河南百校联盟2020-2021学年高二上学期1月联考物理试题 Word版含答案

河南百校联盟2020~2021学年高二1月联考物理考生注意：1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间90分钟。2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。4.本卷命题范围：人教选修3-1、选修3-2的电磁感应。一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）1.如图所示，金属圆盘水平放置在竖直向下的匀强磁场中，圆盘圆心处固定一个摇柄，边缘和圆心处各与一个黄铜电刷紧贴，用导线将电刷与零刻度在中央的电流表连接起来形成回路．转动摇柄，使圆盘逆时针（俯视）匀速转动．下列说法正确的是（）A.圆盘的磁通量不变，电流表指针指向零刻度B.若圆盘转动的角速度增大，产生的感应电流减小C.若磁场的磁感应强度增大，产生的感应电流增大D.若圆盘顺时针（俯视）匀速转动，电流从导线流入电流表 2.如图所示，在同一水平面内有、、、四点，点有一固定的点电荷，和是水平面内以圆心的同心圆，、在圆上，由此可判断（）A.在、、、四点中，点的电场最弱B.点电势不一定高于点电势C.点和点电场强度相同D.正电荷从点移到点电场力做正功3.楞次在利用如图所示的装置探究判断产生感应电流方向的规律时，下列说法正确的是（）A.线圈中的感应电流产生的磁场总是与磁铁产生的磁场方向相反B.线圈中的感应电流产生的磁场总是与磁铁产生的磁场方向相同C.当极向下拔出线圈，线圈中会产生如图所示的感应电流且与磁铁相吸引D.当极向下插入线圈，线圈中会产生如图所示的感应电流且与磁铁相排斥4.如图所示，固定的光滑绝缘斜面与光滑绝缘水平面平滑连接（不考虑滑块经过点的能量损失），倾角，斜面和水平面所在空间存在着平行于斜面向上的匀强电场，电场强度．现有质量为，带电量为的带正电的小滑块（可视为质点）从点由静止释放恰好滑至水平面的点．（取，，），则与的长度之比为（） A．B．C．D．5.如图所示，用两根等长的轻质绝缘细线、把带电小球甲悬挂在水平天花板上，两线之间的夹角为．小球甲电荷量为、质量为，其正下方处固定有一带等量同种电荷的小球乙．两小球均可视为点电荷，静电力常量，重力加速度取．则细线的拉力大小为（）A．B．C．D．6.将一个半径为由粗细均匀同种材料制成的导电金属圆环放置在粗糙的水平桌面上．在桌面上方加有竖直向上的磁感应强度为的匀强磁场，如图所示（俯视图）．、、、是圆环上的四等分点，现将金属圆环、点接入电路中，电路的电流为，金属圆环质量为且始终处于静止状态，重力加速度为，则（）A.金属圆环受到的安培力大小为0B.金属圆环受到的安培力大小为C.金属圆环对桌面的压力大小为D.金属圆环对桌面的摩擦力大小为 7.如图所示，极板间距为、正对面积为的平行板电容器，极板与静电计相连，电容器极板和静电计外壳接地．已充完电的平行板电容器两极板之间的电势差为，静电计指针偏转的角度为．则（）A.增大，变小B.减小，变大C.若将玻璃板插入两板之间，变大D.减小，变大8.如图是重离子回旋加速器示意图，所谓重离子，是指重于2号元素氦并被电离的粒子．重离子回旋加速器的核心部分是两个相距很近的金属形盒，分别和高频交流电源相连接，在两个形盒的窄缝中产生匀强电场使重离子加速，则下列说法正确的是（）A.电场和磁场变化周期相同，交替进行使重离子加速B.呈电中性的粒子也能使用回旋加速器加速C.不改变其他条件只减小电场电压则重离子在形盒中运动时间变长D.保持形盒中磁场不变，要加速比荷较大的重离子所需的交流电源的周期一定较大9.关于涡流、电磁阻尼、电磁驱动，下列说法正确的是（）A.金属探测器应用于安检场所，探测器利用了涡流的原理B.金属探测器可用于大米装袋，防止细小的砂石颗粒混入大米中C.电磁炉利用电磁阻尼工作，录音机在磁带上录制声音利用电磁驱动工作D.磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用10.如图所示，空间存在相邻匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为，磁场方向 垂直纸面向外，宽度为．现让质量为、电荷量为的带正电粒子以水平速率垂直磁场从点射入，当粒子从磁场边缘处射出时，速度也恰好水平．已知粒子在磁场中运动时间是磁场中运动时间的2倍，不计粒子重力，则（）A.磁场的磁感应强度大小为B.磁场的磁感应强度大小为C.磁场的宽度为D.磁场的宽度为11.图甲所示的电路中电阻，螺线管匝数匝，横截面积，螺线管导线总电阻，穿过螺线管的磁场的磁感应强度随时间按图乙所示规律变化，磁感应强度向下为正方向，下列说法正确的是（）A.通过电阻中的电流方向是从到B.感应电流的大小是C.内通过电阻的电荷量为D.点的电势为12.如图所示，电路中电源电动势为、内阻为，为滑动变阻器，为定值电阻．开关闭合后，平行金属板间的带电液滴处于静止状态，电流表和电压表均为理想电表，当滑动变阻器滑片向端滑动过程中，电压表的示数变化的绝对值为，电流表的示数变化的绝对值为，下列说法正确的是（） A.电压表的示数先减小后增大B.电流表的示数减小C.油滴向上运动D.电源内阻二、实验题（本题共2小题，共12分）13.（6分）有一表头，现把它改装成大量程的电压表和大量程的电流表．（1）把表头改装成大量程电流表时，下列说法正确的是________．A.改装原理为并联电阻能增大通过的电流B.改装成电流表后，表头本身允许通过的最大电流并不改变C.改装后，表头自身的电阻减小了D.改装后使用时，表头本身的参量都不改变，整个并联电路允许通过的电流增大了（2）电流表的内阻是，满刻度电流值是，现欲把这个电流表改装成量程为的电压表，应串联一个________的电阻．（3）如图所示，一电流表由电流计和电阻并联而成，在校准时发现此电流表的读数总比准确值稍小些，采用下列措施可使读数变准确的是________．A.在上串联一比小得多的电阻B.在上串联一比大得多的电阻 C.在上并联一比小得多的电阻D.在上并联一比大得多的电阻14.（6分）在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下：待测金属丝：（阻值约，额定电流约）；电压表：（量程，内阻约）；电流表：（量程，内阻约）；（量程，内阻约）；电源：（电动势，内阻不计）；（电动势，内阻不计）；滑动变阻器：（最大阻值约）；螺旋测微器；毫米刻度尺；开关；导线．（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图，读数为________．（2）若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选________、电源应选________（均填器材代号），在方框完成电路原理图．三、计算题（本题共4小题，共40分。作答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）15.（8分）电磁炮的基本原理如图所示，把待发射的炮弹（导体）放置在匀强磁场中的两条平行导轨（导轨与水平方向成角）上，若给导轨通以很大的电流，使炮弹作为一个载流导体在磁场的作用下，沿导轨做加速运动，以某一速度发射出去．已知匀强磁场的磁感应强度为，方向垂直两平行导轨向上．两导轨间的距离为，磁场中导轨的长度为，炮弹的质量为，炮弹和导轨间摩擦力不计．求：在导轨与水平方向夹角及炮弹质量一定时，要想提高炮弹发射时的速度，可以采取哪些措施？（通过计算分析，加以说明） 16.（8分）如图所示，在平面的轴右侧宽度的区域内有沿轴正方向的匀强电场，在区域内有沿轴正方向、场强大小的匀强电场．在坐标原点处静止释放一个比荷的带正电粒子，若粒子在运动过程恰好经过点，不计粒子的重力，求：（1）粒子从进入电场区域Ⅱ到运动至点所需的时间；（2）区域Ⅰ场强的大小．17.（12分）如图所示，在边长的等边三角形区域内，存在正交分布的磁感应强度大小、方向垂直纸面向外的匀强磁场和匀强电场（图中未画出）．现有一质量、电荷量的带正电微粒，从边的中点以平行于边的某一速度射入磁场，恰能做匀速圆周运动，重力加速度取．求：（1）匀强电场的电场强度的大小和方向；（2）若微粒恰好从点飞出磁场，则微粒的入射速度大小；（3）微粒在该区域运动的最长时间（结果保留2位有效数字）． 18.（12分）如图所示，光滑固定的平行金属导轨平面与水平面的夹角，导轨间距为，上端接有的电阻，一垂直轨道平面向上、磁感应强度大小为的磁场区域宽度为．放在轨道上的一质量为、电阻为金属杆，从距磁场上边缘处由静止释放，金属杆进入磁场上边缘的速度．当金属杆运动至磁场中央之后可匀速穿过磁场，两轨道的电阻可忽略不计，杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，重力加速度取，求：（1）金属杆距磁场上边缘的距离；（2）金属杆通过磁场区域的过程中通过的电量；（3）金属杆通过磁场区域的过程中电阻上产生的焦耳热．2020~2021学年高二1月联考·物理参考答案、提示及评分细则1.C圆盘转动，沿半径方向的导体棒切割磁场产生感应电流，该电流方向不变，其大小与圆盘的角速度和磁感应强度有关，选项A、B错误，选项C正确；若圆盘顺时针匀速转动，根据右手定则可知电流从导线流入电流表，选项D错误．2.B根据点电荷电场强度公式可知在、、、四点中，点的电场最强，选项A错误．题中没有说明点电荷带何种电荷，若带正电荷，点电势一定高于点电势，若带负电荷，点电势一定低于点电势，选项B正确．点和点的电场强度的方向不同，选项C错误．、两点电势相等，因此电荷从点移到点电场力不做功，选项D错误． 3.D线圈中的感应电流产生的磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化，当原磁场磁通量减小时，感应电流的磁场与原磁场方向相同，当原磁场磁通量增强时，感应电流的磁场与原磁场方向相反，A、B项错误；根据楞次定律可知极向下插入线圈出线圈，线圈中会产生如图所示的感应电流且相排斥，C项错误，D项正确．4.A全过程由动能定理有，解得，则A正确．5.A小球甲、乙之间的库仑力大小为，，设细线、的拉力大小均为，对小球甲受力分析根据平衡条件有：，解得．只有选项A正确．6.D、点接入电路后，圆环可看成与两部分并联，则有效长度为，所以可得圆环所受安培力大小为，由受力平衡可得，圆环对桌面摩擦力大小也为，则D正确．7.B电势差变大（小），指针张角变大（小）．电容器所带电荷量一定，由公式知，当变大时，变小，再由得变大，变大，选项A、D错误；当插入玻璃板时，变大，变小，变小，选项C错误；由公式知，正对面积变小，也变小，变大，变大，选项B正确．8.C洛伦兹力不做功，所以磁场不变化，A错误；重离子在电场中加速最大动能为，为加速次数，在磁场中最大半径为，所以越小，加速次数就越多，重离子在形盒中运动时间就长，C正确；呈电中性的粒子不受电场力，所以不能加速，B错误；粒子在磁场中的运动周期且等于交变电场的周期，所以比荷越大，周期越小，D错误．9.AD金属探测器在探测金属时，由于在被测金属中产生的涡流从而使报警器工作．选项A正确；金属探测器探测原理是在被探测物体中由于电磁感应在被探测物中产生涡流来进行工作，食品中的砂石不是金属，所以不能产生涡流，选项B错误；电磁炉利用涡流工作，录音机在磁带上录制声音时，是利用了电流的磁效应，使磁带上的磁粉被磁化，选项C错误；磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框中可以产生感应电流能起电磁阻尼的作用，选项D正确．10.BD根据题意，如图，粒子在磁场Ⅰ、Ⅱ中偏转的圆心角 相同，粒子在磁场Ⅰ中运动时间是磁场Ⅱ中运动时间的2倍，根据，，故，根据可得，故，选项B正确；设磁场的宽度为，则有，可得，选项C错误，D正确．11.ACD由楞次定律可以判断出螺线管中电流方向从下向上，通过电阻的电流方向是从到，选项A正确；根据法拉第电磁感应定律有，由图知全，代入数据解得，由闭合电路欧姆定律得，因此感应电流的大小是恒定的，选项B错误；，选项C正确；在外电路，顺着电流方向电势降低，因的电势等于零，那么点的电势为，D正确．12.BD设滑动变阻器上端的阻值为，外电路的阻值为，当滑动变阻器滑片向端滑动过程中，减小，外电路的阻值增大，根据闭合电路的欧姆定律，总电流减小，内电压减小，路端电压增大，电压表的示数增大，选项A错误；根据串联分压，滑动变阻器的上端和的并联电阻减小，这部分电阻所加电压减小，根据，电流表的示数减小，选项B正确电容器和并联，所加电压减小，电场力减小，油滴向下运动，选项C错误；电源内阻一定，内电压和外电压变化量的绝对值相等，故，选项D正确．13.（1）BD（2分）（2）1800（2分）（3）A（2分）解析：（1）把表头 改装成大量程的电流表时，只是并联了一个分流电阻，使整体并联电路允许通过的最大电流增大，但表头的各特征量都不变．选项B、D正确，A、C错误．（2）把电流表改装成电压表需串联一个电阻，改装后，解得，即应串联一个的电阻．（3）读数总比准确值偏小，说明流过表头的电流偏小，并联电阻稍小了些，要使电流表读数准确，应使并联电阻稍大些，故要串联一个很小的电阻，因此A正确．14.（1）0.800（2分）（2）（1分）（1分）实验电路图如图所示（2分）解析：（1）固定刻度读数为，则此金属丝的直径为．（均正确）；（2）电阻丝的额定电流约为，电流表应选；电阻丝的额定电压约为，电源应选；待测金属丝电阻约为，电压表内阻约为，电流表内阻约为，相对来说电压表内阻远大于待测金属丝的电阻，电流表应采用外接法，由题意可知，滑动变阻器采用限流接法，实验电路图如图所示．15.解：当通入电流时，炮弹受到的安培力为（1分）发射过程中安培力做功（1分）发射过程中重力做功（1分）由动能定理得：（1分）联立解得（2分）可以看出，当炮弹质量和导轨倾角一定时，从理论上讲，增大、、、都可以提高炮弹的发射速度．（2分）16.解：（1）设粒子进入区域电场时的速度大小为，粒子在右侧区域Ⅱ电场中做类平抛运动，历时经过点有： （1分）（1分）解得：，（2分）（2）带电粒子在电场区域中从静止开始做加速运动，运用动能定理：（2分）代如数据解得：（2分）17.解：（1）微粒仍能做匀速圆周运动，则满足．（1分）得（1分）方向竖直向上．（1分）（2）设粒子恰好从点飞出磁场的轨迹半径为，则有，得（2分）由，得（1分）可得，代入数据得．（2分）（3）若粒子从边飞出磁场，运动轨迹如图所示，圆心角（1分），（1分）（1分）得．（1分） 18.解：（1）由能量守恒定律得（1分）金属杆距磁场上边缘的距离（2分）（2）由法拉第电磁感应定律（1分）由闭合电路欧姆定律（1分）金属杆通过磁场区域的过程中通过的电量（2分）（3）设金属杆穿过磁场区域时速度为，则有(1分）解得（1分）则由动能定理可得（1分）则有（1分）则电阻上产生的焦耳热（1分）