淮安市2020~2021学年度第一学期期末调研测试高二物理试题

一、单项选择题：本题共13小题，每小题3分，共计39分。每小题只有一个选项符合题意。

1. 如图所示，两个位于纸面内单匝线圈a，b的半径分别为r、2r。圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合，方向垂直于纸面向外，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为（　　）

A. 1：1 B. 1：2 C. 1：4 D. 4：1

【答案】A

2. 在匀强磁场中放置一根与磁场方向垂直的长为l、电流为I的通电直导线，导线受到的安培力为F，则（　　）

A. 该磁场的磁感应强度

B. 该磁场的磁感应强度

C. 安培力的方向一定与磁感应强度的方向垂直，但不一定与电流方向垂直

D. 把该通电导线移入其他位置不受安培力，则该导线所在处磁感应强度为0

【答案】B

3. 下列有关传感器的说法中错误的是（　　）

A. 宾馆房间的火灾报警器应用了温度传感器

B. 电子秤称量物体质量应用了力传感器

C. 霍尔元件是将磁感应强度转换为电压的一种磁传感器

D. 新冠疫情防控中使用的枪式测温仪应用了红外传感器

【答案】A

4. 如图所示，匀强磁场磁感应强度为B，方向垂直纸面向里。将长为2l的直导线折成边长相等、夹角为的L形放置在纸面内，其中ab边竖直、bc边水平。在导线中通以强度为I、方向如图所示的电流时，该L形导线受到的安培力（　　）

A. 方向垂直bc边向下

B. 方向垂直ab边向右

C. 大小为

D. 大小为2

【答案】C

5. 如图所示电路，开关S闭合稳定后，流过线圈L的电流为，流过灯泡的电流为。现将S突然断开，S断开前后，下列图中能正确表示流过灯泡的电流i随时间t变化关系的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】A

6. 某兴趣小组的同学利用“光敏”材料制成的“光控开关”控制楼道灯，天黑时自动闭合，天亮时自动断开；利用“声敏”材料制成的“声控开关”，有人走动发出声音时自动闭合，无人走动时自动断开。若将这两种开关配合使用，就可以使楼道灯变的“智能”。这种“智能”的电路是图中的（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】A

7. 如图所示，电源电动势为E，内阻为r，电路中电表均为理想电表。闭合电键S，将滑片P向右移动，下列说法正确的是（　　）

A. 灯泡L变暗

B. 电压表读数变大

C. 电流表读数变大

D. 电容器C上所带的电荷量增加

【答案】C

8. 如图所示，蹄形磁铁和矩形线圈均可绕竖直轴转动，将蹄形磁铁逆时针转动（从上往下看），则矩形线圈的运动情况和产生的感应电流情况为（　　）

A. 线圈将顺时针转动

B. 线圈将逆时针转动

C. 线圈转动，线圈中无感应电流

D. 线圈不转动，线圈中有感应电流

【答案】B

9. 在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图甲所示，当磁场的磁感应强度B随时间t如图乙变化时，正确表示线圈中感应电动势E变化的是图中的（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】A

10. 下列四幅演示实验图中，实验现象描述正确的是（　　）

A. 图甲用磁铁靠近轻质铝环A，A会靠近磁铁

B. 图乙断开开关S，触点C立即断开

C. 图丙演示同向电流相互吸引，反向电流相互排斥

D. 图丁电子射线管（A为阴极），接通高压电源后，荧光屏上的电子束向下偏转

【答案】C

11. 如图甲所示，矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中匀速转动，外接一电阻R和一个理想电流表。已知线圈的匝数为n，角速度为ω，面积为S，电阻为r。线圈转动产生的感应电动势e随时间t变化的图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　）

A. 在t1时刻穿过线圈平面磁通量的变化率为BSω

B. 在t1~t2时间内，通过电阻R的电荷量为

C. 在t3时刻电流表的示数为

D. 在t2~t4时间内，穿过线圈平面磁通量的变化量为2nBS

【答案】A

12. 真空区域有宽度为d、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向如图所示，MN、PQ是磁场的边界。比荷为k的带负电粒子（不计重力），沿着与MN夹角的方向射入磁场中，恰好未能从PQ边界射出磁场。下列说法正确的是（　　）

A. 粒子的速率大小是

B. 粒子在磁场中运动的时间是

C. 仅增大粒子的入射速率，在磁场中的运动时间将减小

D. 仅减小粒子的入射速率，在磁场中的运动时间将增大

【答案】C

13. 回旋加速器是利用磁场和电场使带电粒子作回旋运动，经过多次加速，粒子最终从D形盒边缘引出，能量可达几十兆电子伏特（MeV）。如图所示为回旋加速器原理示意图，利用回旋加速器对粒子进行加速，此时D形盒中磁场的磁感应强度大小为B，D形盒缝隙间电场变化周期为T，加速电压为U。忽略相对论效应和粒子在D形盒缝隙间的运动时间，下列说法正确的是（　　）

A. 保持B、U和T不变，该回旋加速器可以加速质子

B. 仅增大加速电压U，粒子在回旋加速器中运动的总时间不变

C. 仅增大加速电压U，粒子获得的最大动能增大

D. 回旋加速器既能加速带正电的粒子，又能加速带负电的粒子

【答案】D

二、实验题：本题共2小题，共计16分。请将解答及作图填写在答题卡相应位置。

14. 某学习小组在“探究楞次定律”的实验中，记录如下表：

磁铁放置情况 

磁铁运动情况

电表指针偏转情况

N极朝下

插入线圈

向左偏转

S极朝下

从线圈中抽出

向①偏转

②极朝下

从线圈中抽出

向右偏转

(1)请你补充完整表格，所要填写的内容写在对应的横线上：①___________；（选填“左”或“右”）；②___________；（选填“N”或“S”）

(2)根据实验现象，组长带领大家研究后认为：这个实验中，磁铁插入线圈中不动，让线圈上下运动也可以产生感应电流。你认为他们的结论是___________（选填“正确”或“不正确”）的。

【答案】    (1). 左    (2). N极朝下    (3). 正确

15. 有些科学实验的规律和结果在没有找到确切的函数表达式时，采用图像来表示实验结果，能形象直观地显示物理量变化的规律。作图法得到的图像不仅可用来寻找物理量之间的关系，还可根据图像的斜率、截距等的物理意义求出相关物理量。某学习小组利用图示电路测量某干电池的电动势和内阻。

(1)图示是该同学正准备接入最后一根导线（图中虚线所示）时的实验电路。请改正实验操作存在的问题之处___________；___________。

(2)实验测得的电阻箱阻值R和理想电流表示数I，以及计算的数据见下表：

R/Ω

根据表中数据，在图中方格纸上作出关系图像___________。由图像可计算出该干电池的电动势为___________V（结果保留三位有效数字）；内阻为___________Ω（结果保留两位有效数字）。

【答案】    (1). 电阻箱不能为零    (2). 实验前开关未断开    (3).     (4).     (5).

三、计算题：本题共4小题，共计45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，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

16. 一直流电动机，把它接入电压为0.1V电路，电机不转，测得流过电动机的电流为0.2A；若把电动机接入电压为3.0V电路，电动机正常工作，工作电流为1A。求电动机：

(1)电阻；

(2)正常工作时的输出功率。

【答案】（1）；（2）

17. 为应对“新型冠状病毒”冬季可能爆发的流行态势，某医疗组织准备筹建“方舱”医院。为做好疫情防控供电准备，供电部门为医院设计的供电系统输电电路简图如图所示，发电机的矩形线框ABCD处于磁感应强度大小的水平匀强磁场中，线框面积，匝数匝，电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴以一定的角速度匀速转动，并与升压变压器的原线圈相连，升压变压器原、副线圈的匝数之比为1：20，降压变压器的副线圈接入到医院供电，两变压器间的输电线等效电阻，变压器均为理想变压器。当发电机输出功率时，电压表的示数为250V，额定电压为220V的医疗设备正常工作。求：

(1)线圈转动角速度大小；

(2)降压变压器原、副线圈匝数之比。

【答案】(1) ； (2)

18. 如图所示xOy坐标系，在第一象限存在垂直纸面向外的匀强磁场，在第二象限存在水平向右的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子在该平面内从x轴上的P点，以垂直于x轴的初速度v0进入匀强电场，经过y轴上的Q点且与y轴成角射出电场进入磁场，再经过一段时间又恰好垂直于x轴进入第四象限。已知OP之间的距离为d（不计粒子的重力）。求：

(1)进入磁场的速度；

(2)O点到Q点的距离；

(3)磁感应强度B的大小。

【答案】(1)；(2)；(3)

19. 如图所示，光滑轻质定滑轮上绕有轻质柔软细线，线的一端系一质量的重物，另一端系一质量、电阻的金属杆，在竖直平面内有足够长的平行金属导轨ab、cd，其间距为，在b、d之间连接有阻值的电阻，其余电阻不计。一匀强磁场与导轨平面垂直，磁感应强度，开始时金属杆置于导轨下端bd处，将重物由静止释放，当重物下降h时恰好达到稳定速度后匀速下降，运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好，不计一切摩擦和接触电阻，重力加速度g取10m/s2。求：

(1)重物匀速下降时的速度v；

(2)重物从释放到下降h过程中，电阻R中产生的热量Q；

(3)若从重物匀速下降的时刻开始计时，磁场的磁感应强度B逐渐减小，且金属杆中始终不产生感应电流，试写出B随时间t变化的关系。

【答案】(1)；(2)；(3)