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高二上学期期中考试 物理试题(含答案)


高二上学期期中考试 物理试题(含答案)
1.自然界中某个量 D 的变化量△D,与发生这个变化所用时间△t 的比值 的变化率。下列说法正确的是( ) ,叫做这个量 D

A.若 D 表示某质点做匀速直线运动的位移,则

是变化的

B.若 D 表示某质点做平抛运动的速度,则

是恒定不变的

r />
C.若 D 表示通入某线圈的电流,

越大,则线圈中的自感电动势越大

D.若 D 表示穿过某线圈的磁通量,

越大,则线圈中的感应电动势不变

2.如右图所示为一种自动跳闸的闸刀开关,O 是转动轴,A 是绝缘手柄,C 是闸刀卡口,M、 N 接电源线,闸刀处于垂直纸面向里、B=1 T 的匀强磁场中,CO 间距离为 10 cm,当磁场力 为 0.2 N 时,闸刀开关会自动跳开.则要使闸刀开关能跳开,CO 中通过的电流的大小和方向 为( ) B.电流方向 O→C C.电流大小为 1 A D.电流大小为 0.5 A

A.电流方向 C→O

3. 有一只粗细均匀、直径为 d、电阻为 r 的光滑金属圆环水平放置在磁感应强度大小为 B、方 向竖直向下的匀强磁场中,其俯视图如图所示.一根长为 d、电阻为 r/2 的金属棒始终紧贴圆环 以速度 v 匀速平动,当 ab 棒运动到圆环的直径位置时,说法正确的是 ( )

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2 Bdv A.ab 棒两端电压为 3

4 Bdv B.ab 棒中的电流为 3r .

B 2d 2v r C.ab 棒受安培力为

4B 2 d 2 v 2 D.外力对 ab 棒的功率为 3r

4.有一个垂直于纸面的匀强磁场,它的边界 MN 左侧为无场区,右侧是匀强磁场区域,如图 (甲)所示,现让一个金属线框在纸平面内以垂直于 MN 的恒定速度从 MN 左侧进入匀强磁场 区域,线框中的电流随时间变化的 i-t 图象如右图(乙)所示,则进入磁场区域的金属线框 可能是下图的(

5.如图所示的电路中,电键 S 闭合且电路达到稳定时,流过灯泡 L1 和灯泡 L2 的电流分别为 I1 和 I2,在电键 S 切断的瞬间,为使小灯泡 L2 能比原来更亮一些,然后逐渐熄灭,应( A.必须使 I2 ? I1 B.与 I1、I2 大小无关,但必须使线圈自感系数 L 足够大 C.自感系数 L 越大,切断时间越短,则 I2 也越大 D.不论自感系数 L 多大,电键 S 切断瞬间 I1 只能减小,不会增大 )

6. 如图所示,边长为 L 的正方形金属框,匝数为 n,质量为 m,电阻为 R,用细线把它悬挂于 一个有界的匀强磁场边缘,金属框的上半部处于磁场内,下半部处于磁场外.磁场随时间变
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化规律为 B=kt(k>0),已知细线所能承受的最大拉力为 2mg,下列说法正确的是( A.线圈的感应电动势大小为 nk·



L2 ; 2


B.细绳拉力最大时,金属框受到的安培力大小为 mg C.从 t=0 开始直到细线会被拉断的时间为 D.以上说法均不正确

2mgR 。 k 2 L3

7.光滑平行金属导轨 MN、 PQ 所在平面与水平 面成 θ 角,M、P 两端接有阻值为 R 的定值 电阻。 阻值为 r 的金属棒 ab 垂直导轨放置, 其它部分电阻不计。 整个装置处在磁感应强 度为 B 的匀强磁场中, 磁场方向垂直导轨平 面向上。从 t = 0 时刻开始棒受到一个平行 于导轨向上的外力 F,由静止开始沿导轨向上运动,运动中棒始终与导轨垂直,且接触良好, 通过 R 的感应电流随时间 t 变化的图象如图 2 所示。

下面分别给出了穿过回路 abPM 的磁通量 Φ 、磁通量的变化率 过棒的电荷量 q 随时间变化的图象,其中正确的是

ΔΦ 、棒两端的电势差 U ab 和通 Δt

8.如图甲所示,为一种调光台灯电路示意图,它通过双向可控硅电子器件(不分得电压)实 现了无级调节亮度.给该台灯接 220 V 的正弦交流电后加在灯管两端的电压如图乙所示,则 此时交流电压表的示数为( A.220 V )

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B.110 V C. D. 220 2 110 2 V V

9.如图所示,在磁感应强度为 B 的水平匀强磁场中,有两根竖直放置的平行金属导轨,顶 端用一电阻 R 相连,两导轨所在的竖直平面与磁场方向垂直.一根金属棒 ab 以初速度 v0 沿导 轨竖直向上运动,到某一高度后又向下运动返回到原出发点.整个过程中金属棒与导轨保持 垂直且接触良好,导轨与棒间的摩擦及它们的电阻均可忽略不计.则在金属棒整个上行与整 个下行的两个过程中,下列说法正确的是 ( A.回到出发点的速度 v 等于初速度 v0 B.上行过程中通过 R 的电量等于下行过程中通过 R 的电量 C.上行过程中安培力做负功,下行过程中安培力做正功 D.上行过程中 R 上产生的热量大于下行过程中 R 上产生的热量 )

10.现将一边长为 l、在如图所示的两平行虚线之间存在着垂直纸面向里、宽度为 d、磁感应 强度为 B 的匀强磁场,正方形线框 abcd 的边长为 L(L<d) 、质量为 m、电阻为 R。将线框从距 离磁场的上边界为 h 高处由静止释放后,线框的 ab 边刚进入磁场时的速度为 ?0 ,ab 边刚离 开磁场时的速度也为 ?0 ,在线框开始进入到全部离开磁场的过程中( A. 线圈 ab 边进场阶段一定减速 B. 线圈 ab 边进场阶段可能匀速 C. 感应电流所做的功为 mgd D. 感应电流所做的功为 2mgd )

11.如右图所示,在坐标系 xOy 中,有边长为 a 的正方形金属线框 abcd,其一条对角线 ac 和 y 轴重合、顶点 a 位于坐标原点 O 处.在 y 轴的右侧的Ⅰ、Ⅳ象限内有 一垂直纸面向里的匀强磁场,磁场的上边界与线框的 ab 边刚好完全重合, 左边界与 y 轴重合,右边界与 y 轴平行.t=0 时刻,线圈以恒定的速度 v 沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域.取沿 a→b→c→d→a 的感应电

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流方向为正,则在线圈穿越磁场区域的过程中,感应电流 i 随时间 t 变化的图线是下图中的 ( )

12. 如图甲所示,水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置,间距为 L,一端通过导线与 阻值为 R 的电阻连接。导轨上放一质量为 m 的金属杆,金属杆、导轨的电阻均忽略不计,匀 强磁场垂直导轨平面向下。用与导轨平行的恒定拉力 F 作用在金属杆上,杆最终将做匀速运 动。当改变拉力的大小时,相对应的匀速运动速度 v 也会变化,v 和 F 的关系如图乙所示。下 列说法正确的是( )

A.金属杆在匀速运动之前做匀加速直线运动 B. a 点电势高于 b 点电势 C. 由图像可以得出 B、 L、 R 三者的关系式为

B 2 L2 3 ? R 2

D. 当恒力 F=4N 时, 电阻 R 上消耗的最大电功率为 24W

13.如图所示,ABCD 为固定的水平光滑矩形金属导轨,AB 间距离为 L,左右两端均接有阻值为

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R 的电阻,处在方向竖直向下、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中,质量为 m、长为 L 的导体 棒 MN 放在导轨上,甲、乙两根相同的轻质弹簧一端均与 MN 棒中点固定连接,另一端均被固 定,MN 棒始终与导轨垂直并保持良好接触,导轨与 MN 棒的电阻均忽略不计.初始时刻,两弹 簧恰好处于自然长度,MN 棒具有水平向左的初速度 v0,经过一段时间,MN 棒第一次运动至最 右端,这一过程中 AB 间电阻 R 上产生的焦耳热为 Q,则( )

2 B 2 L2 v0 A.初始时刻棒受到安培力大小为 R
B.从初始时刻至棒第一次到达最左端的过程中, 整个回 路产生焦耳热小于

2Q 3

C.当棒再次回到初始位置时,AB 间电阻 R 的功率小于

B 2 L2 v0 R

2

D.当棒第一次到达最右端时,甲弹簧具有的弹性势能为

1 2 mv 0-Q 4

14.如图所示,一半径为 r 的半圆形单匝线圈放在具有理想边界的的匀强磁场中,磁场的磁感 应强度为 B。 以直径 ab 为轴匀速转动, 转速为 n, ab 的左侧有垂直于纸面向里(与 ab 垂直) ,

M 和 N 是两个滑环,负载电阻为 R 。线圈、电流表和连接导线的电阻不计,下列说法中正确
的是( )

A.转动过程中电流表的示数为

? 2 Bnr 2
2R

B.从图示位置起转过 1/4 圈的时间内产生的平均感应电动势为 2n?Br 2 C.从

2 B? 2 r 2 图示位置起转过 1/4 圈的时间内通过负载电阻 R 的电荷量为 8R
D. 以上说法均不正确

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2013—2014 学年度第一学期期中考试

高二年级

物理试卷
共 54 分)

卷Ⅱ(非选择题

注意事项:1.答卷Ⅱ前考生务必将自己的姓名、班级、考号填在答卷纸 密封线内规定的地方。2.答卷Ⅱ时用兰黑色钢笔或圆珠笔直接填写在答 卷纸规定的地方。

二.填空题(每空 2 分,共 10 分) 15.法拉第发现了电磁感应现象之后,又发明了世界上第一台发电机 ──法拉第圆盘发 电机,揭开了人类将机械能转化为电能并进行应用的序幕。 法拉第圆盘发电机的原理如 图所示,将一个圆形金属盘放置在电磁铁的两个磁极之间,并使盘面与磁感线垂直,盘的边 缘附近和中心分别装有与金属盘接触良好的电刷 A、B,两电刷与灵敏电流计相连。当金属盘 绕中心轴按图示方向转动时,则电刷 A 的电势 若仅提高金属盘转速,灵敏电流计的示数将 阻器滑动头向左滑,灵敏电流计的示数将 电刷 B 的电势(填高于、低于或等于) ; ; (填增大、减小或不变) ;若仅将滑动变 (填增大、减小或不变)

16.如图所示,在光滑水平面上方,有两个磁感应强度大小均为 B、方向相反的水平匀强磁场, 如图所示,PQ 为两个磁场的边界,磁场范围足够大。一个边长为 a,质量为 m,电阻为 R 的正
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方形金属线框垂直磁场方向,以速度 v 从图示位置向右运动,当线框中心线 AB 运动到与 PQ 重合时,线框的速度为 ________。

v ,此时线框中的电功率为 ________ ,此过程回路产生的焦耳热为 2

三.计算题(共 44 分) 17.(6 分)如图所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道相距 l=1m,两轨道之间用

R=3Ω 的电阻连接,一质量 m=0.5kg、电阻 r=1Ω 的导体杆与两轨道垂直,静止放在轨道上,
轨道的电阻可忽略不计。整个装置处于磁感应强度 B=2T 的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道平 面向上,现用水平拉力沿轨道方向拉导体杆,当拉力达到最大时,导体杆开始做匀速运动, 当位移 s=2.5m 时撤去拉力, 导体杆又滑行了一段距离 s' 后停下, 在滑行 s' 的过程中电阻 R 上产生的焦耳热为 12J。 求: (1)拉力 F 作用过程中,通过电阻 R 上电量 q; (2)导体杆运动过程中的最大速度 vm;

18. (9 分)两根足够长的光滑平行金属导轨 MN、PQ 间距为 l ? 0.5 m ,其电阻不计,两导轨及 其构成的平面均与水平面成 30°角.完全相同的两金属棒 ab、cd 分别垂直导轨放置,每棒两 端都与导轨始终有良好接触,已知两棒质量均为 m=0.02 kg,电阻均为 R=0.1 Ω ,整个装置处 在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度 B=0.2 T,棒 ab 在平行于导轨向上的力 F 作用下,沿导轨向上匀速运动,而棒 cd 恰好能够保持静止.取 g=10 m/s ,问:
2

(1)通过棒 cd 的电流 I 是多少,方向如何? (2)棒 ab 受到的力 F 多大?

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(3)棒 cd 每产生 Q=0.1 J 的热量,力 F 做的功 W 是多少?

19. (12 分)如图所示,固定的光滑金属导轨间距为 L,导轨电阻不计,上端 a、b 间接有阻 值为 R 的电阻,导轨平面与水平面的夹角为 θ ,且处在磁感应强度大小为 B、方向垂直于导 轨平面向上的匀强磁场中。质量为 m、电阻为 r 的导体棒与固定弹簧相连后放在导轨上。初始 时刻,弹簧恰处于自然长度,导体棒具有沿轨道向上的初速度 v0。整个运动过程中导体棒始 终与导轨垂直并保持良好接触。已知弹簧的劲度系数为 k,弹簧的中心轴线与导轨平行。

(1)求初始时刻通过电阻 R 的电流 I 的大小和方向; (2)当导体棒第一次回到初始位置时,速度变为 v,求此时导体棒的加速度大小 a; (3)导体棒最终静止时弹簧的弹性势能为 Ep,求导体棒从开始运动直到停止的过程中,电阻 R 上产生的焦耳热 Q。

第 -9- 页

20. (13 分)如图所示,左右两边分别有两根平行金属导轨相距为 L,左导轨与水平面夹 30° 角,右导轨与水平面夹 60°角,左右导轨上端用导线连接。导轨空间内存在匀强磁场,左边 的导轨处在方向沿左导轨平面向下,磁感应强度大小为 B 的磁场中。右边的导轨处在垂直于 右导轨斜向上,磁感应强度大小也为 B 的磁场中。质量均为 m 的导杆 ab 和 cd 垂直导轨分别 放于左右两侧导轨上,已知两导杆与两侧导轨间动摩擦因数均为 μ =
3 ,回路电阻恒为 R, 2

若同时无初速释放两导杆,发现 cd 沿右导轨下滑 s 距离时,ab 杆才开始运动。 (认为最大静 摩擦力等于滑动摩擦力) 。

(1)试求 ab 杆刚要开始运动时 cd 棒的速度 v (2)以上过程中,回路中共产生多少焦耳热? (3)cd 棒的最终速度为多少?

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⑵棒产生的感应电动势为

1分

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