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浙江省金华市2020-2021学年高二上期末物理考试模拟试卷(含答案)

1、浙江省金华市浙江省金华市 2020-2021 学年高二(上)期末物理考试模拟试卷学年高二(上)期末物理考试模拟试卷 一选择题一选择题 1下列由科学家命名国际单位对应的物理量是矢量( ) A韦伯 B特斯拉 C安培 D焦耳 2人隔着墙说话,能听见声音而看不见人,下列说法中解释正确的是( ) A光波是电磁波,而声波是纵波 B光波是横波,而声波是机械波 C光速太大 D声波波长长,光波波长短 3关于物理学史,下列说法中正确的是( ) A奥斯特实验发现了电流的磁效应,即电流可以产生磁场 B安培认为磁化使铁质物体内部产生了分子电流 C库仑发现了点电荷的相互作用规律,并通过油滴实验测定了元电荷的数值 D库仑通

2、过扭秤实验测出了引力常量G的大小 4如图为一种延时开关示意图,M和N是绕在同一个铁芯上的两个线圈,其中M与电源E、开关S构成 回路,N的两端用导线ab直接连起来。当闭合S后,铁芯吸住衔铁A,开关触头B就将高压电路接通;当 断开S时,衔铁仍被铁芯吸住,一会儿后才被弹簧C拉上去,从而实现延时断开电路的目的。下列说法正 确的是( ) A起延时效果的主要部件是线圈M B闭合S电路稳定工作后,导线ab中有从a流向b的感应电流 C断开S瞬间,导线ab中有从a流向b的感应电流 D电源E的正负极对调接入后,该装置就没有延时效果 5在图甲所示电路中,理想变压器原、副线圈的匝数之比为10:1,电阻 1 R、 2

3、R的阻值分别为5、6, 电压表和电流表均为理想电表。若接在变压器原线圈的输入端的电压如图乙所示(为正弦曲线的一部分) , 则下列说法正确的是( ) A电压表的示数为25.1V B电流表的示数为1A C变压器的输入功率为11 2W D变压器的输出功率为11W 6甲乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播波速均为40/cm s,两列波在0t 时的部分 波形如图所示。关于这两列波,下列说法不正确的是( ) A甲波的波长40m 甲 B乙波的周期为1.2Ts 乙 C两列波可以形成稳定的干涉 D0t 时刻,介质中偏离平衡位置位移为24cm的相邻质点平衡位置间的距离为480cm 7电磁驱动是 21

4、 世纪初问世的新概念,该技术被视为将带来交通工具大革命。多国科学家都致力于此项 研究。据 2015 年央广新闻报道,美国国家航空航天局NASA在真空成功试验了电磁驱动引擎,如果得以应 用,该技术将在未来的星际旅行中派上大用场。在日常生活中,比如摩托车和汽车上装有的磁性转速表就 是利用了电磁驱动原理。如图所示,是磁性式转速表及其原理图,关于磁性式转速的电磁驱动原理,下列 说法正确的是( ) A铝盘接通电源,通有电流的铝盘在磁场作用下带动指针转动 B永久磁体随转轴转动产生运动的磁场,在铝盘中产生感应电流,感应电流使铝盘受磁场力面转动 C铝盘转动的方向与永久磁体转动方向相反 D由于铝盘和永久磁体被同

5、转轴带动,所以两者转动是完全同步的 8如图所示,流量计是由一圆形导管直径为d,用非磁性材料制成,其中有可以导电的液体向左流动。流 量计所在处加磁感应强度为B的匀强磁场,导电液体中的自由电荷(正负离子)在洛伦兹力作用下使a、b 间出现电势差。当自由电荷受到的电场力和洛伦兹力平衡时,a、b间的电势差U就保持稳定,从而可以通 过电势差计算出液体的流量Q(流量是单位时间内流过某一段管道的流体的体积) 。下列计算式正确的是( ) A 4 dU Q B B 2 4 Ud Q B C 4B Q Ud D 2 4B Q Ud 二多选题二多选题 9下列说法正确的是( ) A单摆振动的周期,一定等于它的固有周期

6、B竖直的弹簧振子的回复力,由弹簧的弹力提供 C发生多普勒效应时,波源发出的波的频率并没有发生变化 D在干涉现象中,振动加强点的位移可能比振动减弱点的位移小 E机械波从一种介质进入另一种介质,如果波速变大,波长一定变大 10弹簧振子在从一端向平衡位置运动的过程中( ) A速度增大,振幅减小 B速度增大,加速度也增大 C速度增大,加速度减小 D速度与加速度的方向相同 11如图是一套模拟远距离输电装置示意图,图中变压器为理想变压器,电表为理想交流电表。升压变压 器的输入端接电压恒定的交变电源,输电线的总电阻为r,降压变压器输出端接阻值相等的电阻 1 R、 2 R, 当电键S闭合时,下列说法中正确的有

7、( ) A电压表 1 V、 2 V示数均变大 B电流表A示数变大 C交变电源输出功率增大 D远距离输电的效率增大 12如图,PQ为一段固定于水平面上的光滑圆弧导轨,圆弧的圆心为O,半径为L空间存在垂直导轨平 面的匀强磁场,磁感应强度的大小为BOQ间连有定值电阻R,金属杆OA的A端位于PQ上,OA与导 轨接触良好,杆OA及导轨电阻均不计。现使OA杆以恒定的角速度绕圆心O顺时针转动,在其转过 3 角 度的过程中( ) A流过电R的电流方向为QO BAO两点间电势差为 2 B L C流过OA的电荷量为 2 6 BL R D要维持OA以角速度匀速转动,外力的功率应为 224 4 BL R 13一列简谐

8、横波沿x轴正方向传播,0t 时波形图如图中实线所示,此时波刚好传到c点,0.6ts时波 恰好传到e点,波形如图中虚线所示,a、b、c、d、e是介质中的质点,下列说法正确的是( ) A当0.5ts时质点b和质点c的位移相等 B当0.6ts时质点a的位移为5 3cm C质点c在0 0.6s时间内沿x轴正方向移动了3m D质点d在0 0.6s时间内通过的路程为20cm 三实验题三实验题 14 某小组的同学做“探究影响感应电流方向的因素”实验。 (1)首先按图甲(1)所示方式连接电路,闭合开关后,发现电流计指针向右偏转;再按图甲(2)所示方 式连接电路,闭合开关后,发现电流计指针向左偏转。进行上述实验

9、的目的是 。 A检查电流计测量电路的电流是否准确 B检查干电池是否为新电池 C推断电流计指针偏转方向与电流方向的关系 (2)接下来用图乙所示的装置做实验,图中螺线管上的粗线标示的是导线的绕行方向。某次实验中在条形 磁铁插入螺线管的过程中,观察到电流计指针向右偏转,说明螺线管中的电流方向(从上往下看)是沿 (选填“顺时针”或“逆时针” )方向。 (3)表是该小组的同学设计的记录表格的一部分,表中完成了实验现象的记录,还有一项需要推断的实验 结果未完成,请帮助该小组的同学完成(选填“垂直纸面向外”或“垂直纸面向里” )。 实验记录表(部分) 操作 N极朝下插入螺线管 从上往下看的平面图 0 (B表

10、示原磁场,即磁铁产生的磁场) 原磁场通过螺线管磁通量的增减 增加 感应电流的方向 沿逆时针方向 感应电流的磁场 B 的方向 (4)该小组同学通过实验探究,对楞次定律有了比较深刻的认识。结合以上实验,有同学认为,理解楞次 定律,关键在于抓住 (选填“ 0 B”或“ B ” )总是要阻碍 (选填“ 0 B”或“ B ” )磁通量的变 化。 15 (6 分)做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中,先保持原线圈的匝数不变,增加副线 圈的匝数,观察到副线圈两端的电压 (填“增大” 、 “减小”或“不变” );然后再保持副线圈的匝数 不变,增加原线圈的匝数,观察到副线圈两端的电压 (填“增大”

11、、 “减小”或“不变” )。上述探究 过程采用的实验方法是 。 16某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素。 (1)他组装单摆时,在摆线上端的悬点处,用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线,再用铁架台的铁夹将橡皮夹 紧,如图 1 所示。这样做的目的是 (填字母代号) A保证摆动过程中摆长不变 B可使周期测量得更加准确 C需要改变摆长时便于调节 D保证摆球在同一竖直平面内摆动 (2) 他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下, 用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端的长度0.9990Lm, 再用游标卡尺测量摆球直径,结果如图 2 所示,则该摆球的直径为 mm,单摆摆长为 m。 (3) 下列振动图象真实地描述了对

12、摆长约为1m的单摆进行周期测量的四种操作过程, 图中横坐标原点表示 计时开始,A、B、C均为 30 次全振动的图象,已知sin50.087 ,sin150.26 ,这四种操作过程合乎 实验要求且误差最小的是 。 (填字母代号) 四计算题四计算题 17如图,一长为10cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中,磁场的磁感应强度大 小为0.1T,方向垂直于纸面向里;弹簧上端固定,下端与金属棒绝缘。金属棒通过开关与一电动势为12V的 电池相连,电路总电阻为4,已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5cm;闭合开关,系统重新平衡后, 两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3cm。求:

13、 (1)开关闭合后金属棒所受安培力的方向; (2)开关闭合后金属棒所受安培力的大小; (3)金属棒的质量多大? 18 如图所示平面坐标系中一圆形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场, 区域半径为R, 区域圆心坐标( , )R R, 与坐标轴相切于A、C两点。今有两带相同电量的负电粒子甲、乙经A、P两点分别以速度 1 v、 2 v水平向 右运动,并刚好同时进入圆形区域的磁场。A、P在y轴上,且 2 R AP ,不计带电粒子的重力及相互作用 的库仑力。甲、乙粒子通过磁场偏转后,均能通过C点进入下方。薄弧形挡板MN的圆心为C,半径也为R 粒子与弧形挡板碰撞会等速率反向弹回,与弧形挡板作用时间忽略不计,且

14、粒子电量不变。 (1)若甲粒子电量为q,质量为m,求磁感应强度B; (2)求乙粒子在磁场中运动的总时间t; (3)若两粒子能在C点相遇,试求甲、乙粒子的质量之比 19如图所示,宽度为0.2Lm的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨的一端连接阻值 1R 的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小5BT一根质量0.1mkg导体 棒MN放在导轨上,其接入导轨间的电阻1r ,并与导轨接触良好,导轨的电阻可忽略不计。现用一平行 于导轨的拉力拉着导体棒沿导轨向右匀速运动, 运动速度12/vm s, 在运动过程中保持导体棒与导轨垂直。 求: (1)在闭合回路中产生的感应电流的大小

15、; (2)作用在导体棒上的拉力的大小; (3)当导体棒匀速运动0.3m整个过程中电阻R上产生的热量。 参考答案与试题解析参考答案与试题解析 1 【解答】解:韦伯、特斯拉、安培、焦耳对应的物理量分别是磁通量、磁感应强度、电流强度、功,其 中磁感应强度是矢量,其它三个物理量是标量,故B正确,ACD错误。 故选:B。 2 【解答】解:由于声波的波长长,相对于墙能够发生明显的衍射现象,因此墙内的人能听到声音,而光 波的波长短,相对于墙不能发生明显的衍射现象,因此墙内的人看不到说话的人。故D正确,ABC错误。 故选:D。 3 【解答】解:A、奥斯特实验发现了电流的磁效应,即电流可以产生磁场,故A正确;

16、B、安培提出分子电流假说,很好的解释了磁现象的电本质,他认为所有物体里面都有分子电流,磁化使 铁质物体内部的分子电流的取向趋向一致,故B错误; C、库仑发现了点电荷的相互作用规律,密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值,故C错误; D、卡文迪许通过扭秤实验测出了引力常量G的大小,故D错误。 故选:A。 4 【解答】解:ABC、分析电路可知,当闭合S,M线圈中产生电流,电流周围产生磁场,根据安培定则 可知,铁芯下端为N极,产生由上向下的磁场,电路稳定后,磁场不变,N线圈中不会产生感应电流,导 线ab中没有电流, 当断开S时,线圈M中电流逐渐减小,直至消失,N线圈中的磁通量由上向下逐渐减小,根据楞次

17、定律可 知,产生由上向下的感应磁场,根据安培定则可知,感应电流方向由a到b,铁芯下端为N极,故起到延时 效果的主要部件是线圈N,故AB错误,C正确。 D、 电源E的正负极对调接入后, 断开S,N线圈中仍发生电磁感应现象, 该装置仍具有延时效果, 故D 错误。 故选:C。 5 【解答】 解:A 交变电流中理想电表的示数为有效值。 22 11 0.020.01UU RR 有效 其中 220 2 UV 解 得原线圈的有效值为110V又原副线圈之比为10:1,且原副线圈电压比与线圈比的关系有: 11 22 UN UN ;所 以副线圈电压表示数为11V故A错误。 B副线圈电压为11V,电阻为 12 11

18、RR由公式 2 U P R 可得副线圈的功率为11W由变压器原副线 圈功率相等可得11PW 出 由公式PU I,且原线圈电压有效值为110V可得原线圈中电流表示数为 0.1A故B错误。 C由B选项中的计算可知输入功率等于输出功率,即11PPW 入出 故C错误。 .D由B选项中的计算可知输入功率等于输出功率,即11PPW 入出 故D正确。 故选:D。 6 【解答】解:A、从图线可以看出,甲、乙两列波的波长分别为:40cm 甲 ,48cm 乙 。故A错误。 B、乙波的周期为1.2Ts v 乙 乙 ,故B正确。 C、两波的波长不同,波速相等,则周期不同,不能形成稳定的干涉,故C错误。 D、0t 时,

19、在40 xcm处两列波的波峰相遇,该处质点偏离平衡位置的位移为24cm,甲、乙两列波的 波峰的x坐标分别为: 111 404040 xkcmk 甲 , 1 0k ,1,2 222 404048xkcmk 乙 , 2 0k ,1,2 由上解得,介质中偏离平衡位置位移为24cm的所有质点的x坐标为: (40240 )xn cm,0n ,1,2 所以,0t 时刻,介质中偏离平衡位置位移为24cm的相邻质点的距离为240scm,故D错误。 故选:B。 7 【解答】解:AB、当永久磁铁随转轴转动时,产生转动的磁场,在铝盘中会产生感应电流,这时永久磁 铁的磁场会对铝盘上的感应电流有力的作用,而产生一个转动

20、的力矩,使指针转动,由于弹簧游丝的反力 矩,会使指针稳定指在某一刻度上,故A错误,B正确; C、该转速表运用了电磁感应原理,由楞次定律知,铝盘磁场总是阻碍永久磁铁转动,要使减小穿过铝盘 磁通量的变化,永久磁铁转动方向与铝盘转动方向相同,故C错误; D、永久磁铁固定在转轴上,铝盘国定在指针轴上,铝盘和永久磁体不是同转轴带动,所以两者转动不是 同步的,故D错误。 故选:B。 8 【解答】解:对离子有: U qvBq d ,解得 U v dB ; 流量等于单位时间流过液体的体积,有 2 ( ) 24 UddU QvS dBB ,故A正确,BCD错误。 故选:A。 9 【解答】解:A、单摆在周期性外力

21、作用下做受迫振动,其振动周期等于驱动力周期,与固有周期无关, 故A错误。 B、竖直的弹簧振子的回复力,由重力和弹簧的弹力共同提供,故B错误。 C、根据多普勒效应,当声源接近接收器时接收到的频率变高,但波源发出的波的频率不变,故C正确。 D、在干涉现象中,振动加强点的位移总比减弱点的振幅要大,位移可能比减弱点的位移小,故D正确。 E、机械波从一种介质进入另一种介质,频率不变,如果波速变大,波长一定变大,故E正确。 故选:CDE。 10 【解答】解:A、弹簧振子在从一端向平衡位置运动时,弹性势能减小,动能增加,故速度增加;振幅 是偏离平衡位置的最大距离,是不会变的,故A错误; BC、加速度 kx

22、a m ,由于位移x减小,故加速度的大小也减小,故B错误、C正确; D、振子做加速运动,故速度与加速度同方向,故D正确。 故选:CD。 11 【解答】解:AB升压变压器的输入端接电压恒定的交变电源,当电键S闭合时,降压变压器输出端 的电阻减小,输出的总功率增加,因此电流表A示数变大,又因为升压变压器的输入端的电压不变,由 11 22 Un Un 可知电压表 1 V读数不变,设降压变压器原线圈的电压为 2 U,则 12 UUIr 可知 2 U降低,因此 2 V读数变小,故A错误,B正确; C由电流表A示数变大,则升压变压器的输入端的电流变大,则交变电源输出功率增大,故C正确; D由于传输过程中电

23、能的损失增加,远距离输电的效率减小,故D错误。 故选:BC。 12 【解答】解:A、由右手定则判断中OA中电流方向由OA,则流过电R的电流方向为QO,故A 正确。 B、OA产生的感应电动势为: 2 11 22 EBLvBLLBL,杆OA及导轨电阻均不计,所以AO两点间 电势差为 2 1 2 B L,故B错误。 C、流过OA的电流为: 2 2 EBL I RR ,转过 3 角度的过程中经过的时间为: 3 3 t ,流过OA的电荷 量为 2 6 BL qIt R ,故C正确。 D、要维持OA以角速度匀速转动,外力的功率为: 224 4 BL PEI R ,故D正确。 故选:ACD。 13 【解答】

24、解:A、根据题意知 96 /5/ 0.6 x vm sm s t ,周期 4 0.8 5 Tss v ,0t 时刻c质点向上 经过平衡位置,经0.4s后b质点到达负向最大位移处,c质点到达平衡位置,之后再经过1s,b向上运动的 位移比c质点向下运动的位移小,故0.5s时质点b和c的位移不相等,故A错误。 B、 角速度 2 2.5/rads T , 质点a的初相为 6 , 振动方程 5 sin()10sin() 26 yAtt , 当0 . 6ts 时,5 3ycm ,故B正确。 C、质点c在这段时间内只是沿振动的方向振动,没有沿x轴正方向移动。故C错误。 D、由图可知,质点d在0.6s内先向上

25、运动到达最高点后又返回平衡位置,在这段时间内通过的路程是 2 倍的振幅,为20cm。故D正确。 故选:BD。 14 【解答】解: (1)图甲(1)闭合开关后,发现电流计指针向右偏转,而此时电流是从“”接线柱流入 电流计的,图甲(2)闭合开关后,发现电流计指针向左偏转,则说明电流是从接线柱流入电流计的, A、无法得知电流计测量电路的电流是否准确,故A错误; B、不能检查干电池是否为新电池,故B错误; C、能推断电流计指针偏转方向与电流方向的关系,故C正确。 故选:C。 (2)某次实验中在条形磁铁插入螺线管的过程中,观察到电流计指针向右偏转,说明电流由“”接线柱 流入电流计,螺线管中的电流方向(从

26、上往下看)是沿顺时针方向。 (3)感应电流沿逆时针方向,应用安培定则可知,感应电流磁场方向垂直于纸面向外。 (4)由表中实验结合可知:当线圈中原磁场的磁通量增加时,感应电流产生的磁场方向与原磁场的方向相 反,因此在理解楞次定律,关键在于抓住 B 总是要阻碍 0 B磁通量的变化。 故答案为: (1)C; (2)顺时针; (3)垂直纸面向外; (4) B , 0 B。 15 【解答】解:根据变压比公式 11 22 Un Un ,保持原线圈的匝数不变,增加副线圈的匝数,观察到副线圈两 端的电压增大; 根据变压比公式式 11 22 Un Un ,保持副线圈的匝数不变,增加原线圈的匝数,观察到副线圈两端

27、的电压减小; 采用的实验方法是控制变量法。 故答案为:增大,减小。控制变量法。 16 【解答】 (解:(1)组装单摆时,在摆线上端的悬点处,用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线,再用铁架台 的铁夹将橡皮夹紧,这样做的目的是保证摆动过程中摆长不变,需要改变摆长时便于调节。故选:AC。 (2)游标卡尺的读数为120.1 012.00.0120mmmmm。 摆长等于摆线的长度和摆球半径之和,则 1 0.99900.01200.9930 2 Lmmm。 (3)当摆角小于等于5时,我们认为小球做单摆运动,所以振幅约为:1 0.0878.7mcm,当小球摆到最 低点开始计时,误差较小,测量周期时要让小球做3050

28、次全振动,求平均值,所以A合乎实验要求且误 差最小。 故选:A。 故答案为: (1)AC; (2)12.0,0.9930; (3)A 17 【解答】解: (1)由图示电路图可知,闭合开关电流从b流向a, 由左手定则可知,金属棒受到的安培力竖直向下; (2)金属棒长度100.10Lcmm, 电路电流 12 3 4 E IAA R , 金属棒受到的安培力0.1 3 0.100.03FBILNN ; (3)弹簧的伸长量: 1 0.50.005xcmm, 2 0.30.003xcmm 金属棒静止,处于平衡状态,由平衡条件得: 2mgk 1 x, 2 (mgFk 1 x 2) x, 代入数据解得;0.0

29、05mkg; 答: (1)开关闭合后金属棒所受安培力的方向竖直向下; (2)开关闭合后金属棒所受安培力的大小为0.03N; (3)金属棒的质量为0.005kg。 18 【解答】解: (1)粒子运动轨迹如图所示,由几何知识可知,两粒子做圆周运动的轨道半径均R,粒子 做圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得: 2 1 1 v qv Bm R , 解得: 1 mv B qR ; (2)乙粒子运动轨迹如图所示,粒子第一次在磁场中的运动轨迹对应的圆心角为60, 粒子在磁场中做圆周运动的周期: 2 2 R T v , 粒子在磁场中的运动时间: 1 2 60 3603 R tT v , 被挡板反弹后

30、第二次进入磁场中运动,轨迹对应圆心角为120,运动时间: 2 2 2 3 R t v , 粒子运动总时间: 12 2 R ttt v ; (3)粒子运动轨迹如图所示,轨道半径: 1 122 12 mvm v R q Bq B , 由题意可知: 12 qq,解得: 1 1 qBR v m , 2 2 qBR v m , 相遇点为C点,有四种情况,分别是: 12 22 46 mm qBqB ,解得: 1 2 2 3 m m , 12 2 222 46 mmR qBqBv ,解得: 1 2 212 3 m m , 12 1 222 46 mmR qBvqB ,解得: 1 2 2 312 m m ,

31、12 12 2222 46 mmRR qBvqBv ,解得: 1 2 212 312 m m ; 答: (1)若甲粒子电量为q,质量为m,磁感应强度B为 1 mv qR ; (2)乙粒子在磁场中运动的总时间t为 2 R v ; (3)若两粒子能在C点相遇,甲、乙粒子的质量之比为: 2 3 、或 212 3 、或 2 312 、或 212 312 。 19 【解答】解: (1)由法拉第电磁感应定律得:50.2 1212EBLvVV 由闭合电路欧姆定律得: 12 6 1 1 E IAA Rr ; (2)对MN,有: FF 安 6FBILN 安 则作用在导体棒上的拉力的大小为:6FN; (3)当导体棒匀速运动0.3m经过的时间为: 0.3 0.025 12 x tss v 根据焦耳定律可得: 2 QI Rt 代入数据解得:0.9QJ。 答: (1)在闭合回路中产生的感应电流的大小为6A。 (2)作用在导体棒上的拉力的大小为6N。 (3)当导体棒匀速运动0.3m过程中电阻R上产生的热量为0.9J。