2017-2018学年重庆市大学城第一中学校高二下学期半期考试物理试题（Word版）

2017-2018学年重庆市大学城第一中学校高二下学期半期考试物理试题（Word版）

2017-2018 学年重庆市大学城第一中学校高二下学期半期考试物 理 命题人：周斌 审题人：谭俊贤 注意事项： 1．正式作答前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考试科目用铅笔涂写在答题卡上。 2．选择题部分，请用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦擦干 净后，再选涂其他答案，在试题卷上作答无效。 3．非选择题部分，请用黑色签字笔在答题卷上作答。 一、选择题：本题共 12 小题，每小题 4 分,共 48 分。在每小题的四个选项中，第 1～8 题只有一个 选项符合题目要求，第 9～12 题有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分， 有选错的得 0 分。 1．在某匀强磁场中，有一个单匝闭合线圈．若穿过该线圈的磁通量每秒均匀增加 2Wb，则 A．线圈中感应电动势为 2 V B．线圈中感应电动势每秒减少 2 V C．线圈中感应电动势每秒增加 2 V D．线圈中感应电动势始终为一个确定值，但由于线圈有电阻，电动势小于 2 V 2．在题 2 图中，能正确反映分子间作用力 f 和分子势能 EP 随分子间距离 r 变化关系的是 3．如题 3 图所示，要在线圈 Q 中产生图示方向的电流，可采用的方法有 A．闭合电键 K 后，把 Q 靠近 P B．闭合电键 K 后，把 R 的滑片右移 C．无需闭合电键 K，只要把 Q 靠近 P 即可 D．闭合电键 K 后，把 P 中的铁芯从左边抽出 4．在题 4 图中，甲图为一台小型发电机构造示意图， 线圈逆时针转动， 产生的电动势随时间变化的正弦规律如乙图所示．发电机线圈内阻为 1Ω，外接灯泡的电阻恒为 9Ω， 题 3 图 题 2 图 A B C D 下列说法正确的是 A．电压表的示数为 6V B．发电机的输出功率为 4W C．在 l.0×10﹣2s 时刻，穿过线圈的磁通量最大 D．在 1.0×10﹣2s 时刻，穿过线圈的磁通量变化率最大 5．如题 5 图所示，理想变压器原线圈匝数 n1=1100 匝，副线圈匝数 n2=220 匝，交流电源的电压 u=220 sin（100πt）V，电阻 R=44Ω，电压表、电流表均为理想交流电表．下列说法正确的是 A．交流电的频率为 100Hz B．电压表的示数为 44 V C．电流表 A1 的示数为 5A D．电流表 A2 的示数为 1A 6．如题 6 图所示，电路中 5 盏电灯规格完全相同，理想变压器的原线圈接入正弦交流电．当开关 S1、S2 和 S3 闭合，S4 断开时，L、L1、L2 和 L3 均正常发光．下列说法正确的是 A．理想变压器原、副线圈匝数比为 1:1 B．理想变压器原、副线圈匝数比为 3:1 C．再闭合开关 S4，5 盏灯均正常发光 D．再闭合开关 S4，5 盏灯亮度一样，都只能发出暗淡的光 7．如题 7 图所示，有界匀强磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度为 B．电阻为 R、半径为 L、圆 心角为 45°的扇形闭合导线框，绕垂直于纸面的 O 轴以角速度 ω 匀速转动（O 轴位于磁场边界）．下 2 2 题 5 图 t/×10-2s 题 4 图 题 7 图 题 6 图 L L2L1 L4L3u S1 S2 S3 S4 列说法正确的是 A．因为线框的半径一直在切割磁感线，所以线框中一直有感应电流 B．因为线框一直顺时针转动，所以感应电流的方向不变 C．只有线框进入磁场和穿出磁场的两个过程才有感应电流，电流大小为 D．只有线框进入磁场和穿出磁场的两个过程才有感应电流，电流大小为 8．如题 8 图所示，一等腰直角三角形中存在垂直于纸面向里的匀强磁场，三角形腰长为 2L，一个 边长为 L 的导线框 ABCD 自右向左匀速通过该区域，则回路中 A、C 两点电势差 UAC 随时间变化的 关系图象应为 9．墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀．关于该现象的分析，下列说法正确的是 A．混合均匀主要是由于碳粒受重力作用 B．混合均匀的过程中，水分子和碳粒都做无规则运动 C．使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速 D．墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的 10．如题 10 图所示，光滑导轨倾斜放置，下端连一灯泡，匀强磁场垂直于导轨平面，当金属棒 ab （电阻不计）沿导轨下滑达到稳定状态时，灯泡的电功率为 P，导轨和导线电阻不计．要使灯泡在 金属棒稳定运动状态下的电功率为 2P，下列办法中可行的是 A．将导轨间距变为原来的 倍 B．换一阻值为原来阻值 的灯泡 C．换一质量为原来质量 倍的金属棒 R LB 2 2ω R LB 2ω 2 2 2 1 2 题 10 图 甲 A DCB 题 8 图 D．将磁感应强度 B 变为原来的 倍 11．如题 11 图所示，两平行导轨 ab、cd 竖直放置在的匀强磁场中，匀强磁场方向竖直向上，将金 属棒 PQ 放在导轨上使其水平且始终与导轨保持良好接触．现在金属棒 PQ 中通以变化的电流 I，同 时释放金属棒 PQ 使其运动．已知电流 I 随时间的关系为 I=kt（k 为常数，k＞0），金属棒与导轨间存 在摩擦．则下面关于棒的速度 v、加速度 a 随时间变化的关系图象中，可能正确的是 12．如题 12 图所示，相距均为 d 的三条水平虚线 L1 与 L2、L2 与 L3 之间分别有垂直纸面向外、向里 的匀强磁场，磁感应强度大小均为 B、一个边长也是 d 的正方形导线框，从 L1 上方一定高处由静止 开始自由下落，当 ab 边刚越过 L1 进入磁场时，恰好以速度 v1 做匀速直线运动；当 ab 边在越过 L2 运动到 L3 之前的某个时刻，线框又开始以速度 v2 做匀速直线运动．在线框从进入磁场到速度变为 v2 的过程中，设线框的动能变化量为△Ek，重力对线框做功 W1，线框克服安培力做功 W2，下列说法中 正确的是 A．在导体框下落过程中，由于重力做正功，所以有 v2＞v1 B．从 ab 边进入磁场到速度变为 v2 的过程中，线框动能的变化量△Ek=W2﹣W1 C．从 ab 边进入磁场到速度变为 v2 的过程中，线框动能的变化量△Ek=W1﹣W2 D．从 ab 边进入磁场到速度变为 v2 的过程中，机械能减少了 W1+△Ek 二、实验题：本大题共 1 个小题，共 8 分 2 题 12 图 题 11 图 A B C D 13．用下列器材组装成一个电路，既能测量出电池组的电动势 E 和内阻 r，又能同时描绘小灯泡的 伏安特性曲线． A．电压表 V1（量程 6V、内阻很大） B．电压表 V2（量程 3V、内阻很大） C．电流表 A（量程 3A、内阻很小） D．滑动变阻器 R（最大阻值 10Ω、额定电流 4A） E．小灯泡（2A、5W） F．电池组（电动势 E、内阻 r） G．开关一只，导线若干 实验时，调节滑动变阻器的阻值，多次测量后发现：若电压表 V1 的示数增大，则电压表 V2 的示数 减小． （1）请将设计的实验电路图在图甲的虚线方框中补充完整； （2）每一次操作后，同时记录电流表 A、电压表 V1 和电压表 V2 的示数，组成（I1，U1）、（I2，U2） 两个坐标点，标到 U﹣I 坐标中，经过多次测量，最后描绘出两条图线，如图乙所示，则电池组的电 动势 E=　 　V、内阻 r=　 　Ω；（结果保留两位有效数字） （3）在 U﹣I 坐标中两条图线在 P 点相交，此时滑动变阻器连入电路的阻值应为　 　Ω（结果保留 两位有效数字）． 三、计算题：本大题共 4 个小题，共 44 分。解答时应写出必要的文字说明、公式、方程式和重要的 演算步骤，只写出结果的不得分，有数值计算的题，答案中必须写出明确的数值和单位。 14．（10 分）某村在距村庄较远的地方修建了一座小型水电站，发电机输出功率为 9kW，输出电压 题 13 图 甲 乙 为 500V，输电线的总电阻为 10Ω，求： （1）若不用变压器而由发电机直接输送，村民和村办小企业得到的电压和功率各是多少； （2）若线路损耗的功率为输出功率的 4%，村民和村办小企业需要 220V 电压时，求所用升压变压 器和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为多少．（不计变压器的损耗） 15．（10 分）如题 15 图所示，质量为 m=6kg 的绝热气缸（厚度不计），横截面积为 S=10cm2，倒扣 在水平桌面上（与桌面有缝隙），气缸内有一绝热的“T”型活塞固定在桌面上，活塞与气缸封闭一定 质量的理想气体，活塞在气缸内可无摩擦滑动且不漏气．开始时，封闭气体的温度为 t0=270C，压强 P=0.5×105Pa，g 取 10m/s2，大气压强为 P0=1.0×105Pa．求： (1)此时桌面对气缸的作用力大小 FN； (2)通过电热丝给封闭气体缓慢加热到 t2，使气缸刚好对水平桌面无压力，求 t2 的值． 16．（11 分）如题 16 图所示，交流发电机的矩形金属线圈 abcd 的边长 ab=cd=50cm，bc=ad=30cm， 匝数 n=100，线圈的总电阻 r=10Ω，线圈位于磁感应强度 B=0.050T 的匀强磁场中，线圈平面与磁场 方向平行．线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环 E、F（集流环）焊接在一起，并通过电刷与 阻值 R=90Ω 的定值电阻连接．现使线圈绕过 bc 和 ad 边中点、且垂直于磁场的转轴 OOˊ以角速度 题 15 图 ω=400rad/s 匀速转动．电路中其他电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计．求： （1）线圈中感应电流的最大值； （2）线圈转动过程中电阻 R 的发热功率； （3）从线圈经过图示位置开始计时，经过 周期通过电阻 R 的电荷量． 17．（13 分）如题 17 图所示，两平行的、间距为 d 的光滑金属导轨 b1b2b3b4、c1c2c3c4 分别固定在竖 直平面内，整个导轨平滑连接，b2b3、c2c3 位于同一水平面（规定该水平面的重力势能为零），其间 有一边界为 b2b3c3c2 的、方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为 B，导轨两端均连有电阻恒 为 R 的白炽灯泡．一长为 d 的金属杆 PN 与两导轨接触良好，其质量为 m、电阻为 ．若金属杆 4 1 R4 1 题 16 图 从导轨左侧某一位置开始以初速度 υ0 滑下，通过磁场区域后，再沿导轨右侧上滑至其初始位置高度 一半时速度恰为零，此后金属杆做往复运动．金属杆第一次通过磁场区域的过程中，每个灯泡产生 的热量为 Q，重力加速度为 g，除金属杆和灯泡外其余部分的电阻不计．求： （1）金属杆第一次通过磁场区域的过程中损失的机械能； （2）金属杆初始位置的高度； （3）金属杆第一次通过磁场区域的过程中加速度的取值范围． 题 17 图 大一中 2017-2018 学年度下期中期考试 高二物理参考答案 一、选择题：本题共 12 小题，每小题 4 分,共 48 分。在每小题的四个选项中，第 1～8 题只有一个 选项符合题目要求，第 9～12 题有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分， 有选错的得 0 分。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 A B A C D B C B BC AC AD BD 二、实验题：本大题共 1 个小题，共 8 分 13.（1）（2 分）电路图如图所示； （2）（每空 2 分，共 4 分）4.5；1.0； （3）（2 分）0． 三、计算题：本大题共 4 个小题，共 44 分。解答时应写出必要的文字说明、公式、方程式和重要的 演算步骤，只写出结果的不得分，有数值计算的题，答案中必须写出明确的数值和单位。 14．（10 分）解： （1）不用变压器而直接输送时， 输电线上的电流为：I= A=18A （1 分） 电压损失为：△U=IR=18×10V=180V（1 分） 功率损失为：△P=I2R=182×10=3240W（1 分） 用户得到的电压和功率分别是： U 用=U﹣△U=500V﹣180V=320V （1 分） P 用=P﹣△P=9000W﹣3240W=5760W（1 分） （2）由△P=P×4%=I2R 代入数据得：I2=6A（1 分） 由 P=U2I2 得：U2= =1.5×103V （1 分） 由= （1 分） U3=U2﹣I2R=（1500﹣60）V=1440V （1 分） 所以 （1 分） 15．（10 分）解： (1)对气缸受力分析，由平衡条件有： （3 分） 解得： FN=110N（1 分） (2)气缸刚好和水平桌面上无压力时，气体的压强 （2 分） P2=1.6×105Pa （1 分） 等容变化由查理定律： （2 分） t2=960K=6870C（1 分） 16．（11 分） 解：（1）线圈产生感应电动势的最大值 Em=nBωab×bc=300V（2 分） 　　根据闭合电路欧姆定律可知，线圈中感应电流的最大值 　　　解得：Im=3.0A（1 分） （2）通过电阻 R 的电流的有效值 I= （2 分） 　　线圈转动过程中电阻 R 的热功率 P=I2R（1 分） 2 2 1 1 T P T P = 　　解得：P=405W（1 分） （3）根据法拉第电磁感应定律有： =n =n　 （1 分） 根据闭合电路欧姆定律有： （2 分） （1 分） 17．（13 分） 解：（1）设金属杆第一次通过磁场区域的过程中损失的机械能为△E， 灯泡的并联电阻为：R1= 　　　　　　　　　　　　① 回路总电阻：R2= 　（1 分）　　　　　　　　② 由焦耳定律，得： （1 分）　　　　　　　　　 　③ 由①②③，得：△E=3Q （1 分） ④ 金属杆第一次通过磁场区域的过程中损失的机械能为 3Q （2）设金属杆第一次进、出磁场区域的速度分别为 v1，v2，金属杆开始下滑的高度为 h， 由能量的转化与守恒定律有：△E= （1 分）⑤ 由机械能守恒定律有： ⑥ （1 分） （1 分） ⑦ 由④⑤⑥⑦，得：h= 　　（1 分） 　　　　　　　　　　　　　　⑧ 金属杆初始位置的高度 （3）设金属杆第一次进、出磁场区域时的加速度分别为 a1，a2， 当金属杆刚进入磁场时产生的电动势为：E1=Bdv1 （1 分） 回流电流：I1= （1 分） 金属杆受到的安培力为 F1=BI1d （1 分） 由牛顿第二定律有：F1=ma1 由②⑥⑧及以上四式，得：a1= （1 分） CrR snBtIq 3105.7 −×=+ ∆=∆= 同理可得：a2= （1 分） 金属杆第一次通过磁场区域的过程中加速度的取值范围： ≥a≥ （1 分）