山东省烟台市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

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一、单选题

1. 下列所给图像中，能表示交流电的电流i随时间t变化的是（　　）

A、 B、 C、 D、

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2. 在LC回路产生电磁振荡的过程中，下列说法中正确的是（　　）

A、回路中电流值最大时，回路中电场能最大 B、电容器充电完毕时，回路中磁场能最少 C、回路中电流减小时，电容器上电荷量也减少 D、回路中磁场能减少时，回路中电流值增大

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3. 如图所示，水平面内有一环形导线通以俯视为顺时针的恒定电流，环形导线内有一可在水平面内自由转动的细杆，细杆带正电荷，若从某一时刻起，环形导线中电流逐渐减小，俯视细杆下列说法中正确的是（　　）

A、细杆仍然保持静止 B、细杆将顺时针转动 C、细杆将逆时针转动 D、无法确定细杆是否转动

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4. 某同学用显微镜观察用水稀释的墨汁中小炭粒的运动情况，在两次实验中分别追踪小炭粒a、b的运动，每隔30s把炭粒的位置记录下来，然后用线段把这些位置按时间顺序依次连接起来，得到如图所示的两颗炭粒运动的位置连线图，其中P、Q两点是是炭粒a运动的位置连线上的两点，则下列说法中正确的是（　　）

A、若水温相同，则炭粒b颗粒较大 B、若两炭粒颗粒大小相同，则炭粒a所处的水中水温更低 C、两颗炭粒运动的位置连线图反映了碳分子的运动是无规则运动 D、炭粒a在P、Q两点间的运动一定是直线运动

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5. Wi-Fi（无线通信技术）是当今使用最广的一种无线网络传输技术，几乎所有智能手机、平板电脑和笔记本电脑都支持Wi-Fi上网，Wi-Fi信号的本质就是电磁波，波长约7~12厘米，通过无线路由器发射后将信号传递到设备上，使设备实现无线上网能力，下列对Wi-Fi信号的判断正确的是（　　）

A、其信号波是横波 B、不能在真空中传播 C、波长比可见光短 D、不能产生干涉和行射现象

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6. 如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为零。通过两定值电 $R_{1}$ 、 $R_{2}$ 的电流分别为 $I_{1}$ 、 $I_{2}$ ，开关S原先是闭合的，在S断开后，通过 $R_{2}$ 的电流（　　）

A、立即减为零 B、方向不变，由 $I_{2}$ 逐渐减为零 C、方向改变，由 $I_{1}$ 逐渐减为零 D、方向改变，由 $I_{2}$ 逐渐减为零

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7. 如图所示，某小型水电站发电机输出的电功率 $P = 22 kW$ ，发电机的输出电压为 $u_{1} = 400 \sqrt{2} \sin 100 π t (V)$ ，经变压器升压后向远距离输电，已知升压变压器原、副线圈的匝数比 $n_{1} ： n_{2} = 1 ： 11$ ，输电线的总电阻为 $r = 22 Ω$ ，最后通过降压变压器将电压降为220V向用户供电。若两个变压器均为理想变压器，则下列升压变压器降压变压器说法正确的是（　　）

A、用户端交流电的频率为100Hz B、用户得到的功率为20kW C、输电线上损失的功率为500W D、降压变压器原、副线圈的匝数比 $n_{3} ： n_{4} = 429 ： 22$

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8. 如图甲所示，“ $∠$ ”型金属支架 $A O C$ 固定在水平面内，支架处在垂直于水平面的匀强磁场中，一金属杆 $E F$ 垂直于 $O C$ 边放在支架上，金属杆与金属支架接触良好，规定磁场的正方向为垂直水平面向下，磁感应强度B随时间 $t$ 变化的规律如图乙所示，若金属杆始终保持不动，则下列说法中正确的是（　　）

A、 $t_{2}$ 时刻金属杆受到摩擦力最大 B、 $t_{4}$ 时刻金属杆受到摩擦力方向水平向右 C、 $t_{1}$ 到 $t_{2}$ 时间内，支架对金属杆的摩擦力先增大后减小 D、 $t_{1}$ 到 $t_{3}$ 时间内，支架对金属杆的摩擦力方向不变

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二、多选题

9. 相同容积的两个容器装着质量相等、温度不同的氢气，下列说法中正确的是（　　）

A、温度高的容器中氢分子的平均动能更大 B、两个容器中氢分子的速率都呈“中间多，两头少”的分布规律 C、温度高的容器中任一分子的速率一定大于温度低的容器中任一分子的速率 D、单位时间内，温度高的氢气对器壁单位面积上的平均作用力更大

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10. 温控电路常用于恒温箱、自动孵化器等，如图所示为一温控电路的工作原理图，主要由电磁继电器、热敏电阻、滑动变阻器、电源、电炉丝、开关组成，其中 $P$ 为衔铁， $K$ 为金属触点，闭合开关 $S$ 后，当温度低于 $T_{1}$ 时，电炉丝自动通电供热，当温度超过 $T_{2}$ 时，又可以自动断电．则下列说法中正确的是（　　）

A、该热敏电阻的阻值随温度的升高而增大 B、该热敏电阻的阻值随温度的升高而减小 C、要使 $T_{1}$ 升高，可将滑动变阻器滑片向右移动 D、要使 $T_{1}$ 升高，可将滑动变阻器滑片向左移动

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11. 如图甲所示，一竖直单匝矩形导线框在匀强磁场中绕某一竖直固定轴匀速转动，若从导线框转动到中性面开始计时，通过导线框的磁通量 $ϕ$ 随时间 $t$ 的变化关系如图乙所示，则下列说法中正确的是（　　）

A、 $t = 0.2 s$ 时，导线框中感应电动势最大 B、 $t = 0.3 s$ 与 $t = 0.5 s$ 时，导线框中的电流环绕方向相同 C、导线框中交变电流电动势的有效值为 $5 π V$ D、 $t = \frac{1}{3} s$ 时，导线框中感应电动势的瞬时值为 $\frac{5 π}{2} V$

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12. 如图甲所示，电阻不计且间距 $L = 1 m$ 的光滑平行金属导轨竖直放置，上端接一阻值 $R = 2 Ω$ 的电阻，虚线 $O O^{'}$ 下方有垂直于导轨平面向里的匀强磁场，现将质量 $m = 0.1 kg$ 、电阻不计的金属杆 $a b$ 从 $O O^{'}$ 上方某处由静止释放，金属杆在下落的过程中与导轨保持良好接触且始终水平。已知杆 $a b$ 进入磁场时的速度 $v_{0} = 1 m/s$ ，下落 $0.3 m$ 的过程中加速度 $a$ 与下落距离 $h$ 的关系图像如图乙所示，g取 $10 m/ s^{2}$ ，则（　　）

A、匀强磁场的磁感应强度为 $2 T$ B、杆ab下落0.3m时金属杆的速度为 $1.5 m/s$ C、杆ab下落0.3m的过程中电阻 $R$ 上产生的热量为 $0.1 J$ D、杆ab下落0.3m的过程中通过 $R$ 的电荷量为 $0.125 C$

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三、实验题

13. 某同学利用如图所示的器材来研究电磁感应现象及判定感应电流的方向，其中 $L_{1}$ 为原线圈， $L_{2}$ 为副线圈。

(1)、在给出的实物图中，将实验仪器连成完整的实验电路；

(2)、在实验过程中，除了查清流入电流计电流方向与指针偏转方向之间的关系之外，还应查清的绕制方向（选填“ $L_{1}$ ”、“ $L_{2}$ ”或“ $L_{1}$ 和 $L_{2}$ ”）

(3)、若连接好实验电路并检查无误后，该同学闭合开关的瞬间，观察到电流计指针向右偏了一下，说明线圈（选填“ $L_{1}$ ”、“ $L_{2}$ ”或“ $L_{1}$ 和 $L_{2}$ ”）中有了感应电流．那么开关闭合后，将线圈 $L_{1}$ 插入 $L_{2}$ 稳定后再迅速拔出时，电流计指针将（选填“向右偏”、“向左偏”或“不偏转”）；

(4)、该同学通过实验总结出：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的。

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14. 在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：
①用注射器将事先配制好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定；

②将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积；

③根据一滴溶液中纯油酸的体积和油膜的面积计算出油酸分子直径；

④将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上；

⑤往浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上．

完成下列填空：

(1)、上述步骤中，正确实验步骤的排列顺序是（填写步骤前面的数字）；

(2)、在实验中将油酸分子看成是球形的，所采用的方法是_______；

A、等效替代法 B、理想模型法 C、控制变量法 D、比值定义法

(3)、将 $1 c m^{3}$ 的油酸溶于酒精，制成 $250 c m^{3}$ 的油酸酒精溶液；测得 $1 c m^{3}$ 的油酸酒精溶液有50滴．现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是 $0.17 m^{2}$ 。由此估算出油酸分子的直径为m（结果保留1位有效数字）；

(4)、在该实验中，某同学计算的油酸分子直径结果明显偏大，可能是由于_______。

A、油酸未完全散开 B、油酸中含有大量酒精 C、计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 D、求每滴溶液中纯油酸的体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴

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四、解答题

15. 如图甲所示电路中，螺线管线圈的匝数 $n = 2000$ 匝，螺线管横截面积 $S = 40 c m^{2}$ ，线圈的总电阻 $r = 1 Ω$ ，定值电阻 $R_{1} = 2 Ω$ ， $R_{2} = 5 Ω$ ，平行板电容器的两极板 $P$ 、 $Q$ 水平放置，两板间的距离 $d = 10 cm$ 。穿过螺线管的匀强磁场的磁感应强度 $B$ 随时间 $t$ 变化关系如图乙所示。闭合开关S，电路达到稳定后，位于电容器两个极板间的带电微粒恰好处于静止状态，已知重力加速度 $g = 10 m/ s^{2}$ 。求：

(1)、电阻 $R_{1}$ 消耗的电功率；

(2)、带电微粒的比荷。

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16. 如图所示，矩形金属线圈 $a b c d$ 的匝数为10匝，线圈的总电阻为 $1 Ω$ ，处于水平向里的匀强磁场中．线框绕着垂直于磁场的轴 $O O^{'}$ 以 $10 rad/s$ 的角速度匀速转动，轴 $O O^{'}$ 分别通过 $a d$ 和 $b c$ 边的中点，外电路中接入一只标有“6V，12W”的灯泡 $L$ ，灯泡正常发光。求：

(1)、从图示位置开始计时，灯泡中的电流 $i$ 随时间 $t$ 的变化关系式；

(2)、求线圈在转动过程中磁通量的最大值；

(3)、线圈在转动一圈的过程中克服安培力做的功

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17. 如图所示，理想变压器原副线圈匝数比为 $n_{1} ： n_{2} = 1 ： 2$ ，电阻 $R_{1}$ 接在原线圈回路中，滑动变阻器 $R_{3}$ （滑动变阻器阻值变化范围为 $0 ~ 100 Ω$ ）和电阻 $R_{2}$ 串联接在副线圈回路中，已知电阻 $R_{1} = 10 Ω$ ， $R_{2} = 30 Ω$ ，原线圈一侧接在电压恒为 $U_{0} = 210 V$ 的正弦交流电源上。开始时，调节滑动变阻器的触头，使变阻器接入电路电阻值为0。求：

(1)、此时电阻 $R_{1}$ 和 $R_{2}$ 消耗的功率之比；

(2)、此时变压器副线圈两端的电压；

(3)、若调节滑动变阻器触头，能够使变压器输出功率达到最大值，当变阻器接入电路的阻值为多少时，变压器输出功率最大？最大值为多少？

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18. 真空管道超高速列车减速时，需在前方设置一系列磁感应强度相同的磁场区域，如图所示是这种列车减速时的模型，图中粗实线表示间距为 $L$ 、电阻不计的两根足够长的平行光滑金属导轨，导轨固定在绝缘的水平面上，导轨内等间距分布着足够多的有界匀强磁场区域磁感应强度的大小都为 $B$ ，方向与导轨平面垂直，每一有界磁场区域的宽度及相邻有界磁场区域的间距均为 $l$ ，这些磁场区域从左向右编号依次为1、2、3 $\dots \dots n - 1$ 、 $n$ ． $a b$ 和 $c d$ 是两根与导轨垂直、长度均为 $L$ 、阻值均为 $R$ 的金属棒，通过绝缘材料固定在列车底部，并与导轨接触良好，其间距为 $s (s < l)$ ，列车的总质量为 $m$ 。若列车以水平向右的速度 $v_{0}$ 驶向第个磁场区域。求：

(1)、金属棒 $a b$ 在刚进入第一个磁场区域的瞬间， $a b$ 两端的电压及此时列车的加速度大小；

(2)、金属棒 $c d$ 刚好离开第一个磁场区域时的速度；

(3)、金属棒 $c d$ 在穿过第一个磁场区域的过程中， $a b c d$ 回路中产生的焦耳热；

(4)、列车能够穿过这种完整有界磁场区域的个数。

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