云南省玉溪市師院附中2017-2018學(xué)年高二下學(xué)期期中考試物理試題

云南省玉溪市師院附中20172018學(xué)年高二期中考試高二物理本試卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷兩部分，共100分，考試時間120分鐘。學(xué)校：___________姓名：___________班級：___________考號：___________題號一二三四總分得分分卷II一、單選題(共8小題,每小題3.0分,共24分)1.如圖所示，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是豎直平面內(nèi)三個相同的半圓形光滑軌道，K為軌道最低點，Ⅰ處于勻強(qiáng)磁場中，Ⅱ和Ⅲ處于勻強(qiáng)電場中，三個完全相同的帶正電小球a、b、c從軌道最高點自由下滑至第一次到達(dá)最低點K的過程中，下列說法正確的是（）A．在K處球a速度最大B．在K處球b對軌道壓力最大C．球b需要的時間最長D．球c機(jī)械能損失最多2.關(guān)于線圈在勻強(qiáng)磁場中轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的正弦交變電流，下列說法正確的是()A．線圈平面每經(jīng)過中性面一次，感應(yīng)電流方向就改變一次，感應(yīng)電動勢方向不變B．線圈轉(zhuǎn)動一周，感應(yīng)電流的方向一定改變一次C．線圈平面每經(jīng)過中性面一次，感應(yīng)電流和感應(yīng)電動勢方向都改變一次D．線圈轉(zhuǎn)動一周，感應(yīng)電流和感應(yīng)電動勢方向一定都改變一次3.云室中存在強(qiáng)磁場，a、b兩帶電粒子沿相同方向進(jìn)入云室，偏轉(zhuǎn)軌跡如圖所示，關(guān)于兩粒子帶電性質(zhì)，下列說法正確的是()A．均帶正電荷B．均帶負(fù)電荷C．a(chǎn)帶正電荷，b帶負(fù)電荷D．a(chǎn)帶負(fù)電荷，b帶正電荷4.正三角形ABC的三個頂點處分別有垂直于三角形平面的無限長直導(dǎo)線，導(dǎo)線中通有恒定電流，方向如圖所示，a、b、c三點分別是正三角形三邊的中點，若A、B、C三處導(dǎo)線中的電流分別為I、2I、3I，已知無限長直導(dǎo)線在其周圍某一點產(chǎn)生的磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小與電流成正比，與電流到這一點的距離成反比，即B＝k，則a、b、c三點的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小關(guān)系為()A．a(chǎn)點最大B．b點最大C．c點最大D．b，c兩點一樣大5.如圖為“電流天平”，可用于測定磁感應(yīng)強(qiáng)度．在天平的右端掛有一矩形線圈，設(shè)其匝數(shù)為N，底邊cd長L，放在垂直于紙面向里的待測勻強(qiáng)磁場中，且線圈平面與磁場垂直．當(dāng)線圈中通入如圖方向的電流I時，調(diào)節(jié)砝碼使天平平衡．若保持電流大小不變，使電流方向反向，則要在天平右盤加質(zhì)量為m的砝碼，才能使天平再次平衡．則磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為()A．B．C．D．6.如圖所示，一帶負(fù)電的離子束沿圖中箭頭方向通過兩磁極間時，它受的洛倫茲力方向()A．向下B．向上C．指向S極D．指向N極7.如圖所示，單匝矩形線圈的一半放在有界勻強(qiáng)磁場中，中心軸線OO′與磁場邊界重合，線圈繞中心軸線按圖示方向(從上向下看逆時針方向)勻速轉(zhuǎn)動，t＝0時刻線圈平面與磁場方向垂直，規(guī)定電流方向沿abcd為正方向，則圖中能表示線圈內(nèi)感應(yīng)電流隨時間變化規(guī)律的是()A．B．C．D．8.如圖所示，兩平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在絕緣斜面上，導(dǎo)軌間距為L，勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧上端固定，下端與水平直導(dǎo)體棒ab相連，彈簧與導(dǎo)軌平面平行并與ab垂直，直導(dǎo)體棒垂直跨接在兩導(dǎo)軌上，空間存在垂直導(dǎo)軌平面斜向上的勻強(qiáng)磁場．閉合開關(guān)K后導(dǎo)體棒中的電流為I，導(dǎo)體棒平衡時，彈簧伸長量為x1；調(diào)轉(zhuǎn)圖中電源極性使棒中電流反向，導(dǎo)體棒中電流仍為I，導(dǎo)體棒平衡時彈簧伸長量為x2.忽略回路中電流產(chǎn)生的磁場，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為()A．B．C．D．二、多選題(共4小題,每小題4.0分,共16分)9.(多選)有一電路連接如圖所示，理想變壓器初級線圈接電壓一定的交流電源，則下列說法中正確的是()A．只將S1從2撥向1時，電流表示數(shù)變小B．只將S2從4撥向3時，電流表示數(shù)變小C．只將S3從斷開變?yōu)殚]合，變壓器的輸入功率減小D．只將變阻器R3的滑動觸頭上移，變壓器的輸入功率減小10.(多選)磁體與磁體、磁體與通電導(dǎo)體、通電導(dǎo)體與通電導(dǎo)體間的相互作用，以下示意圖正確的是()A．磁體??磁體B．磁體??通電導(dǎo)體C．通電導(dǎo)體??通電導(dǎo)體D．通電導(dǎo)體??通電導(dǎo)體11.(多選)一矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢e＝220sin100πt(V)，則()A．交流電的頻率是100πHzB．t＝0時線圈位于中性面C．交流電的周期是0.02sD．t＝0.05s時，e有最大值12.(多選)如圖所示，勻強(qiáng)磁場的方向豎直向下，磁場中有光滑的水平桌面，在桌面上平放著內(nèi)壁光滑的試管，試管開口向里，試管底部有一帶電小球．在水平拉力F作用下，試管向右勻速運動，帶電小球能從試管口處飛出，則()A．小球帶負(fù)電B．小球運動的軌跡是一條拋物線C．洛倫茲力對小球做正功D．維持試管勻速運動的拉力F應(yīng)逐漸增大分卷II三、實驗題(共2小題,每小題10.0分,共20分)13.如圖所示，一熱敏電阻RT放在控溫容器M內(nèi)；A為毫安表，量程6mA，內(nèi)阻為數(shù)十歐姆；E為直流電源，電動勢約為3V，內(nèi)阻很??；R為電阻箱，最大阻值為999.9Ω；S為開關(guān)．已知RT在95℃時的阻值為150Ω，在20℃時的阻值為550Ω.現(xiàn)要求在降溫過程中測量在95～20℃之間的多個溫度RT的阻值．(1)在圖中畫出連線，完成實驗原理電路圖．(2)完成下列實驗步驟中的填空：①依照實驗原理電路圖連線．②調(diào)節(jié)控溫容器M內(nèi)的溫度，使得RT的溫度為95℃.③將電阻箱調(diào)到適當(dāng)?shù)淖柚?，以保證儀器安全．④閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱，記錄電流表的示數(shù)I0，并記錄________．⑤將RT的溫度降為T1(20℃＜T1＜95℃)；調(diào)節(jié)電阻箱，使得電流表的讀數(shù)________，記錄________．⑥溫度為T1的熱敏電阻的電阻值RT1＝________.⑦逐步降低T1的數(shù)值，直至20℃為止；在每一溫度下重復(fù)步驟⑤⑥.14.利用如圖所示實驗裝置來驗證機(jī)械能守恒定律.通過電磁鐵控制的小鐵球從A點自由下落，下落過程中小鐵球經(jīng)過光電門B時，毫秒計時器(圖中未畫出)記錄下小鐵球的擋光時間t.實驗前調(diào)整光電門位置，使小鐵球下落過程中，小鐵球球心垂直細(xì)激光束通過光電門，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間.(1)為了驗證小鐵球下落過程中機(jī)械能是否守恒，還需要測量的物理量是________.A.A點距地面的高度HB.A、B之間的距離hC.小鐵球從A到B的下落時間tABD.小鐵球的直徑d(2)小鐵球通過光電門時的瞬時速度v＝____________；要驗證小鐵球下落過程中機(jī)械能是否守恒，只需驗證等式________是否成立即可(用實驗中測得物理量的符號表示).四、計算題(共4小題15.發(fā)電機(jī)輸出功率為100kW，輸出電壓是250V，用戶需要的電壓是220V，輸電線電阻為10Ω.若輸電線中因發(fā)熱而損失的功率為輸送功率的4%，試求：(1)畫出此輸電線路的示意圖；(2)在輸電線路中設(shè)置的升、降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比；(3)用戶得到的電功率是多少？16.如圖，兩條相距l(xiāng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面(紙面)內(nèi)，其左端接一阻值為R的電阻，一與導(dǎo)軌垂直的金屬棒置于兩導(dǎo)軌上．在電阻、導(dǎo)軌和金屬棒中間有一面積為S的區(qū)域，區(qū)域中存在垂直于紙面向里的均勻磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B1隨時間t的變化關(guān)系為B1＝kt，式中k為常量；在金屬棒右側(cè)還有一勻強(qiáng)磁場區(qū)域，區(qū)域左邊界MN(虛線)與導(dǎo)軌垂直，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，方向也垂直于紙面向里．某時刻，金屬棒在一外加水平恒力的作用下從靜止開始向右運動，在t0時刻恰好以速度v0越過MN，此后向右做勻速運動．金屬棒與導(dǎo)軌始終相互垂直并接觸良好，它們的電阻均忽略不計．求(1)在t＝0到t＝t0時間間隔內(nèi)，流過電阻的電荷量的絕對值；(2)在時刻t(t>t0)穿過回路的總磁通量和金屬棒所受外加水平恒力的大?。?7.有一臺內(nèi)阻為1Ω的發(fā)電機(jī)，供給一個學(xué)校照明用電，如圖所示，升壓變壓器的匝數(shù)比為1∶4，降壓變壓器的匝數(shù)比為4∶1，輸電線的總電阻R＝4Ω，全校共22個班，每班有“220V,40W”的電燈6盞，若保證電燈全部正常發(fā)光，求：(1)發(fā)電機(jī)輸出功率多大？(2)發(fā)電機(jī)電動勢多大？(3)輸電效率是多少？(4)若使用燈數(shù)減半且正常發(fā)光，發(fā)電機(jī)輸出功率是否減半？18.如圖所示，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5T，邊長L＝10cm的正方形線圈abcd共100匝，線圈電阻r＝1Ω，線圈繞垂直于磁感線的對稱軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，角速度ω＝2πrad/s，外電路電阻R＝4Ω，求：(1)轉(zhuǎn)動過程中感應(yīng)電動勢的最大值；(2)由圖示位置(線圈平面與磁感線平行)轉(zhuǎn)過60°角時的瞬時感應(yīng)電動勢；(3)由圖示位置轉(zhuǎn)過60°角的過程中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢；(4)交流電壓表的示數(shù)；(5)線圈轉(zhuǎn)動一周外力所做的功；(6)從圖示位置起，周期內(nèi)通過R的電荷量為多少？

云南省玉溪市師院附中20172018學(xué)年高二期中考試高二物理答案解析1.【答案】C【解析】對a小球受力分析可知，，所以；對b球受力分析可得，，所以；對c球受力分析可知，所以；由于a球在磁場中運動，磁場力對小球不做功，整個過程中小球的機(jī)械能守恒；b球受到的電場力對小球做負(fù)功，到達(dá)最低點時的速度的大小最小，所以b球的運動的時間也長，所以A錯誤，C正確；c球受到的電場力對小球做正功，到達(dá)最低點時球的速度大小最大，所以c球的機(jī)械能增加，c球?qū)壍缐毫ψ畲螅訠錯誤，D錯誤.2.【答案】C【解析】當(dāng)線圈在勻強(qiáng)磁場中轉(zhuǎn)動產(chǎn)生交變電流時，線圈平面每經(jīng)過中性面一次，感應(yīng)電流與感應(yīng)電動勢方向均改變一次，轉(zhuǎn)動一周，感應(yīng)電流方向改變兩次．故選C.3.【答案】C【解析】由圖可知，a粒子軌跡向上偏轉(zhuǎn)，所受洛倫茲力向上，根據(jù)左手定則可知，a粒子帶正電；b粒子的軌跡向下偏轉(zhuǎn)，所受洛倫茲力向下，根據(jù)左手定則可知，b粒子帶負(fù)電，故C正確，ABD錯誤．4.【答案】B【解析】設(shè)正三角形的邊長為2L，根據(jù)公式B＝k，結(jié)合矢量的疊加原理，則a、b、c三點的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為Ba＝2k；Bb＝＝kBc＝＝k綜上所述，故B正確，A、C、D錯誤；5.【答案】A【解析】線圈通入順時針電流I時，安培力F＝NBIL，方向由左手定則知豎直向下，由天平平衡知m2g＝m1g＋F；線圈通入逆時針電流I時，安培力大小不變，方向豎直向上，m2g＝m1g＋mg－F,；聯(lián)立可得2F＝mg，解得B＝，選項A正確．6.【答案】A【解析】由圖可知，磁場方向從N極指向S極，根據(jù)左手定則可知，讓四指指向與負(fù)電荷運動方向相反的方向，讓磁感線垂直穿過手心，根據(jù)大拇指的指向即為洛倫茲力的方向，由此可知帶負(fù)電的離子束所受的洛倫茲力的方向向下，故A正確，B、C、D錯誤．7.【答案】B【解析】線圈從初始時刻至轉(zhuǎn)過時間內(nèi)，ab一側(cè)的線框在磁場中繞OO′轉(zhuǎn)動產(chǎn)生正弦交流電，電流方向由楞次定律判斷為dcba且越來越大．從轉(zhuǎn)過至π時間內(nèi)，ab一側(cè)線框在磁場外，而dc一側(cè)線框又進(jìn)入磁場產(chǎn)生交流電，電流方向為dcba且越來越小，以此類推，可知i－t圖象正確的為B.8.【答案】D【解析】彈簧伸長量為x1時，導(dǎo)體棒所受安培力沿斜面向上，根據(jù)平衡條件，沿斜面方向有：mgsinα＝kx1＋BIL①電流反向后，導(dǎo)體棒所受安培力沿斜面向下，根據(jù)平衡條件，沿斜面方向：mgsinα＋BIL＝kx2②聯(lián)立兩式得：B＝(x2－x1)．9.【答案】BD【解析】S1從2撥向1，輸出電壓不變，由于輸出功率由副線圈決定，副線圈兩端電壓增大，消耗功率增大，所以電流表示數(shù)增大．將S2從4撥向3，副線圈兩端電壓減小，消耗功率減小，所以電流減?。甋3斷開變壓器輸出功率為0，閉合后輸出功率增大．將變阻器R3的滑動觸頭上移，副線圈總電阻增大，總電流減小，副線圈兩端電壓一定，所以輸出功率減小，所以電流減?。xB、D.10.【答案】ABD【解析】磁體與磁體、磁體與通電導(dǎo)體、通電導(dǎo)體與通電導(dǎo)體間的相互作用都是通過磁場發(fā)生的．11.【答案】BC【解析】根據(jù)公式ω＝2πf，可得該交流電的頻率為f＝50Hz，A錯誤，t＝0時刻瞬時電動勢為零，所以處于中性面處，B正確，根據(jù)f＝50Hz可得T＝＝0.02s，C正確，t＝0.05s時，e＝220sin5π＝0，D錯誤．12.【答案】BD【解析】小球能從管口處飛出，說明小球受到指向管口的洛倫茲力，根據(jù)左手定則判斷，小球帶正電，故A錯誤．設(shè)試管運動速度為v1，小球垂直于試管向右的分運動是勻速直線運動．小球沿試管方向受到洛倫茲力的分力F1＝qv1B，q、v1、B均不變，F(xiàn)1不變，則小球沿試管做勻加速直線運動，與平拋運動類似，小球運動的軌跡是一條拋物線，故B正確．洛倫茲力總是與速度垂直，不做功，故C錯誤．設(shè)小球沿試管的分速度大小為v2，則小球受到垂直試管向左的洛倫茲力的分力F2＝qv2B，v2增大，則F2增大，而拉力F＝F2，則F逐漸增大，故D正確．13.【答案】(1)實驗原理電路圖如圖所示(2)④電阻箱的讀數(shù)R0⑤仍為I0電阻箱的讀數(shù)R1⑥R0－R1＋150Ω【解析】14.【答案】(1)BD(2)＝h(或d2＝2ght2)【解析】(1)根據(jù)實驗原理可知，需要測量的是A點到光電門B的距離，故A錯誤，B正確.利用小鐵球通過光電門的平均速度來代替瞬時速度，不需要測量下落時間，但需要知道擋光物體的尺寸，因此需要測量小鐵球的直徑，故C錯誤，D正確.(2)利用小鐵球通過光電門的平均速度來代替瞬時速度，故v＝；根據(jù)機(jī)械能守恒的表達(dá)式有mgh＝mv2，可得＝h(或d2＝2ght2)，故只要驗證＝h(或d2＝2ght2)即可.15.【答案】(1)(2)1∶20240∶11(3)96kW【解析】(1)輸電線路的示意圖如圖所示，(2)輸電線損耗的功率P線＝100×4%kW＝4kW，又P線＝IR線所以輸電線電流I2＝I3＝＝20A原線圈中輸入電流I1＝＝A＝400A所以＝＝＝這樣U2＝＝250×20V＝5000VU3＝U2－U線＝5000－20×10V＝4800V所以＝＝＝.(3)用戶得到的電功率P出＝100×96%kW＝96kW.16.【答案】(1)|q|＝(2)Φ1＝B0lv0(t－t0)＋kStF＝(B0lv0＋kS)【解析】在金屬棒未超過MN之前，t時刻穿過回路的磁通量為Φ＝ktS①設(shè)在從t時刻到t＋Δt的時間間隔內(nèi)，回路磁通量的變化量為ΔΦ，流過電阻R的電荷量為Δq根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有ε＝－②根據(jù)歐姆定律可得i＝③根據(jù)電流的定義可得i＝④聯(lián)立①②③④可得|Δq|＝Δt⑤根據(jù)⑤可得在t＝0到t＝t0的時間間隔內(nèi)，流過電阻R的電荷量q的絕對值為|q|＝⑥(2)當(dāng)t>t0時，金屬棒已越過MN，由于金屬棒在MN右側(cè)做勻速運動，有F＝F安⑦式中F是外加水平恒力，F(xiàn)安是勻強(qiáng)磁場施加的安培力，設(shè)此時回路中的電流為I，F(xiàn)安的大小為F安＝B0Il⑧此時金屬棒與MN之間的距離為s＝v0(t－t0)⑨勻強(qiáng)磁場穿過回路的磁通量為Φ′＝B0ls⑩回路的總磁通量為Φ1＝Φ＋Φ′?式中Φ仍如①式所示，由①⑨?可得在時刻t(t>t0)穿過回路的總磁通量為Φ1＝B0lv0(t－t0)＋kSt?在t到t＋Δt的時間間隔內(nèi)，總磁通量的改變ΔΦt為ΔΦt＝(B0lv0＋kS)Δt?由法拉第電磁感應(yīng)定律可得，回路感應(yīng)電動勢的大小為εt＝||?由歐姆定律有I＝?聯(lián)立⑦⑧???可得F＝(B0lv0＋kS).17.【答案】(1)5424W(2)250V(3)97%(4)發(fā)電機(jī)輸出功率減少一半還要多，因輸電線上的電流減少一半，輸電線上電功率損失減少到原來的.【解析】題中未加特別說明，變壓器即視為理想變壓器，由于發(fā)電機(jī)至升壓變壓器及降壓變壓器至學(xué)校距離較短，不必考慮該兩部分輸電導(dǎo)線上功率損耗，發(fā)電機(jī)的電動勢E