2021省齐齐哈尔八校高二下学期期中考试物理试题含答案

齐齐哈尔甘南县第二中学等八校2020－2021学年度下学期期中考试
高二物理试卷  

    时间：90分钟   满分：100分

一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分.1-8 小题给出的四个选项中只有一个选项正确；9-12小题有多个选项正确.

1.下列各种说法中不正确的有（    ）

A．普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说

B．光既具有波动性，又具有粒子性，所以说光具有波粒二象性

C．光电效应现象说明光具有粒子性，康普顿效应说明光具有波动性

D．德布罗意认为任何一个运动物体，无论是大到太阳、地球，还是小到电子、质子，都与一种波相对应，这就是物质波，物质波是概率波

2.如图甲所示，绝缘的水平桌面上放置一金属圆环，在圆环的正上方放置一个螺线管，在螺线管中通入如图乙所示的电流，设电流从螺线管a端流入为正，以下说法正确的是（    ）

A. 0-1s内圆环面积有扩张的趋势

B. 1s末圆环对桌面的压力小于圆环的重力

C. 1-2s内和2-3s内圆环中的感应电流方向相反

D. 2s末圆环对桌面的压力等于圆环的重力

3.如图所示，纸面内有一矩形导体闭合线框abcd，ab边长大于bc边长．从置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于MN.第一次ab边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q1，通过线框导体横截面的电荷量为q1；第二次bc边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q2，通过线框导体横截面的电荷量为q2，则(　　)

A．Q1>Q2　 q1＝q2　　　　B．Q1>Q2　 q1>q2

C．Q1＝Q2　q1＝q2        D．Q1＝Q2　q1>q2

4.用甲、乙、丙三种单色光在同一个光电管上做光电效应实验，发现光电流I与电压U的关系如图所示，下列说法正确的是（　　）

A. 甲、乙两种单色光的强度相同
B. 单色光甲的频率大于单色光丙的频率
C. 三种单色光在真空中传播时,丙的波长最短
D. 三种单色光中,丙照射时逸出光电子的最大初动能最小

5.如图所示两个区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度均为B，电阻为R、半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度ω匀速转动（O轴位于磁场边界）。则线框内产生的感应电流的有效值为 （    ）

A.           B.  

C.        D.

6.如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图乙中曲线a、b所示，则(　　)

A．两次t＝0时刻穿过线圈的磁通量均为零

B．曲线a、b对应的线圈转速之比为2∶3

C．曲线a表示的交变电动势瞬时值为u=15sin25πt(V)

D．曲线b表示的交变电动势最大值为10 V

7.一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3 Ω、1 Ω和4 Ω，A为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定．当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为4I.该变压器原、副线圈匝数比值为(　　)

A．2　　　B．3     C．4       D．5

8．如图所示的甲、乙、丙图中，MN、PQ是固定在同一水平面内足够长的平行金属导轨。导体棒ab垂直放在导轨上，导轨都处于垂直水平面向下的匀强磁场中。导体棒和导轨间接触良好且摩擦不计，导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，甲图中的电容器C原来不带电。今给导体棒ab一个向右的初速度v0，在甲、乙、丙图中导体棒ab在磁场中的最终运动状态是(　　)

A．甲、乙中，棒ab最终静止；丙中ab棒最终做匀速运动

B．甲、丙中，棒ab最终做匀速运动；乙中ab棒最终静止

C．甲、乙、丙中，棒ab最终均做匀速运动

D．甲、乙、丙中，棒ab最终都静止

9.用某单色光照射金属钛表面，发生光电效应．从钛表面放出光电子的最大初动能与入射光频率的关系图线如图．则下列说法正确的是（　　）
A. 钛的逸出功为6.67×10-19J
B. 钛的极限频率为1.0×1015Hz
C. 由图线可知光电子的最大初动能和入射光频率成正比
D. 由图线可求得普朗克常量为6.67×10-34J•s

10．在光滑水平桌面上有一边长为l的正方形线框abcd，bc边右侧有一等腰直角三角形匀强磁场区域efg，三角形腰长为l，磁感应强度竖直向下，a、b、e、f在同一直线上，其俯视图如图所示，线框从图示位置在水平拉力F作用下以速度v向右匀速穿过磁场区，线框中感应电流i－t和F－t图象正确的是(以逆时针方向为电流的正方向，以水平向右的拉力为正，时间单位为l/v)(　　)

11.如图所示，理想变压器原线圈接有交流电压，副线圈上通过电阻R接有灯泡L1、L2和含有铁芯的线圈L.开始时开关S处于断开状态，滑片P处于图示位置，灯泡能发光.以下说法正确的是（    ）

A.合上开关S，灯泡L1变暗

B.滑片P向上滑动，灯泡L1变暗

C.抽出线圈中的铁芯，灯泡L1变亮

D.变压器原线圈改接的交流电，电压表示数不变，灯泡L1变暗

12.如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上，有三条水平虚线l1、l2、l3，它们之间的区域Ⅰ、Ⅱ宽度均为d，两区域分别存在垂直斜面向下和垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，一个质量为m、边长为d、总电阻为R的正方形导线框，从l1上方一定高度处由静止开始沿斜面下滑，当ab边刚越过l1进入磁场Ⅰ时，恰好以速度v1做匀速直线运动；当ab边在越过l2运动到l3之前的某个时刻，线框又开始以速度v2做匀速直线运动，重力加速度为g.在线框从释放到穿出磁场的过程中，下列说法正确的是(　　)

A．线框中感应电流的方向不变

B．线框ab边从l1运动到l2所用时间大于从l2运动到l3所用时间

C．线框以速度v2做匀速直线运动时，发热功率为sin2θ

D．线框从ab边进入磁场到速度变为v2的过程中，产生的焦耳热Q与重力做功WG的关系式

是Q＝WG＋mv－mv

二、实验题：（本题共2小题，共16分.13题（3）2分其他空每空1分，14题每空2分.）

13.如图（a）为简易多用电表的电路图，图中E是电池；R1、R2、R3、R4和 R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头G的满偏电流为250A，内阻为480. 虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连，该多用电表有5个挡位.

（1）图（a）的B端与_________（填“红”或“黑”）色表笔相连接

1档是_________（A.直流电流档、B.直流电压挡、C.欧姆档）（填正确答案标号）

3档是_________（A.直流电流档、B.直流电压挡、C.欧姆档）（填正确答案标号）

5档是_________（A.直流电流档、B.直流电压挡、C.欧姆档）（填正确答案标号）

（2）关于R6的使用，下列说法正确的是_________（填正确答案标号）

A. 在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置

B. 使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置

C. 使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置

（3）若2档为直流电流档，其中，则2挡量程为_________mA；

（4）某次使用欧姆档测量时该多用电表指针位置如图（b）所示. 若此时B端是与欧姆×100挡相连的，这时欧姆表的内阻为_________。

14.要测量一只电压表的内阻RV。提供的器材有：

待测电压表V（量程0-3v，内阻约为3KΩ）；

电阻箱R0（阻值0-9999.9Ω）；

滑动变阻器R1（阻值0-20Ω，额定电流为1A）；

滑动变阻器R2（0-1500Ω，额定电流为0.5A）；

电源E（电动势为6V，内阻为0.5Ω）；

电键S及导线若干。

（1）如果采用如图所示的电路测定电压表的内阻，并且要得到较高的精确度，那么从以上给出的器材中，滑动变阻器R应选用      

（2）在以下所给的实验步骤中，排出合理的顺序为：             

A．合上电键S；

B．使滑动触头P处于最左端，R′的阻值调至最大；

C．保持滑动变阻器的解头位置不变，增大电阻箱的阻值，使电压表示数为满偏读数的一半，记下电阻箱的此时阻值R2′

D．调节电阻箱和滑动变阻器，使电压表示数满偏，记下电阻箱的此时阻值R1′；

（3）用测得的物理量表示电压表内阻应为RV=             ；

（4）在上述实验中测得的电压表内阻值会比真实值         。（填“偏大”、“偏小”或“相同”）

三、计算题：（本题共3个小题，共36分。要求写出必要的文字说明。）

15.（10分）如图所示，L1＝0.5 m，L2＝0.8 m，回路总电阻为R＝0.2 Ω，物块M的质量m＝0.04 kg，导轨光滑，开始时磁场B0＝1 T。现使磁感应强度以每秒增加0.2 T的变化率均匀地增大，试求：当t为多少时，M刚好离开地面？(g取10 m/s2)

16.（12分）风力发电作为新型环保能源，近年来得到了快速发展，如图所示的风车阵中发电机输出功率为100kW，输出电压是250V，用户需要的电压是220V，输电线总电阻为10Ω。若输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%。

（1）画出此输电线路的示意图；

（2）求在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比；

（3）求用户得到的电功率。

17.（14分）如图所示，一对平行的粗糙金属导轨固定于同一水平面上，导轨间距L＝0.2 m，左端接有阻值R＝0.3 Ω的电阻，右侧平滑连接一对弯曲的光滑轨道.仅在水平导轨的整个区域内存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小B＝1.0 T.一根质量m＝0.2 kg、电阻r＝0.1 Ω的金属棒ab垂直放置于导轨上，在水平向右的恒力F作用下从静止开始运动，当金属棒通过位移x＝9 m时离开磁场，在离开磁场前已达到最大速度.当金属棒离开磁场时撤去外力F，接着金属棒沿弯曲轨道上升到最大高度h＝0.8 m处.已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ＝0.1，导轨电阻不计，棒在运动过程中始终与导轨垂直且与导轨保持良好接触，取g ＝10 m/s2.求：

(1)金属棒运动的最大速率v；

(2)金属棒在磁场中速度为时的加速度大小；

(3)金属棒在磁场区域运动过程中，电阻R上产生的焦耳热.

2020－2021学年度下学期期中考试
高二物理答案

1.C  2.D  3.A  4.C  5.C  6.D  7.B  8.B   9.ABD  10.BD  11.AC  12.CD

13.（1） 红；（1分） 直流电流档；（1分） 欧姆档；（1分） 直流电压档（1分）

（2）B；（1分） （3）1mA（2分） （4）1500Ω（1分）

14．（1）R1（2分）；（2）BADC（2分）；（3）R2′-2R1′（2分）；（4）偏大（2分）

大题答案仅供参考，其他合理情况酌情给分。

15答案　5 s

解析：回路中原磁场方向向下，且磁通量增加，由楞次定律可以判知，感应电流的磁场方向向上，根据安培定则可以判知，ab中的感应电流的方向是a→b，由左手定则可知，ab所受安培力的方向水平向左，从而向上拉起重物。

设ab中电流为I时M刚好离开地面，此时有

FB＝BIL1＝mg   2分

I＝    2分

E＝＝·S＝·L1L2        2分

B＝B0＋t       2分

解得：FB＝0.4 N，I＝0.4 A，B＝2 T，t＝5 s。   2分

16．(1)见解析；(2)240:11；(3)96kW。

【详解】

(1)如图所示

           2分
 

(2)输电线损耗功率  P线=100×4% kW=4kW

又P线=I22R线，输电线电流         1分

原线圈中输入电流       1分

则升压变压器匝数比          2分

降压变压器输入电压         2分

降压变压器匝数比        2分

(3)用户端电流         解得：      1分

故用户得到的电功率      1分

17.【答案】　见解析

【解析】　(1)金属棒从出磁场到上升到弯曲轨道最高点，根据机械能守恒定律得：

mv2＝mgh①    2分

由①得：v＝＝4 m/s②    1分

(2)金属棒在磁场中做匀速运动时，设回路中的电流为I，根据平衡条件得

F＝BIL＋μmg③    1分

I＝④    1分

联立②③④式得F＝0.6 N⑤   1分

金属棒速度为时，设回路中的电流为I′，根据牛顿第二定律得

F－BI′L－μmg＝ma⑥   2分

I′＝⑦    1分

联立②⑤⑥⑦得：a＝1 m/s2⑧   1分

(3)设金属棒在磁场区域运动过程中，回路中产生的焦耳热为Q，根据功能关系：

Fx＝μmgx＋mv2＋Q⑨   2分

则电阻R上的焦耳热QR＝Q⑩          1分

联立⑤⑨⑩解得：QR＝1.5 J.    1分