2018-2019学年浙江省宁波诺丁汉大学附属中学高二上学期期中考试物理试题 Word版

2018-2019学年浙江省宁波诺丁汉大学附属中学高二上学期期中考试物理试题 Word版

宁波诺丁汉大学附属中学 ‎2018-2019学年度第一学期期中考试 高二年级 物理试题卷 ‎ ‎ 一、单项选择题（每题只有一个正确答案,10小题，每题3分，共30分）‎ ‎1．下列各种情况中的导体切割磁感线产生的感应电动势最大的是(　　)‎ ‎2．如图所示为一种变压器的实物图，根据其铭牌上所提供的信息，以下判断正确的是 ( 　　 ) ‎ A ．这是一个升压变压器 ‎ B ．原线圈的匝数比副线圈的匝数多 ‎ C ．当原线圈输入交流电压 220 V 时，副线圈输出直流电压 12 V ‎ D ．当原线圈输入交流电压 220 V 、副线圈接负载时，副线圈中电流比原线圈中电流小 ‎ ‎3.在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则 （ ）‎ A．t =0.005s时线框平面与磁场方向平行 B．t =0.01s时线框的磁通量变化率最大 C．线框产生的交变电动势有效值为311V D．线框产生的交变电动势的频率为100Hz ‎～‎ A L B C D R ‎4.如图所示，当交流电源电压为220V，频率为50Hz时，三只灯泡A、B、D的亮度相同。若将交流电的频率改为100Hz，但交流电源电压仍为220V，则（ ） ‎ A．A灯最亮 ‎ B．B灯最亮 C．D灯最亮 ‎ D．三只灯泡的亮度依然相同 ‎5.电阻R、电容C与一线圈连成闭合电路，条形磁 铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图所示．现使磁 铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过 R的电流方向和电容器极板的带电情况是（ ）‎ A．从a到b，上极板带正电 B．从a到b，下极板带正电 C．从b到a，上极板带正电 D．从b到a，下极板带正电 ‎6．在变电所，经常要用交流电表去检测电网上的强电流，使用的仪器是电流互感器，下列 ‎ 图中能正确反映其工作原理的是 （ ）‎ ‎7．某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁芯的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E，用导线将它们连接成如图所示的电路．检查电路后，闭合开关S，小泡发光；再断开开关S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象．虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因．你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是 (　 　)‎ A．电源的内阻较大 B．小灯泡电阻偏大 C．线圈电阻偏大 D．线圈的自感系数较大 ‎8. 一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3:1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电源上，如图所示。设副线圈回路中电阻两端的电压为，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k，则（ ）‎ A.     B. ‎ C.     D. ‎ ‎9．某水电站，用总电阻为2.5Ω的输电线输电给500km外的用户，其输出电功率是3×106kW．现用500kV电压输电，则下列说法正确的是（　　） ‎ A．输电线上输送的电流大小为2.0×105A ‎ B．输电线上由电阻造成的损失电压为15kV ‎ C．若改用5kV电压输电，则输电线上损失的功率为9×108kW ‎ D．输电线上损失的功率为△P=U2/r，U为输电电压，r为输电线的电阻 ‎ ‎10．矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间t变化的规律如图9所示。若规定顺时针方向为感应电流i的正方向，图10 i-t图像中正确的是（ ）‎ 图10‎ 图9‎ 二、不定项选择题（每题至少有一个正确答案，错选不得分，选不全得2分，全对得4分，6小题，共24分）‎ ‎11．关于下列器材的原理和用途，叙述正确的是(　　)‎ A．变压器可以改变交流电压与稳恒直流电压 B．扼流圈对变化的电流有阻碍作用 C．真空冶炼炉的工作原理是通过线圈发热使炉内金属熔化 D．磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用 ‎12.如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来．若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有（　　）‎ A．增加线圈的匝数 B．提高交流电源的频率 C．将金属杯换为瓷杯 D．取走线圈中的铁芯 ‎ ‎13．有两个完全相同的电阻，一个通以10A的直流电流,热功率为P，另一个通以正弦式交变电流，热功率为2P，那么 （ ）‎ A．交流电的有效值为10A B．交流电的最大值为10A ‎ C．交流电的有效值为10A D．交流电的最大值为20A ‎14．图甲是小型交流发电机的示意图,两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,A为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动,从图甲所示位置开始计时,产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示。以下判断正确的是(　　)‎ A.电流表的示数为10 A ‎ B.线圈转动的角速度为50π rad/s C.t=0.01 s时,线圈平面与磁场方向平行 D.t=0.02 s时,电阻R中电流的方向自右向左 ‎15．如图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2＝5∶1，电阻R＝20 Ω，L1、L2为规格相同的两只小灯泡，S1为单刀双掷开关．原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示．现将S1接1、S2闭合，此时L2正常发光．下列说法正确的是(　　)‎ A．输入电压u的表达式u＝20sin (100πt) V B．只断开S2后，L1、L2均正常发光 C．只断开S2后，原线圈的输入功率增大 D．若S1换接到2后，R消耗的电功率为0.8 W ‎16． 现代科学研究中常用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场加速电子的设备．电子感应加速器主要有上、下电磁铁磁极和环形真空室组成．当电磁铁绕组通以变化的电流时，产生变化的磁场，穿过真空盒所包围的区域内的磁通量也随时间变化，这时真空盒空间内就产生感应涡旋电场，电子将在涡旋电场作用下得到加速．如图所示（上图为侧视图、下图为真空室的俯视图），若电子被“约束”在半径为R的圆周上运动，当电磁铁绕组通有图中所示的电流时（ ）‎ A. 电子在轨道上逆时针运动 B. 保持电流的方向不变，当电流增大时，电子将加速 C. 保持电流的方向不变，当电流减小时，电子将加速 D. 被加速时电子做圆周运动的周期不变 三、实验填空题（每题4分，共8分）‎ ‎17．如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置。‎ ‎（1）将图中所缺导线补接完整。‎ ‎（2）如果在闭合电键时发现灵敏电 流计的指针向左偏了一下，那么合 上电键后，将原线圈迅速插入副线 圈时，电流计指针_______；原线圈 插入副线圈后，将滑动变阻器滑片迅 速向右移动时，电流计指针______。（填向左偏，向右偏，不偏）‎ ‎18． (1)做探究变压器两个线圈的电压与匝数的关系实验时,原线圈接在学生电源上,用多用电表测量副线圈两端的电压,下列操作正确的是 (　　)‎ A.原线圈接直流电压,电表用直流电压挡 B.原线圈接直流电压,电表用交流电压挡 C.原线圈接交流电压,电表用直流电压挡 D.原线圈接交流电压,电表用交流电压挡 ‎(2)该学生继续做实验,先保持原线圈的匝数不变,增加副线圈的匝数,观察到副线圈两端的电压　　　　(选填“增大”“减小”或“不变”);然后再保持副线圈的匝数不变,增加原线圈的匝数,观察到副线圈两端的电压　　　　(选填“增大”“减小”或“不变”)。上述探究副线圈两端的电压与匝数的关系中采用的实验方法是 。 ‎ 四、计算题（4个题目，19题8分，21,21,22题各10分，共38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能得分。有数值计算的题目，答案中必须明确写出数值和单位。）‎ ‎　19． 如图所示，长L1宽L2的矩形线圈电阻为R，处于磁感应强度为B的匀强磁场边缘，线圈与磁感线垂直。将线圈以向右的速度v匀速拉出磁场的过程中，求：‎ F L1‎ L2‎ B v ‎⑴拉力F大小； ‎ ‎⑵拉力的功率P；‎ ‎⑶拉力做的功W； ‎ ‎⑷通过线圈某一截面的电荷量q；‎ ‎20．如图所示，一个电阻值为R，匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连结成闭合回路。线圈的半径为r1.在线圈中半径为r2的圆形区域存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图（b）所示。图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0，导线的电阻不计。求0到t1时间内，‎ ‎（1）通过电阻R1上的电流大小和方向；‎ ‎（2）通过电阻R1上的电荷量q及电阻R1上产生的热量。‎ ‎21．（10分）如图（甲）所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场．已知线圈的匝数n=100‎ 匝，电阻r=1．0Ω，所围成矩形的面积S=0．040m2，小灯泡的电阻R=9．0Ω，磁场的磁感应强度随按如图（乙）所示的规律变化，线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为，其中Bm为磁感应强度的最大值，T为磁场变化的周期．不计灯丝电阻随温度的变化，求：‎ ‎ （1）线圈中产生感应电动势的最大值．‎ ‎ （2）小灯泡消耗的电功率．‎ ‎ （3）在磁感强度变化的0~的时间内，通过小灯泡的电荷量．‎ ‎ ‎ ‎22．如图（甲）所示，M1M4、N1N4为平行放置的水平金属轨道，M4P、N4Q为相同半径，平行放置的竖直四分之一圆形金属轨道，M4、N4为切点，P、Q为四分之一圆轨道的最高点（与圆心等高），轨道间距L=1.0m，圆轨道半径r=0.5m，整个装置左端接有阻值R=0.5Ω的定值电阻．M1M2N2N1、M3M4N4N3为等大的长方形区域Ⅰ、Ⅱ，两区域宽度d=0.5m，两区域之间的距离s=1.0m；区域Ⅰ内分布着均匀的变化的磁场B1，B1变化规律如图（乙）所示，规定竖直向上为B1的正方向；区域Ⅱ内分布着匀强磁场B2=0.05T，方向竖直向上．两磁场间的轨道与导体棒CD间的动摩擦因数为μ=0.2，M3N3右侧的直轨道及半圆形轨道均光滑．质量m=0.1kg，电阻R0=0.5Ω的导体棒CD在垂直于棒的水平恒力F=1.0N拉动下，从M2N2处由静止开始运动，到达M3N3处撤去恒力F，CD棒穿过匀强磁场区后，恰好通过圆形轨道到达PQ处．若轨道电阻、空气阻力不计，运动过程导棒与轨道接触良好且始终与轨道垂直，g取10m/s2　求： ‎ ‎ （1）CD棒从M2N2处运动到M3N3处所需要的时间； （2）CD棒刚进入B2磁场时的加速度大小； （3）CD棒在直轨道上向右运动过程中电阻R上产生的热量Q．‎ 教学资源网 www.jb1000.com ‎2018-2019学年度第一学期期中考试 高二物理参考答案 一、单项选择题（每题只有一个正确答案。10小题，每题3分，共30分）‎ 题目 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ 答案 C B A B D C C A B D 二、不定项选择题（每题至少有一个正确答案，错选不得分，选不全得2分，全对得4分，6小题，共24分）‎ 题目 ‎11‎ ‎12‎ ‎13‎ ‎14‎ ‎15‎ ‎16‎ 答案 BD AB CD ACD AD AB 三、填空实验题（共2小题，共8分）‎ ‎17．向左偏，向左偏 ‎18．答案 (1)D　(2)增大　减小 控制变量法 四、计算题（共4小题，共38分，写出必要的文字说明和主要方程，只写答案不给分）‎ ‎19. ‎ ‎⑴拉力F=B2L22V/R； ‎ ‎⑵拉力的功率P= B2L22V2/R；‎ ‎⑶拉力做的功W= B2L22VL1/R； ‎ ‎⑷通过线圈某一截面的电荷量q=BL1L2/R；‎ ‎20．解：（1）根据法拉第电磁感应定律，电路中产生的感应电动势：‎ ‎ 通过电阻R1上的电流： 根据楞次定律，可判定流经电阻R1的电流方向从下往上，即图中从b到a （2）在0至t1时间内通过电阻R1的电量 电阻R1上产生的热量。‎ ‎21．解析：（1）因为线圈中产生的感应电流变化的周期与磁场变化的周期相同，所以由图象可知，线圈中产生交变电流的周期为T=3.14×10－2s． （1分）‎ 所以 线圈中感应电动势的最大值为（2分）‎ ‎ （2）根据欧姆定律，电路中电流的最大值为（1分）‎ 通过小灯泡电流的有效值为， （1分）‎ 小灯泡消耗的电功率为P=I2R=2.88W（1分）‎ ‎ （3）在磁感应强度变化的1~1/4周期内，线圈中感应电动势的平均值（1分）‎ 通过灯泡的平均电流（1分）‎ 通过灯泡的电荷量（2分）‎ ‎22．解答 解：（1）选取向右为正方向，由牛顿第二定律可得： a1=(F−μmg)/m=(1.0−0.2×0.1×10)/0.1=8m/s2 由公式：s=1/2a1t2‎ 得： t=√2sa1=√2×18=0.5s （2）CD棒刚进入B2磁场时的速度为： v=a1t=8×0.5=4m/s 在CD上产生的电动势为： E1=B2Lv=0.05×1.0×4=0.2V 电路中的感应电流：I=E/(R+R0)= =0.2A 根据左手定则可知，CD受到的安培力的方向向左，对CD棒，由牛顿第二定律可得： B2IL=ma2 代入数据得：a2=0.1m/s2 方向向左 （3）当CD在M2N2到M3N3之间运动时，B1在变化，产生的电动势为E1=0.2V，I1=0.2A此过程中R上产生的热量为： Q1=I12Rt=0.01J 当CD在M3N3右侧运动的过程中，CD的动能转化为重力势能和焦耳热，即为： 1/2mv2=mgr+Q 代入数据得：Q2= Q /2=0.15J 所以CD棒在直轨道上向右运动过程中电阻R上产生的热量为： Q=Q1+Q2==0.16J 答：（1）CD棒从M2N2处运动到M3N3处所需要的时间是0.5s； （2）CD棒刚进入B2磁场时的加速度大小是0.1m/s2； （3）CD棒在直轨道上向右运动过程中电阻R上产生的热量是0.16J．‎