2017-2018学年河南省洛阳名校高二上学期第二次联考物理试题 解析版

2017-2018学年河南省洛阳名校高二上学期第二次联考物理试题 解析版

一、选择题：本题共12小题，每小题4分，在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错的得0分 ‎1．下列物理发现和发明哪个是英国物理学家法拉第首先提出来的 A．通电导线在磁场中受力大小的计算公式 B．通电导线周围会产生磁场 C．法拉第电磁感应定律 D．用电场线描绘电磁 ‎2．在我们生活中，物理学的基本原理有着广泛的应用，下列列举的四种器件中，属于利用电磁感应原理工作的是 A．电磁炉 B．质谱仪 C．回旋加速器 D．示波管 ‎3．如图所示，有一个带正电的小球套在粗糙的足够长的竖直木杆上，整个装置处在水平向左匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场组成的足够大的复合场中，小球由静止开始下滑，在整个运动过程中，关于描述小球运动的v-t图像中正确的是 ‎4．关于自感现象，在如图所示的电路中，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值，电源的电动势为E，内阻为r，电感L的电阻不计，在t=0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在时刻断开S，如图所示，表示A、B两点间电压UAB随时间t变化的图像中，正确的是 ‎5．如图所示，有竖直向下的匀强磁场在光滑水平面范围内，图中虚线为磁场区域的左边界，一个长方形的金属线框静止在磁场中的平面上，现给线框一个向左的初速度v，线框可以穿过磁场，此过程中，线框中感应电流的大小随时间变化的图像是 ‎6．如图所示，甲乙两图分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关系，若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻，则经过1min的时间，两电阻消耗的电能之比为 A．1：3 B．3：1 C．1：2 D．‎ ‎7．如图所示电路中，定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r，电键K闭合后，将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表示数变化量的绝对值分别为，理想电流表A示数变化量的绝对值，则 A．A的示数减小 B．示数增大 C．与的比值大于r D．小于 ‎8．图甲中，两个并排放置的线圈甲乙共轴，甲同通有如图乙所示的交变电流，则下列判断正确的是 A．在到时间内，甲乙相吸 B．在到时间内，甲乙相吸 C．时刻两线圈间作用力为零 D．时刻两线圈间吸引力最大 ‎9．磁感应强度为B的匀强磁场如图所示，在该磁场中有一与磁场方向垂直，长度为L的金属杆aO，已知ab=bc=cO=，a、c与磁场中以O为圆心的同心圆（都为部分圆弧）金属轨道始终接触良好，一电容为C的电容器接在轨道上，如图所示，当金属杆在与磁场垂直的平面内以o为轴，以角速度ω顺时针匀速转动时：（　　）‎ A．Uac=2Uab B．Uac=2UbO C．若在eO间连接一个电压表，则电压表示数为零 D．电容器带电量 ‎10．如图所示，以直角三角形AOC为边界的有界匀强磁场区域，磁感应强度为B，∠A=60°，AO=a，在O点放置一个粒子源，可以向各个方向发射某种带负电粒子，粒子的比荷为，发射速度大小都为v0，且满足，发射方向由图中的角度θ表示．对于粒子进入磁场后的运动（不计重力作用），下列说法正确的是（　　）‎ A．在0°＜θ＜30°范围入射的粒子将从AC边界射出 B．在AC边界上只有一半区域有粒子射出 C．以θ=0°、θ=60°入射的粒子在磁场中运动的时间最长 D．以60°＜θ＜90°范围飞入的粒子将从AC边界射出 二、实验题 ‎11．用图示装置研究电磁感应现象 ‎（1）用笔画线代替导线，将图示实物连接成实验电路。‎ ‎（2）若实验时，在电键闭合瞬间，观察到灵敏电流计指向右偏转，则电键闭合一段时间后，为使灵敏电流计指针向左偏转，可行的方法有__________________________________。（至少写出两种方法）‎ ‎12．某实验小组利用一个未知内阻的微安表和一个滑动变阻器，来测量多用电表“×1k”挡内部电池的电动势E，（此多用表“×1k”欧姆档内部电路可以简化 如图丙。）‎ ‎（1）该小组采用图甲的电路进行实验。请将图乙中的实物线连接完整_______-。‎ ‎ ‎ ‎（2）请将下面的实验步骤补充完整：‎ a、插上红、黑表笔，把多用电表的选择开关拨到欧姆挡的“×1k”位置，将红黑表笔________，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指到“0Ω”．‎ b、按照电路图连接好电路．‎ c、接通开关，改变滑动变阻器的阻值，得到多用电表和微安表的示数分别如图所示，其中微安表的读数为242μA，多用电表的读数为_____kΩ。‎ d、断开开关，拨下红黑表笔，把多用电表的选择开关扳到_______位置。‎ ‎（3）以上信息可得多用电表“×1k”档内部电池的电动势为_____V（保留两位有效数字）‎ 三、计算题 ‎13．电动剃须刀的直流电动机的内阻一定，当加上0.3V电压时，通过0.3A的电流，此时电动机不转，当加在电动机两端的电压为3.0V时，电流为1.2A，这时电动机正常工作，求：‎ ‎（1）此电动机的内阻；‎ ‎（2）此电动机在额定电压下正常工作的效率。‎ ‎14．如图所示，为一交流发电机和外接负载的示意图。发电机电枢线圈为n=100匝的正方形线圈，边长为L=0.2m，绕轴在磁感应强度为B=1T的磁场中以角速度=2πrad/s转动（不计一切摩擦），线圈电阻为r=2Ω，外电路负载电阻为R=8Ω，试求：‎ ‎（1）从图示时刻开始计时，转动过程中感应电动势的瞬时表达式；‎ ‎（2）线圈转动过程中磁通量的最大变化率；‎ ‎（3）由图示位置转过60°角的过程中产生的平均感应电动势。‎ ‎15．如图所示，两竖直放置的平行金属板MN带等量异种电荷，两板间加有可以从零增大到最大Um的电压。P点有一粒子源，可以产生带电量为+q，质量为m的粒子（不计重力），粒子从P点由静止经电场加速后，从小孔Q进入N板右侧的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，CD为磁场边界上的一个绝缘板，它与N板的夹角为θ=45°，孔Q到板的下端C的距离为L，当MN两板间电压为最大值Um时，加速后进入磁场的粒子恰好垂直打在CD板上，（不计粒子在电场中运动时间）求：‎ ‎（1）当M、N两板间电压取最大值Um时，粒子射入磁场的速度的大小；‎ ‎（2）匀强磁场的磁感应强度B的大小；‎ ‎（3）粒子在磁场中运动的最长时间；‎ ‎（4）CD板上可能被粒子打中区域的长度S。‎ ‎16．如图所示，有一斜面处在匀强磁场中，磁场的磁感应强度B=2T垂直斜面向上，斜面倾角θ=53°，足够长金属导轨固定在此斜面上，轨道间距L=1m，底部接入一阻值为R=0.4Ω的定值电阻，上端开口，一质量为m=0.5kg的金属棒ab与导轨接触良好，ab与导轨间动摩擦因数μ=0.2，ab连入导轨间的电阻r=0.1Ω，电路中其余电阻不计，现用一质量为M=2.86kg的物体通过一不可伸长的轻质细绳绕过光滑的定滑轮与ab相连，由静止释放M，不计空气阻力，当M下落高度h=2.0m时，ab开始匀速运动，（运动中ab始终垂直导轨，并接触良好），‎ ‎（1）求ab棒沿斜面向上运动的最大速度。‎ ‎（2）流过电阻R的总电荷量是多少？‎ ‎（3）ab棒从开始运动到匀速运动的这段时间内，电阻R上产生的焦耳热是多少？‎ ‎洛阳名校2017—2018学年上期第二次联考高二物理答案 ‎1．【答案】D ‎【解析】安培力公式是安培发现的，电流的磁效应是奥斯特发现的，法拉第电磁感应定律是纽曼、韦伯等提出的，电场线描绘电场是法拉第提出的。所以D正确。‎ ‎2．【答案】A ‎【解析】示波管利用了电场加速和电场偏转的原理．故D错误．质谱仪是利用电场加速，磁场使粒子偏转，不是电磁感应现象．故B错误．回旋加速器利用磁场使带电粒子旋转，电场使粒子加速．故C错误．电磁炉是利用电磁感应原理使产生涡流，将电能最终转化成内能．故A正确．故选A．‎ ‎3．【答案】C ‎【解析】在小球下滑的过程中，对小球受力分析，如图所示：‎ 受到重力、电场力、洛伦兹力、摩擦力，还有木杆对小球的支持力，开始时，速度较小，较小，较大，随着速度的增加，在减小，由可知减小，竖直方向的合力增加，加速度增加；当速度增加到一定的程度，和相等，此时为零，为零，加速度为，达到最大；速度继续增加，要反向增加，增加，竖直方向上的合力减小，加速度减小，当与相等时，竖直方向上的加速度为零，速度达到最大，所以选项ABD所示的图象不符合所分析的运动规律，C选项符合。‎ ‎4．【答案】B ‎【解析】开关S闭合的瞬间，由于L的阻碍作用，由R与L组成的支路相当于断路，后来由于L的阻碍作用不断减小，相当于外电路并联部分的电阻不断减小，根据闭合电路欧姆定律I=，整个电路中的总电流增大，由U内=Ir得内电压增大，由UAB=E－Ir得路端电压UAB减小．电路稳定后，由于R的阻值大于灯泡D的阻值，所以流过L支路的电流小于流过灯泡D的电流．当开关断开时，由于电感L的自感作用，流过灯泡D的电流立即与L电流相等，与灯泡原来的电流方向相反且逐渐减小，即UAB反向减小，选项B正确．‎ ‎5．【答案】B ‎【解析】试题分析：线框尚未穿出磁场时，无感应电流；线框穿出磁场的过程中，受到安培力的阻碍作用，速度逐渐较小，，安培力逐渐较小，所以加速度逐渐较小，线框做加速逐渐减小的减速运动，，故选B。‎ ‎6．【答案】A ‎【解析】试题分析：甲图中，在一个周期内，电阻发热的时间是、内，根据电流的热效应有：，代入数据得，解得电流的有效值；乙图中，在一个周期内，电阻发热的时间为，根据电流的热效应有：，代入数据得，，解得电流的有效值，根据知，在相同时间内消耗的电功之比等于．故A正确，B、C、D错误。‎ ‎7．【答案】C ‎【解析】试题分析:A、理想电压表内阻无穷大，相当于断路．理想电流表内阻为零，相当短路，所以R与变阻器串联，电压表V1、V2、V3分别测量R、路端电压和变阻器两端的电压．当滑动变阻器滑片向下滑动时，接入电路的电阻减小，电路中电流增大，则A的示数增大，故A错误；B、根据闭合电路欧姆定律得：V2的示数U2=E-Ir，I增大，U2减小．故B错误．D、根据U2=E-Ir得：；，已知R＞r，则，故△U1大于△U2，故D错误．C、根据闭合电路欧姆定律得U3=E-I（R+r），得：，则△U3与△I的比值大于r，故C正确；故选C．‎ ‎8．【答案】AC ‎【解析】在t1到t2时间内，若设顺时针（从左向右看）方向为正，则线圈甲电流方向顺时针且大小减小，所以根据右手螺旋定则可判定穿过线圈乙方向向右的磁通量大小减小，由楞次定律可知，线圈乙的电流方向顺时针方向，因此甲、乙中电流方向相同，出现相互吸引现象，故A正确；在t2到t3时间内，若设顺时针方向（从左向右看）为正，则线圈甲电流方向逆时针且大小增大，所以根据右手螺旋定则可判定穿过线圈乙方向向左的磁通量大小增大，由楞次定律可知，线圈乙的电流方向顺时针方向，因此甲、乙中电流方向相反，出现互相排斥，故B错误；由题意可知，在t1时刻，线圈甲中的电流最大，但变化率为零（即不变化），所以线圈乙中感应电流为零，因此两线圈间作用力为零，故C正确；在t2‎ 时刻，线圈甲中的电流为零，但变化率是最大的，所以线圈乙中感应电流也是最大，但甲、乙间的相互作用力为零，故D错误；故选AC。‎ ‎9．【答案】BD ‎【解析】，，，故，‎ ‎.A项错，B项正确．电容器电量，CD项正确；e、O间电势差等于UcO不为零，C项错误．‎ ‎10．【答案】ABC ‎【解析】由左手定则，带正电粒子向右偏转．由和，，以θ=0°、θ=60°入射的粒子在磁场中运动的时间最长．以60°<θ<90°范围飞入的粒子将从AO边界射出，由几何关系得在AC边界上只有一半区域有粒子射出．所以A、B、C三项正确，D项错误．‎ ‎11．【答案】‎ ‎（1）电路如图所示 ‎（2）断开开关K；滑动变阻器的滑动触头P向右移动；拔出线圈A；拔出铁芯L。‎ ‎【解析】试题分析：实验时，电键闭合瞬间，穿过线圈的磁通量增加，灵敏电流计指针向右偏转，若要使灵敏电流计指针向左偏转，可减小B线圈的电流，可采用断开开关K或滑动变阻器的滑动触头P向右移动；也可拔出线圈A或拔出铁芯L。‎ ‎12．【答案】（1）电路连接如图（2）短接；22；交流电压最高挡或OFF挡（3）9.0‎ ‎13．【答案】（1）电动机的内阻是1Ω（2）电动机正常工作时效率为60%‎ ‎【解析】（1）电动机不转时，由U1=I1r，得电动机的内阻为：r= =1Ω ‎（2）电动机正常工作时，电动机的电功率为：P电=U2I2=3.0×1.2W=3.6W 电动机消耗的功率为：P耗=I22r=1.22×1W=1.44W 故电动机输出的机械功率为：P机=P电﹣P耗=2.16W 电动机的效率为：η=×100%=60%‎ ‎14．【答案】（1）该交流电的最大值Em=nBSω=100×1×0.22×2π=8πV；‎ 开始位置与磁感线平行，故瞬时表达式e=Emcosωt=8πcos2πtV.‎ ‎（2）由法拉第电磁感应定律：E=n可知 感应电动势最大时，磁通量的变化率最大，数值为==0.08πwb/s ‎（3）根据法拉第电磁感应定律可得：转60°角的过程中产生的平均感应电动势大小=n 代入数值得=100×=300BS=12V=20.78V.‎ ‎15．【答案】（1）（2）（3）（4）（2－）L ‎【解析】（1）M、N两板间电压取最大值Um时，粒子恰垂直打在CD板上，所以圆心在C点，如图所示，设此时粒子运动轨迹半径为r1，CH=QC=L，即半径r1=L 由qUm=mv21解得v1=‎ ‎（2）又因为得 ‎（3）打在QE间的粒子在磁场中运动的时间最长，均为半个周期，‎ 由，得 ‎（4）设粒子在磁场中运动的轨迹与CD板相切于K点，此轨迹的半径为r2，设圆心为A，在 ‎△AKC中：‎ 解得r2=（－1）L，即KC=r2=（－1）L 所以CD板上可能被粒子打中的区域的长度s=HK，‎ 即s=r1－r2=（2－）L（或s=）‎ ‎16．【答案】（1）；（2）（3）26.3J ‎【解析】（1）如图所示，在棒做加速运动时，由于的增加，安培力F变大，棒在做加速度逐渐减小的加速运动，当时，‎ 棒速度最大，为，则，，‎ 则 ‎（2）因为流过电路的电荷量，，，‎ ‎（3）由系统的总能量守恒可知，系统减少的重力势能等于系统增加的动能、焦耳热、摩擦而转化的内能之和：,‎ ‎。‎ ‎ ‎