【物理】云南省普洱市景东县第一中学2019-2020学年高二上学期期中考试试题（解析版）

【物理】云南省普洱市景东县第一中学2019-2020学年高二上学期期中考试试题（解析版）

景东县第一中学2019-2020学年高二上学期期中考试 物理试卷 第I卷（选择题）‎ 一、选择题（1~10为单选，11~14为多选，每题3分，共42分。）‎ ‎1.如图所示，下列说法正确的是（　　）‎ A. 线圈中有感应电流，电压表有示数 B. 线圈中有感应电流，电压表没有示数 C. 线圈中无感应电流，电压表有示数 D. 线圈中无感应电流，电压表没有示数 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】由于矩形线圈在匀强磁场中向右作匀速运动，磁通量不变，线圈中无感应电流，无感应电动势，电压表无示数，故ABC错误，D正确。‎ 故选D。‎ ‎2.甲、乙两个完全相同的铜环可绕固定的轴OO′无摩擦旋转，若分别加上如图甲、乙所示的匀强磁场，当同时给甲、乙相同的初速度旋转时（　　）‎ A. 甲环先停 B. 乙环先停 C. 两环同时停下 D. 无法判断两环停止的先后 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】甲环旋转时没有切割磁感线，没有感应电流产生，而乙环旋转时切割磁感线，有感应电流产生，根据楞次定律，运动导体上的感应电流所受的磁场力（安培力）总是反抗（或阻碍）导体的运动，因此乙环先停下。故ACD错误，B正确。‎ 故选B。‎ ‎3.纸面内有U形金属导轨，AB部分是直导线(如图所示)。虚线范围内有垂直于纸面向里的匀强磁场。AB右侧有圆线圈C，为了使C中产生顺时针方向的感应电流，紧贴导轨的金属棒MN在磁场里的运动情况是(　　)‎ A. 向右匀速运动 B. 向左匀速运动 C. 向右加速运动 D. 向右减速运动 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．导线MN匀速向右或向左运动时，导线MN产生的感应电动势和感应电流恒定不变，AB产生的磁场恒定不变，穿过线圈C中的磁通量不变，没有感应电流产生．故AB错误．‎ C．导线MN加速向右运动时，导线MN中产生的感应电动势和感应电流都增大，由右手定则判断出来MN中感应电流方向由N→M，根据安培定则判断可知：AB在C处产生的磁场方向：垂直纸面向外，穿过C磁通量增大，由楞次定律判断得知：线圈C产生顺时针方向的感应电流．故C正确．‎ D．同理导线MN减速向右运动时，由楞次定律判断得知：线圈M产生逆时针方向的感应电流，故D错误．‎ 故选C．‎ ‎4.如图所示，abc为一金属导体，ab=bc=l，置于均匀磁场B中，当导体以速度v向右运动时，ac上产生的感应电动势为（　　）‎ A. Blv B. Blv ‎ C. Blv D. Blv＋Blv ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】ab边不切割磁感线，bc边在竖直方向的分量可视为切割磁场的有效长度，即根据感应电动式公式 故ACD错误，B正确。故选B。‎ ‎5.在图中，EF、GH为平行的金属导轨，其电阻不计，R为电阻，C为电容器，AB为可在EF和GH上滑动的导体横杆．有匀强磁场垂直于导轨平面．若用I1和I2分别表示图中该处导线中的电流，则当横杆AB(　　)‎ A. 匀速滑动时，I1＝0，I2＝0 B. 匀速滑动时，I1≠0，I2≠0‎ C. 加速滑动时，I1＝0，I2＝0 D. 加速滑动时，I1≠0，I2≠0‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．电容器在电路中与等效电源并联，两端电压为AB端感应电动势，所以当导体棒匀速滑动时，电容器两端电压不变，电阻R中电流不为零，AB错误；‎ CD．加速滑动时，电容器两端电压随导体棒速度的增大而增加，所以电容器一直在充电，充电电流不为零，通过电阻的电流也不为零，C错误D正确；‎ 故选D。‎ ‎6.一个刚性矩形铜制线圈从高处自由下落，进入一水平的匀强磁场区域，然后穿出磁场区域继续下落，如图所示，则 (　　)‎ ‎ ‎ A. 若线圈进入磁场过程是匀速运动，则离开磁场过程也是匀速运动 B. 若线圈进入磁场过程是加速运动，则离开磁场过程也是加速运动 C. 若线圈进入磁场过程是减速运动，则离开磁场过程是加速运动 D. 若线圈进入磁场过程是减速运动，则离开磁场过程也是减速运动 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．线圈从高处自由下落，以一定的速度进入磁场，会受到重力和安培力。线圈全部进入磁场后只受重力，在磁场内部会做一段加速运动，所以线圈出磁场时的速度要大于进磁场的速度。若线圈进入磁场过程是匀速运动，说明重力等于安培力，离开磁场时安培力大与重力，就会做减速运动．故A错误；‎ B．若线圈进入磁场过程是加速运动，说明重力大于安培力，离开磁场时安培力变大，安培力与重力大小关系无法确定，故B错误；‎ CD．若线圈进入磁场过程是减速运动，说明重力小于安培力，离开磁场时安培力变大，安培力仍然大于重力，所以也是减速运动．故C错误；D正确；‎ 故选D。‎ ‎7.如图所示电路，电感线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，LA、LB是两个相同的灯泡，设实验过程中灯泡均没有损坏，则 A. S闭合瞬间，LA不亮，LB很亮；S断开瞬间，LA、LB立即熄灭 B. S闭合瞬间，LA很亮，LB逐渐亮；S断开瞬间，LA逐渐熄灭，LB立即熄灭 C S闭合瞬间，LA、LB同时亮，然后LA熄灭，LB亮度不变；S断开瞬间，LA亮一下才灭，LB立即熄灭；‎ D. S闭合瞬间．LA、LB同时亮，然后A逐渐变暗到熄灭，B变得更亮；S断开瞬间，A亮一下才熄灭，B立即熄灭 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】ABCD．S闭合瞬间，电感线圈阻碍原电流的增加，所以电流不经过它，则两灯串连在一起，同时发光；之后，待电路电流稳定后，电感线圈将A灯短路，所以A逐渐变暗到熄灭，B变得更亮；S断开瞬间，电感线圈阻碍原电流的减小跟灯A构成通路，所以A亮一下才熄灭，B立即熄灭，故D正确，ABC错误；‎ 故选D。‎ ‎8.小型发电站为某村寨110户家庭供电，输电原理如图所示，图中的变压器均为理想变压器，其中降压变压器的匝数比为n3∶n4＝50∶1，输电线的总电阻R＝10 Ω．某时段全村平均每户用电的功率为200 W，该时段降压变压器的输出电压为220 V．则此时段( )‎ A. 降压变压器的输入电压为11 kV B. 发电机的输出功率为22 kW C. 输电线的电流为1 ‎100 A D. 输电线上损失的功率约为8.26 W ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A.降压变压器输出电压220 V，根据变压器原理：，代入数据解得：，A正确 BCD.降压变压器输出功率：，而，代入数据解得：输电线电流，输电线上功率损失：，根据：，所以发电机输出功率为22040W，BCD错误 ‎9.如图所示是一交变电流的i—t图象，则该交流电电流的有效值为（　　）‎ A. B. ‎ C. ‎4A D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】设电流的有效值为I．取一个周期时间，由电流的热效应得 解得 故选D。‎ ‎10.质量为‎60kg的建筑工人，不慎从高空跌下，幸好弹性安全带的保护使他悬挂起来。已知弹性安全带的缓冲时间是1.5s，安全带自然长度为‎5m，g取‎10m/s2，则安全带所受的平均冲力的大小为（　　）‎ A. 1000N B. 900N C. 600N D. 500N ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】建筑工人下落‎5m时速度为v，则 解得 设安全带所受平均冲力为F，则由动量定理得 解得 故A正确，BCD错误。‎ 故选A。‎ ‎11.如图所示，光滑固定金属导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当条形磁铁从高处下落接近回路的过程中，下列说法正确的是(　　)‎ A. P、Q将相互远离 B. P、Q将相互靠近 C. 磁铁的加速度小于g D. 磁铁的加速度仍为g ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．当一条形磁铁从高处下落接近回路时，穿过回路的磁通量增加，根据楞次定律：感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化，可知，P、Q将互相靠拢，回路的面积减小一点，使穿过回路的磁场减小一点，起到阻碍原磁通量增加的作用，故A错误，B正确；‎ CD．由楞次定律中的来去拒留可知，磁铁受到向上的安培力作用，所以合力小于重力，磁铁的加速度一定小于g，故C正确，D错误。‎ 故选BC。‎ ‎12.如图所示理想变压器原线圈的匝数为n1，副线圈的匝数为n2，原线圈的两端a、b接正弦交流电源，电压表V的示数为220V，负载电阻R=44Ω，电流表A1的示数为‎0.20A．下列判断中正确的是（ ）‎ A. 原线圈和副线圈的匝数比为2：1 B. 原线圈和副线圈的匝数比为5：1‎ C. 电流表A2的示数为1.0A D. 电流表A2的示数为‎0.4A ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】变压器的输出功率等于输入功率，则：，解得：，由于原副线圈电流与匝数成反比，所以初级线圈和次级线圈的匝数比，故BC正确，AD错误．‎ ‎13.如图一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2、R3和R4‎ 均为定值电阻，开关S是闭合的，V1和V2为理想电压表，读数分别为U1和U2；A1、A2和A3为理想电流表，读数分别为I1、I2和I3，现断开S，U1数值不变，下列推断中正确的是（　　）‎ A. U2变小、I3变小 B. U2不变、I3变大 C. I1变小、I2变小 D. I2变大、I3变大 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．理想变压器的电压与匝数成正比即 由于理想变压器原线圈接到电压不变，则副线圈电压不变，所以V2示数U2也不变，当S断开之后，负载的总电阻变大，副线圈的电阻也就变大，由于副线圈电压不变，所以副线圈的总电流减小，R1的电压减小，并联电路的电压U3就会增大，所以R3的电流I3就会增大，故A错误，B正确；‎ CD．由于电流与匝数成反比即 当副线圈的电流减小时，原线圈的电流也就要减小，所以I1变小；当S断开之后，负载的总电阻变大，副线圈的电阻也就变大，由于副线圈电压不变，所以副线圈的总电流减小，即I2变小，故C正确，D错误。‎ 故选BC。‎ ‎14.长木板A放在光滑的水平面上，质量为m=‎2kg的另一物体B以水平速度v0=‎2m/s滑上原来静止的长木板A的表面，由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化情况如图所示，则下列说法正确的（　　）‎ A. 木板获得的动能为2J B. 系统损失的机械能为2J C. 木板A最小长度为‎1m ‎D. A、B间的动摩擦因数为0.2‎ ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由图可知，木板获得的速度为 根据动量守恒定律 则得木块A的质量为 木板获得的动能为 故A错误；‎ C．由图得到 ‎0到1s内B的位移为 A位移为 木板A的最小长度为 故C正确；‎ BD．由斜率大小等于加速度大小得B的加速度为 根据牛顿第二定律得 解得 系统损失的机械能为 故D错误，B正确。‎ 故选BC。‎ 第II卷（非选择题）‎ 二、实验题（每空2分，共14分）‎ ‎15.某同学设计了一个用打点计时器研究动量守恒定律的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速运动，然后与原来静止的前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速运动，他设计的具体装置如图1所示，在小车A后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50Hz，长木板右端下面垫放小木片用以平衡摩擦力。‎ ‎(1)若已测得打点纸带如图2所示，并测得各计数点间距（已标在图示上），A为运动的起点，则应选______段来计算A碰前速度，应选______段来计算A和B碰后的共同速度（以上两空选填“AB”、“BC”、“CD”、“DE”）。‎ ‎(2)已测得小车A的质量，小车B的质量，由以上测量结果可得：碰前总动量p0=_____kgm/s，碰后总动量p=_____kgm/s（结果保留三位有效数字）。‎ ‎【答案】 (1). BC (2). DE (3). 0.420 (4). 0.417‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】(1)[1][2]推动小车由静止开始运动，故小车有个加速过程，在碰撞前做匀速直线运动，即在相同的时间内通过的位移相同，故BC段为匀速直线运动的阶段，故选BC计算碰前的速度；碰撞过程是变速运动的过程，而A和B碰后的共同运动时做匀速直线运动，故在相同的时间内通过的位移相同，故应选DE段来计算碰后的共同速度。‎ ‎(2)[3][4]小车A在碰前的速度为 小车A在碰前的动量为 碰后A、B的共同速度为 碰后的总动量为 ‎16.如图为“研究电磁感应现象”的实验装置，部分导线已连接．‎ ‎（1）请用笔画线代替导线将图中未完成的电路连接好．‎ ‎（2）如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向左偏了一下，然后将原线圈A迅速拔出副线圈B，那么此过程中，电流计的指针将向______偏；若原线圈插入副线圈不动，然后将滑动变阻器滑片迅速向右移动，那么此时电流计的指针将向______偏．‎ ‎【答案】 (1). (2). 右 右 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)将电源，开关，变阻器，原线圈串联与一个回路，再将电流计与副线圈串联成另一个回路，电路图如图所示：‎ ‎(2) 闭合开关时，穿过线圈的磁通量增大，灵敏电流计的指针向左偏了一下；‎ 将原线圈A迅速拔出副线圈B，穿过线圈磁通量减小，所以灵敏电流计的指针向右偏；‎ 原线圈插入副线圈不动，将滑动变阻器滑片迅速向右移动，滑动变阻器接入电路中电阻增大，电流变小，穿过线圈的磁通量减小，所以灵敏电流计的指针向右偏．‎ 三、计算题（17题16分、18题14分、19题14分，共44分）‎ ‎17.水平向上足够长的金属导轨平行固定放置，间距为L，一端通过导线与阻值为R的电阻连接；导轨上放一质量为m的金属杆（如图所示），金属杆与导轨的电阻忽略不计；均匀磁场竖直向下．用与导轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上，杆最终将做匀速运动．当改变拉力大小时，相对应的匀速运动速度也会变化，和F的关系如图所示．（取重力加速度）‎ ‎（1）金属杆匀速运动之前做什么运动？‎ ‎（2）若，，；磁感应强度B为多大？‎ ‎（3）由v–F图线的截距可求得什么物理量？其值为多少？‎ ‎【答案】（1）加速度减小的加速运动；（2）1 T；（3）由直线的截距可以求得金属杆受到的阻力f=2 N,若金属杆受到的阻力仅为动摩擦力，由截距可求得动摩擦因数μ=0．4．‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）变速运动（或变加速运动、加速度减小的加速运动，加速运动）． 2分 ‎（2）感应电动势① 感应电流②‎ 安培力③‎ 由图线可知金属杆受拉力、安培力和阻力作用，匀速时合力为零．‎ ‎④⑤‎ 由图线可以得到直线的斜率k=2， ⑥‎ ‎（3）由直线的截距可以求得金属杆受到的阻力f，f=2（N） ⑦‎ 若金属杆受到的阻力仅为动摩擦力，由截距可求得动摩擦因数⑧‎ ‎18.如图所示，线圈abcd的面积是‎0.05m2‎，共100匝，线圈电阻为1Ω，外接电阻R=9Ω，匀强磁场的磁感应强度B=T，当线圈以300r/min的转速匀速旋转时。问：‎ ‎(1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；‎ ‎(2)线圈转过s时电动势的瞬时值多大；‎ ‎(3)从中性面开始计时，经s通过电阻R的电荷量是多少。‎ ‎【答案】(1)；(2)；(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)转速为 故频率为 感应电动势最大值 因为从中性面开始计时，所以感应电动势按正弦规律变化 ‎(2)当 时 ‎(3)内线圈转过的角度 该过程中 由 联立解得 ‎19.如图所示为竖直放置的四分之一圆弧轨道，O点是其圆心，半径R=‎‎0.8m ‎，OA水平、OB竖直.轨道底端距水平地面的高度h=‎0.8m，从轨道顶端A由静止释放一个质量m=‎0.1kg的小球，小球到达轨道底端B时，恰好与静止在B点的另一个相同的小球发生碰撞，碰后它们粘在一起水平飞出，落地点C与B点之间的水平距离x=‎0.4m.忽略空气阻力，重力加速度g=‎10m/s2.求：‎ ‎(1)两球从B点飞出时的速度大小V2；‎ ‎(2)碰撞前瞬间入射小球的速度大小V1；‎ ‎(3)从A到B的过程中小球克服阻力做的功Wf．‎ ‎【答案】（1）‎1m/s （2）‎2m/s （3）0.6J ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)两球做平抛运动，竖直方向自由落体，水平方向匀速直线运动，因此有 联立解得 ‎（2）两个小球碰撞动量守恒，因此有 解得 ‎（3）入射小球从A到B过程由动能定理有 代入数据解得