湖北省武汉市部分重点中学2020-2021学年高二上学期物理期末联考试卷

1. 下列关于传感器说法中不正确的是（）

A . 电子秤所使用的测力装置是力传感器，它将压力大小转化为可变电阻，进而转化为电压信号 B . 话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号 C . 电熨斗能自动控制温度的原因是它装有双金属片，这种双金属片的作用是控制电路的通断 D . 光敏电阻能够把光照强度这个光学量转换为电阻这个电学量

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2. 如图所示，甲是法拉第发明的圆盘发电机，图乙是这个圆盘发电机的示意图，铜盘安装在水平的铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘良好接触，使铜盘转动，电阻R中就有电流通过。若所加磁场为匀强磁场，方向水平向右，回路的总电阻恒定，从左往右看，铜盘沿顺时针方向匀速转动，下列说法正确的是（）

A . 铜盘转动过程中，穿过铜盘和线圈构成的回路中磁通量为零 B . 通过电阻R的电流在周期性变化 C . 若铜盘转动过程中不计一切阻力，铜盘会一直运动 D . 铜片C的电势比铜片D的电势低

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3. 如图所示，竖直长直导线通有向下的恒定电流，位于导线右侧的矩形线圈abcd可绕其竖直对称轴O₁O₂转动。线圈绕轴沿逆时针（沿轴线从上往下看）方向匀速转动，转动周期为T。从图示位置开始计时，下列说法正确的是（）

A . 线圈中产生正弦式交流电 B . $\text{[math]}$ 时间内，线圈中感应电流方向为 $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ 时，线圈的磁通量最大，感应电动势也最大 D . 线圈每转动一周电流方向改变一次

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4. 两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，底端接阻值为R的电阻。将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，如图所示。除电阻R外其余电阻不计。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则（）

A . 金属棒向下运动时，流过电阻R的电流方向为a→b B . 金属棒的最大速度为 $\text{[math]}$ C . 金属棒从某位置向下运动到最低点过程与从最低点回到该位置过程，流过电阻R的电荷量相等 D . 金属棒向下和上升运动经过同一位置时，速度大小相等

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5. 钳形电流表是利用自感和互感的原理，当通有交流电的导线从环形铁芯的中间穿过时，与绕在铁芯上的线圈相连的电表指针会发生偏转。不考虑铁芯的漏磁及各种能量损耗，已知n₂=500匝，下列说法正确的是（）

A . 电流表G中显示交变电流的最大值 B . 匝数n₂越大，G表示数越大 C . 若G中通过的电流为50mA，则导线中的被测电流为25A D . 导线中交流电的频率越大，G表中测量误差越大

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6. 大电流发生器是电力、电气行业在调试中需要大电流场所的必需设备，一般采用调压器输出端接升流器输入端、升流器输出端接试验回路的方法进行电流升流，原理如图所示。T₁为自耦调压器， P为调压滑动触头；T₂为升流器，与触头1连接时原，副线圈匝数的比值为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 为试验回路的等效电阻，忽略其他电阻与感抗等因素的影响，调压器与升流器均视为理想变压器。当 $\text{[math]}$ 端接入电压为 $\text{[math]}$ 的交变电流时，以下说法正确的是（）

A . 大电流发生器不仅可以提高试验回路的电流还可以提高试验回路中电流的频率 B . 保持与触头2连接，仅把滑动触头P向下滑动， $\text{[math]}$ 可以获得更大的电流 C . 保持滑动触头P位置不变，仅将触头2转换至触头1， $\text{[math]}$ 可以获得更大的电流 D . 将滑动触头P置于中间位置且与触头1连接，试验回路的电流为调压器输入端的 $\text{[math]}$ 倍

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7. 两列简谐横波在同一根绳上沿x轴相向传播，如图所示是两列波在 $\text{[math]}$ 时刻的各自波形图，实线波A向右传播，虚线波B向左传播。已知实线波的振幅为 $\text{[math]}$ ，虚线波的振幅为 $\text{[math]}$ ，两列波沿绳传播的速度为 $\text{[math]}$ 。则下列说法正确的是（）

A . 两列波在相遇区域内会发生干涉现象 B . $\text{[math]}$ 时刻实线波A中振幅最大的点，再经过 $\text{[math]}$ 向右移动 $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ 时刻虚线波B中振幅最大的点，再经过 $\text{[math]}$ 发生的路程为 $\text{[math]}$ D . 实线波和虚线波的频率之比为 $\text{[math]}$

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8. 热敏电阻是电学中常用的电学元件。R₂为热敏电阻，其阻值R₂随温度t变化的图线如图甲所示。图乙中电源电动势为E、内阻为r，带电油滴P原来静止在平行板电容器中间，所有的电表都是理想电表，且R₁=r。当温度升高时，则（）

A . 电压表的示数减小，电流表的示数增大 B . 电源对外的输出功率随着温度的升高而逐渐增大 C . 带电油滴P向上运动 D . R₄两端电压的增大量 $\text{[math]}$ ，比R₂两端电压的减小量 $\text{[math]}$ 小

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9. 如下图所示，有一边界为等腰直角三角形区域，该区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，两直角边的边长为L；有边长也为L的正方形均匀铜线框abcd，以恒定的速度v沿垂直于磁场左边界的方向穿过磁场区域，且磁场的下边界与线框的ad边处于同一水平面上；设ab刚进入磁场为t=0时刻，在线圈穿越磁场区域的过程中，cd间的电势差记为U_cd ，从c到d流过cd的电流记为I_cd ，则U_cd、I_cd随时间t变化的图线是下图中的（）

A . B . C . D .

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10. 如图所示，两条相距为L的光滑平行金属导轨位于水平面（纸面）内，其左端接一阻值为R的电阻，导轨平面与磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计。金属棒ab垂直导轨放置并接触良好，接入电路的电阻也为R。若给棒以平行导轨向右的初速度v₀ ，当流过棒截面的电荷量为q时，棒的速度减为零，此过程中棒发生的位移为x。则在这一过程中（）

A . 当流过棒的电荷量为 $\text{[math]}$ 时，棒的速度为 $\text{[math]}$ B . 当棒发生位移为 $\text{[math]}$ 时，棒的速度为 $\text{[math]}$ C . 定值电阻R释放的热量为 $\text{[math]}$ D . 定值电阻R释放的热量为 $\text{[math]}$

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11. 我国《道路交通安全法》规定驾驶员的血液酒精含量达到20 mg/m³（含20 mg/m³）属于酒驾，达到80 mg/m³（含80 mg/m³）属于醉驾。只要酒驾就属于违法行为，可能被处以行政拘留或者罚款。半导体型呼气酒精测试仪采用氧化锡半导体作为传感器。如图甲所示是该测试仪的原理图，图中电源电动势为4.8V，内阻可忽略不计：电压表量程为5V，内阻很大；定值电阻R₁的阻值为60Ω；实验测得酒精气体传感器R₂的电阻值随酒精气体浓度变化的关系曲线如图乙所示。

（1）醉驾时R₂的阻值小于等于Ω；

（2）按图甲所示电路图把电压表改装成酒精浓度表，则酒精气体浓度为0的刻度线应刻在电压刻度线为V处；刚好醉驾时应刻在电压刻度线为V处。（计算结果取三位有效位数）

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12. 伽利略曾经提出和解决了这样一个问题：一根细绳悬挂在黑暗的城堡中，人们看不到它的上端，只能摸到它的下端。为了测出细绳的长度，在细绳的下端系一个金属球，使之在竖直平面内做小角度的摆动。主要实验步骤如下：
①将一小球系于细绳的下端制成单摆，让单摆在竖直平面内做小角度摆动；

②当小球通过平衡位置时启动秒表（记为第1次），在小球第 $\text{[math]}$ 次通过平衡位置时止动秒表，读出秒表时间为t₁；

③将细绳截去一段，重复实验步骤①②，测出小球 $\text{[math]}$ 次通过平衡位置的时间为t₂。

回答下列问题：

（1）要达到测出细绳长度的目的，首先要测量当地的重力加速度。测量重力加速度还需要测量的物理量是_________（填序号字母）。

A . 小球的质量m B . 细绳摆动的角度θ C . 截去的细绳长度 $\text{[math]}$ D . 小球的直径d

（2）测得的当地重力加速度 $\text{[math]}$ ；

（3）细绳截去一段前，细绳的长度 $\text{[math]}$ （当地重力加速度用g表示，小球的直径用d表示）。

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13. 如图所示矩形线圈面积为0.2m² ，匝数为100，绕 $\text{[math]}$ 轴在磁感强度为 $\text{[math]}$ T的匀强磁场中以角速度10πrad/s匀速转动。理想变压器原、副线圈的匝数分别为n₁、n₂ ，两电表均为理想电表，电阻R=50Ω，其它电阻不计。

（1）线圈转到与磁场垂直时开始计时，求从计时开始线圈转过 $\text{[math]}$ 时感应电动势的瞬时值e。

（2）若 $\text{[math]}$ ，求变压器的输入功率及电流表的示数。

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14. 细长轻绳拴一质量为m的小球构成单摆，摆长为L。将单摆拉开一个小角度，然后无初速地释放，小球在竖直平面内做简谐运动，其振动图像如图所示，图中A、T为已知量，重力加速度为g。（提示： $\text{[math]}$ ；当θ趋近于0时， $\text{[math]}$ ）

（1）写出小球做简谐运动的位移x与运动时间t的函数表达式；

（2）求小球运动过程中的最大速度；

（3）求小球运动过程中轻绳的最大拉力。

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15. 如图所示，两条相距 $\text{[math]}$ 的光滑平行金属导轨位于同一竖直平面（纸面）内，其上端接一阻值为 $\text{[math]}$ 的电阻；一与导轨垂直、电阻为 $\text{[math]}$ 的金属棒固定在导轨上；在电阻、导轨和金属棒中间有一半径为 $\text{[math]}$ 的圆形区域，区域中存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小 $\text{[math]}$ 随时间 $\text{[math]}$ 的变化关系为 $\text{[math]}$ （式中 $\text{[math]}$ 为大于零的常数）；在金属棒的下方还有一匀强磁场区域，金属棒与磁场区域上边界 $\text{[math]}$ （虚线）的距离为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 与导轨垂直，磁场的磁感应强度大小为 $\text{[math]}$ ，方向也垂直于纸面向里。在 $\text{[math]}$ 时刻，释放金属棒，当越过 $\text{[math]}$ 后立即做匀速运动。金属棒与导轨始终相互垂直并接触良好，导轨电阻忽略不计，重力加速度为 $\text{[math]}$ 。求：

（1）从金属棒释放到刚好到达 $\text{[math]}$ 的过程中，电阻 $\text{[math]}$ 产生的焦耳热；

（2）金属棒的质量；

（3）金属棒越过 $\text{[math]}$ 后，金属棒产生的电功率。

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湖北省武汉市部分重点中学2020-2021学年高二上学期物理期末联考试卷

一、单选题

二、多选题

三、填空题

四、实验题

五、解答题

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