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文档介绍
物理卷·2019届吉林省长春市十一高中高二上学期期末考试(2018-01)
长春市十一高中2017-2018学年度高二上学期期末考试 物 理 试 题 第Ⅰ卷(共 56 分) 一、选择题:本题共14小题,每小题4分.在每小题给出的四个选项中,第1-9题只有一 项符合题目要求,第10-14题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得 2分,有选错的得0分。 1.关于电和磁现象,以下说法中正确的是( ) A.自感电动势的方向总是与原电流方向相反 B.回旋加速器中的电场不仅使带电粒子加速还使带电粒子偏转 C.低频扼流圈对低频交流电阻碍作用很大,对高频交流电阻碍作用很小 D.法拉第最先发现电磁感应现象,发电机就是根据电磁感应现象制成的 2.如图所示,三角形线圈abc与长直导线MN彼此绝缘并靠近,线圈面积被分为相等的两部分,MN接通电源瞬间电流由M流向N,则关于接通瞬间的下列说法中正确的是( ) A.在abc中无感应电流 B.有感应电流,方向 a—b—c C.有感应电流,方向 a—c—b D.线圈abc所受的磁场力合力为零 3.如图所示,孤立点电荷+Q固定在正方体的一个顶点上,与+Q相邻的三个顶点分别是A、B、C,下列说法中正确的是( ) A. A、B、C三点的场强相同 B.A、B、C三点的电势相等 C.A、B、C三点所在的平面为一个等势面 D.将电荷量为+q的检验电荷由A点沿直线移动到B点过程中电势能始终保持不变 4. 如图所示,水平光滑的平行金属导轨,左端接有电阻R,匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内,质量一定的金属棒PQ垂直导轨放置.今使棒以一定的初速度v0向右运动,当其通过位置a、b时,速率分别为va、vb,到位置c时棒刚好静止,设导轨与棒的电阻均不计,a到b与b到c的间距相等,则金属棒在由a到b和由b到c的两个过程中 ( ) A.回路中产生的内能相等 B. 棒运动的加速度相等 C.安培力做功相等 D.通过棒横截面积的电荷量相等 5.如图所示的电路中,电源电动势为E,内电阻为r,L为小灯泡(其灯丝电阻可以视为不变),R1和R2为定值电阻,R3为光敏电阻,其阻值的大小随照射光强度的增强而减小.闭合开关S后,将照射光强度增强,则( ) A.电路的路端电压将增大 B.灯泡L将变暗 C.R2两端的电压将增大 D.R1两端的电压将增大 6.如图,MN为铝质薄平板,铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场(未画出).一带电粒子从紧贴铝板上表面的P点垂直于铝板向上射出,从Q点穿越铝板后到达PQ的中点O.已知粒子穿越铝板时,其动能损失一半,速度方向和电荷量不变.不计粒子重力.铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为( ) A.1 B. C.2 D. 7.如图所示,在电容器C的两端接有一个圆环形导体回路,在圆环回路所围的面积之内存在着垂直纸面向里的匀强磁场B,已知圆环的半径r=5cm,电容器的电容C=20μF,当磁场B以2×10﹣2T/s的变化率均匀增加时,则电容器的( ) A.a板带正电,电荷量为π×10﹣9C B.a板带负电,电荷量为﹣π×10﹣9C C.a板带正电,电荷量为π×10﹣6C D.a板带负电,电荷量为﹣π×10﹣6C 8.如图所示,等腰直角三角形AOB内部存在着垂直纸面向外的匀强磁场,OB在x轴上,长度为2L.纸面内一边长为L的正方形导线框的一边在x轴上,沿x轴正方向以恒定的速度穿过磁场区域.规定顺时针方向为导线框中感应电流的正方向,t=0时刻导线框正好处于图示位置.则下面四幅图中能正确表示导线框中感应电流i随位移x变化的是( ) A. B. C. D. 9 .如图所示,abcd是一个质量为m,边长为L的正方形金属线框.如从图示位置自由下落,在下落h 后进入磁感应强度为B的磁场,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处还有一个宽度也为L的未知磁场,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2B B.未知磁场的磁感应强度是B C.线框在穿过这两个磁场的过程中产生的电能为4mgL D.线框在穿过这两个磁场的过程中产生的电能为2mgL 10.图甲为一台小型发电机示意图,产生的感应电动势随时间变化如图乙所示.已知发电机线圈的匝数为10匝,电阻r=2Ω,外电路的小灯泡电阻恒为R=6Ω,电压表、电流表均为理想电表.下列说法正确的是( ) A.电压表的读数为3V B.电流表读数0.5A C.1秒内流过小灯泡的电流方向改变25次 D. 线圈在转动过程中,磁通量最大为 11.如图甲,理想变压器的原线圈接入图乙所示的正弦交流电,两个阻值均为10Ω的定值电阻R串联接在副线圈两端,理想交流电压表示数为5.0V,则( ) A.变压器的输入功率为110W B.原副线圈匝数比为n1:n2=44:1 C.副线圈中交流电的频率为50Hz D.原线圈电压u1瞬时值表达式为u1=311sin100πt(V) 12.如图所示,A、B是两盏完全相同的白炽灯,L是直流电阻不计、自感系数很大的自感线圈,如果断开电键S1,闭合S2,A、B两灯都能同样发光.如果最初S1是闭合的,S2是断开的.那么,可能出现的情况是( ) A.刚闭合S2瞬间,A灯就立即亮,而B灯则延迟一段时间才亮 B.刚闭合S2瞬间,线圈L中的电流大于B灯的电流 C.闭合S2时,A、B同时亮,然后A灯更亮,B灯由亮变暗 D.闭合S2稳定后,再断S2时,A灯立即熄灭,B灯闪亮一下再熄灭 13.如图所示是远距离输电示意图,电站的输出电压恒定为U1=250V,输出功率P1=100kW,输电线电阻R=8Ω.则进行远距离输电时,下列说法中正确的是( ) A. 若电站的输出功率突然增大,则降压变压器的输出电压减小 B.若电站的输出功率突然增大,则升压变压器的输出电压增大 C.输电线损耗比例为5%时,所用升压变压器的匝数比 D.用10000 V高压输电,输电线损耗功率为800W 14.利用霍尔效应制作的霍尔元件,广泛应用于测量和自动控制等领域.如图是霍尔元件的工作原理示意图,磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下,通入图示方向的电流I,C、D两侧面会形成电势差UCD,下列说法中正确的是( ) A.仅增大C、D间的宽度时,电势差UCD变大 B.若该霍尔元件是自由电子定向运动形成的电流,则电势差UCD<0 C.在测定地球赤道上方的地磁场强弱时,元件的工作面应保持水平 D.仅增大磁感应强度时,电势差UCD变大 第Ⅱ卷(6小题,共54分) 二、 实验题:共2小题,每空2分,共计 14 分.请将解答填写在答题卡相应的位置. 15.用一主尺最小分度为1mm,游标上有20个分度的游标卡尺测量一工件的长度,结果如图甲所示,可以读出此工件的长度为 mm;图乙是用螺旋测微器测量某一金属丝的直径时的示数,此读数为 mm. 16.某同学研究小灯泡的伏安特性,所使用的器材有: 小灯泡L(额定电压3.8V,额定电流0.32A) 电压表V(量程3V,内阻RV=3kΩ) 电流表A(量程0.5A,内阻约为0.5Ω) 固定电阻R0(阻值1000Ω) 滑动变阻器R(阻值0~9.0Ω) 电源E(电动势5V,内阻不计)开关S;导线若干. (1)要求能够实现在0~3.8V范围内对小灯泡电压进行测量,画出实验电路原理图. (2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图(a)所示. 由实验曲线可知,随着电流的增加小灯泡的电阻 (填“增大”“不变”或“减小”),灯丝的电阻率 (填“增大”“不变”或“减小”). (3)用另一电源E0(电动势4V,内阻1.00Ω)和题中所给器材连接成图(b)所示的电路图,调节滑动变阻器R的阻值,可以改变小灯泡的实际功率.闭合开关S,在R的变化范围内,小灯泡的最小功率为 W,最大功率为 W.(结果均保留2位小数) 三、选择题:计算题:本题共4小题,共计 40 分。解答计算题部分应写出必要的文字说,明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的 题答案中必须明确写出数值和单位。 17.(8分)如图所示,线圈的面积是0.1m2,共50匝,线圈电阻为r=1Ω,外接电阻R=9Ω,匀强磁场的磁感应强度,当线圈以的转速匀速旋转时,求: (1)若从中性面开始计时,写出线圈感应电动势的瞬时表达式. (2)电路中电压表示数是多少? 18.(10分)如图1所示,一个圆形线圈的匝数n=100匝,线圈面积S=0.2m2,线圈的电阻r=1Ω,线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻,把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中,磁感应强度随时间的变化规律如图2所示.求 (1)在0~4s内穿过线圈的磁通量变化量; (2)前4s内产生的感应电动势; (3)6s内通过电阻R的电荷量q. 19.(12分)如图甲所示,电阻不计的两根平行光滑金属导轨相距L=0.5 m,导轨平面与水平面的夹角θ=30°,导轨的下端PQ间接有R=8 Ω电阻.相距x=6m的MN和PQ间存在磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场.磁感应强度B随时间t的变化情况如图乙所示.将导体棒ab垂直放在导轨上,导体棒ab接入电路部分阻值为r=2 Ω,使导体棒从t=0时由静止释放,t=1 s时导体棒恰好运动到MN,开始匀速下滑.g取10m/s2.求: (1)0~1s内回路中的感应电动势; (2)导体棒ab的质量; (3)0~2s时间内导体棒所产生的热量. 20.(10分)如图所示,虚线OC与y轴的夹角θ=60°,在此角范围内有一方向垂直于xOy平面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场.虚线OC与x轴所夹范围内有一沿x轴正方向、电场强度大小为E的匀强电场.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子a(不计重力)从y轴的点M(0,L)沿x轴的正方向射入磁场中.求: (1)要使粒子a从OC边界离开磁场后竖直向下垂直进入匀强电场,经过匀强电场后从x轴上的P点(图中未画出)离开,则该粒子射入磁场的初速度v1为多大? (2)若大量粒子a同时以从M点沿xOy平面的各个方向射入磁场中,则从OC边界最先射出的粒子与最后射出的粒子的时间差. 物理参考答案 说明:本卷满分110分。计算题如其他解法正确均给分。 1. D 2.C 3.B 4.D 5.D 6.D 7.A 8.B 9.C 10.ABD 11.CD 12.CD 13.ACD 14.BD 15. 52.35(2分) 0.697+0.001(2分) 16.(1) (3)当滑动变阻器阻值全部接入时,灯泡的功率最小,将R等效为电源内阻,则电源电动势为4V,等效内阻为10Ω;则有:U=4﹣10r;作出电源的伏安特性曲线如图a中实线所示;由图可知,灯泡电压为U=1.8V,电流I=230mA=0.23A,则最小功率P=UI=1.8×0.23=0.41W; 答案为:(1)如图所示;(2)增大;增大;(3)0.38~0.42;1.15~1.20. 17.(8分)解:(1)若从中性面开始计时,线圈中感应电动势的瞬时值表达式为:e=Emsinωt. 其中ω=2πn=10πrad/s, (1分) Em=NBSω=50××0.1×10π=100V, (1分) 故线圈中感应电动势的瞬时值表达式为:e=100sin10πt ( V ) (2分) (2)电动势的有效值为:E===50V (2分) 电压表的示数为 (2分) 18.(10分)解:(1)根据磁通量定义式Φ=BS,那么在0~4s内穿过线圈的磁通量变化量为: △Φ=(B2﹣B1)S=(0.4﹣0.2)×0.2Wb=4×10﹣2Wb; (2分) (2)由图象可知前4 s内磁感应强度B的变化率为: =T/s=0.05 T/s 4 s内的平均感应电动势为:E=nS=100×0.05×0.2 V=1V. (4分) (3) 电路中的平均感应电流为:= (1分) q=t (1分) 又因为 (1分) 所以 (1分) 19.(12分)解:(1)0﹣1s内,磁场均匀变化,由法拉第电磁感应定律有: E1==S 由图象得 =2T/s,且 S=Lx=3m2 代入解得:E1=6V (2分) (2)导体棒从静止开始做匀加速运动,加速度 a=gsinθ=10×0.5=5m/s2 (1分) t=1s末进入磁场区域的速度为 v=at1=5×1=5m/s (1分) 导体棒切割磁感线产生的电动势 E2=BLv=2×0.5×5V=5V (1分) 根据导体棒进入磁场区域做匀速运动,可知导体受到的合力为零,有: mgsinθ=F安=BIL (1分) 根据闭合电路欧姆定律有:I= (1分) 联立以上各式得:m=0.1kg (1分) (3)在0~1s内回路中产生的感应电动势为 E1=6V 根据闭合电路欧姆定律可得 I1==0.6A (1分) 1s~2s内,导体棒切割磁感线产生的电动势为 E2=5V 根据闭合电路欧姆定律可得 I2==0.5A (1分) 0~2s时间内导体棒所产生的热量 Q=+ (1分) 代入数据解得 Q=1.22J (1分) 20. (10分) 解:(1)粒子a竖直向下穿过OC,在磁场中轨迹圆心如图为O1, OO1=Rcotθ,OO1=L﹣R 得粒子圆周运动的轨道半径R=① (1分) 由洛伦兹力提供圆周运动向心力有:② (1分) 由①②两式解得:③ (2分) (2)由 解得: (1分) 粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为: (1分) 最后出磁场的粒子从OC边上的E点射出,弦ME最长为直径,ME=2R2=,在磁场中运动的时间为: (1分) MF为垂直OC的一条弦,则MF为最短的弦,从F点射出的粒子运动时间最短,此时轨迹圆心为O2,由三角形关系得: sin,所以可得α=30° 此粒子的运动时间最短 (1分) 时间差为△t=t1﹣t2= (2分)查看更多