北京四中2020学年高二物理下学期期中考试

北京四中2020学年高二物理下学期期中考试

北京四中2020学年度第二学期期中考试高二物理试卷 ‎ ‎（试卷满分为150分，考试时间为110分钟）‎ Ⅰ卷（满分100分）‎ 一、选择题：（共15小题；每小题4分，共60分。每小题至少有一个正确答案）‎ ‎1. 关于电磁感应现象，下列说法正确的是（ ）‎ A. 只要闭合回路的磁通量不为零，回路中就有感应电流 B. 若感应电流是由原电流变化而产生的，则感应电流的方向总是与原电流的方向相反 C. 感应电动势的大小与回路中磁通量的变化率大小成正比 D. 当闭合回路的一部分导体在磁场中运动时，速度越大，则感应电流强度也越大 ‎2. 一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电流如图，则（ ）‎ A. 在A和C时刻线圈平面和磁场垂直 B. 在B和D时刻线圈平面和磁场平行 C. 从A时刻到B时刻，穿过线圈的磁通量变化率越来越大 D. 从A时刻到B时刻，穿过线圈的磁通量变化率越来越小 ‎3. 如图，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N极朝下。当磁铁向下运动时（但未插入线圈内部）（ ）‎ 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同，磁铁与线圈相互排斥 C. 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 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 ‎4. 下边是日光灯的电路图。日光灯主要由灯管、镇流器、启动器组成。下列说法正确的是（ ）‎ A. 日光灯启动时，镇流器起分压限流作用 B. 日光灯正常工作时，镇流器就不起作用了 C. 启动前卸掉启动器，不再采取其他措施，日光灯仍然可以正常启动 D. 正常工作后卸掉启动器，不再采取其他措施，日光灯仍然可以继续正常工作 ‎5. A、B两闭合线圈为同种导线绕成且匝数相同，半径rA=2rB，内有如图所示的有理想边界的匀强磁场。若磁场均匀减小，则A、B环中感应电动势之比和感应电流之比分别为 （ ）‎ A. 4：1，1：2 B. 1：1，1：‎1 ‎ C. 4：1，2：1 D. 1：1，1：2‎ ‎6. 如图所示，E为电池，L是电阻不计、自感系数足够大的线圈，D1、D2是两个规格相同的灯泡。对于这个电路，下列说法中正确的是（ ）‎ A. S刚闭合瞬间，D1、D2同时亮 B. S刚闭合瞬间，D1先亮，D2后亮 C. 闭合S待电路达到稳定后，D1熄灭，D2比S刚闭合时亮 D. 闭合S待电路达到稳定后，再将S断开时，D1闪亮一下再逐渐变暗，D2立即熄灭 ‎7. 一航天飞机下有一细金属杆，杆指向地心. 若仅考虑地磁场的影响，且不考虑磁偏角问题，则当航天飞机位于赤道上空（ ）‎ A. 由东向西水平飞行时，金属杆下端电势高 B. 由西向东水平飞行时，金属杆下端电势高 C. 由南向北水平飞行时，金属杆上端电势高 D. 由北向南水平飞行时，金属杆中没有感应电动势 ‎8. 如图所示，在x≤0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xy平面（纸面）向里，具有一定电阻的矩形线框abcd位于xy平面内，线框的ab边与y轴重合，令线框从t=0的时刻起由静止开始沿x轴正方向做匀加速运动，则线框中的感应电流I（取逆时针的电流方向为正）随时间t的变化图线I－t图可能是下图中的（ ）‎ ‎9. 如图所示，三只完全相同的灯泡a、b、c分别与电阻R、电感L、电容C串联，再将三者并联，接在220V，50Hz的交变电压两端，三只灯泡亮度相同。若将交变电压改为220V，25Hz，则（ ）‎ A. 三只灯泡亮度不变 B. 三只灯泡都将变亮 C. a亮度不变，b变亮，c变暗 D. a亮度不变，b变暗，c变亮 ‎10. 如图所示，甲图中为一理想变压器，乙图是输出电压U2的图象，已知变压器原、副线圈的匝数比为10：1，电流表的示数为‎2.0A，则（ ）‎ A. 电压表V1的示数为220V B. 变压器原线圈中电流方向在1s内改变100次 C. 电阻R实际消耗功率为40W D. 若改用比R大的电阻，原线圈中的电流会变大 ‎11. 在远距离输电中，输送的电功率为P，输电电压为U，所用两根输电导线的总电阻为r。输电线上损耗的电功率为P1，用户得到的电功率为P2，下列表达式中正确的是（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎12. 如下图所示的电路中，L是电阻不计的电感线圈，C是电容器，电键S接1待电路稳定后，将电键S改接2，则（ ）‎ A. 电容器开始放电，放电过程中回路电流逐渐增大 B. 电容器开始放电，放电过程中回路电流逐渐减小 C. 若增大电容器极板间距，电容器充放电时间不变 D. 若去掉线圈中的铁芯，电容器充放电时间会减小 ‎13. 图中MN、GH为平行、光滑的导轨，AB、CD为跨在导轨上的两根横杆，导轨和横杆均为导体。有匀强磁场垂直于导轨所在平面，方向如图。用I表示回路中的电流（ ）‎ A. 当AB不动而CD向右滑动时，I≠0且沿顺时针方向 B. 当AB向左、CD向右滑动且速度大小相等时，I=0‎ C. 当AB、CD都向右滑动且速度大小相等时，I=0‎ D. 当AB、CD都向右滑动且AB速度小于CD时，I≠0且沿逆时针方向 ‎14. 下列各种实验现象，解释正确的是（ ）‎ ‎15. 在水平放置的平行金属框架上，有根金属棒放在ab位置上。若回路中只有电阻R，金属棒与框架的电阻及摩擦阻力不计，金属棒先后两次在水平向右外力的作用下，以不同的速度匀速由图中ab位置平移到a＇b＇位置。则以下说法中正确的是（ ）‎ A. 两次通过金属棒横截面的电量相同 B. 两次水平外力的冲量相同 ‎ C. 两次水平外力做功相同 D. 两次水平外力做功的功率相同 二、填空题（共3小题；每空2分，共16分）‎ ‎16. 如图交流电，通过一个电阻为R=10.0Ω的电阻。它在1s内产生的热量Q= J，该交流电流的有效值I= A。（结果可以用根式表示）‎ ‎17. 如图是交流发电机的结构示意图，面积为‎0.1m2‎、单匝线圈ABCD在B=0.1T的匀强磁场中逆时针转动，角速度ω=100rad／s。线圈电阻r=1Ω，外接电阻R=4Ω。从图示位置开始计时，此时感应电流的方向为 （请用线圈的四个端点字母表示），线圈转动产生电动势的瞬时值表达式e= （V）；电键闭合后，伏特表的示数约为 V；从计时开始当线圈转过π/3rad，通过电阻的电量q= C。（结果保留1位有效数字）‎ ‎18. 一个100匝的闭合圆形线圈，总电阻为15Ω，面积为‎50cm2。放在匀强磁场中，线圈平面跟磁感应线方向垂直。匀强磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律如图（b）所示。设t=0时，B的方向垂直于纸面向外，如图所示。则线圈在0~4×s内的平均感应电动势的大小为 V；时的感应电势的大小为 V；‎ 三. 计算题（共2小题，共24分。要求有必要的文字说明和演算步骤，有数值计算的题必须明确写出数值与单位。）‎ ‎19. 如图所示，边长L=‎0.20m的正方形导线框ABCD由粗细均匀的同种材料制成，正方形导线框每边的电阻R0=1.0Ω，金属棒MN与正方形导线框的对角线长度恰好相等，金属棒MN的电阻r=0.20Ω。导线框放置在匀强磁场中，磁场的磁感应强度B=0.50T，方向垂直导线框所在平面向里。金属棒MN与导线框接触良好，且与导线框对角线BD垂直放置在导线框上，金属棒的中点始终在BD连线上。若金属棒以v=‎4.0m/s的速度向右匀速运动，当金属棒运动至AC的位置时，求（计算结果保留两位有效数字）：‎ ‎（1）请画出等效电路图，并标上相关物理量 ‎（2）金属棒产生的电动势大小 ‎（3）金属棒MN上通过的电流大小和方向 ‎（4）导线框消耗的电功率。‎ ‎20. 如图，足够长的U形框架的宽度l=‎0.5m，除了底端接有R=2.0Ω的电阻外，其他部分电阻不计，其所在的平面与水平面成θ=37°角，磁感应强度B=0.8T 的匀强磁场，方向垂直于导体框平面向上，一根质量为m=‎0.2kg、电阻忽略不计的导体棒MN垂直跨放在U形框架上，该导体棒与框架间的动摩擦因数μ=0.5。将导体棒由静止释放。已知：cos37°=0.8，sin37°=0.6。‎ ‎（1）求释放瞬间导体棒的加速度 ‎（2）分析导体棒此后的运动情况 ‎（3）求导体棒稳定运动时的速度 ‎（4）在导体棒稳定运动后，求再下降高度h=‎0.8m的过程中，电阻R上产生的焦耳热。‎ Ⅱ卷（共50分）‎ ‎1. 一束单色光由空气射入截面为半圆形的玻璃砖，再由玻璃砖射出，入射光线的延长线沿半径指向圆心，则在如图所示的四个光路图中，有可能用来表示上述光现象的是（ ）‎ ‎2. 如图所示，一细束红光和一细束紫光以相同的入射角i从空气射入长方体形玻璃砖的同一点，并且都直接从下表面射出，下列说法正确的是（ ）‎ A. 从上表面射入时紫光的折射角比红光的折射角小 B. 从下表面射出时紫光的折射角比红光的折射角大 C. 紫光和红光将从下表面的同一点射出 D. 从下表面射出后紫光和红光一定平行 ‎3. 光导纤维的结构如图，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播。以下关于光导纤维的说法正确的是（ ）‎ A. 内芯折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 B. 内芯折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 C. 内芯折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生折射 D. 内芯折射率与外套的相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用 ‎4. 卡文迪许扭秤是用来测定万有引力恒量的重要仪器，为了观察悬挂的石英丝发生的微小扭转形变，卡文迪许采用了光放大的原理，图中悬挂在石英丝下端的T形架的竖直杆上装一块小平面镜M，M可将由光源S射来的光线反射到弧形的刻度尺上（圆弧的圆心即在M处）。已知尺距M为‎2m，若反射光斑在尺S上移动‎2cm，则平面镜M转过的角度是 rad。‎ ‎5. ‎ 如图所示，用平行玻璃砖做测定玻璃折射率的实验。先在白纸上放好平行玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在棱镜的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2挡住。接着在眼睛所在的一侧插一枚大头针P3，P3的位置应满足 ；再插一枚大头针P4，P4的位置应满足 ，在纸上标出的大头针位置和玻璃砖轮廓如图所示。‎ ‎（1）在本题的图上画出所需的光路。‎ ‎（2）为了测出玻璃砖的折射率，需要测量的量是 ，在图上标出它们。‎ ‎（3）请用上述你标的物理量，写出计算折射率的公式是n= 。‎ ‎6. 如图所示，在方向竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场中有两条光滑固定的平行金属导轨MN、PQ，导轨足够长，间距为L，其电阻不计，导轨平面与磁场垂直，ab、cd为两根相同的、垂直于导轨水平放置的金属棒，电阻均为R，质量均为m，与金属导轨平行的水平细线一端固定，另一端与cd棒的中点连接，细线能承受的最大拉力为T，一开始细线处于伸直状态，ab棒在平行导轨的水平拉力的作用下以加速度a向右做匀加速直线运动，两根金属棒运动时始终与导轨接触良好且与导轨相垂直.‎ ‎（1）求经多长时间细线被拉断？‎ ‎（2）求细线被拉断前，对ab棒的水平拉力随时间变化关系。‎ ‎（3）若在细线被拉断瞬间撤去水平拉力，求此后，电路中产生的焦耳热?‎ ‎【参考答案】‎ Ⅰ卷 ‎1. C 2. C 3. D 4. D 5. C 6. ACD 7. AB 8. D 9. C ‎10. BC 11. BD 12. BD 13. C 14. AC 15. BC ‎16. 28；‎ ‎17. DCBA，，0.6，0.04‎ ‎18. 75，75‎ 三、简答题 ‎19. （1）金属棒产生的电动势大小为 ‎ 2分 ‎（2）金属棒运动到AC位置时，导线框左、右两侧电阻并联，其并联电阻大小为，根据闭合电路欧姆定律 ‎ 2分 根据右手定则，电流方向从N到M 1分 ‎（3）导线框消耗的功率为： 2分 ‎20. （1）；（2）加速度减小的加速运动；（3）‎5m/s；（4）0.8J Ⅱ卷（略）‎