物理卷·2018届安徽省全椒中学高二下学期期中考试（2017-05）

物理卷·2018届安徽省全椒中学高二下学期期中考试（2017-05）

全椒中学2016-2017学年第二学期期中考试 高二年级物理试卷 命题人：章俊 审核人：王健 一、选择题（1-7单选，8-12多选，每小题4分，共48分）‎ ‎1.如图所示，光滑水平面上存在一有界匀强磁场，圆形金属线框在水平拉力的作用下，通过磁场的左边界MN.在此过程中，线框做匀速直线运动，速度的方向与MN成θ角．下列说法正确的是(　　)‎ A． 线框内感应电流沿顺时针方向 B． 线框内感应电流先增大后减小 C． 水平拉力的大小与θ无关 D． 水平拉力的方向与θ有关 ‎2．如图甲所示的变压器为理想变压器，原线圈的匝数n1与副线圈的匝数n2之比为10∶1.变压器的原线圈接如图乙所示的正弦式电流，两个阻值均为R＝11 Ω的定值电阻串联接在副线圈两端．两个交流电压表均为理想电表．则下列说法不正确的是(　　)‎ A． 通过两个定值电阻R的交变电流的频率为50 Hz B． 当t＝1×10－2s时，电压表V1示数为零 C． 当t＝1.5×10－2s时，电压表V2示数为11 V D． 原线圈的输入功率为22 W ‎3、如图所示，足够长水平平行金属导轨间距为L，左右两端均处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，中间连接电阻及电容器R1＝R2＝R3＝R；R4＝2R.两根电阻均为R的相同金属棒，在导轨两端分别同时以相同速率v0向左、向右匀速运动．不计导轨的电阻，金属棒与导轨接触良好，则电容器两极板上电压为(　　)‎ A．BLv0 B． 2BLv0‎ C．BLv0 D．BLv0‎ ‎4、圆形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b ‎，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如下图所示的电路．若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是(　　)‎ A． 线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流 B． 穿过线圈a的磁通量变小 C． 线圈a有扩张的趋势 D． 线圈a对水平桌面的压力FN将增大 ‎5、如图甲所示，在变压器的输入端串接上一只整流二极管D，在变压器输入端加上如图乙所示的交变电压u1=Um1sinωt，设t=0时刻为a“+”、b“-”，则副线圈输出的电压的波形（设c端电势高于d端电势时的电压为正）是下图中的（ ）‎ ‎6、超导磁悬浮列车是利用超导体的抗磁作用使列车车体向上浮起，同时通过周期性地变换磁极方向而获得推进动力的新型交通工具．其推进原理可以简化为如图所示的模型：在水平面上相距L的两根平行直导轨间，有竖直方向等距离分布的匀强磁场B1和B2，且B1＝B2＝B，每个磁场的宽度都是l，相间排列，所有这些磁场都以相同的速度向右匀速运动，这时跨在两导轨间的长为L、宽为l的金属框abcd(悬浮在导轨上方)在磁场力作用下也将会向右运动．设金属框的总电阻为R，运动中所受到的阻力恒为Ff，金属框的最大速度为vm，则磁场向右匀速运动的速度v可表示为(　　)‎ A．v＝ B．v＝‎ C．v＝ D．v＝‎ ‎7 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，b是原线圈的中心抽头，电压表V和电流表A均为理想电表，除滑动变阻器电阻R以外，其余电阻均不计，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为：u1＝220sin 100πt(V)．下列说法中正确的是(　　)‎ A．t＝ s时，c、d两点间的电压瞬时值为110 V B．当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表和电流表的示数均变小 C．单刀双掷开关与a连接，滑动变阻器触头向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小 D．当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22 V ‎8、（多选)在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有(　　)‎ A． 升压变压器的输出电压增大 B． 降压变压器的输出电压增大 C． 输电线上损耗的功率增大 D． 输电线上损耗的功率占总功率的比例增大 ‎9、(多选)如图所示，两根等高光滑的圆弧轨道，半径为r、间距为L，轨道电阻不计．在轨道顶端连有一阻值为R的电阻，整个装置处在一竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B.现有一根长度稍大于L、电阻不计的金属棒从轨道最低位置cd开始，在拉力作用下以速度v0向右沿轨道做匀速圆周运动至ab处，则该过程中(　　)‎ A． 通过R的电流方向为由内向外 B． 通过R的电流方向为由外向内 C．R上产生的热量为 D． 流过R的电荷量为 ‎10、(多选)如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上，存在着两个匀强磁场，磁场Ⅰ垂直斜面向上、磁感应强度大小为B，磁场Ⅱ垂直斜面向下、磁感应强度大小为3B，磁场的宽度MJ和JG均为L，一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑，当ab边刚越过GH进入磁场Ⅰ区时，线框恰好以速度v1做匀速直线运动；当ab边下滑到JP与MN的中间位置时，线框又恰好以速度v2做匀速直线运动，从ab进入磁场Ⅰ至ab运动到JP与MN中间位置的过程中，线框的机械能减少量为ΔE，重力对线框做功的绝对值为W1，安培力对线框做功的绝对值为W2，下列说法中正确的是(　　)‎ A．v1∶v2＝4∶1 B．v1∶v2＝9∶1‎ C． ΔE＝W1 D． ΔE＝W2‎ ‎11、(多选)如图所示，一定滑轮上绕有轻质柔软细线，线的一端系一质量为3m的重物，另一端系一质量为m、电阻为r 的金属杆．在竖直平面内有间距为L的足够长的平行金属导轨PQ、EF，在QF之间连接有阻值为R的电阻，其余电阻不计，磁感应强度为B0的匀强磁场与导轨平面垂直．开始时金属杆置于导轨下端QF处，将重物由静止释放，当重物下降h时恰好达到稳定速度而匀速下降．运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好．(忽略摩擦阻力，重力加速度为g)则(　　)‎ A． 电阻R中的感应电流方向Q→F B． 重物匀速下降的速度v＝‎ C． 重物从释放到下降h的过程中，重物机械能的减少量大于回路中产生的焦耳热 D． 若将重物下降h时的时刻记作t＝0，速度记为v0，从此时刻起，磁感应强度逐渐减小，使金属杆中恰好不再产生感应电流，则磁感应强度B随时间t变化的关系式B＝‎ ‎12、(多选)如图xOy平面为光滑水平面，现有一长为d宽为L的线框MNPQ在外力F作用下，沿正x轴方向以速度v做匀速直线运动，空间存在竖直方向的磁场，磁感应强度B＝B0cosx(式中B0为已知量)，规定竖直向下方向为磁感应强度正方向，线框电阻为R0，t＝0时刻MN边恰好在y轴处，则下列说法正确的是(　　)‎ A．外力F为恒力 B．t＝0时，外力大小F＝‎ C．通过线圈的瞬时电流I＝‎ D．经过t＝，线圈中产生的电热Q＝‎ 二、实验题（每空2分，共18分）‎ ‎13、如图是做探究电磁感应的产生条件实验的器材．‎ ‎(1)在图中用实线代替导线把它们连成实验电路．‎ ‎(2)由哪些操作可以使灵敏电流计的指针发生偏转(　　)‎ A．闭合开关 B．断开开关 C．保持开关一直闭合 D．将线圈A从B中拔出 ‎(3)假设在开关闭合的瞬间，灵敏电流计的指针向左偏转，则当螺线管A向上拔出的过程中，灵敏电流计的指针向______(填“左”或“右”)偏转．‎ ‎14.有一个教学用的可拆变压器，如图甲所示，它有两个外观基本相同的线圈A、B，线圈外部还可以绕线．‎ ‎(1)某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、B线圈的电阻值，指针分别对应图乙中的A、B位置，由此可推断________线圈的匝数较多(选填“A”或“B”)．‎ ‎(2)如果把它看成理想变压器，现要测定A线圈的匝数，提供的器材有：一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和低压交流电源，请简要续填实验的步骤(写出要测的物理量，并用字母表示) ①用长导线绕一个n匝线圈，作为副线圈替代 线圈；②把低压交流电源接 线圈，测得 ；③用A线圈换下绕制的线圈测得 ‎ 则A线圈的匝数为nA＝________.(用所测物理量符号表示)‎ 三、计算题（共4题，总计34分）‎ ‎15、（10分）发电机转子是匝数为100匝、长为20 cm、宽为40 cm的长方形线圈，将线圈置于磁感应强度为0.5 T的匀强磁场中，使其绕垂直于磁场方向且在线圈平面内的轴以角速度50 rad/s匀速转动．当线圈平面与磁场平行时开始计时，若线圈电阻为2 Ω，线圈的两端通过滑环与一个阻值R＝8 Ω的灯泡连接．试求：‎ ‎(1)发电机线圈中感应电动势的瞬时值表达式；‎ ‎(2)灯泡在电路中的实际功率；‎ ‎(3)当线圈平面与中性面的夹角为30°时，通过灯泡的电流的瞬时值；‎ ‎(4)为保持线圈做匀速转动，线圈每转一周的过程中外力对线圈所做的功；‎ ‎(5)从计时开始到线圈转过60°角的过程中通过灯泡的电量．‎ ‎16、（11分）如图，阻值不计的光滑金属导轨MN和PQ水平放置，其最右端间距d为1 m，左端MP上接有阻值r＝4 Ω的电阻，右端NQ与半径R为2 m的光滑竖直半圆形绝缘导轨平滑连接；一根阻值不计的长为L＝1.2 m，质量m＝0.5 kg的金属杆ab放在导轨的EF处，EF与NQ平行．在平面NQDC的左侧空间中存在竖直向下的匀强磁场B，平面NQDC的右侧空间中无磁场．现杆ab以初速度v0＝12 m/s向右在水平轨道上做匀减速运动，进入半圆形导轨后恰能通过最高位置CD并恰又落到EF位置．(g取10 m/s2)‎ 求：(1)杆ab刚进入半圆形导轨时，对导轨的压力大小；‎ ‎(2)EF到QN的距离；‎ ‎(3)磁感应强度B的大小．‎ ‎17、（13分）如图所示，两根金属平行导轨MN和PQ放在水平面上，左端向上弯曲且光滑，导轨间距为L，电阻不计。水平段导轨所处空间有两个有界匀强磁场，相距一段距离不重叠，磁场Ⅰ左边界在水平段导轨的最左端，磁感强度大小为B，方向竖直向上；磁场Ⅱ的磁感应强度大小为2B，方向竖直向下。质量均为m、电阻均为R的金属棒a和b垂直导轨放置在其上，金属棒b置于磁场Ⅱ的右边界CD处。现将金属棒a从弯曲导轨上某一高处由静止释放，使其沿导轨运动。设两金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。‎ ‎（1）若水平段导轨粗糙，两金属棒与水平段导轨间的最大摩擦力均为mg，将金属棒a从距水平面高度h处由静止释放。求：金属棒a刚进入磁场Ⅰ时，通过金属棒b的电流大小；若金属棒a在磁场Ⅰ内运动过程中，金属棒b能在导轨上保持静止，通过计算分析金属棒a释放时的高度h应满足的条件；‎ ‎（2）若水平段导轨是光滑的，将金属棒a仍从高度h处由静止释放，使其进入磁场Ⅰ。设两磁场区域足够大，求金属棒a在磁场Ⅰ内运动过程中，金属棒b中可能产生焦耳热的最大值。‎ 全椒中学2016-2017学年第二学期期中考试 高二年级物理试卷参考答案 一、选择题（1-7单选，8-12多选，每小题4分，共48分）‎ 题号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ ‎11‎ ‎12‎ 答案 B B C D B B D CD BC BD ACD CD 二、实验题（每空2分，共18分）‎ ‎13.（1）如图　(2)ABD　(3)右 ‎14. (1)A　(2)①A；② B，线圈的输出电压为U；③ A线圈的输出电压为UA　，nUA /U 三、计算题（共4题，总计34分）‎ ‎15、【解析】(1)Em＝NBSω＝200 V，e＝200cos 50t ‎(2)E＝，I＝＝10A，P＝I2R＝1600 W ‎(3)e＝Emcos60°，i＝＝10 A ‎(4)W＝t＝80π J＝251.2 J ‎(5)ΔΦ＝B·ΔS·sin 60°，q＝It＝＝0.2C.‎ ‎16. 【解析】(1)设杆ab刚进入半圆形导轨时速度为v1，到达最高位置CD时，速度为v2，由于恰能通过最高点，则：mg＝‎ 解得v2＝2m/s 杆ab进入半圆形导轨后，由于轨道绝缘，无感应电流，‎ 则根据机械能守恒：‎ mv－mv＝mg2R 解得v1＝10 m/s 设在最低点时半圆形轨道对杆ab的支持力为FN，‎ FN－mg＝m 则有FN＝30 N.‎ ‎(2)杆ab离开半圆形导轨后做平抛运动，设经时间t落到水平导轨上 gt2＝2R解得t＝s 则杆ab与NQ的水平距离s＝v2t＝4 m.‎ ‎(3)设杆ab做匀减速运动的加速度为a v－v＝2as解得a＝－5.5 m/s2‎ 对杆刚要到达NQ位置进行分析 FA＝BId I＝‎ FA＝ma B＝＝T≈1.05 T.‎ ‎17. 【解析】（1）①金属棒在弯曲光滑导轨上运动的过程中，机械能守恒，设其刚进入磁场Ⅰ时速度为，产生的感应电动势为，电路中的电流为。‎ 由机械能守恒，解得 感应电动势，对回路 解得：‎ ‎②对金属棒b：所受安培力 又因I=‎ 金属棒b棒保持静止的条件为 解得 ‎（2）金属棒a在磁场Ⅰ中减速运动，感应电动势逐渐减小，金属棒b在磁场Ⅱ中加速运动，感应电动势逐渐增加，当两者相等时，回路中感应电流为0，此后金属棒a、b都做匀速运动。设金属棒a、b最终的速度大小分别为，整个过程中安培力对金属棒a、b的冲量大小分别为。‎ 由，解得 设向右为正方向：对金属棒a，由动量定理有 对金属棒b，由动量定理有 由于金属棒a、b在运动过程中电流始终相等，则金属棒a受到的安培力始终为金属棒b受到安培力的2倍，因此有两金属棒受到的冲量的大小关系 解得，‎ 根据能量守恒，回路中产生的焦耳热