2017-2018学年湖北省沙市中学高二上学期第六次半月考物理试题

2017-2018学年湖北省沙市中学高二上学期第六次半月考物理试题

‎2017-2018学年湖北省沙市中学高二上学期第六次半月考物理试卷 考试时间：‎‎2017年12月21日 一、选择题（每题4分，共48分。其中1~8为单选，9~12为多选）‎ ‎1．下列现象中，属于电磁感应现象的是(　　)‎ A．小磁针在通电导线附近发生偏转 B．通电线圈在磁场中转动 C．因闭合线圈在磁场中转动而产生感应电流 D．靠近的两条同方向的电流彼此相互吸引 ‎2．如图所示，沿x轴、y轴有两根长直导线，互相绝缘．x轴上的导线中有沿－x轴方向的电流，y轴上的导线中有沿＋y轴方向的电流，两虚线是坐标轴所夹角的角平分线．a、b、c、d是四个圆心在虚线上与坐标原点等距的相同的固定圆形导线环．当两直导线中的电流从相同大小以相同的速度均匀减小时，各导线环中的感应电流情况是(　　)‎ A．a中有逆时针方向的电流，且有靠近原点的趋势 B．b中有顺时针方向的电流，且有靠近原点的趋势 C．c中有顺时针方向的电流，且有靠近原点的趋势 D．d中有顺时针方向的电流，且有靠近原点的趋势 ‎3．如图所示，矩形闭合金属框abcd的平面与匀强磁场垂直，若ab边受竖直向上的磁场力的作用，则可知金属框的运动情况是(　　)‎ A．向左平动进入磁场　　　 ‎ B．向右平动退出磁场 C．沿竖直方向向上平动 ‎ D．沿竖直方向向下平动 ‎4．如下图所示，阻值为R的金属棒从图示位置ab分别以v1、v2的速度沿光滑导轨(电阻不计)匀速滑到a′b′位置，若v1:v2＝1:2，则在这两次过程中(　　)‎ A．回路的电流I1:I2＝1:1‎ B．产生的热量Q1:Q2＝1:2‎ C．通过任一截面的电荷量q1:q2＝1:2‎ D．外力的功率P1:P2＝1:2‎ ‎5．半径为R的圆形线圈，两端A、D接有一个平行板电容器，线圈垂直放在随时间均匀变化的匀强磁场中，如图所示，则要使电容器所带电荷量Q增大，可以采取的措施是(　　)‎ A．增大电容器两极板间的距离 B．增大磁感应强度的变化率 C．减小线圈的半径 D．改变线圈所在平面与磁场方向间的夹角 ‎6．如图a所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度逆时针匀速转动。若以线圈平面与磁场夹角时（如图b）为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正。则下列四幅图中正确的是（ ）‎ ‎7．如图甲所示，矩形金属导线框abcd在匀强磁场中静止不动，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度B随时间t变化的图象如图乙所示．t＝0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里，则在0～4 s时间内，下图表示线框ab边所受的安培力F(规定向左为正)随时间t变化的图象，其中正确的是(　　)‎ ‎ ‎ ‎8．在下图的甲､乙､丙中除导体棒ab可动外,其余部分均固定不动.甲图中的电容器C原来不带电,设导体棒､导轨和直流电源的电阻均可忽略,导体棒和导轨间的摩擦也不计.图中装置均在水平面内,且都处于方向垂直水平面(即纸面)向下的匀强磁场中,导轨足够长,今给导体棒ab一个向右的初速度v0,导体棒的最终运动状态是( )‎ A.三种情况下，导体棒ab最终都是匀速运动 B.图甲､丙中ab棒最终将以不同的速度做匀速运动;图乙中ab棒最终静止 C.图甲､丙中,ab棒最终将以相同的速度做匀速运动 D.三种情况下,导体棒ab最终均静止 ‎9．(多选)如图所示，在磁感应强度为B＝1.0 T的匀强磁场中，金属杆PQ在外力F作用下在粗糙U形导轨上以速度v＝‎2 m/s向右匀速滑动，两导轨间距离L＝‎1.0 m，电阻R＝3.0 Ω，金属杆的电阻r＝1.0 Ω，导轨电阻忽略不计，则下列说法正确的是(　　)‎ A．通过R的感应电流的方向为由d到a B．金属杆PQ切割磁感线产生的感应电动势的大小为2.0 V C．金属杆PQ受到的安培力大小为0.5 N D．外力F做的功等于电路中产生的焦耳热 ‎10．(多选)如图,一有界区域内,存在着磁感应强度大小均为B,方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场,磁场宽度均为L,边长为L的正方形线框abcd的bc边紧靠磁场边缘置于桌面.使线框从静止开始沿x轴正方向匀加速通过磁场区域,若以逆时针方向为电流的正方向,能反映线框中感应电流变化规律的是图( )‎ ‎11．(多选)如图所示实验中，带铁芯的、电阻较小的线圈L和灯泡L1并联，当闭合开关S后，灯L1正常发光，下列说法中正确的是（ ）‎ A．当断开S时，灯L1立即熄灭 ‎ B．当断开S时，灯L1突然闪亮后熄灭 ‎ C．若用阻值与线圈L相同的电阻取代L接入电路，当断开S时，灯L1立即熄灭 ‎ D．若用阻值与线圈L相同的电阻取代L接入电路，当断开S时，灯L1突然闪亮后熄灭 ‎12．(多选)如图所示，水平放置的光滑导轨MN、PQ足够长，两导轨置于竖直向上的匀强磁场中，长为L的导体棒AB和CD分别以速度v1和v2向左、向右两个方向匀速运动．关于ABCDA电路中的感应电动势的计算和感应电流方向的判断，下列说法中正确的是(　　)‎ A．可以根据两导体的运动情况求出单位时间内电路面积的改变，再由法拉第电磁感应定律求出回路的电动势 B．可以先求得两导体做切割磁感线运动时各自产生的感应电动势，再由电源串联规律求出回路的总电动势 C．电路中感应电流的方向既可以用楞次定律判断，也可以用右手定则判断 D．电路中感应电流的方向只能用右手定则判断 二、实验题（16分）‎ ‎13．（6分）如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置．‎ ‎(1)将图中所缺的导线补接完整．‎ ‎(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后出现的情况有：‎ ‎①将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针 将________________；（“向左偏”或“向右偏”）‎ ‎②原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针________．（“向左偏”或“向右偏”）‎ ‎14．(10分)某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的柑橘制作了果汁电池，他们测量这种电池的电动势E和内阻r，并探究电极间距对E和r的影响，实验器材如图所示．‎ ‎①将电压表视为理想表，要求避免电流表分压作用对测量结果的影响，请在图中用笔画线代替导线连接电路．‎ ‎②实验中依次减小铜片与锌片的间距，分别得到相应果汁 电池的UI图象如图中(a)、(b)、(c)、(d)所示，由此可知：在该实验中，随电极间距的减小，电源电动势________(填“增大”、“减小”或“不变”)，电源内阻________(填“增大”、“减小”或“不变”)．‎ 曲线(c)对应的电源电动势E＝________V，内阻r＝________Ω，‎ 三、计算题（46分）‎ ‎15．（10分）均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd,每边长为L,总电阻为R,总质量为m.将其置于磁感强度为B的水平匀强磁场上方h处,如图所示.线框由静止自由下落,线框平面保持在竖直平面内,且cd边始终与水平的磁场边界面平行.当cd边刚进入磁场时,‎ ‎(1)求线框中产生的感应电动势大小;‎ ‎(2)求cd两点间的电势差大小;‎ ‎(3)若此时线框加速度恰好为零,求线框下落的高度h所应满足的条件.‎ ‎16．(10分)如图所示，边长L＝‎0.20 m的正方形导线框ABCD由粗细均匀的同种材料制成，正方形导线框每边的电阻R＝1.0 Ω，金属棒MN与正方形导线框的对角线长度恰好相等，金属棒MN的电阻r＝0.20 Ω.导线框放置在匀强磁场中，磁场的磁感应强度B＝0.50 T，方向垂直导线框所在平面向里．金属棒MN与导线框接触良好，且与导线框对角线BD垂直放置在导线框上，金属棒的中点始终在BD连线上．若金属棒以v＝‎4.0 m/s的速度向右匀速运动，当金属棒运动至AC的位置时，求(计算结果保留两位有效数字)：‎ ‎(1)金属棒产生的电动势大小；‎ ‎(2)金属棒MN上通过的电流大小和方向；‎ ‎(3)导线框消耗的电功率．‎ ‎17．（12分）如图1所示(俯视图)，间距为‎2L的光滑平行金属导轨水平放置，导轨一部分处在以OO′为右边界的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直导轨平面向下，导轨右侧接有定值电阻R，导轨电阻忽略不计。在距边界OO′为L处垂直导轨放置一质量为m、电阻不计的金属杆ab。‎ ‎(1)若金属杆ab固定在导轨上的初始位置，磁场的磁感应强度在时间t内由B均匀减小到零，求此过程中电阻R上产生的焦耳热Q1。‎ ‎(2)若磁场的磁感应强度不变，金属杆ab在恒力作用下在初始位置由静止开始向右运动‎3L距离，其vx的关系如图2所示。求：‎ ‎①金属杆ab在刚要离开磁场时的加速度大小；‎ ‎②此过程中电阻R上产生的焦耳热Q2。‎ ‎[]‎ ‎18．（14分）如图甲所示，表面绝缘、倾角q=30°的斜面固定在水平地面上，斜面的顶端固定有弹性挡板，挡板垂直于斜面，并与斜面底边平行。斜面所在空间有一宽度D=‎0.40m的匀强磁场区域，其边界与斜面底边平行，磁场方向垂直斜面向上，磁场上边界到挡板的距离s=‎0.55m。一个质量m=‎0.10kg、总电阻R=0.25W的单匝矩形闭合金属框abcd，放在斜面的底端，其中ab边与斜面底边重合，ab边长L=‎0.50m。从t=0时刻开始，线框在垂直cd边沿斜面向上大小恒定的拉力作用下，从静止开始运动，当线框的ab边离开磁场区域时撤去拉力，线框继续向上运动，并与挡板发生碰撞，碰撞过程的时间可忽略不计，且没有机械能损失。线框向上运动过程中速度与时间的关系如图乙所示。已知线框在整个运动过程中始终未脱离斜面，且保持ab边与斜面底边平行，线框与斜面之间的动摩擦因数m=/3，重力加速度g取‎10 m/s2。‎ ‎(1)求线框受到的拉力F的大小；‎ ‎(2)求匀强磁场的磁感应强度B的大小；‎ ‎(3)已知线框向下运动通过磁场区域过程中的速度v随位移x的变化规律满足v＝v0－（式中v0为线框向下运动ab边刚进入磁场时的速度大小，x为线框ab边进入磁场后对磁场上边界的位移大小)，求线框在斜面上运动的整个过程中产生的焦耳热Q。‎ 高二年级第六次双周练物理答案 ‎1、C 2、B 3、A 4、B 5、B 6、D 7、A 8、B ‎ ‎9、BC 10、AC 11、BC 12、ABC ‎ ‎13、(1)如图所示　(2)①向右偏转一下　②向左偏转 ‎14、①见图 ②不变　增大　0.975　478　0.268‎ ‎15、解析:(1)cd边刚进入磁场时,线框速度，线框中产生的感应电动势 ‎(2)此时线框中电流 cd两点间的电势差 ‎ ‎(3)安培力 根据牛顿第二定律mg-F=ma,由a=0‎ 解得下落高度满足 答案:(1) (2) (3)‎ ‎16、解析：(1)金属棒产生的电动势大小为 E＝BLv＝0.4 V＝0.56 V.‎ ‎(2)金属棒运动到AC位置时，导线框左、右两侧电阻并联，其并联电阻大小为R并＝1.0 Ω，根据闭合电路欧姆定律得I＝＝‎0.47 A. 根据右手定则，电流方向从N到M.‎ ‎(3)导线框消耗的功率为：P框＝I2R并＝0.22 W.‎ 答案：(1)0.56 V　(2)‎0.47 A，方向从N到M　(3)0.22 W ‎17、答案　(1)Q1＝ (2)①a＝－　 ②Q2＝ 解析　(1)磁场的磁感应强度在时间t内由B均匀减小到零，说明＝，‎ 此过程中的感应电动势E1＝＝ 通过R的电流为I1＝ 此过程中电阻R上产生的焦耳热为Q1＝IRt 解得Q1＝ ‎(2)①ab杆离起始位置的位移从L到‎3L的过程中，由动能定理可得F(‎3L－L)＝m(v－v)‎ ab杆刚要离开磁场时，感应电动势E2＝2BLv1‎ 通过R的电流为I 2＝ 安培力为F安＝2BI‎2L 解得F安＝ 由牛顿第二定律可得F－F安＝ma 解得ab在刚要离开磁场时的加速度 a＝－ ‎②ab杆在磁场中由起始位置发生位移L的过程中，根据功能关系，恒力F做的功等于ab杆增加的动能与回路产生的焦耳热之和，则FL＝mv＋Q2 解得Q2＝ ‎18、解析：(1)由v-t图象可知，在0～0.4s时间内线框做匀加速直线运动，进入磁场时的速度为v1=‎2.0m/s，所以在此过程中的加速度a==‎5.0m/s2                      ‎ 由牛顿第二定律有F-mgsinθ -m mgcosθ=ma    (2分) 解得F=1.5 N  ‎ ‎(2)由v-t图象，线框进入磁场区域后以速度v1做匀速直线运动，产生的感应电动势E=BLv1 ‎ 通过线框的电流I==    线框所受安培力F安=BIL   ‎ 线框匀速运动，由平衡条件有F=mgsinθ +μmgcosθ +    解得B=0.50T  ‎ ‎(3)由v-t图象可知，线框进入磁场区域后做匀速直线运动，并以速度v1匀速穿出磁场，说明线框的宽度等于磁场的宽度D=‎0.40m                                   ‎ 线框ab边离开磁场后做匀减速直线运动，到达档板时的位移为s-D=‎0.15m    ‎ 设线框与挡板碰撞前的速度为v2，由动能定理，有 ‎-mg(s-D)sinq-μmg(s-D)cosq= 解得v2==‎1.0 m/s ‎ 线框碰档板后速度大小仍为v2，线框下滑过程中，由于重力沿斜面方向的分力与滑动摩擦力大小相等，即mgsinθ=μmgcosθ=0.50N，因此线框与挡板碰撞后向下做匀速运动，ab边刚进入磁场时的速度为v2=‎1.0 m/s；进入磁场后因为又受到安培力作用而减速，做加速度逐渐变小的减速运动，设线框全部离开磁场区域时的速度为v3‎ 由v＝v0-得v3= v2 -=-‎1.0 m/s，‎ 因v3‎ ‎<0，说明线框在离开磁场前速度已经减为零，这时安培力消失，线框受力平衡，所以线框将静止在磁场中某位置。    (1分)‎ 线框向上运动通过磁场区域产生的焦耳热Q1=I2Rt==0.40 J       (1分)‎ 线框向下运动进入磁场的过程中产生的焦耳热Q2==0.05 J          (2分)‎ 所以Q= Q1+ Q2=0.45 J                                                (1分)‎