物理卷·2019届内蒙古集宁一中高二上学期期末考试（2018-01）

物理卷·2019届内蒙古集宁一中高二上学期期末考试（2018-01）

集宁一中2017—2018年度第一学期期末考试 高二年级物理试题 本试卷分为Ⅰ卷(选择题，48分）和Ⅱ卷（非选择题，62分）两部分，考试时间为100分钟 第Ⅰ卷（选择题）‎ 一、选择题：（本题共12小题，每小题4分，共48分，其中1-8为单项选择；9-12为多项选择，全选对得4分，选对但不全，得2分，有选错得0分）‎ ‎1.下列说法正确的是（ ）‎ A、首先发现电流磁效应的科学家是洛伦兹 B、只有磁铁周围才存在磁场，磁场是假想的，不是客观存在的 C、磁极与磁极，磁极与电流、电流与电流之间都是通过磁场发生相互作用的 D、磁感线上各点的切线方向就是小磁针北极的指向 ‎2. 两条长直导线AB和CD相互垂直，彼此相隔一很小距离，通以如图所示方向的电流，其中AB固定，CD可以其中心为轴自由转动或平动，则CD的运动情况是（ ）‎ A．顺时针方向转动，同时靠近导线AB B．顺时针方向转动，同时离开导线AB ‎ C逆时针方向转动，同时离开导线AB D．逆时针方向转动，同时靠近导线AB ‎ 3. 电荷量分别为q和－q的两个带电粒子分别以速度va和vb射入匀强磁场，两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为30°和60°，磁场宽度为d，两粒子同时由A点出发，同时到达B如图所示（）‎ ‎ A．a粒子带负电，b粒子带正电       ‎ B．两粒子的轨道半径之比ra∶rb＝∶1‎ C．两粒子的速度之比va∶vb＝1∶2    ‎ D．两粒子的质量之比ma∶mb＝1∶‎ ‎4.回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，要增大带电粒子射出时的动能，则下列说法正确的是（ ） ‎ A．增大电场的加速电压B．增大D形金属盒的半径 C．减小狭缝间的距离D．减小磁场的磁感应强度 ‎5.甲、乙两个完全相同的铜环均可绕竖直固定轴O1O2旋转，现让它们以相同角速度同时开始转动，由于阻力作用，经相同的时间后停止．若将圆环置于如图所示的匀强磁场中，甲环的转轴与磁场方向垂直，乙环的转轴与磁场方向平行．再让甲、乙两环同时以相同的初始角速度开始转动后，下列判断正确的是(　　)‎ A．乙环先停下 B．甲环先停下　　‎ C．两环同时停下  D．两环都不会停下 ‎6.如图所示，虚线上方空间有垂直线框平面的匀强磁场，直角扇形导线框绕垂直于线框平面的轴O以角速度ω匀速转动．设线框中感应电流方向以逆时针为正，那么在图乙中能正确描述线框从图甲中所示位置开始转动一周的过程中，线框内感应电流随时问变化情况的是（   ）‎ ‎   ‎ ‎ ‎ ‎7.．矩形金属导线框abcd在匀强磁场中静止不动，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度B随时间t变化的图像如图甲所示。T=0‎ 时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里，则在0-4s时间内，图中能正确表示线框ab边所受的安培力F随时间t变化的图像是（规定ab边所受的安培力方向向左为正）（）‎ ‎8.如图甲所示，为一种调光台灯电路示意图，它通过双向可控硅电子器件实现了无级调节亮度。给该台灯接220 V的正弦交变电流后加在灯管两端的电压如图乙所示，则此时交流电压表的示数为(　　)‎ A．220 V　　　　B．110 V               C.  V             D.  V ‎9．下列关于磁场对通电导线和运动电荷的说法中，正确的是（ ）‎ ‎ A、磁场对通电导线的作用力的方向一定与磁场方向垂直 B、带电粒子只受洛伦兹力作用时，其动能不变，速度一直改变 C、有固定转动轴的通电线框在磁场中一定会转动 D、电荷在磁场中不可能做匀速直线运动 ‎10.如图所示，电路中A和B是两个完全相同的小灯泡，L是一个自感系数很大、直流电阻为零的电感线圈，C是电容很大的电容器．当S闭合与断开时，对A、B的发光情况判断正确的是(　)‎ A．S闭合时，A立即亮，然后逐渐熄灭 B．S闭合时，B立即亮，然后逐渐熄灭 C．S闭合足够长时间后，B发光而A不发光 D．S闭合足够长时间后再断开，B立即熄灭而A逐渐熄灭 ‎11.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势图象如图，则（ ）‎ A．、线圈通过中性面B．、线圈中磁通量最大 C．、线圈中磁通量变化率最大D．、线圈平面与中性面垂直 ‎12.如图所示，平行于纸面水平向右的匀强磁场，磁感应强度B1=1T。位于纸面内的细直导线，长L=1 m，通有I=1 A的恒定电流。当导线与B1成60°夹角时，发现其受到的安培力为零，则该区域同时存在的另一匀强磁场的磁感应强度B2的可能值（ ）‎ A．T B．T C．1T D．T 第Ⅱ卷（非选择题）‎ 二、填空题：（21分，每空3分，将符合题意的内容填在横线上，）‎ ‎13.两位同学在实验室中利用如图(a)所示的电路测定定值电阻R0、电源的电动势E和内电阻r，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一个同学记录的是电流表A和电压表V1的测量数据，另一同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据.并根据数据描绘了如图(b)所示的两条U－I图线.回答下列问题：‎ ‎ (1)根据甲、乙两同学描绘的图线，可知  (　　)‎ A.甲同学是根据电压表V1和电流表A的数据 B.甲同学是根据电压表V2和电流表A的数据 C.乙同学是根据电压表V1和电流表A的数据 D.乙同学是根据电压表V2和电流表A的数据 ‎(2)图象中两直线的交点表示的物理意义是   (　　)‎ A.滑动变阻器的滑动触头P滑到了最右端      B.电源的输出功率最大 C.定值电阻R0上消耗的功率为0.5 W          D.电源的效率达到最大值 ‎(3)根据图(b)，可以求出定值电阻R0＝　  Ω，电源电动势E＝　　V，内电阻r＝　　Ω.（结果都保留两位有效数字）‎ ‎(4) 该电路中电流表的读数          （填：“可能”或“不可能”）达到0.6A，理由是                                   。.‎ 三、计算题：（本大题包含3小题，共41分，解答应写出必要的文字说明、方程式和主要的演算步骤.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。）。‎ ‎14.（12分）发电机转子是匝数n=100，边长L=20cm的正方形线圈，其置于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，绕着垂直磁场方向的轴以ω=100π(rad／s)的角速度转动，当转到线圈平面与磁场方向垂直时开始计时.线圈的电阻r=1Ω，外电路电阻R=99Ω.试求： (1)写出交变电流瞬时值表达式； (2)外电阻上消耗的功率； (3)从计时开始，线圈转过过程中，通过外电阻的电荷量是多少?‎ 15. ‎（13分）如图所示有一个圆环形区域，区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，已知其截面内半径为R1＝1.0 m，磁感应强度为B＝1.0 T，被约束粒子的比荷为＝4.0×107 C/kg，该带电粒子从中空区域与磁场交界面上的P点以速度v0＝4.0×107 m/s沿环的半径方向射入磁场(不计带电粒子在运动过程中的相互作用，不计带电粒子的重力)．‎ （1） 求粒子在磁场中做圆周运动的半径r ‎（2）如果被约束粒子不穿越磁场外边界，求磁场区域的最小外半径R2.‎ ‎16.（16分）如图所示，两根足够长且平行的光滑金属导轨与水平面成53°夹角固定放置，导轨间连接一阻值为6Ω的电阻R，导轨电阻忽略不计．在两平行虚线m、n间有一与导轨所在平面垂直、磁感应强度为B的匀强磁场．导体棒a的质量为ma=0.4kg，电阻Ra=3Ω；导体棒b的质量为mb=0.1kg，电阻Rb=6Ω；它们分别垂直导轨放置并始终与导轨接触良好．a、b从开始相距L0=0.5m处同时将它们由静止开始释放，运动过程中它们都能匀速穿过磁场区域，当b刚穿出磁场时，a正好进入磁场（g取10m/s2，不计a、b之间电流的相互作用sin53°=0.8）．求： ‎ ‎（1）当a、b分别穿越磁场的过程中，通过R的电荷量之比； （2）在穿越磁场的过程中，a、b两导体棒匀速运动的速度大小之比；‎ ‎（3）磁场区域沿导轨方向的宽度d为多大； （4）在整个过程中，产生的总焦耳热．‎ 高二年级物理答案 一、选择题：（本题共12小题，每小题4分，共48分)‎ ‎1. C 2. D 3. C     4、B 5.　B　6.A     7．A8.C　　9． AB ‎ ‎10.AC 11.AD 12 BCD ‎ 二、填空题：（21分，将符合题意的内容填在横线上，）‎ ‎13.  (1)　AD　(2)BC　(3)R0＝2.0Ω，E＝1.5V，r＝1.0Ω.‎ ‎(4)    不可能，理由 ： 当R阻值最小时电流取得最大值0.5A  ‎ 三、计算题：（本大题包含3小题，共41分，解答应写出必要的文字说明、方程式和主要的演算步骤.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。）。‎ ‎14.(1)电动势的最大值：Em=nBωL2=200π=628(V) 根据闭合电路欧姆定律得Im==6.28A 故交变电流瞬时值表达式：i=6.28sin100πt    (2)电流的有效值I=  由P=I2R得外电阻上的消耗功率： P=()2R=1.95×103W     (3)从计时开始到线圈转过过程中，平均感应电动势由E=n得 平均电流： =/( R+r) =nBL2／2(R+r)·Δt 通过外电阻的电荷量：q=·Δt= nBL2／2(R+r) =1×10-2C     ‎ ‎15.解(1)粒子在磁场中做圆周运动时，洛伦兹力提供向心力 Bqv= r==1.0m ‎(2)如图所示，由几何关系得R2=R1+r 解得R2＝(1＋)m＝2.41 m ‎16.解：（1）由q=I△t； 闭合电路欧姆定律：I= 法拉第电磁感应定律：E=, 得 q总=‎ 在b穿越磁场的过程中，b是电源，a与R是外电路，电路的总电阻R总1=8Ω， 通过R的电荷量为qRb=q总b=‎ 同理a棒在磁场中匀速运动时R总2=6Ω， 通过R的电荷量为qRa=q总a=‎ 可得：qRa：qRb=2：1 （2）设b在磁场中匀速运动的速度大小为vb，则b中的电流Ib=‎ 由于b在磁场中做匀速运动，所以： =mbgsin53° 同理a棒在磁场中匀速运动时,有 =magsin53° 可得va：vb=3：1 （3）设b穿过磁场的时间为t＇‎ ‎•t＇=L0 ;vbt＇=d 两式联立得 d==0.25m (4) 由功能关系，焦耳热等于导体克服安培力做的功 a棒在磁场中运动时克服安培力做功 W1=magsin53°d=0.8J b棒在磁场中运动时克服安培力做功 W2=mbgsin53°d=0.2J Q=W1+W2=1J