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文档简介
云南省玉溪市师院附中20172018学年高二期中考试高二物理本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共100分,考试时间120分钟。学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________题号一二三四总分得分分卷II一、单选题(共8小题,每小题3.0分,共24分)1.如图所示,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是竖直平面内三个相同的半圆形光滑轨道,K为轨道最低点,Ⅰ处于匀强磁场中,Ⅱ和Ⅲ处于匀强电场中,三个完全相同的带正电小球a、b、c从轨道最高点自由下滑至第一次到达最低点K的过程中,下列说法正确的是()A.在K处球a速度最大B.在K处球b对轨道压力最大C.球b需要的时间最长D.球c机械能损失最多2.关于线圈在匀强磁场中转动产生的正弦交变电流,下列说法正确的是()A.线圈平面每经过中性面一次,感应电流方向就改变一次,感应电动势方向不变B.线圈转动一周,感应电流的方向一定改变一次C.线圈平面每经过中性面一次,感应电流和感应电动势方向都改变一次D.线圈转动一周,感应电流和感应电动势方向一定都改变一次3.云室中存在强磁场,a、b两带电粒子沿相同方向进入云室,偏转轨迹如图所示,关于两粒子带电性质,下列说法正确的是()A.均带正电荷B.均带负电荷C.a带正电荷,b带负电荷D.a带负电荷,b带正电荷4.正三角形ABC的三个顶点处分别有垂直于三角形平面的无限长直导线,导线中通有恒定电流,方向如图所示,a、b、c三点分别是正三角形三边的中点,若A、B、C三处导线中的电流分别为I、2I、3I,已知无限长直导线在其周围某一点产生的磁场磁感应强度B的大小与电流成正比,与电流到这一点的距离成反比,即B=k,则a、b、c三点的磁感应强度大小关系为()A.a点最大B.b点最大C.c点最大D.b,c两点一样大5.如图为“电流天平”,可用于测定磁感应强度.在天平的右端挂有一矩形线圈,设其匝数为N,底边cd长L,放在垂直于纸面向里的待测匀强磁场中,且线圈平面与磁场垂直.当线圈中通入如图方向的电流I时,调节砝码使天平平衡.若保持电流大小不变,使电流方向反向,则要在天平右盘加质量为m的砝码,才能使天平再次平衡.则磁感应强度B的大小为()A.B.C.D.6.如图所示,一带负电的离子束沿图中箭头方向通过两磁极间时,它受的洛伦兹力方向()A.向下B.向上C.指向S极D.指向N极7.如图所示,单匝矩形线圈的一半放在有界匀强磁场中,中心轴线OO′与磁场边界重合,线圈绕中心轴线按图示方向(从上向下看逆时针方向)匀速转动,t=0时刻线圈平面与磁场方向垂直,规定电流方向沿abcd为正方向,则图中能表示线圈内感应电流随时间变化规律的是()A.B.C.D.8.如图所示,两平行光滑金属导轨固定在绝缘斜面上,导轨间距为L,劲度系数为k的轻质弹簧上端固定,下端与水平直导体棒ab相连,弹簧与导轨平面平行并与ab垂直,直导体棒垂直跨接在两导轨上,空间存在垂直导轨平面斜向上的匀强磁场.闭合开关K后导体棒中的电流为I,导体棒平衡时,弹簧伸长量为x1;调转图中电源极性使棒中电流反向,导体棒中电流仍为I,导体棒平衡时弹簧伸长量为x2.忽略回路中电流产生的磁场,则磁感应强度B的大小为()A.B.C.D.二、多选题(共4小题,每小题4.0分,共16分)9.(多选)有一电路连接如图所示,理想变压器初级线圈接电压一定的交流电源,则下列说法中正确的是()A.只将S1从2拨向1时,电流表示数变小B.只将S2从4拨向3时,电流表示数变小C.只将S3从断开变为闭合,变压器的输入功率减小D.只将变阻器R3的滑动触头上移,变压器的输入功率减小10.(多选)磁体与磁体、磁体与通电导体、通电导体与通电导体间的相互作用,以下示意图正确的是()A.磁体⇌⇌磁体B.磁体⇌⇌通电导体C.通电导体⇌⇌通电导体D.通电导体⇌⇌通电导体11.(多选)一矩形线圈在匀强磁场中转动,产生的感应电动势e=220sin100πt(V),则()A.交流电的频率是100πHzB.t=0时线圈位于中性面C.交流电的周期是0.02sD.t=0.05s时,e有最大值12.(多选)如图所示,匀强磁场的方向竖直向下,磁场中有光滑的水平桌面,在桌面上平放着内壁光滑的试管,试管开口向里,试管底部有一带电小球.在水平拉力F作用下,试管向右匀速运动,带电小球能从试管口处飞出,则()A.小球带负电B.小球运动的轨迹是一条抛物线C.洛伦兹力对小球做正功D.维持试管匀速运动的拉力F应逐渐增大分卷II三、实验题(共2小题,每小题10.0分,共20分)13.如图所示,一热敏电阻RT放在控温容器M内;A为毫安表,量程6mA,内阻为数十欧姆;E为直流电源,电动势约为3V,内阻很小;R为电阻箱,最大阻值为999.9Ω;S为开关.已知RT在95℃时的阻值为150Ω,在20℃时的阻值为550Ω.现要求在降温过程中测量在95~20℃之间的多个温度RT的阻值.(1)在图中画出连线,完成实验原理电路图.(2)完成下列实验步骤中的填空:①依照实验原理电路图连线.②调节控温容器M内的温度,使得RT的温度为95℃.③将电阻箱调到适当的阻值,以保证仪器安全.④闭合开关,调节电阻箱,记录电流表的示数I0,并记录________.⑤将RT的温度降为T1(20℃<T1<95℃);调节电阻箱,使得电流表的读数________,记录________.⑥温度为T1的热敏电阻的电阻值RT1=________.⑦逐步降低T1的数值,直至20℃为止;在每一温度下重复步骤⑤⑥.14.利用如图所示实验装置来验证机械能守恒定律.通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落,下落过程中小铁球经过光电门B时,毫秒计时器(图中未画出)记录下小铁球的挡光时间t.实验前调整光电门位置,使小铁球下落过程中,小铁球球心垂直细激光束通过光电门,当地重力加速度为g.(1)为了验证小铁球下落过程中机械能是否守恒,还需要测量的物理量是________.A.A点距地面的高度HB.A、B之间的距离hC.小铁球从A到B的下落时间tABD.小铁球的直径d(2)小铁球通过光电门时的瞬时速度v=____________;要验证小铁球下落过程中机械能是否守恒,只需验证等式________是否成立即可(用实验中测得物理量的符号表示).四、计算题(共4小题15.发电机输出功率为100kW,输出电压是250V,用户需要的电压是220V,输电线电阻为10Ω.若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的4%,试求:(1)画出此输电线路的示意图;(2)在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比;(3)用户得到的电功率是多少?16.如图,两条相距l的光滑平行金属导轨位于同一水平面(纸面)内,其左端接一阻值为R的电阻,一与导轨垂直的金属棒置于两导轨上.在电阻、导轨和金属棒中间有一面积为S的区域,区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁场,磁感应强度大小B1随时间t的变化关系为B1=kt,式中k为常量;在金属棒右侧还有一匀强磁场区域,区域左边界MN(虚线)与导轨垂直,磁场的磁感应强度大小为B0,方向也垂直于纸面向里.某时刻,金属棒在一外加水平恒力的作用下从静止开始向右运动,在t0时刻恰好以速度v0越过MN,此后向右做匀速运动.金属棒与导轨始终相互垂直并接触良好,它们的电阻均忽略不计.求(1)在t=0到t=t0时间间隔内,流过电阻的电荷量的绝对值;(2)在时刻t(t>t0)穿过回路的总磁通量和金属棒所受外加水平恒力的大小.17.有一台内阻为1Ω的发电机,供给一个学校照明用电,如图所示,升压变压器的匝数比为1∶4,降压变压器的匝数比为4∶1,输电线的总电阻R=4Ω,全校共22个班,每班有“220V,40W”的电灯6盏,若保证电灯全部正常发光,求:(1)发电机输出功率多大?(2)发电机电动势多大?(3)输电效率是多少?(4)若使用灯数减半且正常发光,发电机输出功率是否减半?18.如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=0.5T,边长L=10cm的正方形线圈abcd共100匝,线圈电阻r=1Ω,线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动,角速度ω=2πrad/s,外电路电阻R=4Ω,求:(1)转动过程中感应电动势的最大值;(2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60°角时的瞬时感应电动势;(3)由图示位置转过60°角的过程中产生的平均感应电动势;(4)交流电压表的示数;(5)线圈转动一周外力所做的功;(6)从图示位置起,周期内通过R的电荷量为多少?
云南省玉溪市师院附中20172018学年高二期中考试高二物理答案解析1.【答案】C【解析】对a小球受力分析可知,,所以;对b球受力分析可得,,所以;对c球受力分析可知,所以;由于a球在磁场中运动,磁场力对小球不做功,整个过程中小球的机械能守恒;b球受到的电场力对小球做负功,到达最低点时的速度的大小最小,所以b球的运动的时间也长,所以A错误,C正确;c球受到的电场力对小球做正功,到达最低点时球的速度大小最大,所以c球的机械能增加,c球对轨道压力最大,所以B错误,D错误.2.【答案】C【解析】当线圈在匀强磁场中转动产生交变电流时,线圈平面每经过中性面一次,感应电流与感应电动势方向均改变一次,转动一周,感应电流方向改变两次.故选C.3.【答案】C【解析】由图可知,a粒子轨迹向上偏转,所受洛伦兹力向上,根据左手定则可知,a粒子带正电;b粒子的轨迹向下偏转,所受洛伦兹力向下,根据左手定则可知,b粒子带负电,故C正确,ABD错误.4.【答案】B【解析】设正三角形的边长为2L,根据公式B=k,结合矢量的叠加原理,则a、b、c三点的磁感应强度大小分别为Ba=2k;Bb==kBc==k综上所述,故B正确,A、C、D错误;5.【答案】A【解析】线圈通入顺时针电流I时,安培力F=NBIL,方向由左手定则知竖直向下,由天平平衡知m2g=m1g+F;线圈通入逆时针电流I时,安培力大小不变,方向竖直向上,m2g=m1g+mg-F,;联立可得2F=mg,解得B=,选项A正确.6.【答案】A【解析】由图可知,磁场方向从N极指向S极,根据左手定则可知,让四指指向与负电荷运动方向相反的方向,让磁感线垂直穿过手心,根据大拇指的指向即为洛伦兹力的方向,由此可知带负电的离子束所受的洛伦兹力的方向向下,故A正确,B、C、D错误.7.【答案】B【解析】线圈从初始时刻至转过时间内,ab一侧的线框在磁场中绕OO′转动产生正弦交流电,电流方向由楞次定律判断为dcba且越来越大.从转过至π时间内,ab一侧线框在磁场外,而dc一侧线框又进入磁场产生交流电,电流方向为dcba且越来越小,以此类推,可知i-t图象正确的为B.8.【答案】D【解析】弹簧伸长量为x1时,导体棒所受安培力沿斜面向上,根据平衡条件,沿斜面方向有:mgsinα=kx1+BIL①电流反向后,导体棒所受安培力沿斜面向下,根据平衡条件,沿斜面方向:mgsinα+BIL=kx2②联立两式得:B=(x2-x1).9.【答案】BD【解析】S1从2拨向1,输出电压不变,由于输出功率由副线圈决定,副线圈两端电压增大,消耗功率增大,所以电流表示数增大.将S2从4拨向3,副线圈两端电压减小,消耗功率减小,所以电流减小.S3断开变压器输出功率为0,闭合后输出功率增大.将变阻器R3的滑动触头上移,副线圈总电阻增大,总电流减小,副线圈两端电压一定,所以输出功率减小,所以电流减小.选B、D.10.【答案】ABD【解析】磁体与磁体、磁体与通电导体、通电导体与通电导体间的相互作用都是通过磁场发生的.11.【答案】BC【解析】根据公式ω=2πf,可得该交流电的频率为f=50Hz,A错误,t=0时刻瞬时电动势为零,所以处于中性面处,B正确,根据f=50Hz可得T==0.02s,C正确,t=0.05s时,e=220sin5π=0,D错误.12.【答案】BD【解析】小球能从管口处飞出,说明小球受到指向管口的洛伦兹力,根据左手定则判断,小球带正电,故A错误.设试管运动速度为v1,小球垂直于试管向右的分运动是匀速直线运动.小球沿试管方向受到洛伦兹力的分力F1=qv1B,q、v1、B均不变,F1不变,则小球沿试管做匀加速直线运动,与平抛运动类似,小球运动的轨迹是一条抛物线,故B正确.洛伦兹力总是与速度垂直,不做功,故C错误.设小球沿试管的分速度大小为v2,则小球受到垂直试管向左的洛伦兹力的分力F2=qv2B,v2增大,则F2增大,而拉力F=F2,则F逐渐增大,故D正确.13.【答案】(1)实验原理电路图如图所示(2)④电阻箱的读数R0⑤仍为I0电阻箱的读数R1⑥R0-R1+150Ω【解析】14.【答案】(1)BD(2)=h(或d2=2ght2)【解析】(1)根据实验原理可知,需要测量的是A点到光电门B的距离,故A错误,B正确.利用小铁球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度,不需要测量下落时间,但需要知道挡光物体的尺寸,因此需要测量小铁球的直径,故C错误,D正确.(2)利用小铁球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度,故v=;根据机械能守恒的表达式有mgh=mv2,可得=h(或d2=2ght2),故只要验证=h(或d2=2ght2)即可.15.【答案】(1)(2)1∶20240∶11(3)96kW【解析】(1)输电线路的示意图如图所示,(2)输电线损耗的功率P线=100×4%kW=4kW,又P线=IR线所以输电线电流I2=I3==20A原线圈中输入电流I1==A=400A所以===这样U2==250×20V=5000VU3=U2-U线=5000-20×10V=4800V所以===.(3)用户得到的电功率P出=100×96%kW=96kW.16.【答案】(1)|q|=(2)Φ1=B0lv0(t-t0)+kStF=(B0lv0+kS)【解析】在金属棒未超过MN之前,t时刻穿过回路的磁通量为Φ=ktS①设在从t时刻到t+Δt的时间间隔内,回路磁通量的变化量为ΔΦ,流过电阻R的电荷量为Δq根据法拉第电磁感应定律有ε=-②根据欧姆定律可得i=③根据电流的定义可得i=④联立①②③④可得|Δq|=Δt⑤根据⑤可得在t=0到t=t0的时间间隔内,流过电阻R的电荷量q的绝对值为|q|=⑥(2)当t>t0时,金属棒已越过MN,由于金属棒在MN右侧做匀速运动,有F=F安⑦式中F是外加水平恒力,F安是匀强磁场施加的安培力,设此时回路中的电流为I,F安的大小为F安=B0Il⑧此时金属棒与MN之间的距离为s=v0(t-t0)⑨匀强磁场穿过回路的磁通量为Φ′=B0ls⑩回路的总磁通量为Φ1=Φ+Φ′⑪式中Φ仍如①式所示,由①⑨⑪可得在时刻t(t>t0)穿过回路的总磁通量为Φ1=B0lv0(t-t0)+kSt⑫在t到t+Δt的时间间隔内,总磁通量的改变ΔΦt为ΔΦt=(B0lv0+kS)Δt⑬由法拉第电磁感应定律可得,回路感应电动势的大小为εt=||⑭由欧姆定律有I=⑮联立⑦⑧⑬⑭⑮可得F=(B0lv0+kS).17.【答案】(1)5424W(2)250V(3)97%(4)发电机输出功率减少一半还要多,因输电线上的电流减少一半,输电线上电功率损失减少到原来的.【解析】题中未加特别说明,变压器即视为理想变压器,由于发电机至升压变压器及降压变压器至学校距离较短,不必考虑该两部分输电导线上功率损耗,发电机的电动势E
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