河北省邢台市2020-2021学年高二物理下学期开学考试试题.doc

河北省邢台市2020-2021学年高二物理下学期开学考试试题

河北省邢台市2020-2021学年高二物理下学期开学考试试题

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河北省邢台市2020-2021学年高二物理下学期开学考试试题
考生注意:
1.本试卷分第Ⅰ卷〔选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分。考试时间90分钟。
2.请将各题答案填写在答题卡上。
3.本试卷主要考试内容:人教版选修3-1，选修3-2
第I卷（选择题共40分）
一、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目要求。
1.下列家用电器中，主要利用电流的热效应工作的是
A.电饭锅 B.电冰箱
C.电风扇 D.洗衣机
2.下列说法正确的是
A.同名磁极相互吸引
B.安培首先发现了电流的磁效应
C.地磁场的北极在地理北极附近
D.通有同向电流的两根平行直导线相互吸引
3.远距离高压输电时，已知升压变压器的输出电压为U，输出功率为P，降压变压器的输入电压为U′，输电线的电阻为R。下列计算输电线功率损耗P损的公式中，正确的是
A. B.
C. D.
4.一单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴转动，产生的交变电压的瞬时值表达式为e=20sin5πt（V）。在该线圈转动的过程中，穿过线圈的磁通量的最大值为
A.4Wb B.5πWb
C.Wb D.Wb
5.河北富含磁铁矿，磁铁矿具有强磁性。科考队进入一磁矿区域后，发现指南针（在水平面内）原来指向正北的N极逆时针转过30°。若该处的地磁场磁感应强度水平分量大小为B，则磁铁矿所产生的磁感应强度水平分量的最小值为
A. B.
C. D.B
6.一根长为L、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ，金属棒单位体积内的自由电子数为n，电子的质量为m、电荷量为e。在金属棒两端加上恒定的电压时，金属棒中有电流通过，自由电子定向运动的平均速度大小为v。金属棒两端的电压为
A. B.
C. D.
7.某周期性变化的电流的波形图如图所示，其中在0～内电流随时间按正弦规律变化。该电流的有效值为

A.1A B.A
C.0.5A D.0
8.如图所示，矩形闭合导体框在水平边界PQ的上方，PQ下方足够大的区域内存在水平向里的匀强磁场当矩形闭合导体框abcd从PQ上方由静止释放时，导体框下落过程形状不变，ab边始终保持与PQ平行，导体框所在平面与磁场方向垂直。若将导体框从PQ上方某一高度H处由静止释放，结果导体框恰好匀速进入磁场。现将导体框从PQ上方低于H处由静止释放并开始计时，用t1、t2分别表示导体框ab边和cd边刚进人磁场的时刻不计空气阻力，下列反映导体框下落过程中速度v随时间t变化规律的图像中，可能正确的是

A. B.
C. D.
二、多项选择题:本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分有选错的得0分。
9.如图所示，质量为m、长度为L、电阻为R的直导体棒MN静止于电阻不计的光滑水平矩形导轨上，水平导轨的左端接有电动势为E、内阻不计的电源，整个装置处于一匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向与轨道平面成θ角（斜向上）。现闭合开关S，下列说法正确的是

A.闭合开关S后，导体棒向右运动
B闭合开关S后，穿过闭合回路的磁通量减小
C.闭合开关S的瞬间，导体棒MN所受安培力的大小为
D.闭合开关S的瞬间，导体棒MN的加速度大小为
10.一充电后的平行板电容器的两个极板竖直正对放置，在两极板间有一带电小球，小球用绝缘细线悬挂于O点，静止时，细线向左偏转某一角度，如图所示。现将左极板向左平移，以增大两极板间的距离。下列说法正确的是

A.细线向左偏转的角度不变
B.两极板间的电势差减小
C.电容器的电容增大
D.小球的电势能不变
11.图示电路中，灯泡L1和L2完全相同，线圈L的自感系数很大，直流电阻忽LL略不计。下列说法正确的是

A.闭合开关S时，灯泡L1、L2同时亮
B闭合开关S时，灯泡L2先亮灯泡L1后亮
C断开开关S时，灯泡L2立刻熄灭，灯泡L1过一会儿熄灭
D断开开关S时，灯泡L2中的电流方向从c到d
12.空间存在方向竖直向上的电场，将一带电小球从O点竖直向上抛出，小球运动过程中的机械能E与其离开O点的距离s的关系图像如图所示，其中0～s1过程的图线为曲线，s1～s2过程的图线为直线，两图线在s1处相切。小球运动过程中的电荷量保持不变，不计空气阻力。下列说法正确的是

A从0～s1过程，电场的电场强度不断减小
B.从0～s1过程，小球可能做减速直线运动
C.从s1～s2过程，小球可能做匀减速直线运动
D.从0～s2过程，小球的动能不断增大
第Ⅱ卷（非选择题共60分）
三、非选择题本题共6小题，共60分。
13（6分）用图甲所示电路测定一电动势约为3V、内阻约为2Ω的电源的电动势和内阻，为了防止在调节滑动变阻器时电路短路，电路中接有一个阻值为2Ω的定值电阻R0。除电源E、开关S、滑动变阻器R和导线外，可供选用的实验器材还有:
A.电流表（量程为0.6A）；
B.电流表（量程为3A）；
C.电压表（量程为3V）；
D.电压表（量程为15V）。

（1）要正确完成实验，电流表应选择____________（选填“A”或“B”），电压表应选择____________（选填“C”或“D”）.
（2）用实验测得的多组数据，在U-I图中作出的图线如图乙所示。该电池的电动势E=____________V、内阻r=____________Ω。（结果均保留三位有效数字）
14.（8分）某兴趣小组用量程为10mA、内阻为100Ω的表头按如图所示的电路改装成电压量程为3V、电流量程为3A的“双用电表”。图中R1和R2为定值电阻，S为开关。

（1）当开关S断开时，“双用电表”用于测量___________；当开关S闭合时，“双用电表”用于测量___________。（均选填“电流”或“电压”）
（2）表笔A应为___________（选填“红”或“黑”）表笔。
（3）定值电阻的阻值R1=___________Ω、R2=___________Ω。（结果均保留三位有效数字）
15.（7分）如图所示，有四个完全相同的灯泡，其中灯泡L1、L2与理想变压器的原线圈串联，灯泡L3、L4并联后接在副线圈两端，四个灯泡均正常发光。求变压器原副线圈的匝数比n1：n2。

16.（9分）在图示电路中，电压U=18V，R1=R2=R3=6Ω，导线电阻不计。

（1）求A、B之间的电压U1；
（2）若将A、B用一根不计电阻的导线短接，求该导线中通过的电流I。
17.（14分）如图所示，在平面直角坐标系xOy中，虚线OA与y轴正方向间的夹角θ=30°，AC⊥y轴，垂足为C点，A、C两点间的距离为d，D点在线段OC上且与C点间的距离为。在y轴正半轴与OA间的区域内存在方向垂直坐标平面向里的匀强磁场；在第Ⅱ象限内存在方向沿坐标平面且与OA垂直的匀强电场。现有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子（不计粒子所受重力）从A点以速率v沿AC方向射入磁场，并恰好从y轴上的D点进入电场，最后从O点离开电场。求：

（1）磁场的磁感应强度大小B；
（2）电场的电场强度大小E。
18.（16分）如图所示，在xOy平面内存在B=2T的匀强磁场，OA与OCA为固定于竖直平面内的光滑金属导轨，其中OCA满足曲线方程x=0.5siny（m），C点的横坐标最大，导轨OA与OCA相交处的O点和A点分别接有体积可忽略的定值电阻R1=6Ω和R2=12Ω（图中末画出）。现有一长L=0.5m、质量m=0.1kg的金属棒在竖直向上的外力作用下，以v=2m/s的速度向上匀速运动。金属棒与两导轨接触良好，除电阻R1、R2外其余电阻不计。求:

（1）金属棒在导轨上运动时，R2上消耗的最大功率Pmax；
（2）外力的最大值Fmax；
（3）金属棒滑过导轨OCA的过程中，整个回路上产生的热量Q。
高二（下）入学考试
物理参考答案
1.A
【解析】电饭锅利用电流的热效应，产生热量对食物加热，选项A正确；电冰箱、电风扇和洗衣机主要将电能转化为机械能，不是利用热效应来工作的，选项B、C、D均错误。
2.D
【解析】同名磁极相互排斥，选项A错误；奥斯特首先发现了电流的磁效应，选项B错误；地磁场的北极在地理南极附近，选项C错误；通有同向电流的两根平行直导线相互吸引，选项D正确。
3.D
【解析】通过输电线的电流，根据焦耳定律，输电线上损耗的功率，选项D正确。
4.D
【解析】线圈在匀强磁场中转动的角速度大小ω=5πrad/s、产生的交变电压的最大值Em=20V，结合公式Em=BSω可得，在线圈转动的过程中，穿过线圈磁通量的最大值Wb，选项D正确。
5.B
【解析】根据三角形知识磁铁矿所产生的磁场的磁感应强度的水平分量最小值Bmin=Bsin30°=，选项B正确。
6.C
【解析】通过金属棒的电流I=neSv，根据欧姆定律有，根据电阻定律有，解得金属棒两端
的电压U=ρLnev，选项C正确。
7.A
【解析】将交流与直流通过阻值均为R的电阻，设直流电流为I，根据有效值的定义有，解得I=1A，选项A正确。
8.C
【解析】此种情况下，在导体框进入磁场前，导体框做自由落体运动；在导体框进入磁场的过程中，导体框所受安培力小于重力，导体框做加速度减小的变加速直线运动；在导体框全部进入磁场后，导体框不受安培力，导体框做自由落体运动，选项C正确。
9.AC
【解析】根据左手定则，闭合开关S后，导体棒受到水平向右的安培力，导体棒向右运动，穿过闭合回路的磁通量增大，选项A正确、B错误；闭合开关S的瞬间，通过导体棒的电流，故此时导体棒所受安培力大小F=ILB=，此时导体棒的加速度大小，选项C正确、D错误。
10.AD
【解析】充电后的平行板电容器，极板所带的电荷量Q不变，当极板间的距离增大时，由公式可知，电容器的电容减小，由可知，极板间的电势差增大，而极板间电场的电场强度大小，故E与极板间的距离d无关，即将左极板向左平移，E不变，小球受力不变，细线向左偏转的角度不变，选项A正确B、C错误；由、（d′为小球到零电势处（右极板）的距离）可知，小球的电势能不变，选项D正确。
11.BD
【解析】当闭合开关S时，灯泡L2立即亮，通过线圈L的电流增大，穿过线圈L某一横截面的磁通量增大，产生自感电动势，自感电动势阻碍电流的増大，选项A错误、B正确；当电路稳定后，断开开关S时，线圈L中产生自感电动势，相当于电源，线圈L与两灯泡构成闭合回路，根据楞次定律可判断线圈L中产生的自感电动势与闭合开关S时的电流方向相同，故通过灯泡L2的电流方向从c到d，且两灯泡均逐渐熄灭，选项C错误、D正确。
12.BC
【解析】除重力和弹簧弹力外其他力做的功等于物体机械能的变化，故F电·△s=△E，即E一s图像中图线斜率的绝对值表示小球所受电场力的大小，从0～s1过程，图线的斜率增大，说明小球所受电场力增大，电场的电场强度增大，选项A错误；从0～s1过程，若小球所受电场力（在增大）一直小于重力，则小球做加速度减小的变减速直线运动，选项B正确；从s1～s2过程，图线的斜率不变，说明小球所受电场力不变，若电场力小于重力，则小球做匀减速直线运动，选项C正确；若电场力小于重力，则小球所受合力对小球做负功，小球的动能减小，选项D错误。
13.（1）A（1分）C（1分）
（2）3.00（2分）1.75（2分）
14.（1）电压（1分）电流（1分）
（2）黑（2分）
（3）200（2分）1.00（2分）
15.解:由于灯泡正常发光，可知变压器原副线圈中通过的电流之比为：
I1:I2=1:2（2分）
又 （3分）
解得:n1:n2=2:1。（2分）
16.解:（1）A、B之间断开时，R1和R2串联，A、B之间的电压即为R2两端的电压，由串联电路的分压规律有 （2分）
解得U1=9V。（1分）
（2）当A、B用一根不计电阻的导线短接时，R2和R3并联后再与R1串联，电路的总电阻为
（2分）
由欧姆定律可得，电路中的总电流为
（1分）
此时导线中通过的电流即为R3中通过的电流，由并联电路的分流规律有
（2分）
I=1A。（1分）
17.解:（1）粒子的运动轨迹如图所示，

设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r，有
（2分）
由几何关系有
（2分）
解得 （2分）
（2）由几何关系有
（1分）
设粒子在电场中做类平抛运动的加速度大小为a、时间为t，有
qE=ma（2分）
（2分）
（2分）
解得。（1分）
18.解:（1）金属棒运动到C点时，接入电路的有效长度最大，产生的感应电动势最大，且最大值为:
Emax=Bvxmax，其中xmax=0.5m（2分）
此时R2上消耗的功率最大，有:
（1分）
解得: 。（1分）
（2）金属棒相当于电源，外电路中R1、R2并联，其并联电阻为:
（1分）
通过金属棒的最大电流为:
（1分）
金属棒受到的最大安培力为:F安max=BImaxxmax（2分）
结合受力平衡条件有:Fmax=F安max+mg（1分）
解得:Fmax=1.5N。（1分）
（3）金属棒中产生的感应电动势的瞬时值表达式为:
（V）（2分）
该感应电动势的有效值为: （1分）
金属棒滑过导轨OCA所需的时间为：，比中 （1分）
又:（1分）
解得:Q=1.25J。（1分）