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    江苏省常州市新北区新桥中学2020-2021学年高二年级第一学期期末物理试题

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    这是一份江苏省常州市新北区新桥中学2020-2021学年高二年级第一学期期末物理试题,共9页。


    说明:本卷满分为100分,考试时间90分钟。第1-18小题为公共部分,第19题由班级根据实际情况自行选做。
    单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分,每小题只有一个选项符合题意。)
    如图所示的电路中,电源内阻不能忽略,当开关S断开时,测得电阻R1 QUOTE 两端的电压为6V,R2两端的电压为12V,则当开关S闭合后,下列说法错误的是( )
    A. 电压表的示数大于18V B. 电阻R2两端的电压小于12V
    C. 电阻R1两端的电压大于6V D. 内电阻r上的电压变大
    如图所示,质量为m、半径为r的金属圆环立在绝缘水平面上,圆环的电阻为R,一根绝缘细线一端连在圆环上,另一端连接在天花板上,细线刚好拉直,且细线与竖直方向的夹角为60°.竖直虚线MN将圆环一分为二,在虚线MN右侧加一垂直于金属圆环面向里的匀强磁场,使磁场的磁感应强度B按B=kt(k为常数)的规律随时间t均匀增大,重力加速度为g,忽略圆环的粗细,t时刻,圆环对水平面的压力刚好为零,则t的值为( )
    A. 3mgRπk2r3B. 3mgR2πk2r3C. 3mgRk2r3D. 3πmgR2k2r3
    3.如图所示,一劲度系数为k的轻质弹簧,下面挂有匝数为n的矩形线框abcd.bc边长为l,线框的下半部分处在匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向与线框平面垂直,在图中垂直于纸面向里.线框中通以电流I,方向如图所示,开始时线框处于平衡状态.令磁场反向,磁感应强度的大小仍为B,线框达到新的平衡.则在此过程中线框位移的大小Δx及方向是( )
    A. Δx=2nBIlk,方向向上 B. Δx=2nBIlk ,方向向下
    C. Δx=nBIlk,方向向上 D. Δx=nBIlk,方向向下
    4. 如图,直线OP上方分布着垂直纸面向里的匀强磁场,从粒子源O在纸面内沿不同的方向先后发射速率均为v的质子1和2,两个质子都过P点.已知OP=a,质子1沿与OP成30°角的方向发射,不计质子的重力和质子间的相互作用力,则( )
    A.质子1在磁场中运动的半径为eq \f(1,2)a B.质子2在磁场中的运动周期为eq \f(2πa,v)
    C.质子1在磁场中的运动时间为eq \f(2πa,3v) D.质子2在磁场中的运动时间为eq \f(5πa,6v)
    磁铁在线圈中心上方开始运动时,线圈中产生如图中箭头所示方向的感应电流,则磁铁( )
    A.向上运动 B.向下运动 C.向左运动 D.向右运动
    如图5所示,在外力的作用下,导体杆OC可绕O轴沿半径为r的光滑的半圆形框架在匀强磁场中以角速度ω匀速转动,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里,A、O间接有电阻R,杆和框架电阻不计,则所施外力的功率为( )
    A.eq \f(B2ω2r2,R) B.eq \f(B2ω2r4,R) C.eq \f(B2ω2r4,4R) D.eq \f(B2ω2r4,8R)
    如图所示是演示自感现象的电路图,关于此实验,下列说法正确的是( )
    A.通电稳定后,断开开关时灯泡A逐渐熄灭,灯泡B立刻熄灭
    B.变阻器R的作用是在接通开关时使灯泡B逐渐变亮
    C.如果灯泡B短路,接通开关时灯泡A立刻变亮
    D.如果灯泡A短路,接通开关时通过L的电流逐渐增大
    L
    R
    B
    A
    图甲是小型交流发电机的示意图,线圈绕垂直于匀强磁场的水平轴OO’沿逆时针方向匀速转动,从图示位置开始计时,产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示,以下判断正确的是( )
    A.交流电的频率是100Hz B.0.02s时线圈平面与磁场方向平行
    C.0.02s时穿过线圈的磁通量最大 D.电流表的示数为20A
    多项选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分,每小题有多个选项符合题意,全选对得4分,选对但不全对得2分,错选或不选的0分)
    足够大的空间内存在着竖直向上的匀强磁场和匀强电场,有一带正电的小球在电场力和重力作用下处于静止状态.现将磁场方向顺时针旋转30°,同时给小球一个垂直磁场方向斜向下的速度v(如图所示),则关于小球的运动,下列说法正确的是( )
    A.小球做类平抛运动 B.小球在纸面内做匀速圆周运动
    C.小球运动到最低点时电势能增加 D.整个运动过程中机械能不守恒
    如图所示,一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1 T的匀强磁场中,以导线截面的中心为圆心,半径为r的圆周上有a、b、c、d四个点,已知a点的实际磁感应强度为零,则下列叙述正确的是( )
    A.直导线中的电流方向垂直纸面向外
    B.b点的实际磁感应强度为eq \r(2) T,方向斜向上,与B的夹角为45°
    C.c点的实际磁感应强度也为零
    D.d点的实际磁感应强度跟b点的相同
    如图,两个线圈绕在同一根铁芯上,其中一线圈通过开关与电源连接,另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路.将一小磁针悬挂在直导线正上方,开关未闭合时小磁针处于静止状态.下列说法正确的是( )
    A.开关闭合后的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动
    B.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向
    C.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向
    D.开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动
    如图,半径为L的小圆与半径为3L的圆形金属导轨拥有共同的圆心,在小圆与导轨之间的环形区域存在垂直于纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场。现将一长度为3L的导体棒置于磁场中,让其一端O点与圆心重合,另一端A与圆形导轨良好接触。在O点与导轨间接入一阻值为r的电阻,导体棒以角速度ω绕O点做逆时针匀速圆周运动,其它电阻不计。下列说法正确的是( )
    A.导体棒O点的电势比A点的电势低
    B.电阻r两端的电压为
    C.在导体棒旋转一周的时间内,通过电阻r的电荷量为
    D.在导体棒旋转一周的时间内,电阻r产生的焦耳热为
    图7甲为小型交流发电机的原理图,其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动,线圈的匝数n=100、总电阻r=5 Ω,线圈的两端与阻值为95 Ω的电阻R连接,交流电压表为理想电表。t=0时刻,线圈平面与磁场方向平行,穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图乙所示正弦规律变化。若交流发电机产生的电动势的最大值为Em,电压表的示数为U,则( )
    图7
    A.Em=200 V,U=134 V B.Em=134 V,U=95 V
    C.通过电阻R的电流每秒内方向改变约50次 D.电阻R实际消耗的功率为190 W
    简答题(本题共5小题,共56分,解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分)
    14.(8分)如图甲所示为“研究电磁感应现象”的实验装置.
    (1)按实验的要求将图甲中所缺的导线补画完整.
    (2)开关闭合后,下列说法正确的是________.
    A.只要将线圈A放在线圈B中就会引起电流计指针偏转
    B.线圈A插入或拔出线圈B的速度越大,电流计指针偏转的角度越大
    C.如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上开关后,A线圈插入B线圈中,将滑动变阻器滑动触头迅速向左拉时,灵敏电流计指针向左偏一下
    (3)上述实验中,原线圈A可等效为一个条形磁铁,将线圈B和灵敏电流计连接如图乙所示,当电流从正接线柱流入灵敏电流计时,指针向正接线柱一侧偏转.则当条形磁铁迅速向上拔出时,图中灵敏电流计指针向________(填“正”或“负”)接线柱方向偏转.
    15. (12分)如图,在直角三角形OPN区域内存在匀强磁场,磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外。一带正电的粒子从静止开始经电压U加速后,沿平行于x轴的方向射入磁场;一段时间后,该粒子在OP边上某点以垂直于x轴的方向射出。已知O点为坐标原点,N点在y轴上,OP与x轴的夹角为30°,粒子进入磁场的入射点与离开磁场的出射点之间的距离为d,不计重力。求
    (1)带电粒子的比荷;
    (2)带电粒子从射入磁场到运动至x轴的时间。
    (12分)如图所示,两根足够长的光滑金属导轨竖直放置,相距为L,电阻R与两导轨相连,磁感应强度为B的匀强磁场与导轨平面垂直。一质量为m、电阻不计的导体棒MN,在竖直向上的恒力F作用下,由静止开始沿导轨向上运动。整个运动过程中,导体棒与导轨接触良好,且始终保持水平,不计导轨的电阻。求:
    (1)初始时刻导体棒的加速度;
    (2)当流过电阻R的电流恒定时,导体棒的速度大小。
    (12分)如图甲所示,一边长L=2.5 m、质量m=0.5 kg的正方形金属线框,放在光滑绝缘的水平面上,整个装置处在方向竖直向上、磁感应强度B=0.8 T的匀强磁场中,它的一边与磁场的边界MN重合.在水平力F作用下由静止开始向左运动,经过5 s线框被拉出磁场.测得金属线框中的电流随时间变化的图象如图乙所示,在金属线框被拉出的过程中,
    (1)求通过线框的电荷量及线框的总电阻;
    (2)分析线框运动性质并写出水平力F随时间变化的表达式;
    (3)已知在这5 s内力F做功1.92 J,那么在此过程中,线框产生的焦耳热是多少.
    (12分)如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数n1:n2=3:l,原线圈电路中接有一量程为3A的理想交流电流表,副线圈两端接有理想交流电压表一只和可变电阻R以及若干“6 V、6 W”的相同灯泡。输入端交变电压u的图象如图乙所示。

    (1)求图甲中电压表的读数。
    (2)要求灯泡均正常发光,求电路中最多允许接入的灯泡个数。
    (3)为满足第(2)问中要求,求可变电阻R应调到的电阻值
    附加题
    如图所示,半径为L1=2 m的金属圆环内上、下半圆各有垂直圆环平面的有界匀强磁场,磁感应强度大小均为B1=eq \f(10,π) T.长度也为L1、电阻为R的金属杆ab,一端处于圆环中心,另一端恰好搭接在金属环上,绕着a端沿逆时针方向匀速转动,角速度为ω=eq \f(π,10) rad/s.通过导线将金属杆的a端和金属环连接到图示的电路中(连接a端的导线与圆环不接触,图中的定值电阻R1=R,滑片P位于R2的正中央,R2的总阻值为4R),图中的平行板长度为L2=2 m,宽度为d=2 m.图示位置为计时起点,在平行板左边缘中央处刚好有一带电粒子以初速度v0=0.5 m/s向右运动,并恰好能从平行板的右边缘飞出,之后进入到有界匀强磁场中,其磁感应强度大小为B2,左边界为图中的虚线位置,右侧及上下范围均足够大.(忽略金属杆与圆环的接触电阻、圆环电阻及导线电阻,忽略电容器的充放电时间,忽略带电粒子在磁场中运动时的电磁辐射的影响,不计平行金属板两端的边缘效应及带电粒子的重力和空气阻力)求:
    (1)在0~4 s内,平行板间的电势差UMN;
    (2)带电粒子飞出电场时的速度;
    (3)在上述前提下若粒子离开磁场后不会第二次进入电场,则磁感应强度B2应满足的条件.
    题号



    合计
    14
    15
    16
    17
    18
    得分
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