云县2021~2022学年度第二学期高二年级期中统一考试物理考生注意：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.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。3.本卷命题范围：必修第一一三册，选择性必修第二册。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题只有一个选项正确，第9~12题有多个选项正确，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.下列关于传感器的说法中正确的是A．金属热电阻是一种可以将热学量转换为电学量的传感器B．电饭锅是通过压力传感器实现温度的自动控制C．干簧管是一种能够感知电场的传感器D．火灾报警器能够在发生火灾时报警是利用了压力传感器2.物理学在发展完善的过程中，不同年代的物理学家对物理现象进行观察、思考和研究，在实验论证、逻辑推理、演绎论证等基础上建构了现在比较完善的体系。下列关于物理学重大历史事件描述合理的是A．19世纪30年代，库仑提出一种观点，认为在电荷的周围存在着由它产生的电场。电荷之间通过电场相互作用B．1831年，法拉第在一次科学报告会上，当众表演了一个实验，一个铜盘的轴和铜盘的边缘分别连在“电流表”的两端。他摇动手柄使铜盘在磁极之间旋转，“电流表”的指针随之摆动。这是根据电磁感应现象制造的最早的圆盘发电机C．为解释磁体产生磁场，伏特提出了分子电流假说。认为在物质内部，存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使每一个物质微粒都成为微小的磁体，它两侧相当于两个磁极D．1820年，特所拉在一次讲课中，他偶然地把导线放置在一个指南针的上方，通电时指南针转动了，这就是电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系3.如图所示，小车内一根沿竖直方向的轻弹簧和一条与竖直方向成a角的细绳共同拴接一小球。当小车和小球相对静止并一起在水平面上运动时，下列说法正确的是\nA．细绳一定对小球有拉力的作用B．轻弹簧一定对小球有弹力的作用C．细绳一定对小球有拉力的作用，但是轻弹簧不一定对小球有弹力的作用D．细绳不一定对小球有拉力的作用，轻弹簧对小球也不一定有弹力的作用4.一带电体在O点静止释放后，在竖直平面内向上运动，带电体的动能大小与位移的关系如图所示，和分别表示带电体经过A和B两个位置时的动能。下列分析合理的是A．竖直平面一定存在竖直向上的匀强电场B．O、A、B三个位置不在一条直线上C．带电体经过A和B两个位置时的电势能大小关系是D．带电体经过A和B两个位置时的机械能大小关系是5.一个LC振荡电路中，线圈的自感系数为L，电容器的电容为C，电路的振荡周期为T。从电容器上电压达到最大值开始计时，则有A．至少经过，磁场能达到最大B．经过，磁场能达到最大C．在时间内，电路中的平均电流是D．在时间内，电容器放电量为6.如图所示，单匝金属矩形线框CDEF垂直放在一足够大的匀强磁场中，已知，磁感应强度T。下列说法正确的是\nA．线框CDEF与磁场垂直时，穿过线框平面的磁通量为0B．线框CDEF与磁场平行时，穿过线框平面的磁通量为0.024C．线框CDEF绕轴线匀速转动过程中，线框内有感应电流D．线框CDEF绕CD边匀速转动过程中，线框内不会产生感应电流7.已知表头的内阻，满偏电流现在要求把它改装成量程为0~3V和0~15V的电压表V1和）。下列说法合理的是A．要把表头改装成电压表V1，需要给它串联一个阻值为1500Ω的定值电阻B．电压表V1的内阻大于电压表的内阻C．电压表和并联接在电路中，两表指针偏转角度和示数都相同D．电压表V1和串联接在电路中，两表指针偏转角度相同，电压表的示数较大8.如图甲所示，交流发电机的矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间t的变化规律如图乙所示。线圈匝数为10，电流表A可看做理想电流表。则下列说法正确的是A．1分钟内电流方向改变30次B．时感应电动势最大C．时交流电流表示数为零D．线圈感应电动势的最大值为2V9.如图所示，电容器的电容分别为和，定值电阻的阻值分别为\n和，电源电动势、内阻不计。下列说法正确的是A．开关S断开时，a、b两点电势差为0B．开关S闭合后，a，b两点间的电流是2AC．开关S断开时，带的电荷量比带的电荷量大D．不论开关S断开还是闭合，带的电荷量总比带的电荷量大10.如图甲所示，一质量的小物块以初速度滑向匀速运动的水平传送带左端，之后小物块在传送带上从左端运动到右端过程的图像如图乙所示，取，则下列说法正确的是A．小物块与传送带之间的动摩擦因数为0.067B．小物块相对传送带滑动的位移为6mC．小物块与传送带间因摩擦产生的热量为2JD．水平传送带的长度为18m11.如图所示，在理想变压器的输电电路中，电流表和电压表均为理想电表，为定值电阻，为滑动变阻器，在a、b端口输人的正弦交流电压，当滑动变阻器的滑片处在图示位置时，电压表的示数为U，电流表的示数为1，现调节滑动变阻器滑片，使电压表的示数为U，则下列说法正确的是\nA．滑动变阻器的滑片一定向左移B．调节滑动变阻器后，电流表的示数为2IC．调节滑动变阻器后，滑动变阻器两端的电压变大D．调节滑动变阻器的过程中，滑动变阻器消耗的功率一直减小12.已知火星的公转轨道半径是地球公转轨道半径的1.5倍，火星的半径约为地球半径的，火星的质量约为地球质量的，火星探测器（探测器可视为火星的近地卫星）在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动。已知火星和地球绕太阳公转的轨道均可近似为圆轨道，地球和火星可看成均匀球体，下列说法正确的是A．探测器绕火星表面运行的速度与绕地球表面运行的速度的比值为B．火星的公转周期和地球的公转周期的比值为C．探测器在火星表面所受火星引力与在地球表面所受地球引力的比值为D．火星表面的重力加速度与地球表面的重力加速度的比值为二、实验填空题：本题共2小题，共15分。13.（6分）图示为“探究加速度与物体受力关系”的实验装置。图中一端带有定滑轮的平直长木板放在水平桌面上，实验前用铅笔在木板上两个适当位置画上两条与木板垂直的平行刻线a，b，并用刻度尺测出两条线间的距离为d。开始时将小车（质量为M）置于长木板上，然后向轻质砂桶内缓慢加入砂子，直到小车将要开始运动；再将小车移到a处，使小车前端与刻线a对齐，然后用天平称量出质量为m的砂子，将砂子继续添加到砂桶内，释放小车，用停表记录小车前端到达刻线b所用的时间为t。已知当地的重力加速度为g。请回答下列问题：（以下各空均用实验中的测量量及已知量表示）小车滑轮组线\n（1）小车运动的加速度a=___________。（2）若满足砂桶和砂子的质量远小于小车的质量，小车受到的合力大小F=___________（用质量和重力加速度表示）。（3）若不满足砂桶和砂子的质量远小于小车的质量，小车受到的合力大小F=___________（用质量和重力加速度表示）。14.（9分）在“测定金属的电阻率”的实验中：（1）某同学用游标卡尺测量金属杆的直径，则该金属杆的直径为___________mm。（2）该同学用伏安法测量该金属杆的电阻，电压表选择0~3V量程，电流表选择0~0.6A量程，分别测量金属杆两端的电压和流过金属杆的电流，指针位置分别如图所示，则金属杆的电阻为___________Ω。（3）该同学用如图所示的电路图测量金属杆的电阻，则电阻的测量值相较于真实值___________（填“偏大”或“偏小”）。\n（4）设测得金属杆的电阻为R，金属杆的长度为L，金属杆的直径为D，求得金属杆的电阻率为___________（用题目所给字母表示）。三、解答或论述题：本题共3小题，共37分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。15.（12分）如图所示，空间建有三维坐标系，O为坐标原点，整个空间分布着沿y轴正方向的匀强电场，电场强度一质量为的带电小球从A（0，0.2m，0）处以大小为的速度沿x轴正方向射入电场，小球恰好做匀速直线运动。取重力加速度。求：（1）带电小球所带电荷的电性与电荷量：（2）如将匀强电场方向改成沿y轴负方向分布，求带电小球从A（0，0.2m，0）处以大小为的速度沿x轴正方向射入电场，运动到xOz平面上时速度v的大小（结果可以用根式表示）；（3）如将匀强电场方向改成沿z轴正方向分布，求带电小球从A（0，0.2m，0）处以大小为的速度沿x轴正方向射入电场，运动到xOz平面上时离原点O的距离L（结果可以用根式表示）。16.（12分）如图甲所示，固定在同一绝缘水平面上的两根平行光滑金属导轨，两导轨间的距\n离，左端接有阻值的定值电阻，一根质量、电阻，长度也为的金属棒ab跨接在导轨上，形成闭合回路。空间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小T。金属棒ab在外力F的作用下沿着导轨运动的v—t图像如图乙所示，导轨的电阻忽略不计，且运动过程中金属棒ab始终与导轨垂直。求：（1）0s~3s内通过金属棒ab的电荷量；（2）内金属棒ab两端电压；（3）内回路产生的焦耳热。17.（13分）如图所示，半径R可调的竖直光滑半圆固定轨道PQ与光滑水平地面相切于P点，半圆轨道的直径PQ与地面垂直。给在P点处质量为m的小球（可视为质点）一水平向左的初速度后，小球从轨道上端Q点水平飞出后落到地面上，落地点为S。重力加速度大小为g，不计空气阻力。（1）求竖直光滑半圆固定轨道半径R的最大值：（2）当R取何值时，落地点S到P点的距离有最大值？最大值为多少？\n云县2021~2022学年度第二学期高二年级期中统一考试·物理参考答案、提示及评分细则1.A金属热电阻传感器是利用导体或半导体的电阻随温度变化来测量温度的一种温度敏感元件·是可以将热学量转换为电学量的传感器，A项正确；电饭锅是通过温度传感器实现温度的自动控制，B项错误；干簧管是一种能够感知磁场的传感器，C项错误；火灾报警器能够在发生火灾时报管是利用了光传感器，在发生火实时有烟雾挡住了光传感器接收光源，D项错误2.B19世纪30年代，法拉第提出一种观点，认为在电荷的同现存在着由它产生的电场。电荷之间通过电场相互作用，选项A错误；为解释磁体产生磁场，安培提出了分子电流假说，认为在物质内部，存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使每一个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极。选项C错误：1820年，奥斯特在一次讲课中，他偶然地把导线放置在一个指南针的上方，通电时指南针转动了，这就是电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系，选项D错误。3.D若小球与小车一起做匀速运动，细绳对小球无拉力的作用；若小球与小车有向右的加速度，则轻弹簧对小球没有弹力的作用，D项正确。4.C结合动能定理有：，图线的斜率表示带电体受到的合外力，由带电体的动能与位移的关系图像可知，带电体受到的合力是恒力，根据力与运动的关系，带电体做匀加速直线运动，受到恒定电场力作用。由于带电体带电性未知，电场方向未知，选项A错误，选项B错误。带电体向上运动，重力做负功。，带电体由A运动到B，由动能定理有，所以电场力做正功，带电体的电势能减少，带电体的机械能增加，选项C正确，选项D错误。\n5.DLC振荡电路周期，电容器电压最大时开始放电，经时间放电结束，此时电容器电荷量为零，电路中电流最大，磁场最强，磁场能最大，因为，所以在时间内电容器放电量，电路中平均电流，综上，D项正确。6.C在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为S，我们把B与S的乘积叫做穿过这个面的磁通量。线框与磁场垂直时，磁通量最大；线框与磁场平行时，磁通量等于0.选项A和选项B错误；闭合回路中产生感应电流的条件是穿过回路的磁通量发生改变，线框CDEF绕轴或者绕轴CD转动时，穿过线框的磁通量一直在发生改变，线框内都会有感应电流，选项C正确，选项D错误。7.D把表头改装成量程为0~3V和0~15V的电压表V1和V2，需要分别串联阻值为1300Ω和7300Ω的定值电阻。电压表V1和V2的内阻分别是Ω和。选项A和选项B错误；电压表V1和V2并联接在电路中，两表的示数相等，由于，根据欧姆定律有，电压表V1的指针偏转角度较大。选项C错误；将两个电压表串联接在电路中，流过两个表头的电流大小相等，指针偏转角度一样，电压表的示数是表头和定值电阻两端的电压之和，电压表V）的示数较大，选项D正确。8.D1分钟内电流方向改变60次，A错误：0.5s时磁通量最大，是中性面位置，感应电动势最小，B错误：交流电流表示数为有效值，C错误；由图乙可得交流电的周期故线圈转动的角度，线圈感应电动势的最大值，故D正确。9.BC电容器在恒定电路中当开路，开关断开，、并联在电源的两端，故电势差等于电源电动势，又因为电容量大，所以带的电荷量比带的电荷量大，故A错C对；开关闭合，与电源组成串联电路。面与并联，与并联，故ab同电流为2A，B对：的电容量是的电容量的2倍，而两端的电压是两端电压的一半，故带的电荷量\n等于带的电荷量，D错。10.AC小物块滑上水平传送带左端后，在滑动摩擦力作用下做匀加速运动，由图像可知小物块的加速度，由牛顿运动定律，有，解得，A项正确；图像可知传送带匀速运动的速度，在0—3s时间内，小物块通过的位移，传正带通过的位移，小物块相对传送需滑动的位移，B项错误：小物块与传送带间因摩擦产生的热量、C项正确；根据图像与坐标轴所围图形的面积表示位移可知小物块位移，即水平传送带的长度，D项错误。11.AC电压表的示数变小，表明副线圈电路中的电流变小，原线圈中的电流变小，滑动变阻器接入电路的电阻变大，因此滑片一定向左移动，选项A正确；电压表的示数减半，表明副线圈中的电流减半，根据变流比可知，原线圈中的电流减半，因此电流表的示数减半，选项B错误；调节滑动变阻器后，滑动变阻器两端的电压变大，选项C正确；设原线圈中的电流为，原，副线圈的数比为k，则滑动变阻器消耗的功率，由此可知，P并不是随单调变化，选项D错误。12.BD由可得探测器绕火星表面运行的速度与绕地球表面运行的速度的比值，A项错误；由于火星与地球均绕太阳做匀速圆周运动，由开普勒第三定律，有，可知火星的公转固期和迪球的公转周期的比值，B项正确；由万有引力定律，有，可知探测器在火星表面所受火星引力与在地球表面所受地球引力的比值，C项错设：由探测器在火星表面所受火星引力与\n在地球表面所受地球引力的比值，可知火星表面的重力加速度与地球表面的重力加速度的比值，D项正确13.（1）（2分）（2）mg（2分）（3）（2分）解析：（1）小车做初速度为零的匀变速直线运动，根据位移公式知，所以小车的加速度（2）若满足砂桶和砂子的质量远小于小车的质量，小车所受的合力等于小车运动后所加砂子的重力，合力为mg。（3）若不满足砂桶和砂子的质量远小于小车的质量，对小车有，对砂桶和砂子有，联立解得14.（1）4.2（2分）（2）2.61（2.53~2.69都对，2分）（3）偏小（2分）（4）（3分）解析：（1）游标卡尺的主尺读数为4mm·游标卡尺上第2个刻度和主尺上某一刻度对齐，10分度游标卡尺精确度为0.1mm，所以该金属杆的直径为（2）电流表的最小分度是0.02A，所以读数是；电压表的最小分度是0.1V，读数是电阻（3）电流表外接时，待测电阻两端电压表读数是准确的，由于电压表的分流作用导致电流表读数大于流过待测电阻的真实电流，所以电阻的测量值相较于真实值偏小；（4）由电限定律，金属杆的横截面积，联立解得15.解：（1）带正电（1分）由（1分）可得（1分）\n（2）由动能定理：（2分）可得（1分）（3）y轴方向小球做自由落体运动，设时间为t，则可得（2分）x轴方向小球做匀速直线运动，则（1分）z轴方向小球做匀加速直线运动，则（1分）所以（1分）可得（1分）16.解：（1）内通过金属棒ab的电荷量（2分）（2分）解得通过金属棒ab的电荷量为1.5C（2分）（2）内通过金属棒ab的电流（2分）金属棒ab两端电压为路端电压（2分）（3）内回路产生的集耳热（2分）17.解：（1）设小球在Q点的速度大小为v，小球从P点运动到Q点的过程·由机械能守恒定律，有（2分）小球恰好能从Q点水平抛出，则有（2分）解得，故竖直光滑半圆固定轨道半径R的最大值为。（1分）（2）小球从Q点水平飞出后做平抛运动，有（2分）\n解得（2分）由数学知识可知，当，即时，x最大（2分）解得落地点S到P点的最大距离（2分）
