物理卷·2018届甘肃省兰州一中高二下学期期中考试（2017-04）

物理卷·2018届甘肃省兰州一中高二下学期期中考试（2017-04）

兰州一中 2016-2017-2 学期高二年级期中考试试题 物 理 说明：本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分 100 分，考试时 间为 100 分钟。答案写在答题卡上，交卷时只交答题卡。 第Ⅰ卷（选择题，共 48 分） 一、选择题：本题共 12 小题，每小题 4 分，共 48 分。第 1 至第 8 题为单选，9 至 12 题为 多选。全部选对得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错或不答的得 0 分。 1．如图所示，平行金属导轨处在磁感应强度为 B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，导轨 平面和磁场方向垂直,金属杆 MN 的电阻为 r，导轨电阻忽略不计。金属杆在导轨上以速 度 v 向右匀速滑动时，MN 两端的电压为 U1；若磁感应强度增为 2B，其他条件不变，MN 两端的电压为 U2 , 则通过电阻 R 的电流方向及 U1 与 U2 之比分别 为( ) A．c→a，2∶1 B．a→c，2∶1 C．a→c，1∶2 D．c→a，1∶2 2．如图所示，匀强磁场方向水平，且垂直于纸面向里，磁场的上 下两边界 b 和 d 水平。有一矩形金属线圈在竖直面内，线圈上下 边的距离很短，下边水平。线圈从水平面 a 开始下落。已知磁场上下边界 之间的距离大于水平面 a、b 之间的距离。若线圈下边刚通过水平面 b、c（位 于磁场中线）和 d 时，线圈受到的磁场力的大小分别为 Fb、Fc 和 Fd，则（ ） A．Fd>Fc>Fb B．FcFb>Fd D．Fci2，在 t1 时刻将 S 断开，那么流过灯泡的电流随时间变化的图象是（ ） 6．如图所示，甲、乙是用相同的导线绕制成的边长分别为 L 和 2L 的正方形闭合线框，现 让它们以相同的速度匀速进入右侧的匀强磁场，在线框进入磁场的过程中 a、b 和 c、d 两点间的电压分别为 U 甲和 U 乙，ab 边和 cd 边所受的安培力分别为 F 甲和 F 乙，则下列判 断正确的是（ ） A．U 甲＝U 乙 B．U 甲＝2U 乙 C．F 甲＝F 乙 D．F 甲＝F 乙 2 7．如图所示，L 为小灯泡，R1、R2 为定值电阻，R3 为光敏电阻，当照射光强度减小时( ) A．电压表的示数增大 B．R2 中电流增大 C．小灯泡的功率增大 D．电路的路端电压减小 8．如图（a）所示，在光滑水平面上用恒力 F 拉质量 1 kg 的单匝均匀正方 形铜线框，在 1 位置以速度 v0＝3 m/s 进入匀强磁场时开始计时 t＝0，此时线框中感应 电动势为 1 V，在 t＝3 s 时刻线框到达 2 位置开始离开匀强磁场。此过程中 v-t 图象如 图（b）所示，那么（ ） A．线框右侧的边两端 MN 间电压最大为 0.25V B．恒力 F 的大小为 1.0N C．线框完全离开磁场的瞬间位置 3 速度为 2 m/s D．线框完全离开磁场的瞬间位置 3 速度为 1 m/s 9．如图所示，水平放置的条形磁铁中央，有一闭合金属弹性圆环，条形磁铁中心线与弹性环 轴线重合，现将弹性圆环均匀向外扩大后放手，则在线圈收缩的过程中下列说法中正确的 是（ ） A．穿过弹性圆环的磁通量增大 B．从右往左看，弹性圆环中有顺时针方向的感应电流 C．弹性圆环中无感应电流 D．弹性圆环受到的安培力方向沿半径向外 10．如图甲所示，等离子气流由左方连续以 v0 射入 P1 和 P2 两板间的匀强磁场中，ab 直导线 与 P1、P2 相连接，线圈 A 与直导线 cd 连接。线圈 A 内有随图乙所示的变化磁场。且磁场 B 的正方向规定为向左，则下列叙述正确的是（ ） A．0～1 s 内，ab、cd 导 线 互 相 排 斥 B．1～ 2 s 内，ab、cd 导线互相吸引 C．2～3 s 内，ab、cd 导线互相吸引 D．3～4 s 内，ab、cd 导线互相排斥 11．如图所示，在水平光滑桌面上，两相同的矩形刚性小线圈分别叠放在固定的绝缘矩形金 属框的左右两边上，且每个小线圈都各有一半面积在金属框内。先将电路接通后再断开， 则两金属框在断开电路的瞬间( ) A．两小线圈会有相互远离的趋势 B．两小线圈会有相互靠拢的趋势 C．左边小线圈中感应电流沿顺时针方向，右边小线 圈中感应电流沿逆时针方向 D．两小线圈中感应电流都沿逆时针方向 12．如图甲所示的理想变压器原线圈输入如图乙所示的正弦交变电压，副线圈电路中 R0=50Ω，R 是滑动变阻器,最大阻值也是 50Ω。V1 和 V2 是理想交流电压表，示数分别 用 U1 和 U2 表示；A1 和 A2 是理想交流电流表，示数分别用 I1 和 I2 表示。下列说法正 确的是( ) A．I1 和 I2 表示电流的瞬时值,U1 和 U2 表示电压的最大值 B．若原副线圈的匝数比为 2:1,则 I1 的最大值和最小值之比为 2:1 C．滑片 P 向下滑动过程中，U2 不变、I1 变大 D．滑片 P 向下滑动过程中，U2 变小、I1 变小 第Ⅱ卷（非选择题，共 52 分） 二、实验题：本题共 2 小题，共 16 分。 13．（8 分）一正弦交变电流的电流 i 随时间 t 变化的规律如图所示。由图可知 （1）该交变电流的 有 效 值 为 __________A。 （2）该交变电流的频率为________ Hz。 （3）该交变电流的瞬时值表达式为 i＝___________A。 1 2 3 4 5 60 10 i/A t/10－2 s 甲 （4）若该交变电流通过阻值 R＝40 Ω的白炽灯，则电灯消耗的功率是_______W。 14．（8 分）在“研究电磁感应现象”的实验中，首先按甲图接线，以查明电流表指针的偏转 方向与电流方向之间的关系。当闭合 S 时观察到电流表指针向左偏，不通电时电流表指 针停在正中央。然后按乙图所示将电 流表与线圈 B 连成一个闭合回路，将线圈 A、电池、滑动变阻器和开关 S 串联成另一个闭 合电路。 (1)S 闭合后，将线圈 A 插入线圈 B 的过程中，电流 表的指针将________(填“左偏”“右偏”或“不偏”)。 (2)线圈 A 放在 B 中不动时，指针将 ________(填“左偏”“右偏”或“不偏”)。 (3)线圈 A 放在 B 中不动，将滑动变阻器的滑动片 P 向左滑动时，电流表指针将________(填“左偏”“右 偏”或“不偏”)。 (4)线圈 A 放在 B 中不动，突然断开 S，电流表指针将__________(填“左偏”“右偏”或“不 偏”)。 三、计算题：本题共 4 小题，共 36 分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演 算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和 单位。 15．（6 分）如图所示，质量为 m＝2kg 的物体，在水平力 F＝9.8 N 的作用下，由静止开始沿水平面向右运动。已知物体与水平面间 的动摩擦因数μ＝0.2。若 F 作用 t1＝6s 后撤去，撤去 F 后又经 t2 ＝2s 物体与竖直墙壁相碰，若物体与墙壁作用时间 t3＝0.1s，碰撞 后反向弹回的速度 v′＝6m/s，求墙壁对物体的平均作用力(g 取 10 m/s2)。 16．（8 分）如图甲所示，空间有一宽为 2L 的匀强磁场区域，磁感应强度为 B，方向垂直纸面向外。abcd 是由均匀电阻丝做成的边长为 L 的正方形 线框，总电阻值为 R。线框以垂直磁场边界的速度 v 匀速通过磁场区域。 在运动过程中，线框 ab、cd 两边始终与磁场边界平行。求： （1）cd 边刚进入磁场时，ab 两端的电势差，并指明哪端电势高； （2）线框在穿入和穿出磁场的过程中，外力对线框做了多少功？ 17．（10 分）如图所示，在水平面内有两条光滑轨道 MN、PQ，其上放有两根完全相同的静 止的质量都为 m 的导体棒。设有一质量为 M 的永久磁铁，从轨道和导体棒组成的平面 的正上方高为 h 的地方落下，当磁铁的重心下落到轨道和导体棒组成的 平面内时磁铁的速度为 v1，导体棒 ab 的速度为 v2，此过程中两根导体棒、 导体棒与磁铁之间没有发生碰撞，求： （1）磁铁在下落过程中受到的平均阻力； （2）磁铁在下落过程中在导体棒和导轨中产生的总热量。 18．（12 分）如图（a）所示，平行金属导轨 MN、PQ 光滑且足够长，固定在 同一水平面上，两导轨间距 L＝0.25 m，电阻 R＝0.5Ω，导轨上停放一质量 m＝0.1kg、 电阻 r＝0.1Ω的金属杆，导轨电阻可忽略不计，整个装置处于磁感应强度 B＝0.4T 的匀 强磁场中，磁场方向竖直向下，现用一外力 F 沿水平方向拉杆，使其由静止开始运动， 理想电压表的示数 U 随时间 t 变化的关系如图（b）所示。 图（a） 图（b） 甲 乙 （1）证明金属杆做匀加速直线运动； （2）求金属杆运动的加速度； （3）写出外力 F 随时间变化的表达式； （4）求第 2.5 s 末外力 F 的瞬时功率。 兰州一中 2016-2017-2 学期高二年级期中考试试题 参考答案 一、选择题：本卷共 12 小题，每小题 4 分，共 48 分，每小题有一个或多个选项正确，全 部选对得 4 分，选不全的得 2 分，有选错或不答的得 0 分。 题 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 选 项 C D A D D D B C ABD BD AD BC 二、实验题：本题共 2 小题，共 16 分。把答案填在题中的横线上或按照题目要求作答。 13．（8 分） （1）该交变电流的有效值为___5√2_______A （2）该交变电流的频率为_25_______ Hz （3）该交变电流的瞬时值表达式为 i＝_10sin50πt__________A （4）若该交变电流通过阻值 R＝40 Ω的白炽灯，则电灯消耗的功率是__2000_____W 14．（8 分） (1) ___ 右偏_____(填“左偏”“右偏”或“不偏”)。 (2)____ 不偏______(填“左偏”“右偏”或“不偏”)。 (3)____ 右偏____(填“左偏”“右偏”或“不偏”)。 (4)____ 左偏______(填“左偏”“右偏”或“不偏”)。 三、计算题：本题共 4 小题，共 36 分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演 算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和 单位。 15（6 分）解析 研究从物体开始运动到碰撞后反弹的全过程，选 F 的方向为正方向，根据 动量定理有：Ft1－μmg(t1＋t2)－t3＝－mv′ 解得墙对物体的平均作用力为 ＝ ＝ N＝388 N. 16.（8 分） 解析：（1）dc 切割磁感线产生的感应电动势 E＝BLv 回路中的感应电流 I＝ BLv R ab 两端的电势差 U＝I· 1 4R＝ 1 4BLv，b 端电势高． （2）设线框从 dc 边刚进入磁场到 ab 边刚进入磁场所用时间为 t 由焦耳定律 Q＝2I2Rt L＝vt 联立解得 Q＝ 2B2L3v R ． 由能量转化和守恒得外力对线框做的功 W= Q＝ 2B2L3v R 17（10 分）解析：（1）设磁铁在下落过程中受的平均阻力为 F， 有：（Mg－F）h＝ 1 2Mv2 得：F＝Mg－ Mv2 2h ． （2）设磁铁在下落过程中在导体棒中产生的总热量为 Q，对磁铁和导体棒 ab、cd 组成 的系统由能量守恒有 Mgh＝ 1 2Mv12 ＋ 1 2×2mv 2 2＋Q 可得： Q＝Mgh－ 1 2Mv12－mv 2 2． 18．（12 分）解析：（1）U＝E· R R＋r＝ BLvR R＋r ，U∝v，因 U 随时间均匀变化，故 v 也随时间均 匀变化，金属杆做匀加速直线运动． （2）由图象 k＝ ΔU Δt ＝ Δv Δt · BLR R＋r＝a· BLR R＋r 则金属杆运动的加速度 a＝ m/s2＝2．4 m/s2． （3）由牛顿第二定律 F＝F 安＋ma＝BIL＋ma＝ B2L2at R＋r ＋ma＝0．04t＋0．24（N）． （4）第 2．5 s 末外力 F 的瞬时功率 P＝Fv＝（0．04t＋0．24）at＝2．04 W．