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湖南省长沙市周南中学2015-2016学年高二12月考试物理试题


长沙市周南中学高二年级 12 月份月考物理试题
时量:90 分钟 满分:110 分 命题人:彭茜 审题人:颜继红 一、选择题(48 分,1——8 小题为单选题,9——12 题为多选题) 1、下面的几个图显示了磁场对通电直导线的作用力,其中正确的是( )

2、新一代炊具——电磁炉,无烟、无明火、无污染、不产生有害气体、无微波辐射、高效节 能等是电磁炉

的优势所在.电磁炉是利用电流通过线圈产生磁场,当磁场的磁感线通过含铁 质锅底部时,即会产生无数小涡流,使锅体本身自行高速发热,然后再加热锅内食物.下列 相关说法中正确的是 ( )

A.锅体中的涡流是由恒定的磁场产生的 B.恒定磁场越强,电磁炉的加热效果越好 C.锅体中的涡流是由变化的磁场产生的 果 3、如图甲所示,标有“220 V 40 W”的灯泡和标有“20 μF 为交流电压表,交流电 ) D.降低磁场变化的频率,可提高电磁炉的加热效

300 V”的电容器并联到交流电源上,

源的输出电压如图乙所示, 闭合开关. 下列判断正确的是( T A.t= 时刻, 2 的示数为零 B.灯泡恰好正常发光 D.

C.电容器不可能被击穿

的示数保持 110 2 V 不变

4、长直导线与矩形线框 abcd 处在同一平面中静止不动,如图 4 甲所 示.长直导线中通以大小和方向都随时间做周期性变化的交流电:i =Imsin ωt,i-t 图象如图乙所示.规定沿长直导线方向向上的电流为 正方向.关于最初一个周期内矩形线框中感应电流的方向,下列说法 正确的是( ) B.由顺时针方向变为逆时针方向,再变为顺时针方向 D.由逆时针方向变为顺时针方向,再变为逆时针方向

A.由顺时针方向变为逆时针方向 C.由逆时针方向变为顺时针方向

5、远距离输电的原理图如图 13 所示,升压变压器原、副线圈的匝数分别为 n1、n2, 电压分别为 U1、U2,电流分别为 I1、I2,输电线上的电阻为 R.变压器为理想变压器, 则下列关系式中正确的是( I1 n1 U2 A. = B.I2= I2 n2 R ) C.I1U1=I2 2R D.I1U1=I2U2

6、 电源两端的电压恒定(不计电源内阻) , L 为小灯泡, R 为光敏电阻 (光照越强, 电阻越小) , LED 为发光二极管(电流越大,发出的光越强),且 R 在 LED 附近, 下 列 说法正确的是( ) A.当滑动触头 P 向左移动时,L 消耗的功率增大 B.当滑动触头 P 向左移动时,L 消耗的功率减小 C.当滑动触头 P 向右移动时,L 消耗的功率可能不变 D.无论怎样移动触头 P,L 消耗的功率都不变 7、回旋加速器是加速带电粒子的装置,其主体部分是两个 D 形金属盒.两金属盒处在 垂直于盒底的匀强磁场中,并分别与高频交流电源两极相连接,从而使粒子每次经过两 盒间的狭缝时都得到加速,如图 10 所示.现要增大带电粒子从回旋加速器射出时的动 能,下列方法可行的是( ) A.减小磁场的磁感应强度 B.减小狭缝间的距离 C.增大高频交流电压 D.增大金属盒的半径 8、如图 5 所示的电路中,L 是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈,D1、D2 和 D3 是 三个完全相同的灯泡,E 是内阻不计的电源.在 t=0 时刻,闭合开关 S,电路稳定后在 t1 时刻断开开关 S.规定以电路稳定时流过 D1、D2 的电流方向为正方向,分别用 I1、I2 表示流 过 D1 和 D2 的电流,则下列四个图象中能定性描述电流 I1、I2 随时间 t 变化关系的是( )

9、在研究微型电动机的性能时,可采用如图 4 所示的实验电路.当调节滑动变阻器 R, 使电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为 0.5 A 和 1.0 V;重新调节 R,使 电动机恢复正常运转时,电流表和电压表的示数分别为 2.0 A 和 15.0 V.则有关这台电 动机正常运转时的说法正确的是( ) A.电动机的内电阻为 2 Ω B.电动机的内电阻为 7.5 Ω C.电动机的输出功率为 30 W D.电动机的输出功率为 22 W 10、如图所示,质量为 m、电荷量为+q 的带电粒子,以不同的初速度两次从 O 点垂直于磁感线和磁场边界向上射入匀强磁场,在洛伦兹力作用下分别从 M、N 两点射出磁场,测得 OM∶ON=3∶4,则下列说法中正确的是( A.两次带电粒子在磁场中经历的时间之比为 3∶4 B.两次带电粒子在磁场中运动的路程长度之比为 3∶4 C.两次带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力大小之比为 3∶4 D.两次带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力大小之比为 4∶3 11、如图所示的电路中,P 为滑动变阻器的滑片,保持理想变压器的输入电压 U1 不变,闭合电键 S,下列说法正确的是( ) )

A.P 向下滑动时,灯 L 变亮

B.P 向下滑动时,变压器的输出电压不变 D.P 向上滑动时,变压器的输出功率变大

C.P 向上滑动时,变压器的输入电流变小

12、如图甲所示,圆形线圈 P 静止在水平桌面上,其正上方悬挂一螺线 管 Q,P 和 Q 共轴,Q 中通有变化的电流 i,电流随时间变化的规律如图 乙所示,P 所受的重力为 G,桌面对 P 的支持力为 FN,则( A.t1 时刻,FN>G B.t2 时刻,FN>G )

C.t3 时刻,FN<G D.t2 时刻,FN=G 二、实验题(16 分,每空 2 分) 13、某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻,现备有下列器材: A.被测干电池一节;B.电流表:量程 0~0.6 A,内阻 0.1 Ω;C. 电流表:量程 0~3 A,内阻 0.024 Ω;D.电压表:量程 0~3 V,内 阻未知;E.电压表:量程 0~15 V,内阻未知;F.滑动变阻器:0~ 10 Ω,2 A;G.滑动变阻器:0~100 Ω,1 A;H.开关、导线若干. 伏安法测电池的电动势和内阻的实验中,由于电流表和电压表内阻的影响,测量结果存在 系统误差.在现有器材的条件下,要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻. (1)在上述器材中请选择适当的器材:______(填写选项前的字母); (2)在图 3(a)方框中画出相应的实验电路图; (3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图(b)所示的 U-I 图象,则在修正了实验系 统误差后,干电池的电动势 E=________V,内电阻 r=________Ω. 14、如图,一热敏电阻 RT 放在控温容器 M 内;A 为毫安表,量程 6 mA,内阻为 数十欧姆;E 为直流电源,电动势约为 3 V,内阻很小;R 为电阻箱,最大阻值为 999.9 Ω;S 为开关. 已知 RT 在 95℃时的阻值为 150 Ω,在 20℃时的阻值约为 550 Ω.现要求在降温过程中测量在 95℃~20℃之间的多个温度下 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初值,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,并记录电阻箱的阻值为 R0. 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 为 ____________ , 记录______________. ⑥温度为 T1 时热敏电阻的电阻值 RT1=__________Ω.(用题中记录的字母表示) 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. 三、计算题 15、如图 8 所示, 匀强磁场的磁感应强度 B=0.5 T, 边长 L=10 cm 的正方形线圈共 100 匝,线圈总电阻 r=1 Ω,线圈绕垂直于磁感线的对称轴 OO′匀速转动,角速度 ω=2π rad/s,外电路中的电阻 R=4 Ω,求: (1)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° 时的瞬时感应电动势; (3) 交流电压表的示数; 1 (4)从图示位置开始的 周期内通过 R 的电荷量. 6 16、法拉第曾提出一种利用河流发电的设想,并进行了实验研究.实验装置的示意图可用图 3 表示,两块面积均为 S 的矩形金属板,平行、正对、竖直地全部浸在河水中,间距 为 d.水流速度处处相同,大小为 v,方向水平.金属板与水流方向平行.地磁场磁感 应强度的竖直分量为 B,水的电阻率为 ρ,水面上方有一阻值为 R 的电阻通过绝缘导 线和开关 S 连接到两金属板上,忽略边缘效应,求: (1)该发电装置的电动势; (2)通过电阻 R 的电流的大小; (3)电阻 R 消耗的电功率

17.如图 13 所示,MN、PQ 两条平行的光滑金属轨道与水平面成 θ 角固定,轨 间距为 d.空间存在匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上,磁感应强度为 B.P、 M 间所接电阻阻值为 R.质量为 m 的金属杆 ab 水平放置在轨道上, 其有效 电阻为 r.现从静止释放 ab,当它沿轨道下滑距离 s 时,达到最大速度.若轨道足够长且电阻 不计,重力加速度为 g.求: (1)金属杆 ab 运动的最大速度; 1 (2)金属杆 ab 运动的加速度为 gsinθ 时,电阻 R 上的电功率; 2 (3)金属杆 ab 从静止到具有最大速度的过程中,克服安培力所做的功.

18、如图(a)所示,在以 O 为圆心,内外半径分别为 R1 和 R2 的圆环区域内,存在辐射状电场 和垂直纸面的匀强磁场,内外圆间的电势差 U 为常量,R1=R0,R2=3R0.一电荷量为+q,质 量为 m 的粒子从内圆上的 A 点进入该区域,不计重力. (1)已知粒子从外圆上以速度 v1 射出,求粒子在 A 点的初速度 v0 的大小. (2)若撤去电场,如图(b),已知粒子从 OA 延长线与外圆的交点 C 以速度 v2 射出,方向与 OA 延长线成 45° 角,求磁感应强度的大小及粒子在磁场中运动的时间. (3)在图(b)中,若粒子从 A 点进入磁场,速度大小为 v3,方向不确定,要使粒子一定能够从外 圆射出,磁感应强度应小于多少?

答案 一、选择题 题号 答案 1 C 2 C 3 B 4 D 5 D 6 A 7 D 8 C 9 AD 10 BC 11 BD 12 AD

二、实验题 13 、 (1)ABDFH (2) 如 图 (3)1.5 1

14、 I0 三、计算题 15、解析

电阻箱的读数 R1

R0-R1+150

(1)感应电动势的最大值为 Em=nBSω=100×0.5×0.12×2π V=3.14 V

(2)由图示位置转过 60° 时的瞬时感应电动势为 e=Emcos 60° =3.14×0.5 V=1.57 V Em 2 3.14 4 (3)交流电压表的示数为外电路两端电压的有效值,即 U= R= × V≈1.78 V R+r 2 4+1 E 1 T T 2.60 1 (4)在 周期内通过电阻 R 的电荷量为 q= I × = × = × C≈0.087 C 6 6 R+r 6 4+1 6 BdvS ? BdvS ?2R 16、答案 (1)Bdv (2) (3) ρd+SR ?ρd+SR? mg(R+r)sin θ m3g2(R+r)2sin2 θ m2g2sin2 θR 17、答案 (1) (2) (3)mgssin θ- 2 2 2 2 Bd 4B d 2B4d4 1 1 (1)根据动能定理,qU= mv2 - mv2,所以 v0= 2 1 2 0 2qU v2 . 1- m

18、解析

(2)如图所示,设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为 R,由几何知识可知 R2+R2=(R2 v2 mv2 2mv2 t θ 2 -R1)2, 解得 R= 2R0.根据洛伦兹力公式 qv2B=m , 解得 B= = .根据公式 = , R 2qR T 2π 0 q 2R0 2πR=v2T,
2 v2 T 2πm 2πm 2πR0 qv2B=m ,解得 t= = = = R 4 4Bq mv2 2v2 4× 2R0

(3)考虑临界情况,如图所示 v2 mv3 mv3 3 qv3B2′=m ,解得 B2′= ,综合得:B′< . 2R0 2qR0 2qR0


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