【物理】福建省龙岩市连城县第一中学2019-2020学年高二下学期期中考试试题

【物理】福建省龙岩市连城县第一中学2019-2020学年高二下学期期中考试试题

连城一中2019-2020学年下学期高二年级半期考 物理试卷 ‎(考试时间：90分钟 满分：100分)‎ 一、选择题（本大题共14小题，每小题4分，共56分。在每小题列出的四个选项中，第1-10题只有一项是最符合题目要求的;第11-14题有多项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0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．物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”．如图，她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环．闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起．某同学另找来器材再探究此实验．他连接好电路，经重复实验，线圈上的套环均未动．对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是(　　)‎ A．线圈接在了直流电源上 B．电源电压过高 C．所选线圈的匝数过多 D．所用套环的材料与老师的不同 ‎3．如图所示，弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁。如果在磁铁的下端的水平桌面上放一个固定的闭合线圈，并使磁极上下振动，磁铁在向下运动的过程中，下列说法正确的(　 　)‎ A．线圈给它的磁场力先向上再向下 B．线圈给它的磁场力先向下再向上 C．线圈给它的磁场力始终向下 D．线圈给它的磁场力始终向上 ‎4.如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab以水平初速度v0抛出，设在整个过程中棒的方向不变且不计空气阻力，则在金属棒运动过程中产生的感应电动势大小变化情况是(　　)‎ A．保持不变　　　　　 B．越来越小 C． 越来越大 D．无法判断 ‎5．如图所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长la＝3lb，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则(　　)‎ A．两线圈内产生顺时针方向的感应电流 B．a、b线圈中感应电动势之比为9∶1‎ C．a、b线圈中感应电流之比为3∶4‎ D．a、b线圈中电功率之比为3∶1‎ ‎6．如图所示的电路中，P为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U1不变，闭合开关S，下列说法正确的是(　　)‎ A．P向下滑动时，灯L变亮 B．P向下滑动时，变压器的输出电压变大 C．P向上滑动时，变压器的输入电流变小 D．P向上滑动时，变压器的输出功率变大 ‎7．如图所示，图甲和图乙是演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈。实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终灯A2与灯A3的亮度相同。下列说法正确的是（　 　）‎ A．图甲中，A1的电阻比L1的直流电阻小 B．图甲中，断开开关S1瞬间,流过A1的电流方向自右向左 C．图乙中，变阻器R连入电路的电阻比L2的直流电阻大 D．图乙中，闭合开关S2瞬间，L2中的电流与变阻器R中的电流相等 ‎8．如图所示,一个有矩形边界的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。一个三角形闭合导线框,由位置1(左)沿纸面匀速运动到位置2(右)。取线框刚到达磁场边界的时刻为计时起点(t=0),规定逆时针方向为电流的正方向,则下图中能正确反映线框中电流与时间关系的是（　）‎ ‎ ‎ ‎9.如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有两根金属棒，其中金属棒PQ固定不动，金属棒MN可自由移动，下列说法正确的是(　 　)‎ A.当MN在外力的作用下向左匀速运动时，PQ受到的磁场力水平向左 B.当MN在外力的作用下向左减速运动时，PQ受到的磁场力水平向左 C．当MN在外力的作用下向左匀速运动时，N端电势高于M端，Q端电势高于P端 D．当MN在外力的作用下向左加速运动时，N端电势高于M端，Q端电势高于P端 ‎10．如图所示，足够长的光滑金属导轨MN、PQ平行放置，且都倾斜着与水平面成θ角，在导轨的最上端M、P之间接有电阻R，不计其他电阻，导体棒ab从导轨的最底端冲上导轨，当没有磁场时，ab上升的最大高度为H；若存在垂直导轨平面的匀强磁场，ab上升的最大高度为h.在两次运动过程中ab都与导轨保持垂直，且初速度都相等．关于上述情景，下列说法正确的是(　 　)‎ A．两次上升的最大高度相比较有H＜h B．有磁场时导体棒所受合力做的功大于无磁场时合力做的功 C．有磁场时，电阻R产生的热量为mv D．有磁场时，ab上升过程的最小加速度为gsin θ ‎11．如图所示，电阻不计的正方形导线框abcd处于匀强磁场中，线框绕中心轴OO′匀速转动时，产生的电动势e＝200cos (100πt) V。线框的输出端与理想变压器原线圈相连，副线圈连接着一只“20 V、8 W”的灯泡，且灯泡能正常发光，电路中熔断器熔断电流为0.4 A，熔断器与输电导线的电阻忽略不计。下列判断正确的是（ ）‎ a b c d n1‎ B O′‎ O 熔断器 n2‎ A．t＝0 s时刻的线框中磁通量变化率最大 B．理想变压器原、副线圈匝数之比为10∶1‎ C．若副线圈两端并联多只“20 V、8 W”的灯泡，则最多不能超过10只 D．若线框转速减半，产生的电动势e＝100cos (100πt) V ‎12．如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，图中电表均为理想电表，R、L和D分别是光敏电阻(其阻值随光强增大而减小)、电感线圈和灯泡。原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压u，下列说法正确的是(　 　)‎ A．电压表的示数为V B．电压u的频率为50 Hz C．有光照射R时，电流表的示数变大 D．抽出L中的铁芯，D灯变亮 ‎13. 在光滑的水平面上方，有两个磁感应强度大小均为B，方向相反的水平匀强磁场，如图所示．PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大．一个边长为a、质量为m、电阻为R的金属正方形线框，以速度v垂直磁场方向从如图实线位置开始向右运动，当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中时，线框的速度为v/2，则下列说法正确的是(　 　)．‎ A．此过程中通过线框截面的电荷量为 B．此过程中回路产生的电能为mv2‎ C．此时线框的加速度为 D．此时线框中的电功率为 ‎14．如图所示，U形光滑金属导轨水平放置在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，导轨间距为L，在导轨右端连接有一个阻值为R的定值电阻。有一根长为L的导体棒ab与固定在O点的绝缘轻弹簧相连后垂直放置在导轨上，弹簧原长时导体棒ab在图中的虚线位置。现施外力将弹簧压缩一定的距离后松开，导体棒ab在导轨上往复运动最后停在虚线处。已知弹簧初始被压缩时储存的弹性势能为Ep，在运动过程中导体棒ab与导轨始终接触良好，导体棒ab的电阻r＝R，导轨电阻不计，则下列说法中正确的是(　 　)‎ A．导体棒ab向右运动时安培力做负功，向左运动时做正功 B．导体棒ab全程克服安培力做的功等于回路中产生的焦耳热的一半 C．导体棒ab在运动过程中能产生交变电流 D．定值电阻产生的总热量为弹性势能Ep的一半 二、计算题（3小题，共44分。解答时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。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）‎ ‎15．(12分)如图所示，某发电机的输出功率为5×104 W，输出电压为250 V，输电线路总电阻R=60 Ω，理想升压变压器的匝数比n1：n2=1：20，为使用户获得220 V电压，求：‎ ‎（1）输电线路损失的功率为多大？‎ ‎（2）降压变压器的匝数比是多少？‎ ‎16．(12分)如图所示，匀强磁场的磁感应强度B＝0.5 T，边长L＝0.1 m的正方形线圈共N＝100匝，线圈总电阻r＝1 Ω，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OOʹ匀速转动，转速为r/s，外电路中的电阻R＝4 Ω，图示位置线圈平面与磁感线平行，求：‎ ‎(1)线圈转动一周产生的总热量Q；‎ ‎(2)从图示位罝开始线圈转过周的时间内通过R的电荷量q ‎17.(20分)如图，电阻可忽略的光滑平行金属导轨长s＝1.15 m，两导轨间距L＝0.75 m，导轨倾角为30°，导轨上端ab接一阻值R＝1.5 Ω的电阻，磁感应强度B＝0.8 T的匀强磁场垂直轨道平面向上．阻值r＝0.5 Ω，质量m＝0.2 kg的金属棒与轨道垂直且接触良好，从轨道上端ab处由静止开始下滑至底端，在此过程中金属棒产生的焦耳热Q1＝0.1 J．(取g＝10 m/s2)求：‎ ‎(1)金属棒在此过程中克服安培力的功W安；‎ ‎(2)金属棒下滑速度v＝2 m/s时的加速度a.‎ ‎(3)为求金属棒下滑的最大速度vm，有同学解答如下：由动能定理，W重－W安＝mv，…….由此所得结果是否正确？若正确，说明理由并完成本小题；若不正确，给出正确的解答．‎ ‎【参考答案】‎ 一、选择题（每题4分，漏选2分，共56分）‎ 题号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ 答案 D ‎ D D A B D B 题号 ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ ‎11‎ ‎12‎ ‎13‎ ‎14‎ 答案 A B D AB BCD BD CD 二计算题（共3题，共44分，解答要写出主要的运算过程和必要的文字说明）‎ ‎15.(12分)解：（1）由 = 得，U2=5×103 V……………………...........…（2分）‎ P2=P1 ………………………………………………………………………...（2分）‎ 输电线上的电流I2= =10 A …………………………………………………….（2分）‎ 输电线上的电压损失△P= I22R=6×103 W …………………………………………（2分）‎ ‎（2）降压变压器的输入电压U3=U2﹣I2R=4400 V ……………………………………（2分）‎ ‎ = = ....................................................................................（2分）‎ ‎16．(12分) 【解析】(1)线圈转动的角速度，（1分）‎ ‎（1分）‎ 感应电动势的最大值（2分）‎ 感应电动势的有效值（1分）‎ 线圈转动一周内产生的总热量（2分）‎ ‎（或感应电流的有效值 ，线圈转动一周内产生的总热量 也可得分）‎ ‎(2)转过的圆心角，‎ 该时间内磁通量的变化量（1分）‎ ‎（1分）‎ ‎（1分）‎ ‎（1分）‎ 计算可得：q=5×10-2C（1分）（直接写的扣2分）‎ ‎17.(20分)解析　(1)下滑过程中安培力的功即为在电阻上产生的焦耳热，‎ 由于R＝3r，因此QR＝3Qr＝0.3 J（2分）‎ 故W安＝Q＝QR＋Qr＝0.4 J（2分）‎ ‎(2)金属棒下滑时受重力和安培力 F安＝BIL（1分）‎ ‎（1分）‎ E=BLv（1分）‎ 由牛顿第二定律mgsin 30°－F安＝ma（2分）‎ 计算可得a＝g sin 30°－v＝3.2 m/s2（2分）‎ ‎（直接写F安=v的扣2分）‎ ‎(3)此解法正确．（3分）‎ 金属棒下滑时受重力和安培力作用，其运动满足 mgsin 30°－F安＝ma 由（2）得F安=v 上式表明，加速度随速度增加而减小，棒做加速度减小的加速运动．无论最终是否达到匀速，当棒到达斜面底端时速度一定为最大．由动能定理可以得到棒的末速度，因此上述解法正确．（分析过程3分，意思达到即可）‎ mgs sin 30°－Q＝mv得vm＝2.74 m/s（3分）‎ 答案　(1)0.4 J　(2)3.2 m/s2　(3)见解析 ‎