山东省济宁市任城区2020-2021学年高二下学期物理期中考试试卷
试卷更新日期：2021-06-25 类型：期中考试
一、单选题
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1. 阴极射线管是一种能从其阴极A发射出电子流的装置。如图所示的阴极射线管放在蹄形磁铁的N、S两极间，则此时电子流将（ ）
A、向S极偏转 B、向N极偏转 C、向上偏转 D、向下偏转2. 如图所示，手机无线充电是通过分别安装在充电基座上的送电线圈和手机上的受电线圈，利用电磁感应现象传递能量。当手机充电时（ ）
A、送电线圈产生恒定磁场 B、充电装置将电能转化为内能 C、送电线圈中的电流是变化的 D、基座与手机间无需导线连接，没有能量损失3. 如图所示的电路中，a、b、c为三盏完全相同的灯泡，L是自感线圈，线圈的阻值为RL。由于自感线圈L的存在，电路在接通或断开时，会发生自感现象。则下列说法正确的是（ ）
A、合上开关后，a、b、c三盏灯同时亮起来 B、合上开关后，a、b两盏灯先亮起来，c灯后亮起来 C、断开开关后，a、b、c三盏灯同时熄灭 D、断开开关后，a、b两盏灯先熄灭，c灯后熄灭4. A、B是两个完全相同的电热器，A通以图甲所示的方波交变电流，B通以图乙所示的正弦式交变电流，则两电热器的电功率PA∶PB等于（ ）
A、5∶4 B、3∶2 C、 ∶1 D、2∶15. 如图，一个铝框放在蹄形磁铁的两个磁极之间，可以绕支点自由转动。先使铝框和磁铁静止，转动磁铁，观察铝框的运动，可以观察到（ ）
A、从上往下看，当磁铁顺时针转动时，铝框会随之顺时针转动 B、从上往下看，当磁铁顺时针转动时，铝框会随之逆时针转动 C、无论磁铁向哪个方向转动，铝框都不会转动 D、当磁铁停止转动后，如果忽略空气阻力和摩擦阻力，铝框将保持匀速转动6. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1∶n2=10∶1，a、b两点间的电压为u=220 sin100πt（V），R为可变电阻，P为用铅锑合金制成的保险丝，其电阻可忽略不计，熔断电流为2A。为使保险丝不熔断，可变电阻R连入电路的最小阻值应大于（ ）
A、 Ω B、1.1Ω C、11Ω D、 Ω7. 一个边长为 的等边三角形磁场区域，一个底边为L的直角三角形金属线框，线框电阻为R，二者等高，金属线框以速度v匀速穿过磁场区域的过程中，规定逆时针方向的电流为正，线框中感应电流i随位移x变化的图线正确的是（ ）
A、
B、
C、
D、
8. 如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为l的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴OO′上，随轴以角速度ω匀速转动。在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C、板间距为d的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g，不计其他电阻和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A、棒产生的电动势为Bl2ω B、微粒的电荷量与质量之比为 C、电阻消耗的电功率为 D、电容器所带的电荷量为CBr2ω二、多选题
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9. 图所示是研究性学习小组的同学设计的防止电梯坠落的应急安全装置，在电梯轿厢上安装上永久磁铁，电梯的井壁上铺设线圈，能在电梯突然坠落时减小对人员的伤害.关于该装置，下列说法正确的是( )
A、当电梯突然坠落时，该安全装置可起到阻碍电梯下落的作用 B、当电梯突然坠落时，该安全装置可使电梯停在空中 C、当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时，闭合线圈A、B中电流方向相同 D、当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时，闭合线圈A、B都在阻碍电梯下落10. 如图所示为磁流体发电机的原理图。金属板M、N之间的距离为d＝20 cm，磁场的磁感应强度大小为B＝5 T，方向垂直纸面向里。现将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和带负电的微粒，整体呈中性）从左侧喷射入磁场，发现在M、N两板间接入的额定功率为P＝100 W的灯泡正常发光，且此时灯泡电阻为R＝100 Ω，不计离子重力和发电机内阻，且认为离子均为一价离子，则下列说法中正确的是( )
A、金属板M上聚集负电荷，金属板N上聚集正电荷 B、该发电机的电动势为100 V C、每秒钟有6.25×1018个离子打在金属板N上 D、离子从左侧喷射入磁场的初速度大小为103 m/s11. 回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，A处粒子源产生质量为m、电荷量为+q的粒子，在加速电压为U的加速电场中被加速，所加磁场的磁感应强度、加速电场的频率可调，磁场的磁感应强度最大值为Bm和加速电场频率的最大值fm。则下列说法正确的是（ ）
A、粒子获得的最大动能与加速电压无关 B、粒子第n次和第n+1次进入磁场的半径之比为 C、粒子从静止开始加速到出口处所需的时间为 D、若 ，则粒子获得的最大动能为12. 如图，相距为d的两水平线L1和L2分别是水平向里的匀强磁场的边界，磁场的磁感应强度为B，正方形线框abcd边长为L(L<d)、质量为m。将线框在磁场上方高h处由静止开始释放，当ab边进入磁场时速度为v0 ， cd边刚穿出磁场时速度也为v0 ， 从ab边刚进入磁场到cd边刚穿出磁场的整个过程中 ( )
A、线框一直都有感应电流 B、线框有一阶段的加速度为g C、线框产生的热量为mg(d+h+L) D、线框做过减速运动三、填空题
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13. 如图，几位同学在北京某学校的操场上做“摇绳发电”实验：把一条较长电线的两端连在一个灵敏电流计的两个接线柱上，形成闭合回路。两个同学沿东西方向站立，女生站在西侧，男生站在东侧，他们沿竖直方向迅速上下摇动这根电线，通过灵敏电流计的电流是（选填“交流”或“直流”），当电线从上向下运动时，通过灵敏电流计的电流方向是（选填“A→B”或“B→A”）
四、实验题
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14. 用如图所示的装置探究感应电流的产生条件，所使用的器材有：电池组、开关、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、灵敏电流计、导线等。
(1)、图中已接好部分连线，还剩两处未连线，请补充完整；(2)、在开关闭合的情况下，将线圈A中的铁芯向上拔出，（填“能”或“不能”）引起电流计指针偏转；(3)、若已知实验中闭合开关的瞬间，灵敏电流计的指针向右偏转。则上述（2）中铁芯向上拔出时，灵敏电流计的指针偏转；（填“向右”、“向左”或“不”）(4)、在保持开关闭合的情况下，还有什么方法可以使灵敏电流计的指针向右偏转？请写出一种方法：。五、解答题
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15. 水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，导轨的宽度为L，M和P之间接入电动势为E的电源（不计内阻）。现垂直于导轨搁一根质量为m，电阻为R的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为θ，指向右斜上方且与金属棒ab垂直，如图所示，求：
(1)、当ab棒静止时，受到的支持力的大小和摩擦力的大小；(2)、若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为多少，此时B的方向如何。16.如图甲所示，长、宽分别为L1、L2的矩形金属线框位于竖直平面内，其匝数为n，总电阻为r，可绕其竖直中心轴O1O2转动．线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D（集流环）焊接在一起，并通过电刷和定值电阻R相连．线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场，磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图乙所示，其中B0、B1和t1均为已知．在0～t1的时间内，线框保持静止，且线框平面和磁场垂直；t1时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度ω匀速转动．求：
(1)、0～t1时间内通过电阻R的电流大小；(2)、线框匀速转动后，在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量；(3)、线框匀速转动后，从图甲所示位置转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量．17. 如图所示，在无限长的竖直边界AC和DE间，上、下部分分别充满方向垂直于平面ADEC向外的匀强磁场，上部分区域的磁感应强度大小为B0 ， OF为上、下磁场的水平分界线，质量为m、带电荷量为＋q的粒子从AC边界上与O点相距为a的P点垂直于AC边界射入上方磁场区域，经OF上的Q点第一次进入下方磁场区域，Q与O点的距离为3a，不考虑粒子重力。
(1)、求粒子射入时的速度大小；(2)、要使粒子不从AC边界飞出，求下方磁场区域的磁感应强度B1应满足的条件。18. 如图1所示，两条足够长的平行金属导轨间距为0.5m，固定在倾角为37°的斜面上。导轨顶端连接一个阻值为1 的电阻。在MN下方存在方向垂直于斜面向上、大小为1T的匀强磁场。质量为0.5kg的金属棒从AB处由静止开始沿导轨下滑，其运动过程中的v-t图象如图2所示。金属棒运动过程中与导轨保持垂直且接触良好，不计金属棒和导轨的电阻，取g=10m/s2 ， sin37°=0.6，cos37°=0.8。
(1)、求金属棒与导轨间的动摩擦因数；(2)、求金属棒在磁场中能够达到的最大速率；(3)、已知金属棒从进入磁场到速度达到5m/s时通过电阻的电荷量为1.3C，求此过程中电阻产生的焦耳热。
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