山西大学附中2018-2019学年高二下学期3月模块诊断+物理

山西大学附中2018-2019学年高二下学期3月模块诊断+物理

山西大学附中 ‎2018～2019学年高二第二学期3月（总第二次）模块诊断 物 理 试 题 考试时间：80分钟 考查范围：电磁感应 交变电流 ‎ 一、单选题（本大题共7小题，共28分）‎ 1. 以下说法正确的是( )‎ A. 电动机铭牌上所标电流、电压为瞬时值 B. 电容器的击穿电压为所加交变电压的平均值 C. 交流电压表所示电压值为有效值 D. 保险丝的熔断电流值为最大值 2. 如图，有两根和水平方向成α角的光滑平行轨道，上端接有可变电阻R，下端足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感应强度为B。一根质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下，经过足够长的时间后，金属杆的速度，会趋近于一个最大速vm，则 ( )‎ A. 如果α变大，vm变大 ‎ B. 如果B增大，vm变大 C. 如果R变小，vm将变大 ‎ D. 如果m变小，vm将变大 3. 如图，光滑绝缘水平面上有一矩形线框处在竖直向下的匀强磁场中，ab＝2bc，开始时cd、bc均与磁场边缘平齐．第一次将线框向右以速度v1匀速拉出磁场，第二次将线框向外以速度v2匀速拉出磁场，两次操作中线框中产生的焦耳热相等，则v1∶v2等于（   ）‎ A. ‎2∶1‎ B. ‎‎1∶2‎ C. ‎1∶4‎ D. ‎‎4∶1‎ 4. 如图所示，A1、A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下列说法中正确的是（）‎ A．开关S接通时，A2灯先亮，A1灯逐渐亮，最后A1、A2一样亮 B．开关S接通时，A1、A2两灯始终一样亮 C．断开S的瞬间，流过A1的电流方向与刚闭合S时电流方向相反 D．断开S的瞬间，流过A2的电流方向与断开S前电流方向相反 5. 如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B．电阻为R、半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度ω匀速转动（O轴位于磁场边界）．则线框内产生的感应电流的有效值为（ ）‎ A. ‎2‎BL‎2‎ω‎2R B. ‎2‎BL‎2‎ω‎4RC. BL‎2‎ω‎4R D. ‎BL‎2‎ω‎2R 6. 如在PQ、QR区域是在在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场，磁场宽度均为l，磁场方向均垂直于纸面，bc边与磁场的边界P重合．导线框与磁场区域的尺寸如图所示．从t=0时刻开始线框匀速横穿两个磁场区域．以a→b→c→d→e→f为线框中有电动势的正方向．以下四个ε-t关系示意图中正确的是（　　）‎ A. B. C. D. ‎ 1. 如图所示，一个质量为M、长为L的铜管用细线悬挂在天花板上，现让一强磁铁(可视为质点)从铜管上端由静止下落，强磁铁在下落过程中与铜管不接触，在强磁铁穿过铜管过程中( ) ‎ A. 铜管中没有感应电流 B. 整个系统机械能守恒 C. 细线中的拉力F=Mg D. 强磁铁穿过铜管的时间t>‎‎2Lg 二、多选题（本大题共6小题，共24分）‎ 2. 如图甲所示，理想变压器的原、副线圈共接有四个规格完全相同的小灯泡，在原线圈所在电路的A、B端输入的交流电的电压如图乙所示，四个灯泡均正常发光。下列说法正确的是（）‎ A. 原、副线圈的匝数比‎3:1‎ B. 灯泡的额定电压为‎55V C. 原线圈两端的电压为220V D. 若灯泡L‎2‎的灯丝被烧断，则灯泡L‎ ‎‎1‎将变暗 3. 如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是()‎ A．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变小 B．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大 C．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A1示数变大 D．若闭合开关S，则电流表A1示数变大、A2示数变小 4. 如图所示，固定的竖直光滑U型金属导轨，间距为L，上端接有阻值为R的电阻，处在方向水平且垂直于导轨平面、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m、电阻为r的导体棒与劲度系数为k的固定轻弹簧相连放在导轨上，导轨的电阻忽略不 计。初始时刻，弹簧处于伸长状态，其伸长量为x‎1‎‎=‎mgk，此时导体棒具有竖直向上的初速度，在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。则下列说法正确的是() ‎ A. 初始时刻导体棒受到的安培力大小B‎2‎L‎2‎v‎0‎R B. 初始时刻导体棒加速度的大小‎2g+‎B‎2‎L‎2‎v‎0‎m(R+r)‎ C. 导体棒往复运动，最终静止时弹簧处于压缩状态 D. 导体棒开始运动直到最终静止的过程中，电阻R上产生的焦耳热‎1‎‎2‎mv‎0‎‎2‎+‎‎2‎m‎2‎g‎2‎k 1. 如图所示，在平面上有两条相互垂直且彼此绝缘的长通电直导线，以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系。四个相同的闭合圆形线圈在四个象限中完全对称放置，两条长直导线中电流大小与变化情况相同，电流方向如图所示，当两条导线中的电流都开始均匀增大时，四个线圈a、b、c、d中感应电流的情况是（　　）‎ A. 线圈a中有感应电流 B. 线圈b中有感应电流 C. 线圈c中有顺时针方向的感应电流 D. 线圈d中有逆时针方向的感应电流 2. 在匀强磁场中，一矩形金属线框在匀强磁场中绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示，则下列说法正确的是（　　）‎ A. t=0.01s时穿过线框的磁通量最大 B. t=0.01s时穿过线框的磁通量变化率最大 C. 该线框匀速转动的角速度大小为‎100πrad/s D. 电动势瞬时值为22V时，线圈平面与中性面的夹角可能为‎45‎‎∘‎ 3. ‎7．如图所示，电阻不计、间距为L的光滑平行金属导轨水平放置于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，导轨左端接一定值电阻R。质量为m、电阻为r的金属棒MN置于导轨上，受到垂直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动，外力F与金属棒速度v的关系是F=+kv（、k是常量），金属棒与导轨始终垂直且接触良好。金属棒中感应电流为i，受到的安培力大小为，电阻R两端的电压为，感应电流的功率为P，它们随时间t变化图像可能正确的有()‎ 三、计算题（本大题共4小题，共48分,每题12分）‎ 1. 如图所示，一个半径为r的半圆形线圈，以直径ab为轴匀速转动，转速为n，ab的左侧有垂直于纸面向里(与ab垂直)的匀强磁场，磁感应强度为B.M和N是两个集流环，负载电阻为R，线圈、电流表和连接导线的电阻不计，求：‎ ‎(1)感应电动势的最大值；‎ ‎(2)从图示位置起转过90度的时间内，负载电阻R上产生的热量；‎ ‎(3)从图示位置起转过90度的时间内，通过负载电阻R的电荷量；‎ ‎(4)电流表的示数．‎ 2. 图为一输电系统，A地有一台升压变压器，B地有一台匝数比为10∶1的降压变压器，使120盏标有“120V,100W”的灯正常工作，A、B两地输电线的电阻是20Ω，求：‎ ‎(1)升压变压器输出端的电压．‎ ‎(2)若不用变压器，要在B地得到同样大小的电流和电功率，那么在A地要用多大的电压将电能输出？‎ ‎(3)两情况下输电线上损耗功率之比是多少？‎ 3. 为m的导体棒a从h高处由静止起沿足够长的光滑导电轨道滑下，另一质量也为m的导体棒b静止在宽为L的光滑水平导轨上，在水平轨道区域有垂直于轨道平面向上的匀强磁场磁感应强度为B，如图所示，（a、b导体棒不会相碰）。试求：‎ ‎（1）a、b导体棒的最终速度V ‎ ‎（2）回路中最多能产生多少焦耳热Q ‎（3）流过a棒的电荷量q.‎ ‎ (4)若a、b棒的电阻均为R，a棒进入磁场后，a、b棒的相对位移。‎ 1. 如图所示，该装置由水平轨道、倾角θ＝37°的倾斜轨道连接而成，轨道所在空间存在磁感应强度大小为B＝0.1T、方向竖直向上的匀强磁场。质量m＝0.035kg、长度L＝1m、电阻R＝0.025Ω的导体棒ab置于倾斜轨道上，刚好不下滑；质量、长度、电阻与棒ab相同的光滑导体棒cd置于水平轨道上，用恒力F＝2.0N拉棒cd，使之在水平轨道上向右运动。棒ab、cd与导轨垂直，且两端与导轨保持良好接触，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，取g＝10m/s2。 （1）求棒ab与导轨间的动摩擦因数μ；‎ ‎（2）求当棒ab刚要向上滑动时cd棒速度v的大小；‎ ‎（3）若从cd棒刚开始运动到ab棒刚要上滑的过程中，cd棒在水平轨道上移动的距离里x＝0.55m，求此过程中ab棒上产生的热量Q。‎ 山西大学附中 ‎2018～2019学年高二第二学期3月（总第二次）模块诊断 物理参考答案 一、 单选题 ‎1、C 2、A 3、B 4、C 5、C 6、C 7、D 二、多选题 ‎8、ABD 9、ABD 10、BCD 11、AC 12、ACD 13、BC 三、计算题 ‎14题 解：（1）线圈绕轴匀速转动时，在电路中产生如图所示的交变电流． 此交变电动势的最大值为 ‎（2）在转动1/4周期内导体一直切割磁感线，则产生的热量 ‎（3）在线圈从图示位置转过1/4转的时间内，电动势的平均值为 通过R的电荷量 ‎（4）设此交变电动势在一个周期内的有效值为E′，由有效值的定义得故电流表的示数为 ‎15题 ‎(1)1400V (2)2120V (3)1:100‎ ‎16题 ‎(1)‎对ab由机械能守恒得：mgh=‎1‎‎2‎mv‎0‎‎2‎，解得：v‎0‎‎=‎‎2gh；‎ 两杆最终速度相等，由动量守恒得：mv‎0‎=2mv，解得：v=‎gh‎2‎；‎ ‎(2)‎由能量守恒得：‎Q=mgh-‎1‎‎2‎×2mv‎2‎=‎1‎‎2‎mgh ‎(3)‎对cd杆由动量定理：BIL×t=mv-0‎，故q=I⋅t=‎m‎2gh‎2BL；‎ ‎(4)x=‎ ‎17题 解：（1）当ab刚好不下滑，由平衡条件得：mgsin37°=μmgcos37° 则 μ=tan37°=0.75  ；                                        （2）设ab刚好要上滑时,由法拉第电磁感应定律E=BLv    ‎ 设电路中的感应电流为I，由闭合电路欧姆定律有I=‎E‎2R ‎ 设ab所受安培力为F安，有F安=BIL 由平衡条件有: F安cos37°=mgsin37°+μ（mg cos37°+Fsin37°）        代入数据解得：F安‎=‎24‎‎7‎mg 又F安‎=‎B‎2‎L‎2‎v‎2R，代入数据解得v =6.0m/s； （3）由能量守恒有Fx-2Q=‎1‎‎2‎mv‎2‎，   代入数据得：Q=0.235J。‎