山东省“山东学情”2021-2022学年高二上学期物理11月期中联考试卷（A）

试卷更新日期：2021-12-13 类型：期中考试

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一、单选题

1. 扫地机器人，又称自动打扫机、智能吸尘、机器人吸尘器等，是智能家用电器的一种，能凭借一定的人工智能，自动在房间内完成地板清理工作。如图所示，某扫地机器人电池的容量2000mA·h，额定工作电压20V，额定功率40W，则下列说法正确的是（）

A、扫地机器人正常工作时的电流是2A B、扫地机器人的电阻是10Ω C、题中mA·h是能量的单位 D、扫地机器人充满电后一次工作时间约为2h

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2. 2021年1月13日，我国自主研发的世界首台高温超导高速磁浮工程化样车在四川成都下线，全车为全碳纤维轻量化车体，时速可达620千米/小时。下列说法中不正确的是（）

A、磁悬浮列车通过同名磁极相互排斥将车体托举起来 B、列车以电能为动力来源，电能属于二次能源 C、行驶的列车带正电荷是因失去电子而造成的 D、发热体用超导材料来制造产生的热量会更多

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3. 下列说法是某同学对概念、公式的理解，其中正确的是（　　）

A、同一线圈放在磁感应强度大的磁场中一定比放在磁感应强度小的磁场中磁通量大 B、电流元IL在磁场中某处受到的安培力为F，则该处的磁感应强度 $B = \frac{F}{I L}$ C、电荷在电场中某点所受静电力的方向就是这点电场强度的方向 D、磁场中某点磁感应强度B的方向就是小磁针N极的受力方向

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4. 十九世纪二十年代，以塞贝克（数学家）为代表的科学家已认识到：温度差会引起电流。安培考虑到地球自转造成了太阳照射后正面与背面的温度差，从而提出如下假设：地球磁场是绕地球的环形电流引起的，则该假设中的电流的方向是（注：磁子午线是地球磁场N极与S极在地球表面的连线）（　　）

A、由东向西垂直磁子午线 B、由西向东垂直磁子午线 C、由南向北沿磁子午线方向 D、由北向南沿磁子午线方向

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5. 如图所示为一种新型电磁船的俯视图， $M M^{'}$ 、 $N N^{'}$ 为固定在船底的平行金属板，直流电源接在M、N间，船上装有产生强磁场的装置，可在两平行金属板间海水中的虚线框内产生强磁场，导电的海水在磁场作用下即可推动该船运动。闭合电键K后，要使船向前进，虚线框中的磁场方向应该是（）

A、竖直向上 B、竖直向下 C、水平向左 D、水平向右

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6. 1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，凭借此项成果，他于1939年获得诺贝尔物理学奖，其原理如图所示，置于真空中的 $D$ 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忽略；磁感应强度为 $B$ 的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为 $f$ ，加速电压为 $U$ 。若A处粒子源产生质子的质量为 $m$ 、电荷量为 $+ q$ ，在加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响。则下列说法正确的是（）

A、带电粒子由加速器的边缘进入加速器 B、被加速的带电粒子在回旋加速器中做圆周运动的周期随半径的增大而增大 C、质子离开回旋加速器时的最大动能与 $D$ 形盒半径成正比 D、该加速器加速质量为 $4 m$ 、电荷量为 $2 q$ 的 $α$ 粒子时，交流电频率应变为 $\frac{f}{2}$

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7. 硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像，图线b是某纯电阻电器的U-I图像。则在该光照强度下，把该电池和该电器组成一个电路时，电池的（）

A、内阻为12.5W B、效率为79.4% C、内耗功率为0.22W D、输出功率为12.5W

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8. 如图所示，厚度为 $h$ 、宽为 $d$ 的金属导体板放在垂直于它的磁感应强度为 $B$ 的匀强磁场中，当电流通过金属导体板时，在金属导体板的上侧面 $A$ 和下侧面 $A^{'}$ 之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。实验表明，电势差 $U$ 、电流 $I$ 和 $B$ 的关系为 $U = k \frac{I B}{d}$ ，式中的比例系数 $k$ 称为霍尔系数。下列说法正确的是（）

A、达到稳定的状态时，金属导体板上侧面A的电势一定高于下侧面 $A^{'}$ 的电势 B、达到稳定的状态时，金属导体板上侧面A的电势一定低于下侧面 $A^{'}$ 的电势 C、增大导体的厚度 $h$ 时， $A A^{'}$ 之间的电势差U将变大 D、增大磁感应强度B时， $A A^{'}$ 之间的电势差U将变小

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二、多选题

9. 如图所示，在倾角为 $θ$ 的光滑斜面上，垂直斜面放置一根长为 $L$ 、质量为 $m$ 的直导线。当通以电流 $I$ 时，欲使导体静止在斜面上，外加匀强磁场 $B$ 的大小和方向可能是（）

A、 $B = \frac{m g}{I L}$ ，方向水平向左 B、 $B = \frac{m g \tan θ}{I L}$ ，方向竖直向上 C、 $B = \frac{m g \sin θ}{I L}$ ，方向垂直斜面向下 D、 $B = \frac{m g \tan θ}{I L}$ ，方向垂直斜面向上

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10. 如图所示，质量为 $m$ 、带电荷量为 $q$ 的物块，在水平方向的磁感应强度为 $B$ 的匀强磁场中，沿着竖直绝缘墙壁由静止开始下滑，已知物块与墙壁间的动摩擦因数为 $μ$ ，下列说法正确的是（）

A、物块在下滑过程中只受重力、摩擦力和洛伦兹力 B、物块下滑过程中的加速度小于重力加速度 $g$ C、物块下滑的最大速度为 $\frac{m g}{μ q B}$ D、物块在下滑过程中，尽管物块受到洛伦兹力作用，但洛伦兹力不做功，物块机械能守恒

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11. 在如图所示的电路中，灯泡L的电阻等于电源的内阻r，闭合电键S，将滑动变阻器滑片P向右移动一段距离后，电压表示数变化量的绝对值为△U，电流表示数变化量的绝对值为△I，电压表和电流表均视为理想电表，下列结论正确的是（）

A、灯泡L变暗 B、电源的输出功率变大 C、 $\frac{Δ U}{Δ I}$ 保持不变 D、电容器C上电荷量减小

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12. 如图所示，半径为 $R$ 的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为 $B$ 。在磁场边界上的 $M$ 点放置一个放射源，能在纸面内以速率 $v$ 向各个方向发射大量的同种粒子，粒子的电荷量为 $q$ 、质量为 $m$ （不计粒子的重力），所有粒子均从磁场边界的某段圆弧射出，其圆弧长度为 $\frac{π R}{3}$ 。下列说法正确的是（）

A、粒子进入磁场时的速率为 $\frac{q B R}{2 m}$ B、所有粒子中在磁场中运动的最长时间是 $\frac{π m}{3 q B}$ C、若粒子入射速率为 $\sqrt{3} v$ 时，有粒子射出的边界弧长变为 $\frac{2 π R}{3}$ D、将磁感应强度大小改为 $\frac{B}{2}$ 时，有粒子射出的边界弧长变为 $\frac{2 π R}{3}$

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三、实验题

13. 某同学在实验室发现一根粗细均匀、中空的圆柱形导电元件，其横截面为同心圆环，如图甲所示，该同学想知道中空部分的内径 $d$ ，但该元件的内径太小，无法直接测量，他设计了如下实验进行测量，已知该元件的长度 $L$ 及电阻率 $ρ$ 。

(1)、用螺旋测微器测元件的外径 $D$ ，结果如图乙所示，该读数为mm；

(2)、用多用电表粗测其阻值，多用电表的“ $Ω$ ”挡有“ $\times 1$ ”“ $\times 10$ ”“ $\times 100$ ”“ $\times 1 k$ ”四挡，选用“ $\times 100$ ”挡测量时，发现指针偏转角度过大，换用相邻的某倍率，重新欧姆调零后进行测量，结果如图丙所示，则该元件的电阻为 $Ω$ ；

(3)、某同学选择合适的仪器与电路进行精确地测量该元件电阻，若测得该元件的电阻为 $R$ ，则元件的内径 $d =$ 。（用已知量和所测物理量的符号表示）

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14. 如图所示为某兴趣小组测量电池组的电动势和内阻的实验原理图，已知电池组的电动势约为3 V，内阻约为1Ω。现提供的器材如下：

A．电池组；

B．电压表V（量程0～3 V，内阻约为1000Ω）；

C．电阻箱C（0～99.9Ω）；

D．定值电阻 $R_{1} = 10 Ω$ ；

E．定值电阻 $R_{2} = 500 Ω$ ；

F．开关和导线若干。

(1)、如果要准确测量电源的电动势和内阻，定值电阻 $R_{0}$ 应选择（选填“D”或“E”）。

(2)、改变电阻箱的阻值R，记录对应电压表的读数U，作出的 $\frac{1}{U} - \frac{1}{R}$ 图象如图所示，图线与横、纵坐标轴的截距分别为 $- b$ 、a，定值电阻的阻值用 $R_{0}$ 表示，则可得该电池组的电动势为，内阻为（用字母表示）。

(3)、该实验测得的电动势与真实值相比。（选填“偏大”“偏小”或“不变”）

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四、解答题

15. 如图所示的电路中，小量程电流表的内阻R_g＝10Ω，满偏电流I_g＝2mA，R₁＝990Ω， $R_{2} = \frac{1000}{299}$ Ω。

(1)、当S₁和S₂均断开时，改装成的表是什么表，量程多大？

(2)、当只闭合S₂时，改装成的表是什么表，量程多大？

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16. 风能是一种环保型能源，目前我国风力发电总装机容量已达 $2640 MW$ （ $MW$ 表示兆瓦）。风力发电是将风的动能转化为电能。某地有一风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为 $10 m$ 的圆面。某时间内该地区的风速是 $10 m/s$ ，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为 $1.2 {kg/m}^{3}$ ，假如这个风力发电机能将此圆面内10%的空气动能转化为电能。

(1)、求单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动能；

(2)、求此风力发电机发电的功率。

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17. 下图是利用电动机提升重物的示意图，其中D是直流电动机。P是一个质量为m的重物，它用细绳拴在电动机的轴上。电源电动势E＝130V，闭合开关S，重物P以速度v匀速上升，这时电流表和电压表的示数分别是I＝5.0A和U＝110V，重物P上升的速度v＝0.80m/s。重物的质量m＝50kg（g取10 ${m/s}^{2}$ ）。求：

(1)、电源的内阻r多大？

(2)、直流电动机的机械效率η多大？

(3)、电动机线圈的电阻R多大？

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18. 如图所示，在直角坐标系沿x轴正向0～L区域内有沿y轴正方向的匀强电场；2L～3L区域内，x轴上方有垂直纸面向里的匀强磁场、x轴下方有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小相同。质量为m、电荷量为e的电子（不计电子的重力），从y轴上的A点以某一速度沿x轴正方向射入电场，飞出电场后从M(2L，0)点进磁场区域，进入磁场时速度大小为v、方向与x轴夹角 $θ = 60 °$ 。电子在磁场中运动一段时间后从N(3L，0)飞出。求：

(1)、匀强电场场强E的大小；

(2)、磁感应强度B的可能值；

(3)、电子从A到N经历的时间。

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