2017-2018学年河北省定州中学高二下学期期中考试试题 物理

2017-2018学年河北省定州中学高二下学期期中考试试题 物理

河北定州中学2017-2018学年第二学期高二物理期中考试试题 一、选择题 ‎1．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为：=10：1，b是原线圈中心的抽头，电压表和电流表均为理想电表，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(V)，则 A. 当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22V B. 当s时，电压表的读数为110V C. 单刀双据开关与a连接，当滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，电压表的示数增大，电流表示数变小 D. 当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表和电流表A的示数均变大 ‎2．根据实际需要，磁铁可以制造成多种形状，如图就是一根很长的光滑圆柱形磁棒，在它的侧面有均匀向外的辐射状磁场。现将磁棒竖直固定在水平地面上，磁棒外套有一个粗细均匀的圆形金属线圈，金属线圈的质量为m，半径为R，电阻为r，金属线圈所在位置的磁场的磁感应强度大小为B。让金属线圈从磁棒上端由静止释放，经一段时间后与水平地面相碰(碰前金属线圈已达最大速度)并原速率反弹，又经时间t，上升到距离地面高度为h处速度减小到零。下列说法中正确的是 A. 金属线圈与地面撞击前的速度大小 B. 撞击反弹后上升到最高处h的过程中，通过金属线圈某一截面的电荷量 C. 撞击反弹后上升到最高处h的过程中，金属线圈中产生的焦耳热 D. 撞击反弹后上升到最高处h的过程中，通过金属线圈某一截面的电荷量 ‎3．如图所示，一质量为m、电荷量为q的小球在电场强度为E、区域足够大的匀强电场中，以初速度v0沿ON在竖直面内做匀变速直线运动．ON与水平面的夹角为30°，且mg＝Eq，则(　　)‎ A. 电场方向竖直向上 B. 小球运动的加速度大小为g C. 小球上升的最大高度为 D. 小球返回原位置所用时间为 ‎4．如图所示，间隔L=0.2m的两光滑平行导轨水平放置，轨道平面内有磁感应强度B=0.5T垂直平面向下的匀强磁场，电阻均为R=0.5Ω导体棒ab和cd静止在导轨上，ab棒质量m1=0.1kg，cd棒质量为m2=0.2kg，现用一水平向右的力F拉ab棒，使其由静止开始做匀加速运动，ab棒的加速度a=2m/s2，则 A. 力F随时间均匀增大 B. 导体棒ab中的最大电流为4A C. cd棒的最大加速度为1m/s2‎ D. ab和cd的最大速度差为40m/s ‎5．如图所示，用恒力F将闭合线圈自静止开始（不计摩擦）从图示位置向左加速拉出有界匀强磁场，则在此过程中（ ）‎ A. 线圈向左做匀加速直线运动 B. 线圈向左运动且速度逐渐增大 C. 线圈向左运动且加速度逐渐减小 D. 线圈中感应电流逐渐减小 ‎6．CD、EF是两条水平放置的阻值可忽略的平行金属导轨，导轨间距为L，在水平导轨的左侧存在磁感应强度方向垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场区域的长度为d，如图所示．导轨的右端接有一电阻R，左端与一弯曲的光滑轨道平滑连接．将一阻值也为R的导体棒从弯曲轨道上h高处由静止释放，导体棒最终恰好停在磁场的右边界处．已知导体棒与水平导轨接触良好，且动摩擦因数为μ，则下列说法中正确的是 A. 电阻R的最大电流为 B. 导体棒在水平面运动一半时间电阻R中的电流 C. 导体棒在水平面运动的时间为 D. 导体棒在水平面运动一半位移的过程中电阻R中产生的焦耳热大于 ‎7．如图，柔软轻绳ON的一端O固定，其中间某点M拴一重物，用手拉住绳的另一端N。初始时，OM竖直且MN被拉直，OM与MN之间的夹角为（‎ ‎）。现将重物向右上方缓慢拉起，并保持夹角不变。在OM由竖直被拉到水平的过程中 A. MN上的张力逐渐增大 B. MN上的张力先增大后减小 C. OM上的张力逐渐增大 D. OM上的张力先增大后减小 ‎8．如图所示，正方形单匝铝质线圈abcd和efgh分别在外力作用下以相同速度v向右匀速进入同一匀强磁场中。已知两线圈导线的横截面积相同，所用材料也相同，两线圈的边长之比为1：2，则（ ）‎ A. 两线圈的右边刚进入磁场时，产生的感应电流之比为1：2‎ B. 两线圈的右边刚进入磁场时，所加的外力大小之比为1：2‎ C. 两线圈在进入磁场的整个过程中，通过导体横截面的电荷量之比为1：2‎ D. 两线圈在进入磁场的整个过程中，产生的焦耳热之比为1：4‎ ‎9．电阻不计的单匝矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈两端的电压随时间的变化规律如图所示。下列说法正确的是( )‎ A. t=0.01s时，线圈平面与磁场方向平行 B. 理想交流电压表连接在线圈两端时，其示数为10V C. 线圈转动过程中穿过其磁通量的最大值为 D. 当接外电路时，线圈内的电流方向1s内改变50次 ‎10．在圆轨道上运动的质量为m的人造地球卫星，它们到地面的距离等于地球半径R，地面上的重力加速度为g，则 A. 卫星运动的速度为 B. 卫星运动的加速度为 C. 卫星运动的周期为 D. 卫星的动能为 ‎11．如图，abcd是一个质量为m，边长为L的正方形金属线框，从图示位置自由下落，在下落h后进入磁感应强度为B的匀强磁场，恰好做匀速直线运动，该磁场的宽度也为L。在这个磁场的正下方h+L处还有一个未知的匀强磁场，金属线框abcd在穿过这个磁场时也恰好做匀速直线运动，那么下列说法正确的是( )‎ A. 未知磁场的磁感应强度是 B. 未知磁场的磁感应强度是 C. 线框在穿过这两个磁场的过程中产生的电能是4mgL D. 线框在穿过这两个磁场的过程中产生的电能是2mg(h+2L)‎ ‎12．如图所示，A和B为两个相同的环形线圈，共轴并靠近放置，A环中通有如图所示交流电i，则（ ）‎ A. 从t1到t2时间内A、B两线圈相斥 B. 从t2到t3时间内A、B两线圈相斥 C. t1时刻两线圈间作用力为零 D. t2时刻两线圈间吸引力最大 ‎13．如图所示，光滑水平面上存在有界匀强磁场，直径与磁场宽度相同的金属圆形线框以一定的初速度斜向上匀速通过磁场。在必要的时间段内施加必要的水平拉力保证其匀速运动，则( )‎ A. 金属框内感应电流方向先逆时针再顺时针 B. 金属框内感应电流经历两次先增大后减小 C. 水平拉力方向与速度同向 D. 水平拉力方向与磁场边界垂直 ‎14．如图所示，质子由静止开始经一加速电场加速后，垂直于电场与磁场复合区域的界面进入并沿直线穿过场区，质子(不计重力)穿过复合场区所用时间为t，从复合场区穿出时的动能为Ek，则（ ）‎ A. 若撤去磁场B，质子穿过场区时间大于t B. 若撤去电场E，质子穿过场区时间小于t C. 若撤去磁场B，质子穿出场区时动能大于Ek D. 若撤去电场E，质子穿出场区时动能大于Ek ‎15．磁流体发电是一项新兴技术。如图表示了它的原理：将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子，而从整体来说呈电中性)喷射入磁场，在场中有两块金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压。如果射入的等离子体速度均为v，板间距离为d，板平面的面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于速度方向，负载电阻为R，电离气体充满两板间的空间，其电阻率为ρ，当发电机稳定发电时，A、B就是一个直流电源的两个电极。下列说法正确的是 （ ）‎ A. 图中A板是电源的正极 B. A、B间的电压即为该发电机的电动势 C. 正对面积S越大，该发电机电动势越大 D. 电阻R越大，该发电机输出效率越高 ‎16．如图所示，已知一带电小球在光滑绝缘的水平面上从静止开始经电压U加速后，水平进入互相垂直的匀强电场E和匀强磁场B的复合场中（E和B已知），小球在此空间的竖直面内做匀速圆周运动，则下列说法中错误的是（　　）‎ A. 小球可能带正电 B. 小球做匀速圆周运动的半径为r= ‎ C. 小球做匀速圆周运动的周期为T= ‎ D. 若电压U增大，则小球做匀速圆周运动的周期不变 ‎17．如图所示，a、b两个同心圆线圈处于同一水平面内，以下叙述正确的是（ ）‎ A. 若a线圈中通以顺时针方向稳定的电流，则b线圈上将感应出逆时针方向的感应电流，并有扩张的趋势 B. 若a线圈中通以顺时针方向逐渐增大的电流，则b线圈上将感应出逆时针方向的感应电流，并有收缩的趋势 C. 若b线圈中通以顺时针方向逐渐增大的电流，则a 线圈上将感应出顺时针方向的感应电流，并有收缩的趋势 D. 若b线圈中通以逆时针方向逐渐减小的电流，则a线圈上将感应出逆时针方向的感应电流，并有扩张的趋势 ‎18．如图甲所示，一对光滑的平行导轨（电阻不计）固定在同一水平面上，导轨足够长且间距，导轨左端接有阻值为的电阻．一段质量为、长度也为的金属棒MN垂直放置在导轨上并始终与导轨接触良好，金属棒MN的电阻，整个装置置于方向竖直向上的匀强磁场中，金属棒在水平向右的外力的作用下由静止开始运动，拉力F与金属棒的速率的倒数关系如图乙所示，由（ ）‎ A. 拉力F的功率逐渐增大 B. 时，拉力F的功率为 C. 磁场的磁感应强度大小为 D. 若经过时间金属棒达到最大速度，则在这段时间内电阻R产生的热量为30J ‎19．据有关资料介绍，受控核聚变装置中有极高的温度，因而带电粒子将没有通常意义上的“容器”可装，而是由磁场约束带电粒子运动，使之束缚在某个区域内。如图所示，环状磁场的内半径为，外半径为，被束缚的带电粒子的比荷为k，若中空区域内带电粒子均具有沿半径方向的速度，速度大小为v。中空区域中的带电粒子都不会穿出磁场的外边缘而被约束在半径为的区域内，则环状区域内匀强磁场的磁感应强度最小值为（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎20．如图甲所示，两根光滑平行导轨水平放置，间距为L，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒。从t=0时刻起，棒上有如图乙所示的持续交变电流，电流大小为Im，方向周期性变化，周期为T，图甲中电流I所示方向为电流正方向。则金属棒( )‎ A. 加速度始终不变 B. 受到的安培力随时间周期性变化 C. 在第一个周期内，先向右运动后向左运动 D. 在第一个周期内，受到的安培力做功为 ‎ 二、实验题 ‎21．在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，采用的仪器有：‎ ‎①电源E（电动势6V，内阻r=2Ω）； ②标号为“4.0V，1.6W”的小灯泡L；‎ ‎③电流表A1（量程0.6A，内阻约2Ω）； ④电流表A2（量程为3A，内阻约0.5Ω）‎ ‎⑤电压表V（量程6V，内阻约15kΩ）； ⑥滑动变阻器R1（最大阻值l0Ω）；‎ ‎⑦滑动变阻器R2（最大阻值200Ω）； ⑧开关S，导线若干．‎ ‎（1）实验中要求加在小灯泡上的电压从零到小灯泡的额定电压连续可调．则滑动变阻器须 选用____（填“R1或R2”），电流表须选用____（填“A1或A2”）‎ ‎（2）请在虚线方框中设计出实验所用的电路原理图．‎ ‎（3）如上图所示为某同学根据正确的实验电路图所测的几组数据画出的I-U图象，如果把两个 这样的灯泡和R0=18Ω的定值电阻串联起来接在电源E（电动势6V，内阻r=2Ω）上，如上图，则每只灯泡消耗的实际功率为________W．‎ 三、解答题 ‎22．如图所示，质量为M=4kg倾角为α=37°的斜面体（斜面光滑且足够长）放在粗糙的水平地面上，底部与地面的动摩擦因数为μ，斜面顶端与劲度系数为k=10N/m、自然长度为L=1m的轻质弹簧相连，弹簧的另一端连接着质量为m=1kg的物块。压缩弹簧使其长度为L/2时将物块由静止开始释放，且物块在以后的运动中，斜面体始终处于静止状态。重力加速度为g=10m/s2。‎ ‎（1）选物块的平衡位置为坐标原点，沿斜面向下为正方向建立坐标轴，用x表示物块相对于平衡位置的位移，证明物块做简谐运动；‎ ‎（2）求弹簧的最大伸长量；‎ ‎（3）为使斜面始终处于静止状态，地面给斜面摩擦力什么时候最大，最大值多少？‎ 参考答案 ‎1．CD ‎2．ABC ‎3．DC ‎4．BD ‎5．BC ‎6．CD ‎7．AD ‎8．BCD ‎9．BC ‎10．CD ‎11．AC ‎12．BC ‎13．AB ‎14．C ‎15．D ‎16．A ‎17．B ‎18．C ‎19．B ‎20．B ‎21． R1 A1 0.2‎ 根据实验要求及给出的额定值可以选择对应的电表和滑动变阻器；根据实验要求选择滑动变阻器接法以及电流表的接法；根据闭合电路欧姆定律可明确对应的图象，与灯泡的伏安特性曲线的交点为灯泡的工作点。‎ ‎（1）实验中要求电压从零开始调节，故滑动变阻器应选择总阻值较小的R1；由P=UI可知，灯泡的额定电流为0.4A，故电流表应选择A1； ‎ ‎（2）根据实验要求可知，本实验采用分压接法，同时因灯泡内阻较小，故应采用电流表外接法；电路图如图所示；‎ ‎ （3）‎ 将R0等效为电源内阻，则可视为两灯泡与电动势为6V，内阻为的电阻串联；设灯泡电压为U，电流为I；由闭合电路欧姆定律可知： 代入数据解得： 即在对应灯泡伏安特性曲线中作出以上对应图象，图象的交点为灯泡的工作点，如图所示； 灯泡的电压为1V，电流为0.2A，则可知灯泡的实际功率。‎ ‎22．（1）设物块在斜面上平衡时,弹簧伸长量为△L,有mgsinα-k△L=0,得：△L=,‎ 当物块位移为x时，弹簧伸长量为x+△L，物块所受合力为F合=mgsinα-k(x+△L)联立以上各式解得F合=-kx，可知物块做简谐运动。 （2）1.7m （3）物块在最高点或最低点时，地面摩擦力最大 8.8N ‎（1）选物块的平衡位置为坐标原点，沿斜面向下为正方向建立坐标轴，用x表示物块相对于平衡位置的位移，证明物块做简谐运动；（2）物体做简谐运动的振幅即为弹簧的最大伸长量；（3）当滑块处于任意位移x处时，能保持静止即可，对斜面体受力分析后根据平衡条件列式求解。 ‎ ‎（1）设物块在斜面上平衡时，弹簧伸长量为，根据平衡条件有：‎ 解得：‎ 当物块位移为x时，弹簧伸长量为，物块所受合力为 联立以上各式解得，可知物块做简谐运动。‎ ‎（2）由题可知，物块做简谐振动的振幅为 由对称性可知,最大伸长量为 ‎(3)物块在最高点或最低点时，地面摩擦力最大，则斜面体受力情况如图所示 根据平衡条件有：水平方向，又，‎ 联立解得： ‎