辽宁省沈阳二中2020-2021学年高二上学期12月月考试题-物理-Word版含答案.docx

沈阳二中2022-2021学年度上学期第三次阶段性测试
高二（16届）物理试题
说明：1.测试时间：90分钟 总分：100分
2.客观题涂在答题卡上，主观题答在答题纸上
第I卷 （48分）
一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分.在每个小题所给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，第9-12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。）
1.在下列几种电流的波形图中,不是交变电流的是（ ）

A B C D
2.在磁感应强度为B的匀强磁场中,一个面积为S的矩形线圈匀速转动时所产生的沟通电电动势随时间变化的波形如图所示,线圈与一阻值R=9的电阻串联在一起,线圈的电阻为1,则（ ）
A.通过电阻R的电流瞬时值表达式为i=10sin200t A
B.电阻R两端的电压有效值为90V
C.图中t=1×10-2s时,线圈位于垂直中性面的位置
D.1s内电阻R上产生的热量为450J
3.如图所示的电路中,A1、A2是完全相同的灯泡,线圈L的自感系数较大,它的电阻与定值电阻R相等.下列说法正确的是（ ）
A.闭合开关S,A1先亮、A2后亮
B.闭合开关S,A1、A2始终一样亮
C.断开开关S,A1、A2都要过一会才熄灭
D.断开开关S,A2马上熄灭、A1过一会才熄灭
4.通电螺线管置于水平放置的两根光滑平行金属导轨MN和PQ之间，两根金属棒ab和cd放在导轨上，分别在螺线管的左右两侧．保持开关闭合，最初两金属棒处于静止状态，当滑动变阻器的滑动触头向左滑动时，ab和cd棒的运动状况是（ ）
A．ab向左，cd向右
B．ab向右，cd向左
C．ab、cd都向右运动
D．ab、cd都不动
5.如图是一火警报警电路的示意图.其中R3为用某种材料制成的传感器,这种材料的电阻率随温度的上升而增大.值班室的显示器为电路中的电流表,电源两极之间接一报警器.当传感器R3所在处毁灭火情时,显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化状况是（ ）
A.I变大,U变小 B.I变小,U变大
C.I变小,U变小 D.I变大,U变大
6.如右图，等腰梯形内分布着垂直纸面对外的匀强磁场，底边在x轴上且长为3L、高为L，底角为45°。有一边长为L的正方形导线框沿x轴正方向做匀速直线运动穿过磁场区域，在t＝0时刻恰好位于如图位置．若以顺时针方向为导线框中电流正方向，在下面四幅图中能正确表示导线框中电流和位移关系的是（ ）

t
i2
0
T/2
T
乙
i1
0
T/2
T
t
C
i1
t
0
A
t
i1
0
T/2
T
B
i1
t
0
T/2
T
D
i1
i2
G

甲
7.如图甲所示，在线圈中通入电流后，在上产生感应电流随时间变化的规律如图乙所示，、中电流正方向如图甲中箭头，则通入线圈中的电流随时间变化的图线是下图中的（ ）

8.如图，固定在水平桌面上的光滑金属导轨cd、eg处于方向竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab与导轨接触良好．在两根导轨的端点d、e之间连接一电阻，其它部分电阻忽视不计．现用一水平向右的外力F1作用在金属杆ab上,使金属杆由静止开头向右沿导轨滑动，滑动中杆ab始终垂直于导轨.金属杆受到的安培力用F安表示，则关于F1与F安随时间t变化的关系图象可能是（ ）
9.如图所示，矩形闭合线圈放置在水平薄板上，有一块蹄形磁铁如图所示置于平板的正下方（磁极间距略大于矩形线圈的宽度）当磁铁匀速向右通过线圈时，线圈仍静止不动，那么线圈受到薄板的摩擦力方向和线圈中产生感应电流的方向（从上向下看）是（ ）
A．摩擦力方向始终向左
B．摩擦力方向先向左、后向或右
C．感应电流的方向顺时针→逆时针→顺时针
D．感应电流的方向顺时针→逆时针
10.如图甲，在虚线所示的区域有竖直向上的匀强磁场，面积为S的单匝金属线框放在磁场中，线框上开有一小口与磁场外阻值为R的小灯泡相连．若金属框的总电阻为R/2，磁场随时间变化如图乙，下列说法正确的是（ ）
A.感应电流由a向b流过小灯泡
B.线框cd边受到的安培力向左
C.感应电动势大小为
D.ab间电压大小为
11.两个相同的半圆型光滑轨道分别竖直放在匀强电场和磁场中，轨道两端在同一高度上，两个相同的带正电的小球同时从两轨道左端最高点由静止释放，M、N为轨道的最低点，以下说法正确的是（ ）

+q
B

+q
E

N
M
A.两小球到达轨道最低点的速度vM＞vN
B.两小球到达轨道最低点的速度vM＜vN
C.两小球第1次到达轨道最低点时对轨道压力NM>NN
D.在磁场中小球能到达轨道另一端最高点,在电场中小球不能到达轨道另一端最高点
12.如图，平行金属导轨与水平面成θ角，匀强磁场垂直穿过导轨平面．有一导体棒ab，质量为m，导体棒电阻与固定电阻R1和R2的阻值均相等，与导轨间动摩擦因数为μ，若ab沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v时，受到安培力的大小为F，此时（ ）
B
a
b
R1
R2
θ
θ
A.电阻R1消耗的热功率为Fv／3
B.电阻R1消耗的热功率为Fv／6
C.整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmgvcosθ
D.整个装置消耗的机械功率为（F＋μmgcosθ）v

第Ⅱ卷（满分52分）
二、填空题（本题共2小题，13题8分，14题9分，共计17分；答案请填写在答题纸相应位置.）
13.某同学用伏安法测定一段阻值为5Ω左右的金属丝的电阻，要求测量结果尽可能精确     ，现备有以下器材：
A.电池组（3V，内阻1Ω）；
B.电流表（0~3A，内阻0.0125Ω）；
C.电流表（0~0.6A，内阻0.0125Ω）；
D.电压表（0~3V，内阻3kΩ）；
E.电压表（0~15V，15kΩ）；
F.滑动变阻器（0~20Ω，额定电流1A）；
G.滑动变阻器（0~2000Ω，额定电流0.3A）；
H.开关、导线
①上述器材中应选用的是____________.
②试验电路应接受电流表_______接法（填“内”或“外”）
③设试验中电流表、电压表的某组示数，如图所示，则图中I=__ _A，U=__ __V.
14.有一特殊电池，它的电动势约为9V，内阻约为40Ω，已知该电池允许输出的最大电流为50mA.为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用图示电路进行试验，图中电流表的内阻RA＝5Ω，R为电阻箱，阻值范围0～999.9Ω，R0为定值电阻，对电源起疼惜作用.
①本试验中的R0应选
A.10Ω B.50Ω C.150Ω D.500Ω
②该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读取电流表的示数，记录多组数据，作出了如图所示的图线，则依据图线可求得该电池的电动势为E＝ V，内阻r＝ Ω.

三、计算题（本题共3小题，共35分。第15题8分，第16题12分，第17题15分。要求解答应写出必要的文字说明和相关方程以及重要的演算步骤，只写出最终答案的不能得分，有数值计算的，答案中必需明确写出数值和单位。）
15.如图所示，光滑平行的水平金属导轨MN、PQ相距d,在M点和P点间接一个阻值为R的电阻，在两导轨间OO1O1′O′矩形区域内有垂直导轨平面竖直向下、宽为l的匀强磁场，磁感应强度大小为B；质量为m，电阻为r的导体棒ab，垂直搁在导轨上，与磁场左边界相距l0，现用一大小为F、水平向右的恒力拉ab棒，使它由静止开头运动，棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动（棒ab与导轨始终保持良好的接触，导轨电阻不计）．求：
⑴棒ab在离开磁场右边界时的速度；
⑵棒ab通过磁场区域的过程中通过电阻R的电荷量．

16.如图所示为一种获得高能粒子的装置.环行区域内存在垂直纸面对外、大小可调整的匀强磁场，质量为m、电量为＋q的粒子在环中作半径为R的圆周运动.A、B为两块中心开有小孔的极板.原来电势都为零，每当粒子飞经A板时，A板电势上升为＋U，B板电势仍保持为零，粒子在两板间电场中得到加速.每当粒子离开B板时，A板电势又降为零.粒子在电场一次次加速下动能不断增大，而绕行半径不变.
⑴设t=0时粒子静止在A板小孔处，在电场作用下加速，并绕行第一圈.求粒子绕行n圈回到A板时获得的总动能En
⑵为使粒子始终保持在半径为R的圆轨道上运动，磁场必需周期性递增.求粒子绕行第n圈时的磁感应强度Bn
⑶求粒子绕行n圈所需的总时间tn(粒子过A、B板间的时间忽视)

17.如图所示，平行金属导轨与水平面间夹角均为θ=370，导轨间距为lm，电阻不计，导轨足够长。两根金属棒ab和a'b'的质量都是0.2kg，电阻都是1Ω，与导轨垂直放置且接触良好，金属棒和导轨之间的动摩擦因数为0.25，两个导轨平面处均存在着垂直轨道平面对上的匀强磁场(图中未画出)，磁感应强度B的大小相同。让a'b'固定不动，将金属棒ab由静止释放，当ab下滑速度达到稳定时，整个回路消耗的电功率为8W。求：
⑴ab达到的最大速度多大？
⑵ab下落了30m高度时，其下滑速度已经达到稳定，则此过程中回路电流的发热量Q多大？
⑶假如将ab与a'b'同时由静止释放，当ab下落了30m高度时，其下滑速度也已经达到稳定，则此过程中回路电流的发热量Q'为多大？(g=10m/s2，sin370=0.6，cos370=0.8)

物理答案
一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分.）
1.A 2.D 3.C 4.A 5.D 6.A 7.D 8.B 9.AC 10.ACD 11.ACD 12.BCD
二、填空题（本题共2小题，13题8分，14题9分，共计17分）
13.（1）ACDFH （2）外 （3）0.48 2.2
14.①C ②10、45
三、计算题（本题共3小题，共35分。第15题8分，第16题12分，第17题15分。）
15.(1) (2)
16.解析：
(1)粒子绕行一周电场力做功为W=qU，获得的动能为qU
绕行n圈回到A板时获得的总动能为En=nqU
(2)在第n圈时，又，可解得
(3)粒子运动的周期，粒子绕行n圈所需的总时间为
17.解析：(1)ab棒相当于电源，当其下滑速度最大时有： ①
对ab棒受力分析，当其速度最大时，加速度为0，因此有mgsinθ=BIL+μmgcosθ
即mgsinθ=B2L2v／2R+μmgcosθ ② 得v=10m/s ③(1分)
(2)由能量守恒关系得mgh=+μmgcosθ+Q ④ 代入数据得Q=30J ⑤
(3)由对称性可知，当ab下落30m稳定时其速度为v′，a′b′也下落30m，其速度也为v′，ab和a′b′都切割磁感应线产生电动势，总电动势等于两者之和。
对ab棒受力分析，得mgsinθ=BI′L+μmgcosθ ⑥
对比②⑥可得v′=5m/s ⑦
由能量守恒
2mgh=+Q′
代入数据得Q′=75J ⑨