云南省西雙版納州勐?？h一中高二下學(xué)期期中考試物理

云南省西雙版納州勐?？h一中20172018學(xué)年度下學(xué)期期中考試高二物理命題教師：本試卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷兩部分，共100分，考試時(shí)間120分鐘。學(xué)校：___________姓名：___________班級(jí)：___________考號(hào)：___________題號(hào)一二三四總分得分分卷I一、單選題(共6小題,每小題4.0分,共24分)1.如圖所示，一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、三邊電阻相同的正三角形金屬框放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．若通以圖示方向的電流(從A點(diǎn)流入，從C點(diǎn)流出)，電流強(qiáng)度為I，則金屬框受到的磁場(chǎng)力為()A．0B．ILBC．ILBD．2ILB2.直導(dǎo)線AB與圓線圈的平面垂直且隔有一小段距離，直導(dǎo)線固定，線圈可以自由運(yùn)動(dòng).當(dāng)通過如圖所示的電流時(shí)(同時(shí)通電)，從左向右看，線圈將()A．順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近直導(dǎo)線ABB．順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)離開直導(dǎo)線ABC．逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近直導(dǎo)線ABD．不動(dòng)3.遠(yuǎn)距離輸電的原理圖如圖所示，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2，電壓分別為U1、U2，電流分別為I1、I2，輸電線上的電阻為R.變壓器為理想變壓器，則下列關(guān)系式中正確的是(A．＝B．I2＝C．I1U1＝IRD．I1U1＝I2U24.如圖為學(xué)校配電房向各個(gè)教室的供電示意圖，T為理想變壓器，V1、A1為監(jiān)控市供電端的電壓表和電流表，V2、A2為監(jiān)控校內(nèi)變壓器的輸出端的電壓表和電流表，R1、R2為教室的負(fù)載電阻，V3、A3為教室內(nèi)的監(jiān)控電壓表和電流表，配電房和教室間有相當(dāng)長(zhǎng)的一段距離，則當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)()A．電流表A1、A2和A3的示數(shù)都變大B．只有電流表A1的示數(shù)變大C．電壓表V3的示數(shù)變小D．電壓表V2和V3的示數(shù)都變小5.有人根據(jù)公式B＝提出以下看法，其中正確的是()A．磁感應(yīng)強(qiáng)度的數(shù)值跟通電導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力F的大小成正比B．磁感應(yīng)強(qiáng)度的數(shù)值跟通電導(dǎo)線的電流I成反比C．磁感應(yīng)強(qiáng)度的數(shù)值跟通電導(dǎo)線的長(zhǎng)度L成反比D．磁感應(yīng)強(qiáng)度是表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量，它是客觀存在的，它與外加導(dǎo)線的長(zhǎng)度、電流的強(qiáng)弱和受力情況均無關(guān)6.如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10∶1，R0為定值電阻，R是滑動(dòng)變阻器，原線圈兩端的輸入電壓u＝200sin100πtV，設(shè)理想交流電壓表V1、V2的示數(shù)分別是U1、U2；理想交流電流表A1、A2示數(shù)分別是I1、I2.下列說法中正確的是()A．電壓表V2的示數(shù)U2＝20VB．滑片P向b端滑動(dòng)過程中，U2不變、I2變大C．滑片P向b端滑動(dòng)過程中，U1變小、I1變大D．通過原、副線圈的交變電流頻率之比為10∶1二、多選題(共4小題,每小題4.0分,共16分)7.(多選)單匝線圈所圍的面積為0.1m2，線圈電阻為1Ω.規(guī)定線圈中感應(yīng)電流I的正方向從上往下看是順時(shí)針方向，如圖甲所示．磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示．則以下說法正確的是()A．在時(shí)間0～5s內(nèi)，I的最大值為0.01AB．在第4s時(shí)，I的方向?yàn)槟鏁r(shí)針C．前2s內(nèi)，通過線圈某截面的總電荷量為0.01CD．第3s內(nèi)，線圈的發(fā)熱功率最大8.(多選)如圖甲、乙所示是電子技術(shù)中的常用電路，a，b是各部分電路的輸入端，其中輸入的交流高頻成分用“”表示，交流低頻成分用“～”表示，直流成分用“－”表示．關(guān)于兩圖中負(fù)載電阻R上得到的電流特征，下列判斷正確的是()A．圖甲中R得到的是交流成分B．圖甲中R得到的是直流成分C．圖乙中R得到的是低頻成分D．圖乙中R得到的是高頻成分9.（多選）在光滑絕緣水平面上，一輕繩拉著一個(gè)帶電小球繞軸O在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中作逆時(shí)針方向的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，磁場(chǎng)方向豎直向下，其俯視圖如圖所示．若小球運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)，繩子忽然斷開．關(guān)于小球在繩斷開后可能的運(yùn)動(dòng)情況，下列說法中正確的是（）A．小球沿逆時(shí)針做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑不變B．小球沿逆時(shí)針做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，但半徑減小C．小球沿順時(shí)針做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑不變D．小球沿順時(shí)針做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑減小10.(多選)如圖所示，光滑斜面PMNQ的傾角為θ，斜面上放有矩形導(dǎo)體線框abcd，其中ab邊的長(zhǎng)度為l1，bc邊的長(zhǎng)度為l2，線框的質(zhì)量為m，電阻為R.有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于斜面向上，ef為磁場(chǎng)的邊界，且ef∥MN.線框在恒力F作用下從靜止開始運(yùn)動(dòng)，其ab邊始終保持與底邊MN平行，F(xiàn)沿斜面向上且與斜面平行．已知線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)，則下列判斷正確的是()A．線框進(jìn)入磁場(chǎng)前的加速度為B．線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為C．線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)有a→b→c→d→a方向的感應(yīng)電流D．線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中產(chǎn)生的熱量為(F－mgsinθ)l1分卷II三、計(jì)算題11.圓盤發(fā)電機(jī)的構(gòu)造如圖甲水平放置的金屬圓盤在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞與圓盤平面垂直且過圓盤中心O點(diǎn)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從a、b兩端將有電壓輸出．現(xiàn)將此發(fā)電機(jī)簡(jiǎn)化成如圖乙所示的模型：固定的金屬圓環(huán)水平放置，金屬棒OP繞圓環(huán)中心O以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，金屬棒的P端與圓環(huán)無摩擦緊密接觸，整個(gè)裝置放在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．已知圓環(huán)半徑OP＝20cm，圓環(huán)總電阻為R1＝0.4Ω，金屬棒的電阻R2＝0.1Ω，金屬棒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω＝500rad/s，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1T，外接負(fù)載電阻R＝0.3Ω.求：(1)金屬棒OP中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為多少？O、P兩點(diǎn)哪點(diǎn)電勢(shì)高？(2)負(fù)載電阻上的最大功率與最小功率各為多少？12.如圖，阻值不計(jì)的光滑金屬導(dǎo)軌MN和PQ水平放置，其最右端間距d為1m，左端MP上接有阻值r＝4Ω的電阻，右端NQ與半徑R為2m的光滑豎直半圓形絕緣導(dǎo)軌平滑連接；一根阻值不計(jì)的長(zhǎng)為L(zhǎng)＝1.2m，質(zhì)量m＝0.5kg的金屬桿ab放在導(dǎo)軌的EF處，EF與NQ平行．在平面NQDC的左側(cè)空間中存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，平面NQDC的右側(cè)空間中無磁場(chǎng)．現(xiàn)桿ab以初速度v0＝12m/s向右在水平軌道上做勻減速運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入半圓形導(dǎo)軌后恰能通過最高位置CD并恰又落到EF位置．(g取10m/s2)求：(1)桿ab剛進(jìn)入半圓形導(dǎo)軌時(shí)，對(duì)導(dǎo)軌的壓力大小；(2)EF到QN的距離；(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。?3.如圖所示是磁動(dòng)力電梯示意圖，即在豎直平面內(nèi)有兩根很長(zhǎng)的平行豎直軌道，軌道間有垂直軌道平面交替排列的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1和B2，B1＝B2＝1.0T，B1和B2的方向相反，兩磁場(chǎng)始終豎直向上做勻速運(yùn)動(dòng)，電梯轎廂固定在圖示的金屬框abcd內(nèi)，并且與之絕緣．已知電梯載人時(shí)的總質(zhì)量為4.95×103kg，所受阻力f＝500N，金屬框垂直軌道的邊長(zhǎng)ab＝2.0m，兩磁場(chǎng)的寬度均與金屬框的邊長(zhǎng)ad相同，金屬框整個(gè)回路的電阻R＝8.0×10－4Ω，g取10m/s2.已知電梯正以v1＝10m/s的速度勻速上升，求：(1)金屬框中感應(yīng)電流的大小及圖示時(shí)刻感應(yīng)電流的方向；(2)磁場(chǎng)向上運(yùn)動(dòng)速度v0的大小；(3)該電梯的工作效率．14.如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)n1∶n2＝3∶1，原線圈電路中接有一量程為3A的理想交流電流表，副線圈兩端接有理想交流電壓表，可變電阻R以及若干“6V,6W”的相同燈泡，輸入端交變電壓u的圖象如圖乙所示．(1)求圖甲中電壓表的讀數(shù)；(2)要求燈泡均正常發(fā)光，求電路中最多允許接入的燈泡個(gè)數(shù)；(3)為滿足(2)中的要求，求可變電阻R應(yīng)調(diào)到的電阻值．五、填空題(共4小題,每小題5.0分,共20分)15.電磁爐是利用高頻電流在電磁爐內(nèi)部線圈中產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁化鐵質(zhì)鍋底，使之形成無數(shù)個(gè)小渦流，加快鍋底分子運(yùn)動(dòng)，鍋底自身高速發(fā)熱達(dá)到加熱食物的目的，其工作原理如圖2所示．圖2(1)使用微型電腦控制的電磁爐加熱時(shí)不產(chǎn)生明火、無煙塵、無廢氣、清潔、安全、高效節(jié)能，是現(xiàn)代家庭中理想的灶具，請(qǐng)寫出電磁爐在使用中觸及到的物理知識(shí)(只寫兩點(diǎn))：________________和________________．(2)在使用電磁爐加熱食物時(shí)，電磁爐和鍋之間的傳熱方向是：由________傳遞給________；使用電磁爐加熱食物的過程中要消耗________能得到________能．(3)“多寶”牌電磁爐某一款式性能參數(shù)如下表所示：根據(jù)表中的參數(shù)分析，電磁爐與普通的電加熱器相比，有哪些優(yōu)點(diǎn)？(請(qǐng)寫出兩點(diǎn))16.如圖所示，一單匝線圈從左側(cè)進(jìn)入磁場(chǎng)．在此過程中，線圈的磁通量將（選填“變大”或“變小”）．若上述過程所經(jīng)歷的時(shí)間為0.1s，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為2V，則線圈中的磁通量變化了Wb．17.已知山東地面處的地磁場(chǎng)水平分量約為3×10－5T，某校物理興趣小組做估測(cè)磁體附近磁感應(yīng)強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)．他們將一小羅盤磁針放在一個(gè)水平放置的螺線管的軸線上，如圖所示．小磁針靜止時(shí)N極指向y軸正方向，當(dāng)接通電源后，發(fā)現(xiàn)小磁針N極指向與y軸正方向成60°角的方向．請(qǐng)?jiān)趫D上標(biāo)明螺線管導(dǎo)線的繞向，并求出該通電螺線管在小磁針處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小是________．(保留一位有效數(shù)字)18.有一個(gè)稱為“千人震”的趣味物理小實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)是用一節(jié)電動(dòng)勢(shì)為1.5V的新干電池，幾根導(dǎo)線、開關(guān)和一個(gè)用于日光燈上的鎮(zhèn)流器來完成．幾位做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)手拉手成一串，和電池、鎮(zhèn)流器、開關(guān)、導(dǎo)線連成圖示實(shí)驗(yàn)電路，閉合開關(guān)，經(jīng)過一段時(shí)間再斷開開關(guān)，此過程中同學(xué)們會(huì)有觸電的感覺．人有觸電感覺發(fā)生在開關(guān)________(填“接通瞬間”、“斷開瞬間”或“一直接通”)時(shí)，其原因是________________________________________________________________________.

答案解析1.【答案】B【解析】由于總電流強(qiáng)度為I，且ABC導(dǎo)線的電阻是AC導(dǎo)線的2倍，那么安培力大小均為BIL，因它們的夾角為120°，因此這兩個(gè)安培力的合力大小為BIL，而導(dǎo)線AC受到的安培力大小為BIL，方向與導(dǎo)線ABC同向，因此金屬框受到的磁場(chǎng)力為BIL，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤．2.【答案】C【解析】由安培定則判斷出AB導(dǎo)線右側(cè)的磁場(chǎng)向里，因此環(huán)形電流內(nèi)側(cè)受力向下、外側(cè)受力向上，從左向右看應(yīng)逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)到與AB共面時(shí)，AB與環(huán)左側(cè)吸引，與環(huán)右側(cè)排斥，由于左側(cè)離AB較近，則引力大于斥力，所以環(huán)靠近導(dǎo)線AB，故選項(xiàng)C正確.3.【答案】D【解析】對(duì)理想變壓器來說，輸出功率決定輸入功率，兩者總相等，D正確；對(duì)于只有一組副線圈的理想變壓器，通過原、副線圈的電流之比等于原、副線圈匝數(shù)之比的倒數(shù)，A錯(cuò)誤；輸出電流決定輸入電流，I2是由用戶的電流決定的，I1是由I2決定的，與輸電線上的電阻無關(guān)，B錯(cuò)誤；輸出功率決定輸入功率，升壓變壓器的輸入功率應(yīng)等于用戶的功率與輸電線上消耗的功率之和，C錯(cuò)誤．4.【答案】C【解析】在電路中，S閉合前，由＝可知，電壓表V2的示數(shù)為U2＝U1，電路中電流表A2與A3是串聯(lián)關(guān)系，則由歐姆定律可得I2＝I3＝(r為電線電阻)，電壓表V3的示數(shù)為U3＝R1I2，再由＝可知電流表A1的示數(shù)為I1＝I2.同理，S閉合后，可知因U1不變，電壓表V2示數(shù)為U2′＝U1＝U2不變，I2′＝(r為電線電阻)，因R并<R1，則有I2′>I2，又I1′＝I2′，則I1′>I1，由U2′＝Ur′＋U3′＝I2′r＋U3′，可知U3′<U3，又I3′＝，則I3′<I3，則可判斷V1不變，V2不變，V3變小，A1變大、A2變大、A3變小，A、B、D錯(cuò)誤，C正確．5.【答案】D【解析】磁感應(yīng)強(qiáng)度是磁場(chǎng)本身的性質(zhì)，與有無導(dǎo)線及電流強(qiáng)弱、受力情況均無關(guān)，所以D項(xiàng)正確．6.【答案】B【解析】原線圈兩端的輸入電壓有效值為V，由＝＝，得副線圈兩端電壓為10V(即為電壓表V2的讀數(shù))，A錯(cuò)誤．若滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向b端移動(dòng)，則負(fù)載電阻R減小，電壓U1、U2均不變，則電流表A2示數(shù)I2＝變大，由I1＝I2變大，B正確，C錯(cuò)誤．變壓器能變壓，而原副線圈的電流的頻率不變?yōu)?：1，D錯(cuò)誤．7.【答案】ABC【解析】E＝n＝n·S，由題圖乙知，在0－5s內(nèi)，0時(shí)刻最大，此時(shí)E＝0.01V，所以I＝＝0.01A，A正確；在第4s時(shí)，B處于減少過程中，由楞次定律得I的方向?yàn)槟鏁r(shí)針，B正確；前2s內(nèi)，q＝·Δt＝·Δt＝·Δt＝0.01C，C正確；第3s內(nèi)，B不變，I＝0，D錯(cuò)誤．8.【答案】AC【解析】當(dāng)交變電流加在電容器上時(shí)，有“通交流、隔直流，通高頻、阻低頻”的特性，甲圖中電容器隔直流，R得到的是交流成分，A正確，B錯(cuò)誤；乙圖中電容器通過交流高頻成分，阻礙交流低頻成分，R得到的是低頻成分，C正確，D錯(cuò)誤．9.【答案】ACD【解析】如果小球帶正電，則小球所受的洛倫茲力方向指向圓心，此種情況下，如果洛倫茲力剛好提供向心力，這時(shí)繩子對(duì)小球沒有作用力，繩子斷開時(shí)，對(duì)小球的運(yùn)動(dòng)沒有影響，小球仍做逆時(shí)針的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑不變，A選項(xiàng)正確．如果洛倫茲力和拉力共同提供向心力，繩子斷開時(shí)，向心力減小，而小球的速率不變，則小球做逆時(shí)針的圓周運(yùn)動(dòng)，但半徑增大，故B錯(cuò)誤．如果小球帶負(fù)電，則小球所受的洛倫茲力方向背離圓心，由此可知，當(dāng)洛倫茲力的大小等于小球所受的一半時(shí)，繩子斷后，小球沿順時(shí)針做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑不變，C選項(xiàng)正確.當(dāng)洛倫茲力的大小大于小球所受的拉力的一半時(shí)，則繩子斷后，向心力增大，小球沿順時(shí)針做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑減小，D選項(xiàng)正確.10.【答案】ABC【解析】線框進(jìn)入磁場(chǎng)前做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得加速度a＝，選項(xiàng)A正確；線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)，由平衡條件得mgsinθ＋＝F，則速度v＝，選項(xiàng)B正確；線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，磁通量增大，由楞次定律可知，有a→b→c→d→a方向的感應(yīng)電流，選項(xiàng)C正確；線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中產(chǎn)生的熱量等于安培力做的功，則Q＝(F－mgsinθ)l2，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．11.【答案】(1)10VO點(diǎn)電勢(shì)高(2)187.5W120W【解析】(1)金屬棒OP產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：E＝BL＝BL＝BL2ω，代入數(shù)據(jù)得E＝10V．根據(jù)右手定則可判斷感應(yīng)電流的方向?yàn)镻→O，所以O(shè)點(diǎn)電勢(shì)高．(2)當(dāng)P點(diǎn)與Q點(diǎn)重合時(shí)，電路中的總電阻最小，R總＝R＋R2＝(0.1＋0.3)Ω＝0.4Ω，電路中的總電流最大，其最大值為I1＝＝＝25A，則電阻R上消耗的最大功率為P1＝IR＝187.5W.設(shè)金屬棒轉(zhuǎn)到某位置時(shí)，QP間電阻為Rx，另一部分電阻為Ry，圓環(huán)接入電路的電阻為R圓環(huán)＝.當(dāng)Rx＝Ry＝＝0.2Ω時(shí)，圓環(huán)接入電路的電阻最大，其最大值為0.1Ω，此時(shí)通過負(fù)載電阻的電流最小，其最小值為I2＝＝＝20A，則電阻R上消耗的最小功率為P2＝IR＝120W.12.【答案】(1)30N(2)4m(3)B＝T≈1.05T【解析】(1)設(shè)桿ab剛進(jìn)入半圓形導(dǎo)軌時(shí)速度為v1，到達(dá)最高位置CD時(shí)，速度為v2，由于恰能通過最高點(diǎn)，則：mg＝解得v2＝2m/s桿ab進(jìn)入半圓形導(dǎo)軌后，由于軌道絕緣，無感應(yīng)電流，則根據(jù)機(jī)械能守恒：mv－mv＝mg2R解得v1＝10m/s設(shè)在最低點(diǎn)時(shí)半圓形軌道對(duì)桿ab的支持力為FN，F(xiàn)N－mg＝m則有FN＝30N.(2)桿ab離開半圓形導(dǎo)軌后做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)經(jīng)時(shí)間t落到水平導(dǎo)軌上gt2＝2R解得t＝s則桿ab與NQ的水平距離s＝v2t＝4m.(3)設(shè)桿ab做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度為av－v＝2as解得a＝－5.5m/s2對(duì)桿剛要到達(dá)NQ位置進(jìn)行分析FA＝BIdI＝FA＝maB＝＝T≈1.05T.13.【答案】(1)1.25×104A，電流的方向?yàn)閍dcb(2)12.5m/s(3)79.2%【解析】(1)對(duì)abcd金屬框由平衡條件，有2F安＝mg＋f，而F安＝BI·，解得I＝1.25×104A；由右手定則可判斷圖時(shí)刻電流的方向?yàn)閍dcb.(2)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得