C錯誤.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得:，故D正確.10.CD金屬棒在整個運(yùn)動過程中，受到豎直向下的重力，豎直向上的支持力，這兩個力合力為零，還受到水平向左的安培力，金屬棒受到的合力等于安培力，隨著速度減小，安培力減小，加速度減小，故金屬棒做加速度逐漸減小的變減速運(yùn)動，故A錯誤；棒剛開始運(yùn)動時的電勢為BLv0，兩端電壓為路端電壓為，故B錯誤；整個過程中由動能定理可得:W安=0，則金屬棒克服安培力做功為:W安=，故C正確；整個回路產(chǎn)生的總焦耳熱為:Q=W安=，金屬棒上生的焦耳熱為:Q棒=.故D正確.11.CD經(jīng)分析，洛倫茲力不做功，重力做正功，而小球動能不變，電場力一定做負(fù)功，小球帶正電，故A錯誤；僅當(dāng)支持力為零，電場力、重力、洛倫茲力三力平衡時，有qE=qv0Bsin30°，即，故B錯誤；因?yàn)殡妶隽Α⒅亓?、洛倫茲力三力平衡時，電場力和重力的合力與洛倫茲力方向相反，說明合力和速度方向垂直，撤去磁場后重力和電場力合力不做功，支持力不做功，則小球仍沿桿做勻速直線運(yùn)動，故C正確；撤去電場，只有重力對小球做功，小球的機(jī)械能不變，故D正確.12.BC因?yàn)樾∏蜃鰟蛩賵A周運(yùn)動，所以電場力等于重力，故小球帶負(fù)電，A錯誤，mg=qE，故，又，，又，，故B正確；，C正確，D錯誤.13.（1）ADE（3分）（2）0.17（0.16～0.20范圍均給分）（3分）解析:（1）由題意可知，燈泡的額定電壓為2.8V，為了準(zhǔn)確性及安全性原則，電壓表應(yīng)選擇A；由P=UI可得，燈泡的額定電流為，故電流表應(yīng)選擇D；測量燈泡的伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)中應(yīng)采用分壓接法，故滑動變阻器應(yīng)選用小電阻，故滑動變阻器應(yīng)選擇E.（2）由閉合電路歐姆定律可得U=EIr，作出電源的伏安特性曲線如圖所示；則曲線與小燈泡的伏安特性曲線交點(diǎn)為燈泡的工作點(diǎn)，由圖可知，燈泡的電壓為1.3V，電流為0.13A，則燈泡的功率P=UI=1.3×0.13W≈0.17W（0.16～0.20范圍內(nèi)均給對）14.（1）AC（3分）（2）正S（3分）解析:（1）實(shí)驗(yàn)是探究感應(yīng)電流方向的規(guī)律的，此實(shí)驗(yàn)前要仔細(xì)觀察，弄清楚線圈繞向，搞清線圈電流方向與電流計指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系，故A正確開關(guān)閉合后將滑動變阻器的滑片勻速滑動使接入電路的阻值逐漸減小，導(dǎo)致穿過線圈B的磁通量變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，會觀察到電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故B錯誤；開關(guān)閉合后線圈A從線圈B中拔出和插入過程中，穿過線圈B的磁通量變化不同，者減少，后者增加，依據(jù)楞次定律“增反減同”.會觀察到電流計指針偏轉(zhuǎn)方向相反，故C正確；開關(guān)閉合與斷開瞬間，穿過線圈B的磁通量都會變化且變化不同，開關(guān)閉合瞬間磁通量增加，斷開瞬間磁通量減少，依據(jù)楞次定律“增反減同”.會觀察到電流計指針偏轉(zhuǎn)，而且偏轉(zhuǎn)方向不同，故D錯誤.（2）當(dāng)電流從靈敏電流計正接線柱流入時指針向正接線柱一側(cè)偏轉(zhuǎn)，若將上端為S極的磁鐵插入線圈中，原磁場方向向下磁通量增加，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場方向向上，根據(jù)安培定則可知感應(yīng)電流從電流計正接線柱流入，故指針偏向正接線柱一側(cè)；根據(jù)圖丙中電流計指針偏向負(fù)接線柱一側(cè)，可知感應(yīng)電流是從負(fù)接線柱流入電流計的，根據(jù)安培定則可知感應(yīng)電流的磁場方向向下，因條形磁鐵向下運(yùn)動，磁通量增加，根據(jù)楞次定律，可知原磁場方向向上，則插入線圈磁鐵下端的磁極為S極.15.解:（1）在0～1s內(nèi)，由法拉第電磁感應(yīng)定律可知螺線管產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為×10×104=4V（2分）根據(jù)楞次定律可知，通過電阻R1的電流方向向右（2分）（2）在1s～2s內(nèi)，螺線管產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為×10×104=6V（1分）根據(jù)閉合電路的歐姆定律有（1分）R2兩端的電壓為U2=IR2=0.6×4=2.4V（2分）16.解:（1）金屬棒開始下滑的初速為零，根據(jù)牛頓第二定律mgsinθμmgcosθ=ma（1分）式解得a=10×（0.60.25×0.8）m/s2=4m/s2故金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑時的加速度大小為4m/s2.（1分）（2）設(shè)金屬棒運(yùn)動