2018-2019学年浙江省余姚中学高二上学期期中考试物理试题 Word版

2018-2019学年浙江省余姚中学高二上学期期中考试物理试题 Word版

余姚中学2018学年度 第一学期高二物理期中考试试卷 一、单选题（每小题只有一个选项正确。本大题共13小题，每小题3分，共39分。多选、错选、不选不得分。）‎ 1. 下列实验现象，属于电磁感应现象的是(    )‎ A. B. ‎ C. D. ‎ 2. 关于电磁感应，下列说法正确的是　　‎ A. 穿过线圈的磁通量为零时，感应电动势也一定为零 B. 穿过线圈的磁通量不为零时，感应电动势也一定不为零 C. 穿过线圈的磁通量变化得越快，感应电动势越大 D. 穿过线圈的磁通量变化得越大，感应电动势越大 3. 如图所示，水平放置的绝缘桌面上有一个金属圆环，圆心的正上方有一用轻质弹簧悬挂的条形磁铁。现将磁铁托起到弹簧处于原长时放开，磁铁将沿竖直方向上下振动。若磁铁在振动过程中始终没有接触桌面，则有　　‎ A. 磁铁上下振动时，金属圆环中将产生方向始终不变的感应电流 B. 当磁铁运动到最低点时，圆环中产生的感应电流最大 C. 在磁铁向下运动的过程中，圆环对桌面的压力始终大于圆环的重力 D. 从开始到磁铁不动，磁铁减少的重力势能全部转化为圆环中产生的电热 4. 如图所示，闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在匀强磁场中，将它从匀强磁场中匀速拉出，以下各种说法中正确的是　　‎ A. 向左拉出和向右拉出时，环中感应电流方向相反 B. 向左或向右拉出时，环中感应电流方向都是沿顺时针方向 C. 向左或向右拉出时，环中感应电流方向都是沿逆时针方向 ‎ D. 将圆环拉出磁场的过程中，当环全部处在磁场中运动时，也有感应电流产生 1. A为水平放置的胶木圆盘，在其侧面均匀分布着负电荷，在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B，使B的环面水平且与圆盘面平行，其轴线与胶木盘A的轴线重合，如图现使胶木盘A由静止开始绕其轴线按箭头方向（俯视逆时针）加速转动，则　　‎ A. 金属环B的感应电流方向与箭头所示方向相同，丝线受到的拉力减小 B. 金属环B的感应电流方向与箭头所示方向相同，丝线受到的拉力增大 C. 金属环B的感应电流方向与箭头所示方向相反，丝线受到的拉力减小 D. 金属环B的感应电流方向与箭头所示方向相反，丝线受到的拉力增大 2. 如图直角坐标系xOy的一、三象限内有匀强磁场，方向均垂直于坐标平面向里，第一象限内的磁感应强度大小为2B，第三象限内的磁感应强度大小为B。现将由两条半径半径为和四分之一圆弧组成的导线框OPM绕过O点且垂直坐标平面的轴在纸面内以角速度逆时针匀速转动，导线框回路总电阻为R。在线框匀速转动的过程中(    ) ‎ A. 线框中感应电流的方向总是顺时针方向 B. 圆弧段PM始终不受安培力 C. 线框中感应电流最大值为 D. 线框产生的总热量为 3. 一个半径为r、质量为m、电阻为R的金属圆环，用一根长为L的绝缘细绳悬挂于O点，离O点下方处有一宽度为，垂直纸面向里的匀强磁场区域，如图所示现使圆环从与悬点O等高位置A处由静止释放细绳张直，忽略一切阻力，摆动过程中金属环所在平面始终垂直磁场，则在达到稳定摆动的整个过程中金属环产生的热量是　　‎ A. mgL B. C. D. ‎ 4. 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(磁场区域高度大于线圈高度)，则　　‎ A. 若线圈进入磁场过程是匀速运动，则离开磁场过程一定是匀速运动 B. 若线圈进入磁场过程是加速运动，则离开磁场过程一定是加速运动 C. 若线圈进入磁场过程是减速运动，则离开磁场过程一定是减速运动 D. 若线圈进入磁场过程是减速运动，则离开磁场过程一定是加速运动 5. 图中L是绕在铁芯上的线圈，它与电阻R、、电键和电池E可构成闭合回路线圈上的箭头表示线圈中电流的正方向，当电流的流向与箭头所示的方向相同时，该电流为正，否则为负电键和都处在断开状态设在时刻，接通电键，经过一段时间，在时刻，再接通电键，则能较正确地表示L中的电流I随时间t变化的图线是下面给出的四个图中的哪个图？　　‎ A. B. C. D. ‎ 1. 一个矩形线圈在匀强磁场中转动，产生交流电动势的瞬时值为，则下列说法中正确的是 A. 当时，线圈平面与中性面垂直 B. 当时，穿过线圈的磁通量等于零 C. 该交流电能让标注为“”的电容器正常工作 D. 若转速n提高1倍，其他条件不变，则电动势的变化规律将变为 2. 如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴和以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时    ‎ A. 线圈绕转动时的电流大于绕转动时的电流 B. 线圈绕转动时的电动势等于绕转动时的电动势 C. 线圈绕和转动时电流的方向相同，都是“ D. 线圈绕转动时dc边受到的安培力大于绕转动时dc边受到的安培力 3. 如图，发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是，其末端间的电压为在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为则　　‎ A. 用户端的电压为 B. 输电线上的电压降为U C. 理想变压器的输入功率为 D. 输电线路上损失的电功率 4. 图甲所示是某种型号的电热毯的部分电路图。其电热丝的总电阻，经元件P的作用，电热毯上电压的波形如图乙所示每段为正弦曲线的一部分，则该电热毯的电功率为　　‎ A. B. 125W C. 250W D. 500W 二、不定项选择题（每小题有一个或多个选项正确。本大题共4小题，每小题3分，共12分。漏选得1分；多选、错选、不选不得分。）‎ 5. 如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引(    )‎ A. 向左做加速运动 B. 向左做减速运动 C. 向右做加速运动 D. 向右做减速运动 1. 如图所示，abcd为水平放置的平行“”形光滑金属导轨，间距为l，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，导轨电阻不计已知金属杆MN倾斜放置，与导轨成角，单位长度的电阻为r，保持金属杆以速度v沿垂直于MN的方向滑动金属杆滑动过程中与导轨接触良好则　　 ‎ A. 电路中感应电动势的大小为 B. 电路中感应电流的大小为 C. 金属杆所受安培力的大小为 D. 金属杆的热功率为 2. 如图是用涡流金属探测器探测地下金属物的示意图，下列说法中正确的是(　　)‎ A．探测器内的探测线圈会产生交变磁场 B．只有有磁性的金属物才会被探测器探测到 C．探测到地下的金属是因为探头中产生了涡流 D．探测到地下的金属物是因为金属物中产生了涡流 3. 如图，和是高压输电线，甲、乙是两个互感器。若已知甲和乙的原、副线圈匝数比分别为1000：1和1：100，两个电表的示数分别为10A和则　　‎ A. 电表A是电压表 B. 电表A是电流表 C. 线路输送的电功率为 D. 线路输送的电功率为 三、实验题探究题（本大题共3小题，共8分。）‎ 4. 在“研究感应电流产生的条件”实验中： 在右图中用笔画线代替导线将实验电路补充完整； 电路连接完成后，如果闭合电键时发现电流表指针向右偏转，则在闭合电键情况下向左移动滑动变阻器的滑片，电流表的指针会向______选填“左”或“右”偏转．‎ 5. 如图所示为探究“感应电流方向的规律”实验装置，‎ ‎ (1)下列电表中最适合该实验的是      填选项字母 ‎ ‎（2）把磁铁放在线圈内不动______  感应电流．填“有”或“无”‎ ‎（3）实验发现，如果把磁铁由图示位置向上抽出，电流计指针向右偏。现将磁铁由图示位置向下抽出，则电流计指针向 偏。填“左”或“右”‎ 1. 某同学用如图所示可拆变压器做实验（两幅图分别是实物图和所连的电路图）。将单刀双掷开关打到1，增大副线圈匝数，小灯泡的亮度将      填“变亮”、“变暗”或“不变”。该同学利用该装置进一步探究电容器对交变电流的影响，他将开关打到2，小灯泡发光，现增大输入端的交流电源频率，小灯泡的亮度    填“变亮”、“变暗”或“不变”。‎ 四、计算题（本大题共4小题，共41分。8+8+13+12=41）‎ 2. 如图1所示，一个匝数n＝100的圆形线圈，面积S1＝0.4 m2，电阻r＝1 Ω.在线圈中存在面积S2＝0.3 m2、垂直线圈平面(指向纸外)的匀强磁场区域，磁感应强度B随时间t变化的关系如图2所示．将其两端a、b与一个R＝2 Ω的电阻相连接，b端接地．试分析求解：‎ ‎(1)圆形线圈中产生的感应电动势E；‎ ‎(2)电阻R消耗的电功率；‎ ‎(3)a端的电势φa.‎ 3. 有一单匝矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转动，线圈面积为，产生电压有效值，频率为向一霓虹灯供电：‎ 求匀强磁场的磁感应强度B的大小。‎ 若线圈从中性面开始转动，写出交流电电压的瞬时值表达式。‎ 若霓虹灯的激发电压和熄灭电压均为，试估算在一个小时内，霓虹灯发光时间t．‎ 1. 如图所示，一质量m=0.5kg的“日”字形匀质导线框“abdfeca”静止在倾角α=37°的粗糙斜面上，线框各段长ab=cd=ef=ac=bd=ce =df=L=0.5m，ef与斜面底边重合，线框与斜面间的动摩擦因数μ=0.25，ab、cd、ef三段的阻值相等、均为R=0.4Ω，其余部分电阻不计。斜面所在空间存在一有界矩形匀强磁场区域GIJH，其宽度GI=HJ=L，长度IJ>L，IJ平行于ef，磁场垂直斜面向上，磁感应强度B=1T。现用一大小F=5N、方向沿斜面向上且垂直于ab的恒力作用在ab中点，使线框沿斜面向上运动，ab进入磁场时线框恰好做匀速运动。若不计导线粗细，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：‎ (1) ab进入磁场前线框运动的加速度大小a。‎ (2) cd在磁场中运动时，物体克服安培力做功的功率P。‎ (3) 线框从开始运动到ef恰好穿出磁场的过程中，线框中产生的焦耳热与外力F做功的比值。‎ 2. 电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度，其原理可用来研制新武器和航天运载器。某电磁轨道炮模型示意如图(俯视图)，图中直流电源电动势为E=100V，电容器的电容为C=1F。两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为l=1m，电阻不计。炮弹可视为一质量为m=0.01kg、电阻为R=0.1Ω的金属棒MN，垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触。首先开关S接1，使电容器完全充电。然后将S接至2，导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B=0.1T的匀强磁场(图中未画出)，MN开始向右加速运动。当MN上的感应电动势与电容器两极板间的电压相等时，回路中电流为零，MN达到最大速度，之后离开导轨。求：‎ （1） 磁场的方向；‎ （2） MN刚开始运动时加速度a的大小；‎ （3） MN离开导轨后电容器上剩余的电荷量Q是多少？‎ 命题人：胡志鹏 审题人：黄飞 ‎201811高二物理期中答案 ‎1. C 2. C 3. C 4. B 5. A 6. D ‎7. C 8. C 9. A 10. B 11. B 12. A 13. B ‎14. BD 15. AD 16. AD 17. AC ‎ ‎18. （2）左   19. （1）B；（2）无；（3）右 ‎ ‎20. 变亮     变亮 ‎ ‎21.(1)线圈产生的电动势：E＝n＝nS＝100××0.3 V＝4.5 V；…………2分 ‎(2)电流为：I＝＝A＝1.5 A， …………1分 通过电阻R的电功率为：P＝I2R＝1.52×2 W＝4.5 W； …………2分 ‎(3)由楞次定律可知，电流沿顺时针方向，b点电势高，a点电势低， …………1分 R两端电压为：UR＝IR＝1.5×2 V＝3 V，‎ 再有：UR＝φb－φa，得：φa＝－3 V. …………2分 ‎22. 解：由，，‎ 带入数据解得 …………2分 由带入数据得 …………2分 由正弦交流电的最大值与有效值的关系得： 设t0时交流电的瞬时电压U0，则交流电的瞬时表达式为： 画出一个周期内交流电的Ut图象，其中阴影部分对应的时间表示霓虹灯不能发光的时间，根据对称性，一个周期内霓虹灯不能发光的时间为。  当时，由上式得 再由对称性求得一个周期内能发光的时间为： …………2分 由比例关系求得一小时内霓虹灯发光的时间为： …………2分 ‎23. 解：（1）ab进入磁场前，线框做匀加速运动，所受的摩擦力大小为：‎ f=μmgcosα=0.25×0.5×10×cos37°N=1N， 由牛顿第二定律有：F-mgsinα-f=ma 代入数据解得：a==m/s2=2m/s2，…………2分 ‎ （2）由于线框穿越磁场的过程中有且仅有一条边切割磁感线，等效电路也相同，所以线框一直做匀速运动，设速度大小为v， 由力的平衡条件有：   F=mgsinα+μmgcosα+F安 代入数据解得：F安=1N …………2分 而安培力F安=BIL= …………1分 回路的总电阻为 R总=R+=0.4+0.2=0.6Ω 解得：v=2.4m/s …………2分 所以 P=F安v=2.4W …………1分 （3）设ab进入磁场前线框发生的位移为x， 则 x==m=1.44m 而 Q=F安×3L=1×3×0.5J=1.5J …………2分   W=F（x+3L）=5×（1.44+3×0.5）J=14.7J …………2分   == …………1分 ‎24.（1）欲使炮弹射出，安培力应沿导轨向右，根据左手定则可知，磁场的方向垂直于导轨平面向下。（写垂直纸面向里也给分） …………2分 ‎（2）电容器完全充电后，两极板间电压为E，根据欧姆定律，电容器刚放电时的电流为 I＝①‎ 炮弹受到的安培力为F＝BIl②‎ 根据牛顿第二定律，有F＝ma③‎ ‎①②③联立解得a＝ …………2分 ‎（3）电容器放电前所带的电荷量为Q1＝CE④ …………1分 开关S接2后，MN开始向右加速运动，速度达到最大值vm时，MN上的感应电动势为E′＝Blvm⑤ …………1分 最终电容器所带的电荷量为Q＝CE′⑥ …………1分 设在此过程中，通过MN的平均电流为，MN上受到的平均安培力为＝Bl⑦ ‎ 对MN，根据动量定理，有Δt＝mvm⑧ …………2分 根据电量定义，有Δt＝Q1－Q⑨ …………2分 ‎④⑤⑥⑦⑧⑨联立解得Q＝=50C …………1分