福建省闽侯第二中学、连江华侨中学等五校教学联合体2020学年高二物理下学期期中试题

福建省闽侯第二中学、连江华侨中学等五校教学联合体2020学年高二物理下学期期中试题

福建省闽侯第二中学、连江华侨中学等五校教学联合体2020学年高二物理下学期期中试题 ‎ 第Ⅰ卷（选择题 共50分）‎ 一、单项选择题（共10小题，每小题3分，共30分。每小题给出的四个选项中只有一个选项是正确的，把答案填在答题卡中）‎ ‎1．随着科技的不断发展，无线充电已经进入人们的视线。小到手表、手机，大到电脑、电动汽车的充电，都已经实现了从理论研发到实际应用的转化。下图给出了某品牌的无线充电手机利用电磁感应方式无线充电的原理图。关于无线充电，下列说法正确的是（ ）‎ A．无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“电流的磁效应”‎ B．只有将充电底座接到直流电源上才能对手机进行充电 C．只要有无线充电底座，所有手机都可以进行无线充电 D．接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同 ‎ 2．在电能输送过程中，若输送的电功率一定，输电线电阻一定时，则在输电线上损耗的电功率（ ） ‎ ‎ A．和输送电线上的电压降的平方成反比 ‎ B．和输送电流的平方成反比 ‎ C．和输送电线上的电压降的平方成正比 ‎ D．和输送电流成正比 ‎3．如图2甲所示为一闭合线圈置于磁场中，若磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示，则图中能正确反映线圈中感应电动势E随时间t变化的图像是(　　) ‎ ‎4．如图所示，质量为m的铜质小闭合线圈静置于粗糙水平桌面上。当一个竖直放置的条形磁铁贴近线圈，沿线圈中线由左至右从线圈正上方等高、匀速经过时，线圈始终保持不动。则关于线圈在此过程中受到的支持力FN和摩擦力Ff的情况，以下判断正确的是(　　) ‎ A．Ff先向左，后向右 B．FN一直大于mg C．FN先大于mg，后小于mg D．线圈中的电流方向始终不变 ‎5．法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与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(　　)‎ A．若圆盘转动的角速度均匀增大，则电流大小恒定 B．若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a经R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 ‎6．如图，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上．当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为Ua、Ub、Uc.已知bc边的长度为l.下列判断正确的是(　　) ‎ A．Ua>Uc，金属框中无电流 B．Ub >Uc，金属框中电流方向沿a－b－c－a C．Ubc＝Bl2ω，金属框中电流方向沿a－c－b－a D．Ubc＝－Bl2ω，金属框中无电流 ‎7．有一个匀强磁场边界是EF，在EF右侧无磁场，左侧是匀强磁场区域，如图甲所示。现有一个闭合的金属线框以恒定速度从EF右侧水平进入匀强磁场区域。线框中的电流随时间变化的i－t图象如图乙所示，则可能的线框是下列四个选项中的(　　) ‎ ‎8.金属棒ab静止在倾角为α的平行导轨上，导轨上端有导线相连，垂直于导轨平面的匀强磁场的磁感应强度为B0，方向如图所示。从t＝0时刻开始，B0均匀增加，到t＝t1时，金属棒开始运动，那么在0～t1这段时间内，金属棒受到的摩擦力将(　　) ‎ A．不断增大 B．不断减小 C．先减小后增大 D．先增大后减小 ‎9．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为5∶1，副线圈接有电动机M，电动机线圈电阻为4Ω，原线圈接交变电源，电动机正常工作，电流表的示数为0.2A，电表对电路的影响忽略不计。则（ ）‎ ‎ A．此交流电的频率为100 Hz ‎ B．电动机M两端电压为 ‎ C．正常工作时电动机的输出功率为40W D．若电动机由于卡住了而不转动，则电流表的示数为11A ‎10. 某电磁缓冲车是利用电磁感应原理进行制动缓冲，它的缓冲过程可等效为：小车车底安装着电磁铁，可视为匀强磁场，磁感应强度大小为，方向竖直向下；水平地面固定着闭合矩形线圈abcd，线圈的总电阻为，ab边长为，如图所示(俯视)。缓冲小车水平通过线圈上方，线圈与磁场的作用使小车做减速运动，从而实现缓冲。已知小车总质量为，受到地面的摩擦阻力为，小车磁场刚抵达线圈时，速度大小为。则下列说法正确的是（ ）‎ A． 小车磁场刚抵达线圈时，线圈中感应电流I的大小为零 B． 小车磁场刚抵达线圈时，线圈ab段中电流的方向是从到 C． 小车缓冲过程中的最大加速度am的大小为 D． 小车缓冲过程中的最大加速度am的大小为 二、多项选择题（共5小题，每小题4分，共20分。每小题给出的四个选项中有一个或多个选项是正确的，选对但不全得2分，多选或错选得0分。把答案填在答题卡中）‎ ‎11．如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图乙中曲线a、b所示，则(　　) ‎ A．曲线a、b对应的线圈转速之比为2∶3‎ B．两次t＝0时刻线圈平面均与中性面重合 C．曲线a表示的交变电动势频率为50 Hz D．曲线b表示的交变电动势有效值为5 V ‎12．如图所示，一个电阻值为R，匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路，其余电阻不计。线圈的半径为r1，在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系式B＝10－4t(T)，在0至2 s时间内，下列说法正确的是(　　) ‎ A．通过电阻R1上的电流方向由b到a B．通过电阻R1上的电流大小为 ‎ C．通过电阻R1上的电荷量为 D．电阻R1上产生的热量为 ‎13．如图所示，A、B、C是三个完全相同的灯泡，L是一自感系数较大的线圈(直流电阻可忽略不计)。则(　　)‎ A．S闭合时，A灯立即亮，然后逐渐熄灭 B．S闭合时，B灯立即亮，然后逐渐熄灭 C．电路接通稳定后，B灯和C灯亮度相同 D．电路接通稳定后，S断开时，C灯立即熄灭 ‎14．如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的白炽灯泡a和b、c，灯泡b、c规格相同。当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，三只灯泡均能正常发光，下列说法正确的是（ ）‎ A．原、副线圈匝数比为10:1 ‎ B．此时a灯和b灯的电流比为1:9‎ C．此时a灯和b灯的电功率之比为2:9 ‎ D．此时a灯和b灯的电阻比为9:2‎ ‎15．如图所示，在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，水平放置两条平行长直导轨MN，导轨间距为L。导轨左端接一电阻R，金属杆ab垂直导轨放置，金属杆和导轨的电阻不计，杆与导轨间接触良好且无摩擦。现对金属杆施加一个与其垂直的水平方向恒力F，使金属杆从静止开始运动。在运动过程中，金属杆速度大小v、恒力F的功率PF、金属杆与导轨形成的回路中磁通量Φ 等各量随时间变化图像正确的是（ ）‎ A B C D 三、填空实验题：每空2分，共10分。‎ ‎16．在“研究电磁感应现象”的实验中，首先按图甲接线，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系；然后按图乙将电流表与线圈B连成一个闭合回路，将线圈A、电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合电路，在图甲中，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏，不通电时电流表指针停在正中央。在图乙中 ‎(1)S闭合时，将螺线管A插入螺线管B的过程中，电流表的指针________；(填左偏、不偏、右偏)‎ ‎ (2)线圈A放在B中不动时，指针将________；(填左偏、不偏、右偏)‎ ‎ (3)线圈A放在B中不动，突然断开开关S，电流表指针将________。(填左偏、不偏、右偏)‎ ‎17. 利用光敏电阻制作的光传感器，记录了传送带上工件的输送情况，图甲为某工厂成品包装车间的光传感记录器示意图，光传感器B能接收到发光元件A发出的光，每当工件挡住A发出的光时，光传感器就输出一个电信号，并在屏幕上显示出电信号与时间的关系，如图乙所示。若传送带始终匀速运动，每两个工件间的距离为0.3 m，则传送带运动的速度是___________,该传送带每分钟输送________个工件 ‎。‎ 四、计算题：（共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的步骤，只写最后答案不得分。有数值计算的题，答案应明确写出数值和单位，答案请填写在答题卷中）‎ ‎18. (10分)轻质细线吊着一质量为m＝0.42 kg、边长为L＝1 m、匝数n＝10的正方形线圈，其总电阻为r＝1 Ω.在线圈的中间位置以下区域分布着磁场，如图甲所示．磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示．(g＝10 m/s2)‎ ‎(1)判断线圈中产生的感应电流的方向是顺时针还是逆时针；‎ ‎(2)求线圈的电功率；‎ ‎(3)求在t＝4 s时轻质细线的拉力大小．‎ ‎19．(14分)如图甲所示，固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨间距d＝0.5 m，导轨右端连接一阻值为R＝4 Ω的小灯泡L.在矩形区域CDD′C′内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示，CC′长为 m．在t＝0时刻，电阻为r＝1 Ω的金属棒ab在水平恒力F作用下，由静止开始沿导轨向右运动，t＝4 s时进入磁场，并恰好以v＝1 m/s的速度在磁场中匀速运动。求：‎ ‎(1) 0～4 s内小灯泡的功率 ‎(2) 金属棒所受到的恒力大小F ‎(3) 金属棒进入磁场后小灯泡的功率 ‎(4) 金属棒的质量 ‎20.(16分) 如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角θ＝30°的斜面上，导轨电阻不计，间距L＝0.4 m。导轨所在空间被分成区域Ⅰ和Ⅱ，两区域的边界与斜面的交线为MN，Ⅰ中的匀强磁场方向垂直斜面向下，Ⅱ中的匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场的磁感应强度大小均为B＝0.5 T。在区域Ⅰ中，将质量m1＝0.1 kg，电阻R1＝0.2Ω的金属条ab放在导轨上，ab刚好不下滑。然后，在区域Ⅱ中将质量m2＝0.4 kg，电阻R2＝0.1 Ω的光滑导体棒cd置于导轨上，由静止开始下滑。cd在滑动过程中始终处于区域Ⅱ的磁场中，ab、cd始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取g＝10m/s2。问 ‎(1)cd下滑的过程中，ab中的电流方向；‎ ‎(2)ab刚要向上滑动时，cd的速度v多大；‎ ‎(3)从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中，cd滑动的距离x＝7.8 m，此过程中ab上产生的热量Q是多少。‎ 学校 班级 姓名 座号 ‎ ‎---------密………封……装……订……线----------- ‎ ‎. .‎ 闽侯二中五校教学联合体2020学年第二学期 高二年段期中考物理参考答案 ‎（考试时间：2020年5月2日上午）‎ 一、单项选择题:（本题共10小题，在每小题给出的四个选项中.只有一项符合题目要求，每小题3分，共30分）‎ ‎1‎ ‎ 2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ D C D C B D A C C B 二、多项选择题:（本题共5小题，在每小题给出的四个选项中.有多项符合题目要求.全部选对的得4分，漏选得2分，错选多选得0分，共20分）‎ ‎11‎ ‎12‎ ‎13‎ ‎14‎ ‎15‎ BD AC AC CD AD 三、实验题:（每空2分，共10分）‎ ‎16.（1） 右偏 （2） 不偏 （3） 左偏 ‎17. 0.3 m/s 60‎ 四、计算题：（本题共3小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的步骤，只写最后答案不得分。有数值计算的题，答案应明确写出数值和单位。）‎ ‎18.（10分）‎ ‎ (1)由楞次定律知感应电流的方向为逆时针方向。 （1分）‎ ‎ (2)由法拉第电磁感应定律得 ‎ （2分）‎ 通过线圈的电流 （1分）‎ 故线圈的电功率 （1分）‎ ‎(3) 由乙图可知t＝4 s时磁感应强度大小 （1分）‎ ‎ 故此时线圈受到的安培力 （2分）‎ ‎ 对线圈，据平衡条件有 （1分）‎ ‎ 可得 （1分）‎ ‎19.（14分）‎ ‎ (1)金属棒未进入磁场时，回路中感应电动势为 ‎ ‎ （2分）‎ 小灯泡中的电流大小为 （1分）‎ 故0～4 s内小灯泡的功率 （1分）‎ ‎(2) 金属棒在磁场中匀速运动时产生的感应电动势 ‎ （1分）‎ 通过棒的电流 （1分）‎ 棒受到的安培力 （1分）‎ 对棒，据平衡条件有 （1分）‎ ‎ (3) 金属棒进入磁场后小灯泡的功率 （2分）‎ ‎(4) 金属棒未进入磁场前做初速为零的匀加速直线运动，加速度 ‎ （2分）‎ 根据牛顿第二定律可得金属棒的质量 （2分）‎ ‎20.（16分）‎ ‎(1) 由右手定则可知ab中电流方向由a流向b。 （2分）‎ ‎(2)开始放置ab刚好不下滑时，ab所受摩擦力为最大静摩擦力，设其为Fmax，对ab据平衡条件有 Fmax＝m1gsin θ （2分）‎ 设ab刚要上滑时，cd棒的感应电动势为E，由法拉第电磁感应定律有E＝BLv （1分）‎ 设电路中的感应电流为I，由闭合电路欧姆定律有I＝ （1分）‎ 设ab所受安培力为F安，有F安＝ILB （1分）‎ 此时ab受到的最大静摩擦力方向沿斜面向下，由平衡条件有 ‎ F安＝m1gsin θ＋Fmax （2分）‎ ‎ 联立并代入数据解得v＝7.5 m/s （1分）‎ ‎(3)设cd棒的运动过程中电路中产生的总热量为Q总，由能量守恒有 ‎ m2gxsin θ＝Q总＋m2v2 （2分）‎ ‎ 又Q＝Q总 （2分）‎ ‎ 解得Q＝2.9 J （2分） ‎