重庆市南开中学2020-2021学年高二上学期期末考试物理试题

重庆南开中学20202021学年度第一学期高2022级期末考试物理试题（考试时间：90分钟总分：100分）说明：本试卷分为第Ⅰ卷和第Ⅱ卷，其中第Ⅰ卷为选择题，请用2B铅笔填涂在答题卡上；第Ⅱ卷为实验题和计算题，请用黑色中性笔答在答题卷上．第Ⅰ卷（选择题，共48分）一、单项选择题（以下各小题只有一个答案符合题目要求，每题4分，共32分）1．在电磁学理论建立过程中，许多伟大的物理学家作出了贡献。下列关于有关物理学家的贡献，说法不正确的是A．法拉第对理论和实验资料进行严格分析后，提出了法拉第电磁感应定律B．奥斯特发现了电流的磁效应，首先揭示了电现象与磁现象之间存在联系C．楞次总结出了感应电流方向的判断方法，即楞次定律D．安培总结出了右手螺旋定则2．下列关于磁场基本信息的说法，正确的是A．两条磁感线一定不相交，但可能相切B．只有运动的电荷在磁场中才可能会受到洛伦兹力的作用C．线圈所在处的磁场越强，则穿过该线圈的磁通量越大D．由可知，磁感应强度大小与放在该处的一小段通电导线的IL乘积成反比3．同一电解槽中，在最初的t1=1s的时间内向右通过了2×1018个二价正离子，在接下来的t2=2s的时间内向左通过了1018个一价负离子，则下列说法正确的是A．两段时间内电流的方向相反B．两段时间内电流的大小相同C．t1内的电流是t2时间内电流的4倍D．t1内的电流是t2时间内电流的8倍4．如图所示为小型旋转电枢式发电机的示意图，一矩形金属线框在匀强磁场中，绕与磁场垂直的轴沿如图所示方向匀速转动，下列关于交变电流产生过程的说法，正确的是A．线框转过90°到中性面时磁通量最大，电流方向发生改变B．线框经过图示位置时，穿过线框的磁通量为零，磁通量的变化率为零C．线框经过图示位置时，电流方向由f点经电阻R流向e点D．若转动周期减小一半，线框中感应电动势的最大值也减小一半5．如图所示，A、B、C是三个完全相同的灯泡，L是一个自感系数较大的线圈，其直流电阻可忽略不计，则A．S闭合时，B、C灯立即亮，A灯缓慢亮B．电路接通稳定后，B、C灯亮度不同C．电路接通稳定后断开S，A灯闪一下后逐渐熄灭D．电路接通稳定后断开S，b点的电势高于a点BB/3A6．如图所示，两个同心圆是磁场的理想边界，内圆半径为R，外圆半径为，磁场方向均垂直于纸面向里，内外圆之间环形区域磁感应强度为B，内圆的磁感应强度为。t=0时刻，一个质量为m，带电量为q的离子（不计重力），从内圆上的ABB/3AA．离子在磁场中匀速圆周的方向先顺时针后逆时针，交替进行B．离子在环形区域和内圆区域运动时，经过相同的时间，速度偏转角相等C．离子的速度大小为D．粒子从A点出发到第一次回到A点经历的时间为7．如图所示，一理想变压器的原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电源上，原、副线圈的匝数比为9:1，原线圈串联定值电阻R1，副线圈接滑动变阻器R2。当滑动变阻器滑片位于某一位置时，R1、R2消耗的功率之比为2:9。则下列说法正确的是A．副线圈回路中电阻两端的电压为VB．此时定值电阻与滑动变阻器接入的阻值之比18:1C．若滑动变阻器滑片向上移动，电阻R1的功率增大D．若原、副线圈的匝数比变为3:1，电阻R1的功率减小8．如图甲所示为一种简单的整流电路，ab为交变电压信号输入端，D为二极管，可将交变电流变为直流，R为阻值为15Ω的定值电阻。若对该电路ab端输入如图乙所示按正弦规律变化的电压信号，则下列说法正确的是A．ab两点间接入的交变电流的电压u随时间t变化的规律是u=100sin100t(V)B．电阻R两端电压有效值为VC．定值电阻R在1min内产生的热量为2.0×104JD．一个周期内通过的R的电流的平均值为A二、多项选择题（以下各小题中，至少有两个选项符合题目要求，全部选对得4分，漏选得2分，选错或未选得0分，共16分）9．如图为一种改进后的回旋加速器示意图，其中盒缝间的加速电场场强大小恒定，且被限制在AC板间的实线区域，虚线所在空间无电场。带电粒子从P0处由静止开始沿电场线方向进入加速电场，经加速后进入D形盒中的匀强磁场区域，做匀速圆周运动。P1、P2、P3为第一次、第二次、第三次经无场区进入匀强磁场时的位置。对这种改进后的回旋加速器，下列说法正确的是A．加速电场方向不需要做周期性的变化B．加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸无关C．D．粒子在匀强磁场中匀速圆周运动的半径Rn与加速次数n之间的关系为AR1R2SE,rabR10．如图所示的电路中，电源电动势E=2V，内阻r=0.8Ω，电阻R1=R2=2Ω，电流表AR1R2SE,rabRA．电流表的示数先减小后增大B．电流表的示数一直减小C．电源的最大输出功率为1.2WD．电源的最大输出功率为1.25W30o11．如图所示，长度为L，质量为m的导体棒，通有恒定电流I，处于倾角为30o的斜面上，导体棒与斜面间的动摩擦因数为。为确保导体棒沿该斜面匀速向上运动，则空间所加匀强磁场的大小可能为（重力加速度为g）30oA．B．C．D．12．如图所示，正方形导线框ABCD、abcd的边长均为L，电阻均为R，质量分别为3m和m，它们分别系在一跨过两个定滑轮的轻绳两端，且正方形导线框与定滑轮处于同一竖直平面内。在两导线框之间有一宽度为2L、磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。开始时导线框ABCD的下边与匀强磁场的上边界重合，导线框abcd的上边到匀强磁场的下边界的距离为L。现将系统由静止释放，当导线框ABCD刚好全部进入磁场时，系统开始做匀速运动。不计摩擦和空气阻力，则A．两线框刚开始做匀速运动时轻绳上的张力FT＝mgB．系统匀速运动的速度大小C．导线框ABCD通过磁场的时间D．两线框从开始运动至均穿出磁场过程中所产生的总焦耳热第=2\*ROMANII卷（实验题、计算题，共52分）三、实验题（13题8分，14题10分，共18分）13．学习小组中小明分配到一个任务，测量一个额定电压为8V，额定功率为4W的灯泡的伏安特性曲线。有下列一些器材可供选择：A．学生电源10V（内阻不计）B．直流电流表0~3A（内阻约为0.1Ω）C．直流电流表0~0.6A（内阻约为0.5Ω）D．直流电压表0~10V（内阻约为30kΩ）E．滑动变阻器1000Ω，0.5AF．滑动变阻器10Ω，2AG．导线和开关（1）实验中电流表应该选________，滑动变阻器应该选________，（填写仪器前的字母），实验过程中测量电路应该选择电流表___________（填“内接”或“外接”）法；SRRELSRREL图2R1R1R2E123插孔A插孔BG（1）选择开关置于位置2时的电流表的量程为mA，其中接入的定值电阻R1=Ω，R2=Ω；（2）选择开关置于位置3时为欧姆表，已知电源E电动势标称值为1.5V，现用该欧姆表使用正确的测量方法测量某一未知电阻，发现表头指针偏到满偏刻度的四分之三位置处，则该电阻的阻值为__________Ω，后来小明发现这个电源的电动势实际上是2V，则这一电阻的真实阻值_______（填“大于”、“小于”、“等于”）测量值。四、计算题（各小题解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．其中15题8分，16题12分，17题14分，共34分）CR1R2SE,r15．如图所示的电路中，电源电动势E=1.5V，内阻r=1Ω，电阻CR1R2SE,r（1）将开关闭合，电路稳定时通过R1的电流；（2）将开关断开，通过R1的电量的大小及方向。16．如图所示，两根足够长的金属导轨平行放置，与水平面的倾角为θ=30°，导轨间距为L=0.5m，其下端接有阻值为R=2Ω的电阻，将一质量为m=2kg，电阻R=2Ω的导体棒PQ垂直放在导轨上且各部分接触良好。导轨间，abcd区域存在方向垂直于导轨平面向上的正方形匀强磁场，磁感应强度按（t≤0.4s）的规律随时间变化。导轨上只有ab、cd部分粗糙，动摩擦因素,其余部分均光滑。t=0时刻，导体棒PQ从某位置由静止开始下滑；t1=0.4s时，导体棒PQ刚好进入磁场的上边界，之后磁感应强度大小和方向均保持不变，导体棒在磁场中继续下滑，最后以某一速度穿出磁场。整个过程中，导体棒PQ始终与导轨接触良好且保持垂直。已知重力加速度g=10m/s2，导轨的电阻不计。求：（1）进入磁场前，导体棒PQ中的电流大小和方向；（2）导体棒PQ出磁场时的速度大小；（3）从导体棒PQ开始下滑到穿出磁场的过程中，回路中产生的总的焦耳热Q。17．如图甲所示，O点正下方有一粒子源，连续不断地发射出大量质量为m，电荷量为q的带正电粒子，出射速度可视为0，粒子一经射出便立即进入加速电场加速（加速时间极短），加速电场的电压随时间的变化关系如图乙所示。加速后的粒子从O点沿y轴正向进入匀强磁场，匀强磁场的磁感应强度，方向垂直坐标平面向外，且只存在于以坐标原点O为边界的第一象限的某一区域，所有粒子都在磁场中偏转了120o，从磁场边界飞出，打在位于x轴正半轴的无限长的感光板上。（不计粒子重力）求：（1）飞入磁场的粒子最大速度和最小速度之比；（2）匀强磁场的最小面积；（用R表示）（3）粒子从飞入磁场到打在感光板上的运动时间。U0U0/4xyOU图甲tUOU0T2T图乙 重庆南开中学2022届高二上学期期末考试物理试题参考答案123456789101112ABDACCBDADBCCDBD13.（1）CF外接（2）0.6014.（1）5012.5112.5（2）10大于15.解：（1）=0.1A（2）R1两端的电压U1=IR1=1V电容器带的电量为q=CU=105C，下端为正极断开开关后，通过R1的电量q=105C，方向从下往上。16.解：(1)进入磁场前，由于磁感应强度变化，回路中产生感生电动势V=0.5VPQ中电流A,方向:由P到Q(2)进入磁场前，导体棒做匀加速运动，m/s2到磁场ad边界时速度大小：m/s磁感应强度变为T=8T，并保持不变；在磁场中，,则,导体棒做加速度减小的减速运动,由动量定理：①流过导体的电荷量②将②代入①得：m/s（3）进入磁场前，J在磁场中，由能量守恒定律，=3