浙江省北斗星盟2020-2021学年高二上学期物理12月阶段性联考试卷

试卷更新日期：2021-09-10 类型：月考试卷

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一、单选题

1. 下列磁通量的单位中，用国际单位制基本单位来表示的是（）

A、Wb B、 $T \cdot m^{2}$ C、 $kg \cdot m^{2} \cdot C^{- 1} \cdot s^{- 1}$ D、 $kg \cdot m^{2} \cdot A^{- 1} \cdot s^{- 2}$

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2. 下列描述中各物理量的值均为负值，其中负号表示大小的是（）

A、毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷量为 $- 1.0 \times 10^{- 8} C$ B、电子在电场中某点所具有的电势能为 $- 1.6 \times 10^{- 19} J$ C、用磁传感器测得通电螺线管内部的磁感应强度为 $- 0.1 T$ D、交流发电机线圈在磁场中转动一周，安培力做功约为 $- 8 \times 10^{3} J$

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3. 物理学的发展是众多物理学家共同推动的结果，下列关于物理学家和他们的成就说法正确的是（）

A、安培提出了分子电流假说 B、库仑测出了静电力常量 C、法拉第总结出法拉第电磁感应定律 D、伽利略推导出单摆的周期公式

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4. 下列四幅演示实验图，对现象的描述正确的是（）

A、图甲中，把带正电的物体C移近导体A，A端箔片张开，B端箔片闭合 B、图乙中，同向电流相互排斥，反向电流相互吸引 C、图丙中，阴极射线管中阴极打出的电子束在磁场力的作用下向下偏转 D、图丁中，磁铁靠近圆环A，A环会被吸引

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5. “洗”是古代盥洗用的脸盆，多用青铜铸成。清水倒入其中，用手慢慢摩擦盆耳，到一定节奏时盆就会发出强烈嗡嗡声，同时还会溅起层层水花。下列描述正确的是（）

A、嗡嗡声是因为水撞击盆的原因 B、摩擦的节奏越快，越能溅起水花 C、摩擦的节奏越慢，越能溅起水花 D、能溅起水花的摩擦节奏与盆有关

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6. 如图为智能颈椎按摩器的铭牌，由铭牌上信息可知（）

产品名称：	智能颈椎按摩器
产品型号：	NJR-5868三头充电款
充电电压：	5V
额定电压：	3.7V
额定功率：	6W
执行标准：	GB4706.1-2005
执行标准：	GB4706.10-2008
温州希楠电子科技有限公司

A、该按摩器在额定电压下输出机械功率为6W B、该按摩器在额定电压下工作电流约为1.6A C、该按摩器充电电流为1.2A D、该按摩器内阻约为2.3Ω

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7. 如图是P、Q两点电荷的电场中的电场线分布，a、b、c、d是电场中的四个点，一个不计重力的带电粒子从a运动到b的轨迹如图所示，则以下判断正确的是（）

A、点电荷Q带正电 B、运动的带电粒子带正电 C、b点场强大于d点场强 D、试探电荷 $+ q$ 在c点的电势能小于在d点的电势能

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8. 已知电流强度为I的通电直导线在距离为r处产生的磁感应强度大小为 $B = k \frac{I}{r}$ ， $k$ 为常数。三根长直导线垂直于纸面固定于半圆绝缘轨道上的a、b、c三点，c位于圆心O的正下方，通有大小相等的电流，方向如图所示。若a处的导线在c处产生的磁感应强度大小为B，则圆心O处的磁感应强度大小为（）

A、 $2 \sqrt{10} B$ B、 $\sqrt{10} B$ C、 $\frac{\sqrt{10}}{2} B$ D、 $\sqrt{2} B$

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9. 如图所示的电路，L是小灯泡，C是极板水平放置的平行板电容器。有一带电油滴悬浮在两极板间静止不动。若滑动变阻器的滑片向下滑动，则（）

A、灯L变亮 B、通过R的电流减小 C、油滴向下运动 D、电源输出功率一定增大

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10. 电磁驱动是21世纪初问世的新概念、新技术，现已广泛应用在指针永久磁体转轴我们的日常生活中。装在汽车上的磁性转速表就利用了电磁驱动，其工作原理如图所示。下列说法正确的是（）

A、永久磁体和铝盘应装在同一转轴上，两者同步转动游丝铝盘 B、永久磁体和铝盘应装在不同的转轴上，两者转动方向相反 C、永久磁体相对铝盘转动，铝盘中产生感应电流，并受安培力而转动 D、在电磁驱动的过程中，通过克服安培力做功消耗机械能转化为电能

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11. 如图甲所示的电路，当用图乙中的交变电流a给电路供电时，发现L₁、L₂、L₃三灯亮度相同。当用图乙中的交变电流b给电路供电时，以下说法正确的是（）

A、L₁灯亮度不变、L₂灯亮度变亮 B、L₁灯亮度变亮、L₂灯亮度变暗 C、L₂灯亮度变亮、L₃灯亮度变暗 D、L₂灯亮度变暗、L₃灯亮度变亮

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12. 如图所示，一棱长为d的正方体置于存在匀强电场的空间中，电场的方向沿z轴正方向，电场强度大小为E，ABCD和 $A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$ 是正方体的顶点。一质量为m、电荷量为 $- q$ 的粒子以速度 $v_{0}$ 从D点沿DB方向射入正方体内，粒子的重力可以忽略，当粒子到达 $D B_{1}$ 连线上某点时（）

A、所用时间为 $\frac{\sqrt{2} m v_{0}}{2 q E}$ B、速度大小为 $3 v_{0}$ C、与D点的距离为 $\frac{\sqrt{3} m v_{0}^{2}}{q E}$ D、速度方向与 $z$ 轴负方向的夹角为30°

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13. 如图所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两个边长相等的单匝闭合正方形线框Ⅰ和Ⅱ，分别用相同材料、不同粗细的导线绕制，其中线框Ⅰ为细导线绕制。两线框在距磁场上边界相同高度处由静止开始自由下落，再进入磁场，最后落到地面。运动过程中，线框平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界，不计空气阻力，则下列说法正确的是（）

A、两线框下边缘刚进入磁场瞬间，线框Ⅰ的加速度a₁大于线框Ⅱ的加速度a₂ B、线框Ⅰ先落地，线框Ⅱ后落地 C、线框Ⅰ落地的速度v₁小于线框Ⅱ落地的速度v₂ D、线框Ⅰ产生的热量Q₁小于线框Ⅱ产生的热量Q₂

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二、多选题

14. 下列说法正确的是（）

A、单摆做简谐运动时，摆球受到重力、细绳拉力和回复力的作用 B、做简谐运动的弹簧振子，速度第一次恢复到原来的状态即完成一次全振动 C、在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离是一个波长 D、当波源和观察者相互靠近时，观察者接收到的波的频率变大

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15. 如图甲为一列简谐横波在 $t = 0.5 s$ 时的波形图，图乙是质点a的振动图像，下列说法正确的是（）

A、该波向x正方向传播 B、该波波速为2m/s C、该波碰到尺寸为120m的障碍物不能发生衍射现象 D、该波碰到频率为0.25Hz的波能发生干涉

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16. 如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为5：1， $L_{1}$ 、 $L_{2}$ 、 $L_{3}$ 、 $L_{4}$ 、 $L_{5}$ 、 $L_{6}$ 为六只规格均为“6V，3W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，输入端交变电压的 $u - t$ 图像如图乙所示。以下说法中正确的是（）

A、副线圈两端交变电流的频率为50Hz B、电压表的示数为36V C、只有 $L_{1}$ 灯能正常发光 D、1min内消耗的电能为 $1.08 \times 10^{3} J$

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三、实验题

17.

(1)、①小王同学做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验，实验装置如下图。

学生电源输出端与原线圈A的0与4接线柱相连，选择开关打在电压4V处。交流电压表与副线圈B的0与8接线柱相连，接通开关后，发现电压表中示数为0。小王检查学生电源与电表正常，电路中导线无故障，请你帮他诊断其原因。

②小王并以此变压器继续进行探究电磁感应现象，副线圈B的0与2接线柱接灵敏电流表G，如下图所示，在学生电源接通瞬间，发现灵敏电流表指针向左偏，当电流表稳定后，若断开电源开关，则灵敏电流表指针（选填“向左偏”、“向右偏”或“不动”），此时原、副线圈中电流的绕行方向（选填“相同”或“相反”）。

(2)、小明同学在家里探究单摆周期与摆长的关系，他设计的实验步骤的是：
A ．选择体积小、密度大的球

B ．用刻度尺测量细线的长度l作为摆长

C ．把单摆从平衡位置拉开30°的摆角，然后由静止释放

D ．从摆球摆到最低点时开始计时，测出摆球经过最低点30次的总时间t，由 $T = \frac{t}{30}$ 得出周期

则以上实验步骤中有错误的是。

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18. 2020年11月24日4时30分，我国在中国文昌航天发射场，用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器。如图1是嫦娥5号探测器的照片，其两侧张开的是光伏发电板，光伏发电板在有光照时可以将光能转化为电能，在没有光照时可看作是个电动势为零的电学器件。

(1)、某实验小组想测绘某一光伏电池在没有光照时的伏安（I-U）特性曲线，实验时用不透光的黑纸包住电池板。那么他们应选用图2中的（选填“甲”或“乙”）电路，通过实验得到了如图3的I-U特性曲线，如果将其与一个电动势为3V（内阻忽略不计）的电源和阻值为5kΩ的定值电阻串联在一起，则它两端的电压为V（计算结果保留两位有效数字）。

(2)、该实验小组的同学又用如图4所示的电路来探究光伏电池的路端电压U与电流I的关系，其中 $R_{0} = 5 Ω$ ，设相同光照强度下光伏电池的电动势不变，电表均为理想电表。通过测量得到该电池的 $U - I$ 曲线如图5，某次数据测量时电压表示数如图6所示，读数为V，由图像可知，此时电源内阻为Ω（计算结果保留两位有效数字）。

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四、解答题

19. 一带电量为 $Q = 7.5 \times 10^{- 5} C$ 的平行板电容器水平放置，上极板接地，中间有一小孔A，现在靠近下极板Р处正对小孔由静止释放一质量为 $m = 2 \times 10^{- 6} kg$ ，电荷量为 $q = 7 \times 10^{-}^{7} C$ 的带负电微粒，如图1所示，微粒运动的 $v - t$ 图像如图2所示，不考虑边缘效应及空气阻力的作用，重力加速度取 $g = 10 {m/s}^{2}$ ，求：

(1)、 $v_{0}$ 的大小；

(2)、电场强度E；

(3)、P点的电势 $φ$ 。

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20. 图1是单摆振动的情形，O是它的平衡位置，B、C是摆球所能到达的最远位置，悬点处装有力传感器（图中未画出），能测量快速变化的力。某同学在一次实验中测得摆球摆动时悬线上拉力的大小随时间变化的曲线如图2所示，已知摆球质量 $m = 0.5 kg$ ，g取 $9.86 {m/s}^{2}$ ， $π^{2} \approx 9.86$ 。试求：

(1)、摆球运动周期T；

(2)、摆球摆到最低点O时，摆球运动的加速度；

(3)、若使球带上 $q = 0.5 C$ 的电量，并置于图3所示匀强磁场中，已知球摆动时所能到达的最远位置不变，磁感应强度 $B = 0.5 T$ ，求球摆到最低点O时，球受到的拉力大小。

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21. 如图1，有一倾角 $θ = 30 °$ 的足够长的平行金属导轨，导轨间距 $L = 1 m$ ，导轨上端连接阻值 $R = 1 Ω$ 的定值电阻，一个质量 $m = 0.1 kg$ ，电阻 $r = 1 Ω$ 的金属杆ab垂直于导轨放置且与导轨接触良好，在两导轨间存在方向垂直于导轨平面的匀强磁场。 $t = 0$ 时刻，ab杆在沿斜面向下的拉力F作用下由静止开始沿导轨向下运动， $t = 1 s$ 时杆的速度 $v = 4 m/s$ ，整个过程中金属杆两端的电势差 $U_{a b}$ 随时间的变化如图2所示。若导轨电阻不计，空气阻力不计，ab杆和导轨间的动摩擦因数 $μ = \frac{\sqrt{3}}{2}$ ， $g = 10 {m/s}^{2}$ 。求：

(1)、磁感应强度B的大小和方向；

(2)、0~2s内ab杆受到的沿斜面的拉力F与时间t的关系式；

(3)、若2s末撤去拉力F，ab杆将做减速运动直至停止，该过程中，通过电阻R的电荷量为0.25C，求撤去拉力F后，电阻R上产生的焦耳热 $Q_{R}$ 。

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22. 如图所示，在xOy平面内的圆形区域（边界线方程： $x^{2} + y^{2} = a^{2}$ ）内有垂直于xOy平面向外的匀强磁场，磁感应强度为 $B = \frac{m v}{q a}$ ，在第Ⅱ象限内 $x = - a$ 处有一平行于y轴长度为a的线状粒子源MN，粒子源不断地沿 $+ x$ 方向以速率 $v$ 发射质量为m、带电荷量为 $+ q$ （不计重力）的粒子。求：

(1)、带电粒子在磁场中运动的半径r；

(2)、从位置 $(- a ， \frac{a}{2})$ 发的粒子在磁场中的运动时间t；

(3)、若要求所有进入磁场的带电粒子都能沿 $- y$ 方向离开磁场，可对第Ⅳ象限内的磁场区域进行修正，即除去某部分磁场，试写出第Ⅳ象限内修正后的磁场的边界方程。

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