物理卷·2018届四川省成都外国语学校高二下学期期中考试（2017-04）

物理卷·2018届四川省成都外国语学校高二下学期期中考试（2017-04）

成都外国语学校2016—2017学年度下期期中考试 高二物理试卷 命题人：熊安国 审题人：熊安国 注意事项：‎ ‎ 1、本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分；‎ ‎ 2、本堂考试100分钟，满分100分；‎ ‎ 3、答题前，考生务必先将自己的姓名、考号填写在答题卡上，并使用2B铅笔填涂；‎ ‎4、考试结束后，将答题卡交回.‎ 第Ⅰ卷 选择题部分 一、选择题（本题共13个小题，每小题有一个或多个符合题意的选项，请你将正确选项填涂在答题卡上相应位置，选对不全得2分，全部选对得3分，不选或错选不得分）‎ ‎1．在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是(　　)‎ ‎ A．将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化 ‎ B．在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化 ‎ C．将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化 ‎ D．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化 ‎2．有一种自行车，它有能向自行车车头灯泡供电的小型发电机，其原理示意图如图甲所示；图中N、S是一对固定的磁极，磁极间有一固定在绝缘转轴上的矩形线圈，转轴的一端有一个与自行车后轮边缘接触的摩擦轮。如图乙所示，当车轮转动时，因摩擦而带动摩擦轮转动，从而使线圈在磁场中转动而产生电流给车头灯泡供电。关于此装置，下列说法正确的是(　　)‎ ‎ A．自行车匀速行驶时线圈中产生的是直流电 ‎ B．小灯泡亮度与自行车的行驶速度无关 ‎ C．知道摩擦轮和后轮的半径，就可以知道后轮转一周的时间里摩擦轮转动的圈数 ‎ D．线圈匝数越多，穿过线圈的磁通量的变化率越大 ‎3．如图甲所示，一单匝圆形闭合导线框半径为r，线框电阻为R，连接一交流电流表(内阻不计)。线框内充满匀强磁场，已知该磁场磁感应强度B随时间按正弦规律变化，如图乙所示(规定向下为B的正方向)，则下列说法正确的是(　　)‎ ‎ A．0.005 s时线框中的感应电流最大 ‎ B．0.01 s时线框中感应电流方向从上往下看为逆时针方向 ‎ C．0.015 s时电流表的示数为零 ‎ ‎ D．0～0.02 s内闭合导线框上产生的热量为 ‎4．如图所示，变压器输入有效值恒定的电压，副线圈匝数可调，输出电压通过输电线送给用户(电灯等用电器)，R表示输电线的电阻，则(　　)‎ ‎ A．用电器增加时，变压器输出电压增大 ‎ B．要提高用户的电压，滑动触头P应向上滑 ‎ C．用电器增加时，输电线的热损耗减少 ‎ D．用电器增加时，变压器的输入功率减小 ‎5．如图所示为物理实验室某风扇的风速挡位变换器电路图，它是一个可调压的理想变压器，其中接入交流电的电压有效值U0＝220 V，n0＝2 200匝，挡位1、2、3、4对应的线圈匝数分别为220匝、550匝、1 100匝、2 200匝。电动机M的内阻r＝4 Ω，额定电压为U＝220 V，额定功率P＝110 W。下列判断正确的是(　　)‎ ‎ A．当选择挡位3时，电动机两端电压为110 V ‎ B．当挡位由3变换到2时，电动机的功率增大 ‎ C．当选择挡位2时，电动机的热功率为1 W ‎ D．当选择挡位4时，电动机的输出功率为110 W ‎6．一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线(振幅A与驱动力频率f的关系)如图所示，则(　　)‎ A．此单摆的固有周期约为0.5 s ‎ B．此单摆的摆长约为1 m C．若摆长增大，单摆的固有频率增大 ‎ D．若摆长增大，共振曲线的峰将向右移动 ‎7．如图甲所示为以O点为平衡位置，在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子，图乙为这个弹簧振子的振动图像，由图可知下列说法中正确的是(　　)‎ A．在t＝0.2 s时，弹簧振子的加速度为正向最大 B．在t＝0.1 s与t＝0.3 s两个时刻，弹簧振子在同一位置 C．在t＝0到t＝0.2 s时间内，弹簧振子做加速度增大的减速运动 D．在t＝0.6 s时，弹簧振子有最小的弹性势能 ‎8．在均匀介质中，一列沿x轴正向传播的横波，其波源O在第一个周期内的振动图象如右下图所示，则该波在第一个周期末的波形图是(　　)‎ ‎9．在xOy平面内有一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为2 m/s，振幅为A。M、N是平衡位置相距2 m的两个质点，如图所示。在t＝0时，M通过其平衡位置沿y轴正方向运动，N位于其平衡位置上方最大位移处。已知该波的周期大于1 s。则(　　)‎ A．该波的周期为s B．在t＝ s时，N的速度一定为2 m/s C．从t＝0到t＝1 s，M向右移动了2 m D．从t＝ s到t＝ s，M的动能逐渐增大 ‎10．图甲为一列简谐横波在t＝0.10 s时刻的波形图，P是平衡位置在x＝1.0 m处的质点，Q是平衡位置在x＝4.0 m处的质点；图乙为质点Q的振动图象，振动周期为0.2 s，下列说法正确的是(　　)‎ A．在t＝0.10 s时，质点Q向y轴正方向运动 B．在t＝0.25 s时，质点P的加速度方向与y轴正方向相同 C．从t＝0.10 s到t＝0.25 s，质点P通过的路程为30 cm D．质点Q简谐运动的表达式为y＝0.10sin10πt(国际单位制)‎ ‎11．如图所示，E为电池，L是电阻可忽略不计、自感系数足够大的线圈，D1、D2是两个规格相同的灯泡，S是控制电路的开关．对于这个电路，下列说法错误的是（ ）‎ A．刚闭合S的瞬间，通过D1、D2的电流大小相等 B．刚闭合S的瞬间，通过D1、D2的电流大小不相等 C．闭合S待电路达到稳定，D1熄灭，D2比原来更亮 D．闭合S待电路达到稳定，再将S断开瞬间，D2立即熄灭，D1闪亮一下 再熄灭 ‎12．两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，底端接阻值为R的电阻。将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒与导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，如图所示。除电阻R外其余电阻不计。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则(　　)‎ A．释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度g B．金属棒向下运动时，流过电阻R的电流方向为a→b C．金属棒的速度为v时，所受的安培力大小为F＝ D．电阻R上产生的热量等于金属棒重力势能的减少量 ‎13．为了测量某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a＝1 m、b＝0.2 m、c＝0.2 m，左、右两端开口，在垂直于前、后面的方向加磁感应强度为B＝1.25 T的匀强磁场，在上、下两个面的内侧固定有金属板M、N作为电极，污水充满装置以某一速度从左向右匀速流经该装置时，测得两个电极间的电压U＝1 V。且污水流过该装置时受到阻力作用，阻力f＝kLv，其中比例系数k＝15 N·s/m2，L为污水沿流速方向的长度，v为污水的流速。下列说法中正确的是(　　)‎ A．金属板M电势不一定高于金属板N的电势 B．污水中离子浓度的高低对电压表的示数也有一定影响 C．污水的流量(单位时间内流出的污水体积)Q＝0.16 m3/s D．为使污水匀速通过该装置，左、右两侧管口应施加的压强差为Δp＝1500 Pa 第Ⅱ卷（非选择题 共61分）‎ 注意事项：‎ ‎1．答题前，考生先在答题卡上用直径0.5毫米的黑色墨水签字笔将自己的姓名，准考证号填写清楚。‎ ‎2．请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，在试卷上作答无效。‎ 二、实验探究题：本题共2小题，共16分 ‎14．（8分）在“利用单摆测定重力加速度”的实验中，只要测出多组单摆的摆长l和运动周期T，作出T2-l图象，就可以求出当地的重力加速度。某同学根据实验数据作出的图象如图甲所示。‎ ‎（1）由图象求出的重力加速度g = ___m/s2。（取π2=9.87，结果保留三位有效数字）‎ ‎（2）理论上T2-l图象应是一条过坐标原点的直线，造成图象不过坐标点的原因可能是_________。‎ A．以摆线长代替摆长（漏了小球半径）‎ B．以摆线长+小球直径代替摆长（多加了小球半径）‎ ‎（3）用游标为50分度的游标卡尺测小球的直径时应选择测脚__________（填图中的A或B）；‎ ‎（4）游标卡尺示数如图乙所示，由图读出小球的直径为 _____________mm。‎ ‎15．（8分）某同学要用电阻箱和电压表测量某水果电池组的电动势和内阻，考虑到水果电池组的内阻较大，为了提高实验的精度，需要测量电压表的内阻。实验室中恰好有一块零刻度在中央的双向电压表，该同学便充分利用这块表，设计了如图所示的实验电路，既能实现对该电压表的内阻的测量，又能利用该表完成水果电池组电动势和内阻的测量。他用到的实验器材有：待测水果电池组(电动势约4 V，内阻约50 Ω)、双向电压表(量程为2 V，内阻约为2 kΩ)、电阻箱(0～9999 Ω)、滑动变阻器(0～200 Ω)、一个单刀双掷开关及若干导线。‎ ‎(1)该同学按如图所示电路图连线后，首先利用半偏法测出了电压表的内阻。请完善测量电压表内阻的实验步骤：‎ ‎①将R2的滑片滑至最左端，将S拨向1位置，将电阻箱R1阻值调为0；‎ ‎②调节R2的滑片，使电压表示数达到满偏；‎ ‎③保持________不变，调节R1，使电压表的示数达到________；‎ ‎④读出电阻箱的阻值，记为R1，则电压表的内阻RV＝________。‎ ‎(2)若测得电压表内阻为2 kΩ，可分析此测量值应________真实值。(填“大于”“等于”或“小于”)‎ ‎(3)接下来测量电源电动势和内阻，实验步骤如下：‎ ‎①将开关S拨至________(填“1”或者“2”)位置，将R2的滑片移到最________端，不再移动；‎ ‎②调节电阻箱的阻值，使电压表的示数达到一合适值，记录电压表的示数和电阻箱的阻值；‎ ‎③重复第二步，记录多组电压表的示数和对应的电阻箱的阻值。‎ ‎(4)若将电阻箱与电压表并联后的阻值记录为R，作出－图象。则可消除系统误差，如图所示，其中横轴截距为b，斜率为k，则电动势为________，内阻为________。‎ 三、计算题：本题共4个小题，共45分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值运算的题，答案中必须明确写出数值和单位。‎ ‎16．（10分）如图，两平行金属导轨位于同一水平面上，相距l，左端与一电阻R相连；整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向竖直向下。一质量为m的导体棒置于导轨上，在水平外力作用下沿导轨以速率v匀速向右滑动，滑动过程中始终保持与导轨垂直并接触良好。已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g，导轨和导体棒的电阻均可忽略。求 ‎ (1)电阻R消耗的功率；‎ ‎ (2)水平外力的大小。‎ ‎17．（10分）某同学设计一个发电测速装置，工作原理如图所示。一个半径为R＝0.1 m的圆形金属导轨固定在竖直平面上，一根长为R的金属棒OA，A端与导轨接触良好，O端固定在圆心处的转轴上。转轴的左端有一个半径为r＝R/3的圆盘，圆盘和金属棒能随转轴一起转动。圆盘上绕有不可伸长的细线，下端挂着一个质量为m＝0.5 kg的铝块。在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向右的匀强磁场，磁感应强度B＝0.5 T。a点与导轨相连，b点通过电刷与O端相连。测量a、b两点间的电势差U可算得铝块速度。铝块由静止释放，下落h＝0.3 m时，测得U＝0.15 V。(细线与圆盘间没有相对滑动，金属棒、导轨、导线及电刷的电阻均不计，重力加速度g＝10 m/s2)‎ ‎ (1)测U时，与a点相接的是电压表的“正极”还是“负极”？‎ ‎ (2)求此时铝块的速度大小；‎ ‎ (3)求此下落过程中铝块机械能的损失。‎ ‎18．（12分）电磁缓速器是应用于车辆上以提高运行安全性的辅助制动装置，其工作原理是利用电磁阻尼作用减缓车辆的速度。电磁阻尼作用可以借助如下模型讨论：如图所示，将形状相同的两根平行且足够长的铝条固定在光滑斜面上，斜面与水平方向夹角为θ。一质量为m的条形磁铁滑入两铝条间，恰好匀速穿过，穿过时磁铁两端面与两铝条的间距始终保持恒定，其引起电磁感应的效果与磁铁不动，铝条相对磁铁运动相同。磁铁端面是边长为d的正方形，由于磁铁距离铝条很近，磁铁端面正对两铝条区域的磁场均可视为匀强磁场，磁感应强度为B，铝条的高度大于d，电阻率为ρ，为研究问题方便，铝条中只考虑与磁铁正对部分的电阻和磁场，其他部分电阻和磁场可忽略不计，假设磁铁进入铝条间以后，减少的机械能完全转化为铝条的内能，重力加速度为g。‎ ‎ (1)求铝条中与磁铁正对部分的电流I；‎ ‎ (2)若两铝条的宽度均为b，推导磁铁匀速穿过铝条间时速度v的表达式；‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎19．（13分）相距L＝1.5m的足够长金属导轨竖直放置，质量为m1＝1kg的金属棒ab和质量为m2＝0.27kg的金属棒cd均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上，如图（a）所示，虚线上方磁场方向垂直纸面向里，虚线下方磁场方向竖直向下，两处磁场磁感应强度大小相同。ab棒光滑，cd棒与导轨间动摩擦因数为μ＝0.75，两棒总电阻为1.8Ω，导轨电阻不计。ab棒在方向竖直向上，大小按图（b）所示规律变化的外力F作用下，从静止开始，沿导轨匀加速运动，同时cd棒也由静止释放。‎ ‎（1）指出在运动过程中ab棒中的电流方向和cd棒受到的安培力方向；‎ ‎（2）求出磁感应强度B的大小和ab棒加速度大小；‎ ‎（3）已知在2s内外力F做功40J，求这一过程中两金属棒产生的总焦耳热；‎ ‎（4）判断cd棒将做怎样的运动，求出cd棒达到最大速度所需的时间t0，并在图（c）中定性画出cd棒所受摩擦力fcd随时间变化的图像。‎ B B b d a c 图（a）‎ t O fcd 图（c）‎ F/N ‎14.6‎ ‎1‎ t/s ‎10‎ ‎11‎ ‎12‎ ‎13‎ ‎14‎ ‎2‎ 图（b）‎ 成都外国语学校2016—2017学年度下期期中考试 高二物理卷答案 命题人：熊安国 审题人：熊安国 一、选择题（本题共13个小题，每小题有一个或多个符合题意的选项，请你将正确选项填涂在答题卡上相应位置，选对不全得2分，全部选对得3分，不选或错选不得分）‎ ‎1.D 2.C 3.D 4.B 5.A 6.B 7.BC 8.D 9.D 10.BD 11.B 12.AC 13.CD ‎14．（8分）(1) 9.87m/s2    (2) A      (3) B    (4) 21.14mm ‎15．（8分）(1)③R2 半偏(或1 V) ④R1 (2)大于 (3)①2 左 (4) 1/b 1/kb 三、计算题：本题共4个小题，共45分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值运算的题，答案中必须明确写出数值和单位。‎ ‎16．（10分）解析：(1)导体切割磁感线运动产生的电动势为E＝Blv，根据欧姆定律，闭合回路中的感应电流为I＝ ‎ 电阻R消耗的功率为P＝I2R，联立可得P＝ ‎ (2)对导体棒受力分析，受到向左的安培力和向左的摩擦力，向右的外力，三力平衡，故有 F安＋μmg＝F，F安＝BIl＝B··l，故F＝＋μmg ‎ 答案　(1)　(2)＋μmg ‎17．（10分）解析　(1)由右手定则知，金属棒产生的感应电动势的方向由O→A，故A端电势高于O端电势，与a点相接的是电压表的“正极”。‎ ‎ (2)由电磁感应定律得 ‎ U＝E＝① ΔΦ＝BR2Δθ②‎ ‎ 又Δθ＝ωΔt③‎ ‎ 由①②③得：U＝BωR2‎ ‎ 又v＝rω＝ωR 所以v＝＝2 m/s ‎ (3)ΔE＝mgh－mv2 ΔE＝0.5 J ‎ 答案　(1)正极　(2)2 m/s　(3)0.5 J ‎18．（12分）解析　(1)磁铁在铝条间运动时，两根铝条受到的安培力大小相等均为F安，有 ‎ F安＝IdB①‎ ‎ 磁铁受到沿斜面向上的作用力为F，其大小有 F＝2F安②‎ ‎ 磁铁匀速运动时受力平衡，则有 F－mgsin θ＝0③‎ ‎ 联立①②③式可得I＝④‎ ‎ (2)磁铁穿过铝条时，在铝条中产生的感应电动势为E，有E＝Bdv⑤‎ ‎ 铝条与磁铁正对部分的电阻为R，由电阻定律有 R＝ρ⑥‎ ‎ 由欧姆定律有 I＝⑦‎ ‎ 联立④⑤⑥⑦式可得 v＝⑧‎ 答案　(1)　(2)v＝　‎ ‎19．（13分）解析（1）在运动过程中ab棒中的电流方向向左（b→a），cd棒受到的安培力方向垂直于纸面向里。 ‎ ‎（2）经过时间t，金属棒ab的速率 ‎ 此时，回路中的感应电流为 ‎ 对金属棒ab，由牛顿第二定律得 ‎ 由以上各式整理得： ‎ 在图线上取两点： ，‎ 代入上式得 B＝1.2T ‎ ‎ （3）在2s末金属棒ab的速率 ‎ 所发生的位移 ‎ ‎ 由动能定律得 又 ‎ 联立以上方程，解得 ‎ ‎ ‎(4) cd棒先做加速度逐渐减小的加速运动，当cd棒所受重力与滑动摩擦力相等时，速度达到最大；后做加速度逐渐增大的减速运动，最后停止运动。 ‎ 图（c）‎ t/s O fcd m2g ‎2‎ 当cd棒速度达到最大时，有 ‎ 又 ‎ ‎ ‎ 整理解得 ‎ ‎ fcd随时间变化的图像如图（c）所示。 ‎