河南省中牟县第一高级中学2020学年高二物理上学期第十五次双周考试题

河南省中牟县第一高级中学2020学年高二物理上学期第十五次双周考试题

‎2020学年高二年级第十五次周考 ‎ 物理试题 一、选择题（共12个小题，1—8为单选，9—12为多选.共48分。）‎ ‎1．如图甲所示，电路的左侧是一个电容为C的电容器，电路的右侧是一个环形导体，环形导体所围的面积为S.在环形导体中有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小随时间变化的规律如图乙所示．则在0～t0时间内，电容器(　　)‎ A．上极板带正电，所带电荷量为 B．上极板带正电，所带电荷量为 C．上极板带负电，所带电荷量为 D．上极板带负电，所带电荷量为 ‎2．如图所示，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是竖直平面内三个相同的半圆形光滑轨道，K为轨道最低点，Ⅰ处于匀强磁场中，Ⅱ和Ⅲ处于匀强电场中，三个完全相同的带正电小球a、b、c从轨道最高点自由下滑至第一次到达最低点K的过程中，下列说法正确的是( )‎ A．在K处球a速度最大 B．在K处球b对轨道压力最大 C．球b需要的时间最长 D．球c机械能损失最多 ‎3.如图所示,光滑足够长导轨倾斜放置,下端连一灯泡,匀强磁场垂直于导轨平面,当金属棒ab沿导轨下滑到稳定状态时,灯泡的电功率为P,导轨及金属棒电阻不计,要使灯泡在棒稳定运动状态下的电功率为2P,则(　　)‎ A.将导轨间距变为原来的倍 B.换一电阻减半的灯泡 C.换一质量为原来倍的金属棒 D.将磁场磁感应强度B加倍 ‎4.a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成,匝数均为10匝,边长la=3lb,图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,且磁感应强度随时间均匀增大,不考虑线圈之间的相互影响,则(　　)‎ A.两线圈内产生顺时针方向的感应电流 B.a、b线圈中感应电动势之比为9∶1‎ C.a、b线圈中感应电流之比为3∶4‎ D.a、b线圈中电功率之比为3∶1‎ ‎5.如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是(　　)‎ A.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大 B.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表示数变大 C.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表示数变大 D.若闭合开关S，则电流表示数变大，示数变大 ‎6．一个用于加速质子的回旋加速器，其核心部分如图所示，D形盒半径为R，垂直D 形盒底面的匀强磁场的磁感应强度为B，两盒分别与交流电源相连．下列说法正确的是( 　　)‎ A．质子被加速后的最大速度随B、R的增大而增大 B．质子被加速后的最大速度随加速电压的增大而增大 C．只要R足够大，质子的速度可以被加速到任意值 D．不需要改变任何量，这个装置也能用于加速α粒子 ‎7.如图理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b。当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯均能正常发光，下列说法正确的是(　　)‎ A.原、副线圈匝数比为10∶1‎ B.原、副线圈匝数比为1∶9‎ C.此时a和b的电功率之比为9∶1‎ D.此时a和b的电功率之比为1∶9‎ ‎8．图甲为一台小型发电机构造示意图，内阻r＝5.0 Ω，外电路电阻R＝95 Ω，电路中其余电阻不计．发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数N＝100.转动过程中穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按正弦规律变化，如图乙所示，则(　 　)‎ A．t＝3.14×10－2 s时，该小型发电机的电动势为零 B．该小型发电机的电动势的最大值为100 V C．电路中电流最大值为2 A D．串联在外电路中的交流电流表的读数为2 A ‎9.如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m，阻值为R的闭合矩形金属线框abcd，用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点左右摆动．金属线框从图示位置的右侧某一位置由静止释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面．则下列说法中正确的是( 　　)‎ A．线框中感应电流的方向先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→a B．线框中感应电流的方向始终是d→c→b→a→d C．穿过线框中的磁通量先变大后变小 D．穿过线框中的磁通量先变小后变大 ‎10.如图,MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨,其间距为L,导轨弯曲部分光滑,平直部分粗糙,右端接一个阻值为R的定值电阻。平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、电阻也为R的金属棒从高为h处静止释放,到达磁场右边界处恰好停止。已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为μ,金属棒与导轨间接触良好,则金属棒穿过磁场区域的过程中(重力加速度为g) (　 　)‎ A.流过金属棒的最大电流为 B.通过金属棒的电荷量为 C.克服安培力所做的功为mgh D.金属棒产生的电热为mg(h-μd)‎ ‎11.如图所示,两根相距为d的足够长的光滑金属导轨固定在水平面上,导轨电阻不计。磁感应强度为B的匀强磁场与导轨平面垂直,长度略大于d的两导体棒M、N平行地放在导轨上,导体棒的电阻均为R、质量均为m,开始两导体棒静止,现给导体棒M一个平行导轨向右的瞬时冲量I,整个过程中导体棒与导轨接触良好,下列说法正确的是 (　 　)‎ A.回路中始终存在逆时针方向的电流 B.棒N的最大加速度为 C.回路中的最大电流为 D.棒N获得的最大速度为 ‎12．如图所示，x轴上方第一象限和第二象限分别有垂直纸面向里和垂直纸面向外的匀强磁场，且磁感应强度大小相同，现有四分之一圆形线框OMN绕O点逆时针匀速转动，若规定线框中感应电流I顺时针方向为正方向，从图示时刻开始计时，则感应电流I及ON边所受的安培力大小F随时间t的变化示意图正确的是(　 　)‎ 二、实验题(每空2分,共16分)‎ ‎13、如图甲所示为热敏电阻的R-t图象，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器线圈的电阻为200Ω．当线圈中的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合．为继电器线圈供电电池的电动势E=8V，内阻可以不计．图中的“电源”是恒温箱加热电源．‎ ‎（1）图甲说明热敏电阻的阻值随着温度的升高___（填“增大”．“减小”或“不变”）；‎ ‎（2）应该把恒温箱内加热器接___端．（填“AB”或“CD”）；‎ ‎（3）如果要使恒温箱内的温度保持100℃，滑动变阻器R1接入电路的电阻值为___Ω．‎ ‎（4）为使恒温箱内的温度保持在更高的数值，可变电阻R′的阻值应______（填“增大”或“减小”）‎ ‎14、在“用单摆测定重力加速度”实验中,某同学进行如下步骤:‎ ‎(1)用毫米刻度尺测得摆线长L,用20分度的游标卡尺测得摆球的直径如图1所示,则摆球的直径为__________mm。 ‎ ‎  ‎ ‎(2)把摆球从平衡位置拉开一个小角度由静止释放,使单摆在竖直平面内摆动,用秒表测出单摆做n次全振动所用的时间t,秒表读数如图2所示,则读数为___________s。‎ ‎(3) 实验中对提高测量结果精度有利的建议是_________。 ‎ A.单摆的摆线不能太短 B.单摆的摆球密度尽可能大 C.单摆的摆角越大越好 D.从平衡位置开始计时,测量一次全振动的时间作为摆动周期 ‎(4)在“利用单摆测重力加速度”的实验中,如果得出的重力加速度的测重值偏大,其可能的原因是(   )‎ A.测置周期时,时间t内全振动的次数少数了一次 B.测量周期时,时间t内全振动的次数多数了一次 C.摆线上端固定不牢固,振动中出现松动,使摆线变长 D.在测量摆长时,将细线的长度加上小球的直径作为摆长 三、计算题 ‎15(8分)如右图所示，水平放置的两导轨P、Q间的距离L＝0.5 m，垂直于导轨平面的竖直向上的匀强磁场的磁感应强度B＝2 T，垂直于导轨放置的ab棒的质量m＝1 kg，系在ab棒中点的水平绳跨过定滑轮与重量G＝3 N的物块相连．已知ab棒与导轨间的动摩擦因数μ＝0.2，电源的电动势E＝10 V、内阻r＝0.1 Ω，导轨的电阻及ab棒的电阻均不计．要想ab棒处于静止状态，R应在哪个范围内取值？(g取10 m/s2)‎ ‎16(8分)如图所示是一个交流发电机的示意图,线框abcd处于匀强磁场中,已知ab=bc=10cm,匀强磁场的磁感应强度B=1T,线圈的匝数N=100,线圈的总电阻r=5Ω,外 电路负载电阻R=5Ω,线圈以n=10r/s,电表是理想电表,求:‎ ‎(1)电压表的示数?‎ ‎(2)从图示位置开始经1/60s的这段时间通过R的电量?‎ ‎(3) 从图示位置开始转1800的过程中平均感应电动势？‎ ‎(4)线圈匀速转动一周外力做多少功?‎ ‎17(10分)如图所示,粗糙斜面的倾角θ=37°,半径r=0.5m的圆形区域内存在着垂直于斜面向下的匀强磁场。一个匝数n=10匝的刚性正方形线框abcd,通过松弛的柔软导线与一个额定功率P=1.25W的小灯泡A相连,圆形磁场的一条直径恰好过线框bc边。已知线框质量m=2kg,总电阻,边长L>2r,与斜面间的动摩擦因数μ=0.5。从t=0时起,磁场的磁感应强度按的规律变化。开始时线框静止在斜面上,在线框运动前,灯泡始终正常发光。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:‎ ‎（1）线框不动时,回路中的感应电动势E;‎ ‎（2）小灯泡正常发光时的电阻R;‎ ‎（3）线框保持不动的时间内,小灯泡产生的热量Q。‎ ‎18(10分)如图所示,两根平行的光滑金属导轨间距为,导轨电阻不计,上端、间接有阻值为的电阻,导轨平面与水平面的夹角为,且处在磁感应强度大小为、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中.一质量为、电阻为的导体棒与固定弹簧相连后放在导轨上.初始时刻,弹簧恰处于自然长度,导体棒具有沿轨道向上的初速度.整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触.已知弹簧的劲度系数为,弹簧的中心轴线与导轨平行.‎ ‎（1）求初始时刻通过电阻的电流的大小和方向;‎ ‎（2）当导体棒第一次回到初始位置时,速度变为,求此时导体棒的加速度大小;‎ ‎（3）导体棒最终静止时弹簧的弹性势能为,求导体棒从开始运动直到停止的过程中,电阻上产生的焦耳热.‎ ‎2020学年高二年级第十五次周考 物理试题答案 题号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ ‎11‎ ‎12‎ 答案 ‎ A C C B B A D C BD BD BC AD 二、实验题 ‎13、(1)19.40  (2) 5分37.50秒或337.50秒 (3) AB (4)BD ‎14 （1）由图甲可知热敏电阻的阻值随着温度的升高而减小；‎ ‎（2）当温度较低的时候，热敏电阻的电阻较大，电路中的电流较小，此时继电器的衔铁与AB部分连接，此时是需要加热的，恒温箱内的加热器要工作，所以该把恒温箱内的加热器接在A、B 端．‎ ‎（3）当温度达到100℃时，加热电路就要断开，此时的继电器的衔铁要被吸合，即控制电路的电流要到达20mA=0.02A，根据闭合电路欧姆定律可得：I= E/(R+R′+R0)‎ 答案（1）减少；（2）AB；（3）150 （4）增大 三、计算题 ‎15、【解析】依据物体的平衡条件可得，ab棒恰不右滑时： G－μmg－BI1L＝0‎ ab棒恰不左滑时：G＋μmg－BI2L＝0‎ 依据闭合电路欧姆定律可得：E＝I1(R1＋r) E＝I2(R2＋r)‎ 由以上各式代入数据可解得：R1＝9.9 Ω，R2＝1.9 Ω 所以R的取值范围为：1．9 Ω≤R≤9.9 Ω.‎ ‎16、⑴ω=2πn=20πrad/s                        ‎ ‎            ‎ V=22.2V              ‎ ‎⑵s                       ‎ 线圈转过的角度             ‎ C=0.087C ‎⑶平均感应电动势为0‎ ‎（4）线圈匀速转动一周的过程中,整个回路产生的热量J=20.8J  ‎ 故外力需做功W=Q=20.8J ‎17、答案：（1）由法拉第电磁感应定律: 得: ‎ ‎（2）小灯泡正常发光,有: 由闭合电路欧姆定律,有:I=(R0+R)‎ 即有: 代入数据解得:R=1.25Ω ‎（3）对线框bc边处于磁场中的部分受力分析如图,当线框恰好要运动时,磁场的磁感应强度大小为B,由力的平衡条件有:  mgsinθ=F安+f=F安+μmgcosθ F安=nBI×2r 由上解得线框刚要运动时,磁场的磁感应强度大小:B'=0.4T 线框在斜面上可保持静止的时间: ‎ 小灯泡产生的热量: ‎ ‎18、（1）初始时刻,导体棒产生的感应电动势为,‎ 通过电阻的电流大小为,‎ 由右手定则可知,流过电阻的电流方向为.‎ ‎（2）第一次回到初始位置时,导体棒产生的感应电动势为,‎ 感应电流,‎ 导体棒受到的安培力大小为方向沿斜面向上;‎ 根据牛顿第二定律,有, 解得.‎ ‎（3）导体棒最终静止时,有,‎ 设整个过程回路中产生的焦耳热为,根据能量守恒定律,‎ 有, 电阻上产生的焦耳热,‎ 联立解得