2017-2018学年浙江省宁波诺丁汉大学附属中学高二上学期期中考试物理试题

2017-2018学年浙江省宁波诺丁汉大学附属中学高二上学期期中考试物理试题

宁波诺丁汉大学附属中学 ‎2017-2018学年度第一学期期中考试 高二年级 物理试题卷 答卷时间：90分钟 满分：100 ‎ 一、单项选择题（每题只有一个正确答案。10小题，每题3分，共30分）‎ ‎1．如图甲所示为法拉第在研究电磁感应时用过的线圈，其工作原理如图乙所示，则实验中不会使电流表指针发生偏转的是(　　)‎ A．保持开关闭合 B．开关闭合瞬间 C．开关断开瞬间 D．移动变阻器滑片 ‎2．弹簧振子的质量是2 kg，当它运动到平衡位置左侧2 cm 时，受到的回复力是4 N，当它运动到平衡位置右侧4 cm 时，它的加速度是(　　)‎ A．2 m/s2，向右 B．2 m/s2，向左 C．4 m/s2，向右 D．4 m/s2，向左 ‎3．穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟均匀地减少2 Wb，则(　　)‎ A．线圈中感应电动势每秒钟增加2 V B．线圈中感应电动势每秒钟减少2 V C．线圈中无感应电动势 D．线圈中感应电动势保持不变 N S ‎4．如图所示，闭合线圈正上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N极朝下但未插入线圈内部。当磁铁向上运动时（ ）‎ A．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引 B．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引 C．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥 D．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥 ‎5．两根相互平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场中，在导轨上与导轨接触良好的导体棒AB和CD可以自由滑动。当AB在外力F作用下向右运动时，下列说法中正确的是(　　)‎ A．导体棒CD内有电流通过，方向是D→C B．导体棒CD内有电流通过，方向是C→D C．磁场对导体棒CD的作用力向左 D．磁场对导体棒AB的作用力向右 ‎6．两个弹簧振子，甲的固有频率是100 Hz，乙的固有频率是400 Hz，若它们均在频率是200 Hz的驱动力作用下做受迫振动，则振动稳定后(　　)‎ A．甲的振幅较大，振动频率是100 Hz B．乙的振幅较大，振动频率是200 Hz C．甲的振幅较大，振动频率是200 Hz D．乙的振幅较大，振动频率是400 Hz ‎7.一正弦交变电流的电压随时间变化的规律如图所示。由图可知该交变电流(　　)‎ A．周期为0.125 s B．电压的有效值为10 V C．电压的最大值为20 V D．电压瞬时值的表达式为u＝10sin 8πt(V)‎ ‎8．某水电站通过总电阻为2.5Ω的输电线输电给500 km 外的用户，其输出电功率是3×106 kW。现用500 kV 电压输电，则下列说法正确的是(　　)‎ A．输电线上输送的电流大小为2.0×105 A B．输电线上由电阻造成的电压损失为15 kV C．若改用5 kV电压输电，则输电线上损失的功率为9×108 kW D．输电线上损失的功率为ΔP＝U2/r，U为输电电压，r为输电线的电阻 ‎9．如图所示是研究自感实验的实物电路，L1、L2是两个规格相同的小灯泡，L为自感线圈，闭合开关S，调节滑动变阻器R，使两个灯泡的亮度相同，然后断开开关S，则(　　)‎ A．闭合开关S，L1、L2都逐渐变亮 B．闭合开关S，L2立刻变亮，L1逐渐变亮 C．闭合开关S稳定后，L仍有自感电动势 D．闭合开关S稳定后，断开S，L没有自感电动势 ‎10．矩形导线框abcd放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变化的图象如图所示。设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，选项图中能正确反映线框ab边所受的安培力F随时间t变化的图象是(规定ab边所受的安培力向左为正)(　　)‎ 二、不定项选择题（每题至少有一个正确答案，错选不得分，选不全得2分，全对得4分，6小题，共24分）‎ ‎11．如图所示，接在交流电源上的电灯泡正常发光，以下说法正确的是(　　)‎ A．把电介质插入电容器，灯泡变亮 B．增大电容器两板间的距离，灯泡变亮 C．减小电容器两板间的正对面积，灯泡变暗 D．使交变电流频率减小，灯泡变暗 ‎12．一质点做简谐运动，其位移x与时间t的关系图象如图所示，由图可知(　　)‎ A．质点振动的频率是4 Hz B．质点振动的振幅是2 cm C．t＝3 s时，质点的速度最大 D．在t＝3 s时，质点的振幅为零 ‎13．摆球质量相等的甲、乙两单摆悬挂点高度相同，其振动图象如图所示。选悬挂点所在水平面为重力势能的参考面，由图可知(　　)‎ A．甲、乙两单摆摆长之比是4∶9‎ B．ta时刻甲、乙两单摆的摆角相等 C．tb时刻甲、乙两单摆的势能差最大 D．tc时刻甲、乙两单摆的速率相等 ‎14．理想变压器原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u随时间t变化的规律如图所示，原、副线圈匝数比＝100，副线圈只接入一个R＝10 Ω的电阻，则(　　)‎ A．与电阻R并联的电压表示数为3.11 V B．流过电阻R的电流最大值为0.311 A C．变压器的输入功率为0.484 W D．一个周期内，电阻R上产生的热量为9.68×10－3 J ‎15．如图是一弹簧振子，O为平衡位置，则振子从a→O运动的过程中，下列说法正确的是(　　)‎ A．位移不断减小 B．速度不断减小 C．加速度不断减小 D．弹簧的弹性势能不断增大 ‎16．如图所示，先后以速度v1和v2匀速把一矩形线圈拉出有界匀强磁场区域，v1＝2v2，在先后两种情况下(　　)‎ A．线圈中的感应电流之比I1∶I2＝2∶1‎ B．线圈中的感应电流之比I1∶I2＝1∶2‎ C．线圈中产生的焦耳热之比Q1∶Q2＝4∶1‎ D．通过线圈某截面的电荷量之比q1∶q2＝1∶1‎ 三、填空实验题（共3小题，每空2分，共16分）‎ ‎17．（1）在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，为使小球的摆动尽量符合简谐运动，下面关于本实验的控制和测量必要的是（ ）‎ A．摆球密度稍大一点 B．摆角要尽量大 C．测量周期时为了提高精度应该在最低点计时 D．摆线可用轻且有弹性的细绳 ‎ ‎（2）实验时用游标卡尺测量摆球直径，示数如图所示，该摆球的直径d= 　 cm ‎（3）某小组改变摆线长度l0，测量了多组数据．在进行数据处理时，甲同学把摆线长l0作为摆长，直接利用公式求出各组重力加速度值再求出平均值；乙同学作出T2﹣l0图象后求出斜率，然后算出重力加速度．两同学处理数据的方法对结果的影响是：甲　 　，乙　 　（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）．‎ ‎18． (1)如图所示的是“研究电磁感应现象”的实验装置．‎ ‎①将图中所缺导线补接完整.‎ ‎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，那么合上开关后线圈A迅速从线圈B中拔出时，电流计指针将 （选填“向右偏”、“向左偏”或“不偏转”）.‎ ‎19.某学生选用匝数可调的可拆变压器来“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验时，原线圈接在学生电源上，用多用电表测量副线圈的电压.‎ ‎①下列操作正确的是 ‎ A．原线圈接直流电压，电表用直流电压挡 B．原线圈接直流电压，电表用交流电压挡 C．原线圈接交流电压，电表用直流电压挡 D．原线圈接交流电压，电表用交流电压挡 ‎②该学生继续做实验，在电源电压不变的情况下,先保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压增大；然后再保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压 （选填“增大”、“减小”或“不变”）.‎ 四、计算题（共3小题，共30分，写出必要的文字说明和主要方程，只写答案不给分）‎ ‎20. （10分）)轻质细线吊着一质量为m＝0.32 kg、边长为L＝0.8 m、匝数n＝10的正方形线圈，总电阻为r＝1 Ω.边长为的正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧，如图甲所示，磁场方向垂直纸面向里，大小随时间变化关系如图乙所示，从t＝0开始经t0时间细线开始松弛，取g＝10 m/s2.求：‎ ‎(1)在前t0时间内线圈中产生的电动势；‎ ‎(2)在前t0时间内线圈的电功率；‎ ‎(3)t0的值．‎ ‎21.（10分）如图甲所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ被固定在水平面上，导轨间距L=0.6m，两导轨的左端用导线连接电阻R1及理想电压表，电阻r=2Ω的金属棒垂直于导轨静止在AB处；右端用导线连接电阻R2，已知R1=2Ω，R2=1Ω，导轨及导线电阻均不计．在矩形区域CDEF内有竖直向上的磁场，CE=0.2m，磁感应强度随时间的变化如图乙所示．在t=0时刻开始，对金属棒施加一水平向右的恒力F，从金属棒开始运动直到离开磁场区域的整个过程中电压表的示数保持不变．求：‎ ‎（1）t=0.1s时电压表的示数；‎ ‎（2）恒力F的大小；‎ ‎（3）从t=0时刻到金属棒运动出磁场的过程中整个电路产生的热量Q；‎ ‎22.（10分）间距为l=0.5m两平行金属导轨由倾斜部分和水平部分平滑连接而成，如图所示，倾斜部分导轨的倾角θ=30°，上端连有阻值R=0.5Ω的定值电阻且倾斜导轨处于大小为B1=0.5T、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。水平部分导轨足够长，图示矩形虚线框区域存在大小为B2=1T、方向竖直向上的匀强磁场，磁场区域的宽度d=3m。现将质量m=0.1kg、内阻r=0.5Ω、长l=0.5m的导体棒ab从倾斜导轨上端释放，达到稳定速度v0后进入水平导轨，当恰好穿过B2磁场时速度v=2m/s，已知导体棒穿过B2磁场的过程中速度变化量与在磁场中通过的距离满足（比例系数k未知），运动过程中导体棒始终与导轨垂直并接触良好，不计摩擦阻力和导轨电阻。求：‎ ‎（1）导体棒ab的速度v0；‎ ‎（2）导体棒ab穿过B2磁场过程中通过R的电荷量及导体棒ab产生的焦耳热；‎ ‎（3）若磁场B1大小可以调节，其他条件不变，为了使导体棒ab停留在B2磁场区域，B1需满足什么条件。‎ ‎2017-2018学年度第一学期期中考试 高二物理参考答案 一、单项选择题（每题只有一个正确答案。10小题，每题3分，共30分）‎ 题目 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ 答案 A A D C B C B B B D 二、不定项选择题（每题至少有一个正确答案，错选不得分，选不全得2分，全对得4分，6小题，共24分）‎ 题目 ‎11‎ ‎12‎ ‎13‎ ‎14‎ ‎15‎ ‎16‎ 答案 ACD BC AC BCD AC AD 三、填空实验题（共3小题，每空2分，共16分）‎ ‎17．（1）AC （2） 2.98cm；（3）偏小　，　无影响 ‎18.①将图中所缺导线补接完整如图.‎ ‎ ②___向左______ ‎ ‎19. ① ___D______ ② ___减小______‎ 四、计算题（共3小题，共30分，写出必要的文字说明和主要方程，只写答案不给分）‎ ‎20.答案答案　(1)0.4 V　(2)0.16 W　(3)2 s 解析　(1)由法拉第电磁感应定律得 E＝n＝n××()2＝10××()2×0.5 V＝0.4 V.‎ ‎(2)I＝＝0.4 A，P＝I2r＝0.16 W.‎ ‎(3)对线圈受力分析可知，当细线松弛时有：‎ F安＝nBt0I＝mg，I＝ Bt0＝＝2 T 由图像知：Bt0＝1＋0.5t0(T)，‎ 解得t0＝2 s.‎ ‎21. 解：（1）设磁场宽度为d=CE，在0--0.2s的时间内，有 ‎, …… （2分）‎ 此时，R1与金属棒r并联，再与R2串联 ‎ ……………………………（2分）‎ ‎（2）金属棒进入磁场后，有 ‎ …………………………………………… （1分）‎ ‎…………………………………………… （1分）‎ 由于金属棒进入磁场后电压表示始终不变，所以金属棒作匀速运动，有 ‎ …………………………………………………… （1分）‎ ‎（3）金属棒在0~0.2s的运动时间内，有 ‎ ……………………………………… （1分）‎ 金属棒进入磁场后，因电压表示数保持不变，故切割磁感线速度v不变 ‎………………………………………（1分）‎ 根据能量转化规律 ‎ …………………………………………… （1分）‎ ‎22.（10分）【解析】（1）当导体棒ab运动稳定后，做匀速运动，由平衡条件知，‎ ‎（1分）‎ ab产生的感应电动势（1分）‎ 感应电流 联立得（1分）‎ ‎（2）穿过B2磁场过程中通过R的电荷量 联立得1.5C（1分）‎ 设穿过B2磁场过程中产生的总焦耳热为Q，则由能量守恒定律知 ‎（1分）‎ 导体棒ab产生的焦耳热 联立得Q=1.5 J（1分）‎ ‎（3）根据题意有，，则若导体棒ab以速度v′通过B2磁场时与在磁场中通过的距离x′满足（1分）‎ 导体棒ab在B1磁场中达到稳定速度时，由平衡条件知 ‎（1分）‎ 又 联立得（1分）‎ 根据题意，‎ 联立以上二式并代入数据得T。（1分）‎