2017-2018学年天津市静海县第一中学高二4月学生学业能力调研测试物理试题（Word版）

2017-2018学年天津市静海县第一中学高二4月学生学业能力调研测试物理试题（Word版）

静海一中2017-2018第二学期高二物理（4月）‎ ‎ 学生学业能力调研卷 考生注意：‎ ‎1. 本试卷分第Ⅰ卷基础题（80分）和第Ⅱ卷提高题（20分）两部分，共100分。‎ ‎2. 试卷书写规范工整，卷面整洁清楚，酌情减3-5分，并计入总分。‎ 知 识 技 能 学习能力 习惯养成 总分 内容 电磁感应 交变电流 ‎20‎ ‎（卷面整洁）‎ ‎100[]‎ 分数 ‎75‎ ‎25‎ ‎3-5‎ ‎ 第Ⅰ卷 基础题（共80分）‎ 一、选择题: （1-4题为单项选择，每小题3分,5-6为多项选择, 每小题4分；，共20分）‎ ‎1．用如图所示的实验装置研究电磁感应现象。当有电流从电流表的正接线柱流入时，指针向右偏转。下列说法正确的是（　　）‎ A．当磁铁N极从线圈中拔出时，电流表指针向右偏转 B．当磁铁S极插入线圈中时，电流表指针向左偏转 C．当磁铁S极朝下在线圈中保持静止时，电流表指针向左偏转 D．当磁铁N极朝下在线圈中保持静止时，电流表指针向右偏转 ‎2．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图1所示，产生的交变电动势的图象如图2所示，则（　　）‎ A．t=0.01s时线框平面与中性面垂直 B．t=0.005s时线框的磁通量变化率最大 C．线框产生的交变电动势有效值为311V D．线框产生的交变电动势的频率为100Hz ‎3．如图所示，abcd为水平放置的平行光滑金属导轨，导轨间距为l，电阻不计．导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B．金属杆放置在导轨上，与导轨的接触点为M、N，并与导轨成θ角．金属杆以ω 的角速度绕N点由图示位置匀速转动到与导轨ab垂直，转动过程金属杆与导轨始终良好接触，金属杆单位长度的电阻为r．则在金属杆转动过程中（　　）‎ A．金属杆中感应电流的方向是由N流向M B．电路中感应电流的大小始终减小 C．M点电势高于N点电势 D．电路中通过的电量为 ‎4．现用电压为380V的正弦式交流电给额定电压为220V的电灯供电，以下电路中不可能使电灯正常发光的有 （ 　）‎ ‎5．如图所示为一理想变压器，原线圈接在输出电压为u=U0sinωt的交流电源两端。电路中R0为定值电阻，V1、V2为理想交流电压表，A1、A2为理想交流电流表。现使滑动变阻器R的滑片P向上滑动，下列说法正确的是（ 　）‎ A．电压表V1与V2示数的比值将变大 B．电流表A1与A2示数的比值将不变 C．电压表V1与电流表A1示数的比值变大 D．电压表V2与电流表A2示数的比值变小 ‎6．如图在光滑的水平面上方，有两个磁感应强度大小均为B，方向相反的水平匀强磁场，如图所示．PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大．一个边长为L、质量为m、电阻为R的金属正方形线框，以速度v垂直磁场方向从如图中实线位置开始向右运动，当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中时，线框的速度为v/3，则下列说法正确的是（　　）‎ A．线框的速度为v/3时，安培力大小为 B．线框的速度为v/3时，安培力大小为 C．线框在虚线位置磁通量为0，线框无感应电流 D．此过程中安培力做的功为等mv2‎ 二、填空题：（每空2分，共20分）‎ ‎7．楞次定律是电磁领域的惯性定理，它的内容是：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的 的变化。就“原磁场”和“感应磁场”‎ 的方向关系，你对“阻碍”一词的理解是： 。‎ ‎8．关键环节考核题组：楞次定律是判定感应电流方向的重要规律，理解“阻碍”的含义，能快速确定感应电流在磁场中受到的安培力的方向，请从“阻碍”角度出发回答下面的问题，然后总结解决此类问题的关键环节。‎ ‎（1）如图，一条形磁铁沿竖直悬挂的线圈轴线运动，则在磁铁靠近线圈的过程中，线圈的受力方向为 ‎ ‎（2）如图1所示，甲、乙两个并排放置的共轴线圈，甲中通有如图2所示的电流，在tl到t2时间内，乙线圈的受力方向为 ‎ ‎（3）如图，通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，位置靠近ab且相互绝缘。当MN中电流突然减小时，线圈所受安培力的合力方向为 ‎ ‎ ‎ ‎（4）根据以上回答总结关键环节：判定线圈中产生的感应电流的受到的安培力方向时 （是、否）需要确定磁体的极性或者感应电流电流的方向。‎ ‎9．（课本实验）如图是探究感应电流产生条件的实验装置，现将电路如图连接．在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，甲、乙、丙三名同学分别独立操作实验，现已知同学甲将滑动变阻器的滑片P向左滑动时，电流计指针很明显的向右偏转．请根据甲同学操作过程以及实验现象回答以下问题。‎ ‎（1）同学乙在操作过程中发现电流计指针向左偏转，那么同学乙进行的操作可能是 ， ， 。（写出任意三种操作过程即可）‎ ‎（2）同学丙在滑动滑片P时发现电流计指针偏转幅度很小，你认为原因是 。‎ 三、计算题（共40分）‎ ‎10．如图所示，间距L=‎1m的两根足够长的固定水平平行导轨间存在着匀强磁场，其磁感应强度大小B=1T、方向垂直于纸面向里，导轨上有一质量M=‎0.1kg，电阻r=1Ω的金属棒MN与导轨垂直且在水平拉力F作用下以v=‎2m/s的速度水平向左匀速运动。R1=2Ω，R2=2Ω，C=5μF，导轨和棒之间的动摩擦因数μ=0.2．开关S1、S2闭合，电路稳定后，重力加速度g取‎10m/s2，求：‎ ‎（1）认清电路结构是本题的关键，请说出两个电阻R1、R2的连接方式 ‎（2）水平拉力F的大小；‎ ‎（2）断开S1后，流过R2的电荷量．‎ ‎11．一题多变题组：如图甲所示，用粗细均匀的导线制成的一个单 匝正方形金属框，现被一根绝缘丝线悬挂在竖直平面内处于静止状态，已知金属框的质量为m=‎0.2kg，边长为L=‎1m，金属框的总电阻为R=0.8Ω，金属框的上半部分处在一方向垂直框面向里的有界匀强磁场中，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，丝线能承受的最大拉力F=4N．从t=0时刻起，经过t=5s丝线刚好被拉断。重力加速度g取‎10m/s2，不计空气阻力。求：‎ ‎（1）t=5s时金属框受到的安培力F1的大小 ‎（2）此种情况下磁感应强度B0的大小 变式1：现只改变这个单匝正方形金属框变为多匝正方形线圈，匝数n=10，其他的物理量及过程均不变化，求：‎ ‎（1）t=5s时线圈受到的安培力F2的大小 ‎（2）此种情况下磁感应强度B0的大小 变式2：在t=5s丝线刚好被拉断后，匀强磁场的磁感应强度保持B0不变，金属框或者多匝线圈也开始由静止开始下落，在下落过程中上边框离开磁场前已开始做匀速运动，重力加速度g取‎10m/s2，不计空气阻力。求：‎ ‎（1）单匝金属框或者多匝线圈受到的最大安培力F3的大小 ‎（2）单匝金属框或者多匝线圈下落时获得的最大速度v ‎（3）由丝线刚好被拉断到金属框上边框离开磁场的过程，金属框中产生的焦耳热Q。‎ 第Ⅱ卷 提高题（共20分）‎ ‎12．两根平行金属导轨相距L=‎0.50m，固定在水平面内，导轨左端串接一个R=0.04Ω的电阻，在导轨间长d=‎‎0.50m 的区域内，存在方向垂直导轨平面下的匀强磁场，磁感应强度B=2.0T，质量m=‎4.0kg的金属棒CD置于导轨上，与导轨接触良好，且与两导轨间的动摩擦因数均为μ=0.8，棒在导轨之间的电阻r=0.01Ω，绝缘轻绳系于棒的中点，初始时刻， CD棒距磁场左边界s=‎0.24m，现通过绳用向右的水平恒力F=80N拉CD棒，使棒由静止运动，运动过程中始终保持与导轨垂直，当CD棒到达磁场右边界时撤去拉力（不计其他电阻以及绳索的质量），重力加速度g取‎10m/s2，求：‎ ‎（1）求CD棒进入磁场时所受的安培力F1的大小；‎ ‎（2）在CD棒穿越磁场区域的过程中，求电阻R上产生的焦耳热Q1．‎ ‎（3）若在CD棒进入磁场的瞬间，改变拉力F的大小，使CD棒的速度v随进入磁场左边界的位移x的变化规律满足：v=2.4-4x。求在CD棒穿越磁场区域的过程中，整个电路的电阻上产生的焦耳热Q2和绳的拉力所作的功W．‎ 静海一中2017-2018第二学期高二物理（4月）‎ 学生学业能力调研卷 ‎ 答 题 纸 ‎ 得分框 知 识 技 能 学习能力 习惯养成 总分 二、填空题 ‎7． ‎ ‎8．（1） （2） （3） （4） ‎ ‎9．（1） ， ， 。 （2） ‎ 三、计算题 ‎10.‎ ‎11.‎ 变式1‎ 变式2‎ ‎12.‎ 静海一中2017-2018第二学期高二物理（4月）‎ 学生学业能力调研卷 答　　案 一． 单项选择题 题号 ‎１‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ 答案 Ａ B B D 二．多项选择题 题号 ‎5‎ ‎6‎ 答案 ＢＣ ＢＤ 三．填空题 ‎7．‎ ‎8．‎ ‎9．‎ 四．计算题 ‎10．解：（1）对导体棒做匀速运动，F=f+BIL f=μN=μmg 导体棒做切割磁感线运动，E=BLv 联立解得水平拉力的大小F=0.6N ‎（2）开关S1，S2闭合，电路稳定后电容两端电压等于R2两端电压Uab=IR2‎ 此时电容所带的电荷量为Q=CUab 断开S1后，电容所有的电荷都会通过R2，‎ 故断开S1后，流过R2的电荷量Q=4×‎ ‎11．解：（1）由楞次定律可知，0～5s时间内金属框中感应电流为逆时针方向，安培力向下，‎ 由法拉第电磁感应定律：E===‎ 感应电流大小为I=‎ ‎5s时受到的安培力为F1=B0IL t=5s丝线刚好被拉断片，则有：F=F1+mg 联立解得：B0=4T ‎ ‎（2）由楞次定律可知，0～5s时间内金属框中感应电流为逆时针方向，安培力向下，‎ 由法拉第电磁感应定律：E=n=n=n 感应电流大小为I=‎ ‎5s时受到的安培力为F2=B0IL t=5s丝线刚好被拉断片，则有：F=F2+mg 联立解得：B0=0.4T ‎ ‎（3）由题意可知，5s 后磁感应强度为B0不变，金属框在上边框离开磁场前做匀速运动，即有：F3=mg；‎ 设此时金属框的下落速度为v，则有：E1=nB0Lv；‎ 再由闭合电路欧姆定律可得，I1=‎ 由能量守恒定律，可得，‎ 联立解得：Q=0.999J ‎12．解：（1）由牛顿第二定律得：F﹣μmg=ma，‎ 由匀变速直线运动的速度位移公式得：v2=2as，‎ 解得：v=‎2.4m/s；‎ CD棒刚进入磁场时：E=BLv，‎ 感应电流：I=，‎ 安培力：FA=BIL，‎ 解得：FA=48N；‎ ‎（2）CD棒进入磁场后：F=FA+μmg，CD棒做匀速直线运动，‎ 由能量守恒定律得：Q总=F1d，‎ 电阻上产生的热量：Q1=Q总，解得：Q1=19.2J；‎ ‎（3）同理Q2=14J W=18.8J