山东省德州市2020-2021学年高二下学期物理期中考试试卷

更新时间：2021-10-09 浏览次数：104 类型：期中考试

一、单选题

1. (2021高二下·德州期中) 下列说法正确的是（　　）

A . 手机发射的图像信号不需要调制过程 B . 手机接收到的图像信号要经过调谐、解调 C . 在电磁波谱中，紫外线的频率比γ射线的频率高 D . 振荡电路中电磁振荡的频率与产生的电磁波的频率可能不同

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2. (2021高二下·蕲春期中) 如图所示的实验示意图中，用于探究“磁生电”的是（）

A . B . C . D .

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3. (2021高二下·德州期中) 在LC振荡电路中，某时刻的磁场方向如图所示，下列说法正确的是（　　）

A . 若磁场正在减弱，则电容器上极板带负电 B . 若电容器正在放电，则电容器上极板带正电 C . 若电容器上极板带正电，则线圈中的电流正在增大 D . 若在电容器极板间插入电介质，则电路的振荡频率会减小

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4. (2021高二下·蕲春期中) 在相同的外界环境中，两个相同的集气瓶中分别密闭着质量相同的氢气和氧气，如图所示。若在相同温度、压强下气体的摩尔体积都相同，则下列说法正确的是（　　）

A . 氢气的密度较大 B . 氧气的密度较大 C . 氢气的压强较大 D . 两气体的压强相等

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5. (2021高二下·蕲春期中) “凸”字形硬质闭合金属线框各边长如图所示，线框右侧有一宽度为3L的匀强磁场区域。磁场方向垂直于纸面向里。线框在纸面内始终以速度v向右匀速运动， $\text{[math]}$ 时，线框开始进入磁场。选逆时针方向为正，在线框穿过匀强磁场区域的过程中，线框中的感应电流 i随时间t变化的图像正确的是（　　）

A . B . C . D .

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6. (2021高二下·德州期中) 如图甲所示，一匝数为100（匝）、边长为0.5m的正方形线圈在磁感应强度为0.4T的匀强磁场中绕转轴OO'以角速度311rad/s匀速转动，产生的交变电流直接给图乙的电路供电。图乙中的变压器为理想变压器，原、副线圈的匝数比为10：1，副线圈接有定值电阻和电容器，所有电表均为理想电表，不计正方形线圈的电阻，下列说法正确的是（　　）

A . 当线圈平面与磁场垂直时，电压表的示数为0 B . 若电容器的击穿电压为350V，则电容器不会被击穿 C . 若线圈的转速增加一倍，其他条件均不变，则电流表A₁的示数不变 D . 若线圈的转速增加一倍，其他条件均不变，则电流表A₁的示数也增加一倍

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7. (2021高二下·德州期中) 笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件。当显示屏翻开时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作，当显示屏合上时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态。如图所示，这是一块长为 $\text{[math]}$ 、宽为 $\text{[math]}$ 、高为 $\text{[math]}$ 的半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为 $\text{[math]}$ 的自由电子，元件中通入方向向右的恒定电流。当显示屏合上时，元件处于垂直于上表面且方向向下的匀强磁场中，元件的前、后表面间产生电压 $\text{[math]}$ ，以此来控制屏幕的熄灭。则元件的（　　）

A . 前表面的电势低于后表面 B . 前、后表面间的电压 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的大小有关 C . 前、后表面间的电压 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的大小有关 D . 前、后表面间的电压 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的大小有关

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8. (2021高二下·德州期中) 2020年11月1日，三峡工程完成整体竣工验收。截至2020年8月底，三峡电站累计发电量超过13541亿千瓦时，有力支持了华东华中广东等地区电力供应。如图所示这是三峡电站向浙江地区送电的简化模型。两变压器均为理想变压器，升压变压器原副线圈匝数比为k₁ ，降压变压器原副线圈匝数比为k₂ ，用户端得到的是电压为u=U_msin(ωt)、功率为P的正弦式交变电流。输电线总电阻为2r ，不考虑其他影响下列说法正确的是（　　）

A . 升压变压器输出端的电压为 $\text{[math]}$ B . 降压变压器的输入端的电压为k₂·U_m C . 输电线上的电流为 $\text{[math]}$ D . 输电线上损失的功率为 $\text{[math]}$

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9. (2022高二下·辽宁期末) 手摇式发电机是我们教学中常用的演示工具，如图甲所示，可以简化为图乙。一个小型旋转电枢式交流发电机的矩形线圈面积为S，匝数为n，线圈总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中以矩形线圈中轴线为轴以角速度ω匀速转动，产生的交流电通过M、N与外电路连接，如图所示，外电路电灯电阻为R，电压表为理想交流电表。在线圈由平行于磁场方向位置转过90°的过程中，下面说法正确的是（）

A . 电压表V的示数为 $\text{[math]}$ B . 通过灯泡的电荷量为 $\text{[math]}$ C . 电灯中产生的焦耳热为 $\text{[math]}$ D . 当线圈由平行于磁场方向位置转过90°时，流过线圈的电流为 $\text{[math]}$

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二、多选题

10. (2021高二下·德州期中) 当分子间的距离为r₀时，分子力为零，则下列说法中正确的是（　　）

A . 分子间的斥力与引力同时存在 B . 当分子间的距离由r₀变大时，分子势能减小 C . 当分子间的距离比r₀稍小时，分子间只有斥力，没有引力 D . 分子间的相互作用力是分子中带电粒子的相互作用引起的

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11. (2021高二下·德州期中) 理想变压器原线圈接有理想交流电流表，副线圈接有两个电热器 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ ，其铭牌参数分别为“220V 1100W”和“220V 440W”，如图甲所示。若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压时，两电热器均正常工作，则下列说法正确的是（　　）

A . 变压器原线圈的输入电功率为1540W B . 变压器原、副线圈的匝数比为10∶1 C . 原线圈输入电压为3110V D . 理想交流电流表的示数为7A

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12. (2021高二下·德州期中) 如图所示，这是某款电吹风的简化电路图，a、b、c、d为四个固定触点。绕O点转动的扇形金属触片，可同时接触两个触点，触片处于不同位置时，吹风机有关机、吹冷风和吹热风三种状态。n₁和n₂是理想变压器原、副线圈的匝数。正常工作时，吹风机吹冷风和热风的输入功率分别为60 W和460 W，小风扇的内阻为8 Ω，额定电压为60 V，则电吹风正常工作时（　　）

A . 电吹风内部元件的总电阻约为105 Ω B . 吹冷风时，通过原线圈的电流为 $\text{[math]}$ A C . 吹热风时，电热丝上损耗的功率为460 W D . 无论吹冷风还是吹热风，小风扇输出的功率均为52 W

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三、实验题

13. (2021高二下·桂林期末) 1831年法拉第发明了世界上第一台圆盘发电机。圆形金属盘安置在电磁铁的两个磁极之间，两电刷M、N分别与圆盘的边缘和中心点接触良好，且与灵敏电流计G相连。金属盘绕中心轴沿图示方向转动，试回答下列问题：
1. （1）电刷M的电势（填“高”、“等”或“低”）于电刷N的电势；
2. （2）若只提高金属盘的转速，电流计G的示数将变（填“大”或“小”）；
3. （3）若仅将电刷M靠近电刷N，电流计G的示数将变（填“大”或“小”）；
4. （4）若仅将变阻器的滑片向右滑动，电流计G的示数将变（填“大”或“小”）；
5. （5）实验结束后，断开开关时，开关处（填“有可能”或“不可能”）出现火花放电。
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14. (2021高二下·德州期中) 用油膜法估测分子大小的实验步骤如下：
①向体积为V₁的纯油酸中加入酒精，直到油酸酒精溶液总体积为V₂；

②用注射器吸取上述溶液，一滴一滴地滴入小量筒，当滴入n滴时体积为V₀；

③往边长为30cm~40cm的浅盘里倒入2cm深的水；

④用注射器往水面上滴一滴上述溶液，等油酸薄膜形状稳定后，将准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描出油酸薄膜的形状；

⑤将画有油酸薄膜轮廓形状的玻璃板，放在画有许多边长为a的小正方形的坐标纸上；

⑥计算出轮廓范围内正方形的总数为N ，其中不足半格的两个半格算一格，多于半格的算一格，N乘以每个小正方形的面积就是油膜的面积S。
1. （1）上述实验步骤中有遗漏和错误，遗漏的步骤是；错误的步骤应改正为；
2. （2）每滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积V=4×10^－5mL，小正方形的边长为1cm，玻璃板上描出油酸薄膜的形状如图所示。由此可以估算油酸分子的直径d=m，这层油膜里的油酸分子的个数n=。（结果保留一位有效数字）
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四、解答题

15. (2022高二下·武汉期末) 轿车中的安全气囊能有效保障驾乘人员的安全。轿车在发生一定强度的碰撞时，叠氮化钠（亦称“三氮化钠”，化学式NaN₃）受撞击完全分解产生钠和氮气而充入气囊。若充入氮气后安全气囊的容积V=56L，气囊中氮气的密度ρ=1.25kg/m³ ，已知氮气的摩尔质量M=28g/mol，阿伏加德罗常数N_A=6×10²³mol^－1请估算：（结果保留一位有效数字）
1. （1）一个氮气分子的质量m；
2. （2）气囊中氮气分子的总个数N；
3. （3）气囊中氮气分子间的平均距离r。
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16. (2021高二下·蕲春期中) 如图所示，在两正对磁极间磁感应强度大小 $\text{[math]}$ 的匀强磁场中，一面积 $\text{[math]}$ 、内阻 $\text{[math]}$ 的矩形金属线圈以转速 $\text{[math]}$ 绕与磁场垂直的转轴 $\text{[math]}$ 匀速转动时，产生了有效值 $\text{[math]}$ 的交变电动势。通过电刷接一额定电压 $\text{[math]}$ 的灯泡时，灯泡恰好正常发光，求：
1. （1）线圈匀速转动的角速度 $\text{[math]}$ ；
2. （2）线圈匝数N；
3. （3）灯泡的额定功率P。
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17. (2022·朝阳模拟) 如图所示，两根足够长的相互平行、间距为d的竖直导轨，它们之间存在垂直两导轨所在平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，下端连接阻值为R的电阻。一根阻值也为R、质量为m的导体棒PQ从导轨顶端由静止开始下滑，假设棒始终与导轨垂直，且与导轨接触良好，不计一切摩擦和其他电阻，重力加速度大小为g，导体棒下降h高度时速度恰好达到最大。求：
1. （1）导体棒的最大速度v；
2. （2）导体棒下降h高度的过程中通过导体棒的电荷量q；
3. （3）导体棒下降h高度的过程中导体棒产生的热量Q。
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18. (2021高二下·德州期中) 间距为l的两平行金属导轨固定在水平面上，如图甲所示。导轨的一部分处于宽度为3L的匀强磁场区间中，磁感应强度随时间变化的图像如图乙所示，在磁场区间内锁定放置“联动双杆”（由两根相同的金属杆ab和cd用长度为L的刚性绝缘轻杆连接构成），其中cd杆恰好位于磁场内部。t=0时刻，一金属杆ef从左侧以速度v₀=12m/s滑向“联动双杆”。t=5s时杆ef与“联动双杆”发生碰撞（碰撞前解除锁定），碰后杆ef和cd合在一起形成“联动三杆”。为使“联动三杆”恰好能从磁场区间滑出，在杆ef和cd碰撞后立即对“联动三杆”施加一平行导轨的水平恒力F ，并在杆ab到达磁场右边界时撤去。已知杆ab、cd和ef的质量均为m=0.1kg，长度均为l=0.5m，电阻均为R=0.02Ω，L=0.3m。运动过程中，杆ab、cd和ef与导轨始终接触良好，且保持与导轨垂直，不计摩擦阻力和导轨电阻，忽略磁场边界效应，规定垂直纸面向里为磁场正方向。求：
1. （1）在t=4s时，流过杆ab的电流I的大小和方向；
2. （2） “联动三杆”在磁场区间所受的水平恒力F；
3. （3）杆ab两端电压U_ab与“联动三杆”位移大小x的关系。
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