河北省衡水第二中学高二物理上学期期中试题

衡水市第二中学15-16学年上学期期中考试高二年级物理试题一、选择题（1-8题为单选题，9-13题为多选题。每题4分，共52分）1、如图所示，质量相同的甲乙两个小物块，甲从竖直固定的1/4光滑圆弧轨道顶端由静止滑下，轨道半径为R，圆弧底端切线水平，乙从高为R的光滑斜面顶端由静止滑下。下列判断不正确的是()A.两物块到达底端时动能相同B.两物块到达底端时速度相同C.乙物块运动到底端的过程中重力做功的瞬时功率在增大D.两物块到达底端时，甲物块重力做功的瞬时功率小于乙物块重力做功的瞬时功率2、以下有关物理学概念或物理学史说法正确的有（）A．匀速圆周运动是速度大小不变的匀变速曲线运动，速度方向始终为切线方向B．牛顿发现了万有引力定律，库仑用扭秤实验测出了万有引力恒量的数值，从而使万有引力定律有了真正的实用价值C．行星绕恒星运动轨道为圆形，则它运动的周期平方与轨道半径的三次方之比为常数，此常数的大小与恒星的质量和行星的速度有关D．奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应现象，感应电流的方向遵从楞次定律，这是能量守恒定律的必然结果3、关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流,下列说法中正确的是（）A．线圈每经过中性面一次,感应电流方向改变一次，感应电动势方向不变B．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要改变一次C．线圈每转动一周,感应电流方向就改变一次D．线圈转动一周,感应电流和感应电动势方向都只改变一次4、图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，图中电流表为交流电流表。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO/沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示，以下判断正确的是（）物理学科试题第1页共4页图甲图乙t/×10-2si/A10-10OQRPADBCO/A．线圈转动的角速度为50πrad/sB．电流表的示数为10AC．0.01s时线圈平面与磁场方向垂直D．0.02s时电阻R中电流的方向自左向右5、如下图所示，用一根横截面积为S的硬导线做成一个半径为r的圆环，把圆环部分置于均匀变化的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间的变化率（k>0），ab为圆环的一条直径，导线的电阻率为ρ。则（）9\nA．圆环具有扩张的趋势B．圆环中产生顺时针方向的感应电流C．图中ab两点间的电压大小为kπD．圆环中感应电流的大小为第5题图第6题图6、在交流电电路中，如果电源电动势的最大值不变，频率可以改变，在如上图所示电路的a、b两点间逐次将图中的电路元件甲、乙、丙单独接入，当使交流电频率增加时，可以观察到下列论述的哪种情况（）A．A1读数不变，A2增大，A3减小B．A1读数减小，A2不变，A3增大C．A1读数增大，A2不变，A3减小D．A1，A2，A3读数均不变7、图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2。在T的原线圈两端接入一电压的交流电源，若输送电功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其它因素的影响，则输电线上损失的电功率为()8、如图所示，竖直平面内有一金属环，半径为a，总电阻为R(指拉直时两端的电阻)，磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面，与环的最高点A铰链连接的长度为2a、电阻为的导体棒AB由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B点的线速度为v，则这时AB两端的电压大小为(　　)A.　　　B.　　　C.　　　D．Bav9、物理学中各种图像具有深刻含义，如果下列图像坐标单位都为国际单位制单位，那么下列说法正确的是：9\nA.若图甲表示物体运动的速度—时间图像，则该图线的斜率表示该物体运动的位移B.若图乙描述的是通过单匣线圈磁通量随时间的变化关系，则该图线的斜率表示该线圈产生的感应电动势C.若图丙描述的是某物体加速度随合外力的变化关系，则该图线斜率表示物体的质量D.若丁图表示某做直线运动物体的合外力随位移的变化关系，则图中三角形面积大小表示该物体对应运动过程中动能变化的大小10、电路如图甲所示，电阻R的阻值为484Ω，C为电容器，L为直流电阻不计的自感线圈，开关S断开，当接上如图乙所示的电压u，下列说法正确的是（）A．R上的电压应等于155.5VB．电压表的示数为220VC．电阻R消耗的功率小于50WD．为保证闭合开关S后电容器不被击穿，该电容器的耐压值不得小于311V11、如图（a）所示，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ＝30°固定在地面上，M、P之间接电阻箱R，电阻箱的阻值范围为0～4Ω，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为B＝0.5T。质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其接入电路的电阻值为r。现从静止释放杆ab，测得最大速度为vm。改变电阻箱的阻值R，得到vm与R的关系如图（b）所示。已知轨道间距为L＝2m，重力加速度取g＝10m/s2，轨道足够长且电阻不计。则（）A．金属杆滑动时产生的感应电流方向是a→b→M→P→aB．当R＝0时，杆ab匀速下滑过程中产生感生电动势的大小为2VC．金属杆的质量为m＝0.2kg，电阻r＝2ΩD．当R＝4Ω时，回路瞬时电功率每增加1W的过程中合外力对杆做的功为0.6J9\n12、如图所示为足够大空间内存在水平方向的匀强磁场，在磁场中A、B两物块叠在一起置于光滑水平面上，物块A带正电，物块B不带电且表面绝缘，A、B接触面粗糙。自t=0时刻起用水平恒力F作用在物块B上，由静止开始做匀加速直线运动。右图图象的横轴表示时间，则纵轴y可以表示（）A．A所受洛伦兹力大小B．B对地面压力大小C．A对B压力大小D．A对B的摩擦力大小13、如图，有一理想变压器，原副线圈的匝数比为n︰1，原线圈接正弦交流电，电压为U，输出端接有一个交流电流表和一个电动机。电动机线圈电阻为R，当输入端接通电源后，电流表读数为I，电动机带动一质量为m的重物匀速上升，重力加速度为g。下列判断正确的是A．原线圈中的电流的有效值为nIB．电动机消耗的功率为I2RC．变压器的输入功率为D．物体匀速上升的速度为二、实验题（共8分，每空2分）14、（1）用DIS测电源电动势和内电阻电路如图（a）所示，R0为定值电阻。调节电阻箱R，记录电阻箱的阻值R和相应的电流值I，通过变换坐标，经计算机拟合得到如图（b）所示图线，则该图线选取了_______为纵坐标，由图线可得该电源电动势为________V。123OR/Ω6.01218RR0电流传感器S图（a）图（b）（2）现有三个标有“2.5V，0.6A”相同规格的小灯泡，其I-U特性曲线如图（c）所示，将它们与图（a）中电源按图（d）所示电路相连，A灯恰好正常发光，则电源内阻r=____Ω，图（a）中定值电阻R0=____Ω。9\nBCASEr图（d）0.600.51.01.52.02.53.00.750.450.300.15OU/VI/A图（c）物理学科试题第3页共4页三、计算题（共50分，要有必要的步骤和文字说明）15、(12分)如右图所示，一带电微粒质量为m＝2.0×10－11kg、电荷量q＝＋1.0×10－5C，从静止开始经电压为U1＝100V的电场加速后，从两平行金属板的中间水平进入偏转电场中，微粒从金属板边缘射出电场时的偏转角θ＝30°，并接着进入一个方向垂直纸面向里、宽度为D＝30cm的匀强磁场区域．微粒重力忽略不计．求：(1)带电微粒进入偏转电场时的速率v1；(2)偏转电场中两金属板间的电压U2；(3)为使带电微粒不会由磁场右边射出，该匀强磁场的磁感应强B至少多大？9\n16、(12分)如图所示，两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ间距为l=0.5m，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，已知两棒的质量均为0.02kg，电阻均为R=0.1Ω，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为B=0.2T，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恰好能保持静止。取g=10m/s2，问：（1）棒ab受到的力F多大？（2）当电流通过电路产生的焦耳热为Q=0.2J时，力F做的功W是多少？17、(14分)如图甲所示，长、宽分别为L1=0.1m、L2=0.2m的矩形金属线框位于竖直平面内，其匝数为100匝，总电阻为1Ω，可绕其竖直中心轴O1O2转动。线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D（集流环）焊接在一起，并通过电刷和定值电阻R=9Ω相连。线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场，磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图乙所示，其中B0=5×10-3T、B1=1×10-2T和t1=2×10-3S。在0～t1的时间内，线框保持静止，且线框平面和磁场垂直；t1时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度ω=匀速转动。求：（1）0～t1时间内通过电阻R的电流大小；（2）线框匀速转动后，在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量；（3）线框匀速转动后，从图甲所示位置转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量。9\n18、(12分)如图所示，某水电站发电机的输出功率为100kW，发电机的电压为250V，通过升压变压器升高电压后向远处输电，输电线总电阻为8Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V。若输电线上损失的功率为5kW，不计变压器的损耗。求：⑴升压变压器的匝数比;⑵降压变压器的匝数比；⑶若改用10kV电压输电，则输电线上损失的功率是多大？9\n高二期中物理参考答案1、B2、D3、B4、D5、D6、C7、C8、A9、BD10、CD11、BCD12、BC13、CD14、（1）；6；（2）5；115、试题分析：(1)带电微粒经加速电场加速后速率为v1，根据动能定理有U1q＝mv1＝＝1.0×104m/s.(2)带电微粒在偏转电场中只受电场力作用，设微粒进入磁场时的速度为v′，则v′＝得出v′＝v1.由动能定理有m(v′2－v)＝q解得U2＝V=66.7V.(3)带电微粒进入磁场做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，设微粒恰好不从磁场右边射出时，做匀速圆周运动的轨道半径为R，由几何关系知R＋＝D由牛顿运动定律及运动学规律qv′B＝，则B至少为B＝=0.115T.16、试题分析：：（1）棒cd受到的安培力①棒cd平衡，则②由①②式代入数据，解得，棒ab与棒cd受到的安培力大小相等对棒由共点力平衡有解得（2）设在时间t内棒cd产生热量，由焦耳定律可知设ab棒匀速运动的速度大小为，则产生的感应电动势由闭合电路欧姆定律知；在时间t内，棒ab位移；力F做的功综合上述各式，代入数据解得17、【解析】（1）0～t1时间内，线框中的感应电动势=5V根据闭合电路欧姆定律可知，通过电阻R的电流=0.5A（2）线框产生感应电动势的最大值=4V有效值9\n=2V通过电阻R电流的有效值：=0.2A线圈转动一周所需的时间：此过程中，电阻R产生的热量Q=I2Rt=πRω=72π×10-4J=0.0226J（3）线框从图甲所示位置转过90°的过程中，平均感应电动势为，平均感应电流为，通过电阻R的电荷量q==2×10-3C。18【解析】⑴输电线上的电流升压变压器的输出电压升压变压器的匝数比n1:n2=1:16(2)降压变压器的输入电压降压变压器的匝数比n3:n4=190:11(3)输电线上的电流输电线上的损失功率9