浙江省宁波诺丁汉大学附属中学2019-2020学年高二上学期期中考试物理试题（实验班）

浙江省宁波诺丁汉大学附属中学2019-2020学年高二上学期期中考试物理试题（实验班）

宁波诺丁汉大学附属中学 ‎2019-2020学年度第一学期期中实验班考试 [高二]年级 [物理]试题卷 答卷时间：[90分钟] 满分：[100] ‎ 一 单项选择题（每个题目只有一个选项符合题意，请将正确答案选出来，每题3分共30分）‎ ‎1 首先发现电流的磁效应和电磁感应现象的物理学家分别是(　　)‎ A.安培和法拉第 B.法拉第和楞次 C.奥斯特和安培 D.奥斯特和法拉第 ‎2 关于涡流,下列说法中不正确的是(　　)‎ 图1‎ A.真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置 B.家用电磁炉锅体中的涡流是由恒定磁场产生的 C.阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动 D.变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能减小涡流 ‎3 如图2所示，匀强磁场存在于虚线框内，矩形线圈竖直下落．如果线圈中受到的磁场力总小于其重力，则它在1、2、3、4位置时的加速度关系为(　　)‎ ‎ 图2‎ A．a1>a2>a3>a4　　　　 B．a1＝a2＝a3＝a4‎ C．a1＝a3>a2>a4 D．a1＝a3>a2＝a4‎ ‎4 如图3所示，当交流电源的电压(有效值)U＝220 V，频率f＝50 Hz时，三只灯泡L1、L2、L3的亮度相同(L无直流电阻)，若将交流电源的频率变为f＝100 Hz，则(　　)‎ 图3‎ A.L1灯比原来暗 B.L2灯比原来亮 C.L3灯和原来一样亮 D.L3灯比原来亮 ‎5 扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌。为了有效隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板,并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图4所示。无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是(　　)‎ 图4‎ ‎6.如图5所示，铁芯上有两个线圈A和B。线圈A跟电源相连，LED(发光二极管,具有单向导电性)M和N并联后接在线圈B两端。图中所有元件均正常，则下列说法不正确的是(　　)‎ ‎ ‎ ‎ 图5‎ A.S闭合瞬间，A中有感应电动势 B.S断开瞬间，A中有感应电动势 C.S闭合瞬间，M亮一下,N不亮 D.S断开瞬间，M和N二者均不亮 ‎7 如图6所示，先后以速度v1和v2匀速把一矩形线圈拉出有界匀强磁场区域，已知v1＝2v2，则在先后两种情况下(　　)‎ 图6‎ A．线圈中的感应电动势之比E1：E2＝1∶2‎ B．线圈中的感应电流之比I1∶I2＝1∶2‎ C．线圈中产生的焦耳热之比Q1∶Q2＝2∶1‎ D．通过线圈某截面的电荷量之比q1∶q2＝1∶2‎ ‎8 如图7，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝2∶1，和均为理想电表，灯泡电阻RL＝6 Ω，AB端电压u1＝12sin 100πt (V).下列说法正确的是(　　)‎ 图7‎ A.电流频率为100 Hz B.的读数为24 V C.的读数为‎0.5 A D.变压器输入功率为6 W ‎9 小型手摇发电机线圈共N匝，每匝可简化为矩形线圈abcd，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴OO′，线圈绕OO′匀速转动，如图8所示.矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，不计线圈电阻，则发电机输出电压(　　)‎ 图8‎ A.峰值是e0 B.峰值是2e‎0 C.有效值是Ne0 D.有效值是Ne0‎ ‎10 如图9甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动．取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示，下列说法正确的是(　　)‎ 图9‎ A．t＝0.8 s时，振子的速度方向向左 B．t＝0.2 s时，振子在O点右侧‎6 cm处 C．t＝0.4 s和t＝1.2 s时，振子的加速度完全相同 D．t＝0.4 s到t＝0.8 s的时间内，振子的速度逐渐减小 二 不定项选择题（每个题目符合题意选项不定，请将正确答案选出来，全部选对得4分，有选不全的得2分，有错误选项的不得分。每题4分共20分）‎ ‎11 图10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，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(　　)‎ 图10‎ A．电流表的示数为‎10 A B．线圈转动的角速度为50π rad/s C．0.01 s时线圈平面与磁场方向平行 D．0.02 s时电阻R中电流的方向自右向左 ‎12 如图11所示是远距离输电示意图，电站的输出电压恒定为U1＝250 V，输出功率P1＝100 kW，输电线电阻R＝8 Ω.则进行远距离输电时，下列说法中正确的是(　　)‎ 图11‎ A．若电站的输出功率突然增大，则降压变压器的输出电压减小 B．若电站的输出功率突然增大，则升压变压器的输出电压增大 C．输电线损耗比例为5%时，所用升压变压器的匝数比＝ D．用10 000 V高压输电，输电线损耗功率为800 W ‎13 弹簧振子做简谐运动，O为平衡位置，当它经过点O时开始计时，经过0.3 s，第一次到达点M，再经过0.2 s第二次到达点M，则弹簧振子的周期为(　　)‎ A．0.53 s B．1.4 s C．1.6 s D．3 s ‎14 法拉第圆盘发电机的示意图如图12所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别于圆盘的边缘和铜轴接触，圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中，圆盘旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是（　　）‎ ‎ 图12‎ A．若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定 ‎ B．若从上往下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动 ‎ C．若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化 ‎ D．若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍 ‎15 如图13所示，金属三角形导轨COD上放有一根金属棒MN，MN⊥OD，拉动MN使它从O点以速度v在匀强磁场中向右匀速平动，若导轨和金属棒都是粗细相同的均匀导体，它们的电阻率相同，则在MN运动过程中闭合电路的(　　)‎ 图13‎ A.感应电动势逐渐增大 B.感应电流逐渐增大 C.感应电流将保持不变 D.感应电流逐渐减小 三 实验题（10分）‎ ‎16 （4分）如图14所示，是“研究电磁感应现象”的实验装置.‎ 图14‎ ‎(1)将实物电路中所缺的导线补充完整.‎ ‎(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后，将线圈L1迅速插入线圈L2中，灵敏电流计的指针将________偏转.(选填“向左”“向右”或“不”)‎ ‎(3)线圈L1插入线圈L2后，将滑动变阻器的滑片迅速向右移动时，灵敏电流计的指针将________偏转.(选填“向左”“向右”或“不”)‎ ‎17．（6分）利用如图15所示的装置做“用单摆测重力加速度”的实验。‎ ‎(1)实验室有如下器材可供选用：‎ A.长约‎1 m的细线 B.长约‎1 m的橡皮绳 C.直径约‎2 cm的均匀铁球 D.直径约‎5 cm的均匀木球 E.秒表 F.时钟 G.10分度的游标卡尺 H.最小刻度为毫米的米尺 用了游标卡尺和米尺后，还需要从上述器材中选择__________(填写器材前面的字母)。‎ ‎(2)用10分度的游标卡尺测量小球的直径d，测量的示数如图2所示，读出小球直径的值为_________ mm。‎ 图15‎ ‎(3)将符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上，将其上端固定，下端自由下垂。用米尺测量摆线长度为l。小球在竖直平面内小角度平稳摆动后，测得小球完成n次全振动的总时间为t请写出重力加速度的表达式g= ______。(用l,d,n,t表示)‎ ‎(4)正确操作后，根据多次测量数据计算出实验所在处的重力加速度值，比较后发现：此值比北京的重力加速度值略小，则实验所在处的地理位置与北京的主要不同点可能是_________________________(写出一条即可)。‎ 四 解答题（写出必要的文字说明，共40分）‎ ‎18．（12分）如16图所示，两根互相平行的光滑金属导轨位于水平面内，相距为L＝‎0.5 m，在导轨的一端接有阻值为R＝0.8 Ω的电阻，在x≥0一侧存在一与水平面垂直的均匀磁场，磁感应强度B＝2 T．一质量m＝‎2 kg的金属杆垂直放置在导轨上，金属杆的电阻r＝0.2 Ω，导轨电阻不计．当金属杆以v0 ＝‎1 m/s的初速度进入磁场的同时，受到一个水平向右的外力作用，且外力的功率恒为P＝36 W，经过2 s金属杆达到最大速度．求： ‎ ‎(1)金属杆达到的最大速度vm；‎ ‎(2)在这2 s时间内回路产生的热量Q.‎ 图16‎ ‎19 （14分）小明同学设计了一个“电磁天平”，如图17所示，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，两臂平衡.线圈的水平边长L＝‎0.1 m，竖直边长H＝‎0.3 m，匝数为N1.线圈的下边处于匀强磁场内，磁感应强度B0＝1.0 T，方向垂直线圈平面向里.线圈中通有可在0～‎ ‎2.0 A范围内调节的电流I.挂盘放上待测物体后，调节线圈中电流使天平平衡，测出电流即可测得物体的质量.(重力加速度取g＝‎10 m/s2)‎ ‎(1)为使电磁天平的量程达到‎0.5 kg，线圈的匝数N1至少为多少？‎ ‎(2)进一步探究电磁感应现象，另选N2＝100匝、形状相同的线圈，总电阻R＝10 Ω.不接外电流，两臂平衡.如图18所示，保持B0不变，在线圈上部另加垂直纸面向外的匀强磁场，且磁感应强度B随时间均匀变大，磁场区域宽度d＝‎0.1 m.当挂盘中放质量为‎0.01 kg的物体时，天平平衡，求此时磁感应强度的变化率.‎ 图17　　　　　　　　　图18‎ ‎20 （14分）如图19所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为L，长为3d，导轨平面与水平面的夹角为θ，在导轨的中部刷有一段长为d的薄绝缘涂层.匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直.质量为m的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在滑上涂层之前已经做匀速运动，并一直匀速滑到导轨底端.导体棒始终与导轨垂直，且仅与涂层间有摩擦，接在两导轨间的电阻为R，其他部分的电阻均不计，重力加速度为g.求：‎ ‎(1)导体棒与涂层间的动摩擦因数μ；‎ ‎(2)导体棒匀速运动的速度大小v；‎ ‎(3)整个运动过程中，电阻产生的焦耳热Q.‎ 图19‎ ‎2019-2020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（每个题目只有一个选项符合题意，请将正确答案选出来，每题3分共30分）‎ 题号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ 答案 D B C C A D C D D A 二 不定项选择题（每个题目符合题意选项不定，请将正确答案选出来，全部选对得4分，有选不全的得2分，有错误选项的不得分。每题4分共20分）‎ 题号 ‎11‎ ‎12‎ ‎13‎ ‎14‎ ‎15‎ 答案 AC ACD AC AB AC 三 实验题（10分）‎ ‎16解析　(1)补充的实物电路如图所示.‎ ‎(2)已知闭合开关瞬间，线圈L2中的磁通量增加，产生的感应电流使灵敏电流计的指针向右偏转.当开关闭合后，将线圈L1迅速插入线圈L2中时，线圈L2中的磁通量增加，由已知条件可知产生的感应电流也应使灵敏电流计的指针向右偏转.‎ ‎(3)滑动变阻器的滑片迅速向右移动，线圈L1中的电流变小，线圈L2中的磁场方向不变，磁通量减少，则灵敏电流计的指针向左偏转.‎ 答案　(1)见解析图　(2)向右　(3)向左 ‎17．ACE 17.6 实验所在处比北京纬度低或海拔高(其他答案合理也可) ‎ 四 解答题（写出必要的文字说明，共40分）‎ ‎18解析：(1)由平衡知识可知：F外＝FA 安培力：FA＝BIL ‎ 由闭合电路的欧姆定律：I＝ 电动势：E＝BLvm 功率：P＝F外vm 解得：vm＝‎6 m/s.‎ ‎(2)能量守恒：Q＝Pt＋mv－mv 解得Q＝37 J.‎ ‎19解析　(1)题中“电磁天平”中的线圈受到安培力F＝N1B0IL 由天平平衡可知：mg＝N1B0IL 代入数据解得：N1＝25匝 ‎(2)由法拉第电磁感应定律得：E＝N2＝N2Ld 由欧姆定律得：I′＝ 线圈受到的安培力F′＝N2B0I′L 由天平平衡可得：m′g＝NB0· 代入数据可得＝0.1 T/s ‎20解析　(1)在绝缘涂层上 导体棒受力平衡mgsin θ＝μmgcos θ 解得导体棒与涂层间的动摩擦因数μ＝tan θ ‎(2)在光滑导轨上 感应电动势：E＝BLv 感应电流：I＝ 安培力：F安＝BIL 受力平衡的条件是：F安＝mgsin θ 解得导体棒匀速运动的速度v＝ ‎(3)摩擦生热：QT＝μmgdcos θ 根据能量守恒定律知：3mgdsin θ＝Q＋QT＋mv2‎ 解得电阻产生的焦耳热Q＝2mgdsin θ－.‎