本試卷共17小題，滿分100分．答題時間75分鐘．
注意事項：
1. 答題前，學(xué)生務(wù)必用黑色簽字筆將自己的姓名和調(diào)研序列號填寫在答題卷上，并用2B鉛筆填涂調(diào)研號下方的涂點．
2. 選擇題每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卷上對應(yīng)的答案信息點涂黑．如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案．答案寫在調(diào)研卷上無效．
3. 非選擇題必須用0.5mm黑色簽字筆作答，必須在答題卷上各題目的答題區(qū)域作答．超出答題區(qū)域書寫的答案無效．在調(diào)研卷上答題無效．
一、單項選擇題：本題共12小題，每小題4分，共計48分．每小題只有一個選項符合題意．
1．下列有關(guān)物理學(xué)史的說法，其中正確的是
A．法拉第發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)
B．安培提出了著名的分子電流假說
C．奧斯特首先發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象
D．洛倫茲發(fā)現(xiàn)磁場對通電導(dǎo)線有作用力
2．下列敘述正確的是
A．拉伸橡皮筋時，分子間引力增大、斥力減小
B．水很難被壓縮，這是因為水分子間沒有空隙
C．0 ℃的冰與等質(zhì)量的0 ℃的水的內(nèi)能相等
D．飛行的宇宙飛船中的水滴呈球形是表面張力作用的緣故
3．如圖所示，燈泡A、B的規(guī)格相同，電感線圈L的自感系數(shù)足夠大且直流電阻可忽略，G為電流傳感器，下列說法中正確的是
A．S閉合瞬間，A、B同時亮，然后A逐漸變暗最后熄滅
B．S閉合瞬間，B先亮，A逐漸變亮，最后A、B一樣亮
C．S斷開瞬間，A、B立即熄滅
D．S斷開瞬間，G中電流突然增大，且方向向右
4．關(guān)于甲、乙、丙、丁四幅圖對應(yīng)的實驗，下列說法正確的是
丙
丁
d
油酸分子
甲
乙
A．甲圖是用油膜法測分子直徑的示意圖，認(rèn)為油酸薄膜厚度等于油酸分子直徑[
B．乙圖是研究布朗運動實驗時，觀察得到的花粉小顆粒的運動軌跡
C．丙圖是模擬氣體壓強產(chǎn)生機理的實驗，說明氣體壓強是由氣體重力引起的
D．丁圖是蜂蠟涂在單層云母片上融化實驗，說明云母片的導(dǎo)熱性能各向同性
5．如圖所示，將三根完全相同長為L的導(dǎo)體棒連接成一閉合的三角形線框abc，大小為B的勻強磁場垂直于線框平面向里（圖中未畫出）．用導(dǎo)線將a、c兩點接入電流恒為I的電路中，則下列說法正確的是
A．線框所受安培力的大小等于0
B．線框所受安培力的大小等于BIL
C．a(chǎn)b邊與bc邊所受安培力相同
D．a(chǎn)c邊所受安培力的大小等于eq \f(1,2)BIL
6．如圖是一個磁懸浮玩具的原理圖，其原理是利用電磁鐵產(chǎn)生磁性，從而讓具有磁性的玩偶穩(wěn)定地飄浮起來．若電源的電壓恒定，線圈電阻不計，則下列敘述正確的是
A．電路中的a端點須連接直流電源的負極
B．若增加可變電阻的阻值，可增加玩偶飄浮的高度
C．若增加線圈匝數(shù)，可增加玩偶飄浮的高度
D．若電路中的電源改為交流電源，玩具仍能穩(wěn)定飄浮
7．如圖，下端封閉、上端開口、內(nèi)壁光滑的細玻璃管豎直放置，管底有一個帶電小球，整個裝置以一定的速度沿垂直于磁場方向進入方向垂直紙面向內(nèi)的勻強磁場，由于外力的作用，玻璃管在磁場中的速度保持不變，最終小球從上端管口飛出，下列說法中正確的是
A．該過程中由水平速度產(chǎn)生的洛倫茲力不做功
B．小球的運動軌跡是一條直線
C．從能量轉(zhuǎn)化角度看小球機械能的增加是因為洛倫茲
力做功
D．小球在豎直方向做勻加速運動
8．如圖所示，銅圓盤安裝在豎直的銅軸上，圓盤處于方向豎直向上的勻強磁場中，電路通過電刷與圓盤的邊緣和銅軸接觸良好，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，定值電阻為R，先將開關(guān)閉合，待圓盤轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后再斷開開關(guān)，不計一切摩擦，下列說法中正確的是
A．閉合開關(guān)時，從上往下看圓盤逆時針轉(zhuǎn)動
B．閉合開關(guān)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定時，流過圓盤的電流為零
C．?dāng)嚅_開關(guān)時，a點電勢高于b點電勢
D．?dāng)嚅_開關(guān)后，流過電阻R的電流方向與原電流方向相反
9．人造衛(wèi)星繞地球運行時軌道各處的地磁場強弱有微小差異．由于地磁場的影響，下列關(guān)于金屬外殼的人造地球衛(wèi)星運行時不正確的說法是
A．衛(wèi)星外殼中有微弱的感應(yīng)電流
B．衛(wèi)星運行的軌道半徑會越來越小
C．衛(wèi)星的機械能會越來越小
D．衛(wèi)星運行速度會越來越小
10．如圖甲所示電路，理想變壓器原線圈輸入電壓如圖乙所示，副線圈電路中R0為定值電阻，R是滑動變阻器，C為耐壓值為22 V的電容器，所有電表均為理想電表．下列說法正確的是

甲 乙
A．原、副線圈中磁通量變化率的最大值之比等于原、副線圈匝數(shù)比
B．原副線圈匝數(shù)比大于10:1時，可保證電容器C不被擊穿
C．滑動片P向下移時，電流表A1和A2示數(shù)均增大
D．滑動片P向下移時，電壓表V1示數(shù)不變，變壓器的輸出功率也不變
L
a
11．如圖所示，邊長為L、電阻為R的正方形金屬線框放置在光滑水平面上，虛線右側(cè)分布著豎直向下的勻強磁場B．自線框從左邊界進入磁場時開始計時，線框在外力F作用下，由靜止開始水平向右做勻加速直線運動，t1時刻線框恰好全部進入磁場．在線框進入磁場的過程中，穿過線框的磁通量為Φ，線框中感應(yīng)電流的大小為I，流過線框中某一截面的感應(yīng)電荷量為q，則下圖中關(guān)于Φ、I、q、F隨時間t變化的關(guān)系一定不正確的是
t1
t
F
O
D.
t
q
t1
O
拋物線
C.
t
I
t1
O
B.
t
Φ
t1
O
拋物線
A.

12．在如圖所示的空間里，存在沿y軸負方向、大小為的勻強磁場，有一質(zhì)量為m帶電量為q的帶正電的粒子（重力不計）以v0從O點沿x軸負方向運動，同時在空間加上平行于y軸的勻強交變電場，電場強度E隨時間的變化如圖所示（以沿y軸正向為E的正方向），則下列說法不正確的是
A．t=2T時粒子所在位置的 x坐標(biāo)值為0
B．t=T時粒子所在位置的z坐標(biāo)值為
C．粒子在運動過程中速度的最大值為2v0
D．在0到2T時間內(nèi)離子運動的平均速度為
二、簡答題：本題共2小題，共計15分．請將答案填寫在答題卡相應(yīng)的位置．
13．（7分）某同學(xué)對一均勻新材料制成的圓柱體進行了如下測量：
（1）用游標(biāo)為20分度的卡尺測量其長度示數(shù)如圖（甲）所示，則L= ▲ mm．
5
0
20
25
15
（乙）
（甲）
（2）用螺旋測微器測量其直徑D示數(shù)如圖（乙）所示，則D= ▲ mm．
（丙）
（3）用多用電表測量其電阻，選用“×10”倍率的歐姆擋測量時，發(fā)現(xiàn)多用電表指針偏到圖（丙）中虛線位置， 因此需重新選擇 ▲ (填“×1”或“×100”)倍率的歐姆擋，接著將紅黑表筆短接進行歐姆調(diào)零，再進行測量，多用電表的示數(shù)如圖（丙）中實線所示，則測量結(jié)果為 ▲ Ω．
14．（8分）某興趣小組要利用如圖甲所示的電路測量一個未知電流表的內(nèi)阻，現(xiàn)有如下器材，為使實驗盡量準(zhǔn)確，要求實驗中電表偏轉(zhuǎn)角度達到半偏以上．
A．待測電流表A1，滿偏電流為300μA，內(nèi)阻r1約為1kΩ QUOTE
B．電流表A2，滿偏電流為1.5mA，內(nèi)阻r2約為200Ω
C．定值電阻R1 =100 QUOTE Ω
D．定值電阻R2 =2k QUOTE Ω
E．定值電阻R3 =9k QUOTE Ω
F．滑動變阻器RL1， 總阻值為10k QUOTE Ω
G．滑動變阻器RL2， 總阻值為500 QUOTE Ω
H．電源電動勢為3V， 內(nèi)阻可不計，開關(guān)、導(dǎo)線若干

圖甲 圖乙
（1）圖甲電路中1位置應(yīng)選擇的電阻是 ▲ ，2位置應(yīng)選擇的電阻是 ▲ ，3位置應(yīng)選擇的滑動變阻器是 ▲ (填寫相應(yīng)器材前的序號）．
（2）選擇好器材，按照電路圖連接好實驗電路，調(diào)節(jié)滑動變阻器以保護好電路，然后進行實驗．
（3）根據(jù)記錄的電流表A1、A2的示數(shù)，建立直角坐標(biāo)系，通過描點，擬合出圖線如圖乙所示．
（4）由題中所給數(shù)據(jù)可求出r1＝ ▲ k QUOTE QUOTE Ω (結(jié)果保留2位有效數(shù)字）．
三、計算題：本題共3小題，共計37分．解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不得分．有數(shù)值計算的題，答案中必須寫出數(shù)值和單位．
15．（10分）如圖所示為一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化過程中的p－V圖線，已知氣體在狀態(tài)A時的溫度TA＝300 K．
（1）求氣體在狀態(tài)C時的溫度TC；
（2）若氣體在A→B過程中吸熱1 000 J，求在A→B過程中氣體內(nèi)能的變化量．
16．（13分）如圖甲所示，足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ豎直放置（導(dǎo)軌電阻不計），其寬度L=1m，一勻強磁場垂直穿過導(dǎo)軌平面，導(dǎo)軌的上端M與P之間連接一阻值為R=0.3Ω的電阻，質(zhì)量為m=0.01kg、電阻為r=0.4Ω的金屬棒ab緊貼在導(dǎo)軌上，現(xiàn)使金屬棒ab由靜止開始下滑，下滑過程中ab始終保持水平，且與導(dǎo)軌接觸良好，其下滑距離x與時間t的關(guān)系如圖乙所示，圖象中的OA段為曲線，AB段為直線，g取10m/s2（忽略ab棒運動過程中對原磁場的影響），求：
（1）磁感應(yīng)強度B的大??；
（2）t=2s時，金屬棒兩端的電壓；
（3）金屬棒ab開始運動的2s內(nèi)，電阻R上產(chǎn)生的熱量．
17．（14分）某空氣凈化設(shè)備裝置可用于氣體中有害離子的收集和分離，其簡化原理如圖甲所示，Ⅰ區(qū)為電場加速區(qū)，Ⅱ區(qū)為電場收集區(qū)．Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)之間是無場區(qū)．已知Ⅰ區(qū)中AB與CD兩極的電勢差為U，Ⅱ區(qū)中分布著豎直向下的勻強電場，且EG與FH間的距離為d，假設(shè)大量相同的正離子在AB極均勻分布，初速度為零開始加速，不考慮離子間的相互作用和重力影響．
（1）若正離子的比荷為q/m，求該離子到達CD極時的速度大小．
（2）若正離子的比荷為q/m，從EF邊射入的正離子經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后恰好都射入FH邊的收集槽內(nèi)，收集槽的寬度FH=L，求Ⅱ區(qū)中勻強電場E的大小．
（3）將Ⅱ區(qū)的勻強電場換成如圖乙所示的勻強磁場，則電場收集區(qū)變成了磁場分離區(qū)，為收集分離出的離子，需在EF邊上放置收集板EP，收集板下端留有狹縫PF，離子只能通過狹縫進入磁場進行分離．假設(shè)在AB極上有兩種正離子，質(zhì)量分別為m和M，且M=4m，電荷量均為q．現(xiàn)調(diào)節(jié)磁感應(yīng)強度大小和狹縫PF寬度，可使打在收集板EP右表面上的兩種離子完全分離，為收集更多分離的離子，狹縫PF寬度的最大值為多少？
(Ⅱ區(qū)中EF與GH間距足夠大，不考慮出Ⅱ區(qū)后再次返回的離子)
磁場分離
P
電場收集
甲 乙
2020~2021學(xué)年第一學(xué)期期末考試試卷
高二物理參考答案 2021.1
一、單項選擇題：本題共12小題，每小題4分，共計48分．
1．B 2．D 3．A 4．A 5．B 6．C
7．D 8．B 9．D 10．C 11．D 12．C
二、簡答題：本題共2小題，共計15分．
13．（7分）
（1）50.15 （2分）
（2）4.699~4.701 （2分）
（3）×1 （2分） 16.9~17.1 （1分）
14．（8分）
（1）E （2分） D （2分） G QUOTE （2分）
（4）1.2 （2分）
四、計算題：本題共4小題，共計37分．
15．（10分）
（1）A→B過程氣體等壓變化，由蓋-呂薩克定律得 （2分）
解得 TB＝750K （1分）
B→C過程氣體等容變化，由查理定律得 （2分）
解得 TC＝375K （1分）
（2）A→B過程氣體對外做功 W＝－PA(VB－VA)＝－600J （1分）
由熱力學(xué)第一定律得 ΔU＝Q＋W （1分）
解得 ΔU＝1 000J＋(－600J)＝400J （1分）
A→B過程中氣體的內(nèi)能增加了400J． （1分）
16．（13分）
（1）金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=BLv（1分）
設(shè)電路中的電流為I ，由閉合電路歐姆定律可得 （1分）
當(dāng)金屬棒勻速下落時，設(shè)其速度設(shè)為v，由x-t圖象可得 （1分）
由共點力平衡條件得 （1分）
代入數(shù)據(jù)解得 B=0.1T （1分）
（2）金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=BLv=0.7V（1分）
電路中的電流 =1V（1分）
金屬棒兩端的電壓 （1分）
（3）在0～2s，由x-t圖象可得金屬棒的位移 x=(7.0+7.0×0.5)m=10.5m（1分）
以金屬棒ab為研究對象，根據(jù)動能定理得 （2分）
代入數(shù)據(jù)解得 （1分）
電阻R上產(chǎn)生的熱量 （1分）
17．（14分）
（1）離子在AB與CD兩極間加速
由動能定理有qU＝eq \f(1,2)mv2－0 （2分）
離子到達CD極時的速度v＝eq \r(\f(2qU,m)) （2分）
（2）正離子在Ⅱ區(qū)做類平拋運動，且從E點射入的正離子恰好打到H點
水平方向 L＝vt （1分）
豎直方向 d＝eq \f(1,2)at2 qE＝ma （2分）
解得 （2分）
（3）設(shè)兩種離子在磁場中的圓周運動的半徑為R1和R2，
由qvB＝M eq \f(v2,R) 得 R1＝eq \f(1,B) eq \r(\f(2UM,q)) （1分）
同理 R2＝eq \f(1,B) eq \r(\f(2Um,q))
半徑關(guān)系 eq \f(R1,R2)＝eq \r(\f(M,m))，因為M=4m，所以R1=2R2 （1分）
畫出兩種離子在磁場中運動的臨界情況如圖所示，此時質(zhì)量為M的正離子在收集板上的最低點與質(zhì)量為m的正離子在收集板上的最高點重合．
此時狹縫最大值x應(yīng)滿足x＝2R1－2R2 （1分）
d＝2R1＋x （1分）
解得 x＝d （1分）

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