济宁一中2013-2014学年度第二学期高二年级期中考试物理试题

济宁市第一中学20132014学年度第二学期高二年级期中模块检测物理试题本卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分。满分100分，时间90分钟第卷(选择题共48分)一、选择题(共12小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1电磁学的成就极大地推动了人类社会的进步。下列说法正确的是()A甲图中，法拉第通过实验研究，总结出电磁感应现象中感应电流方向的规律 B乙图电路中，开关断开瞬间，灯泡会突然闪亮一下，并在开关处产生电火花C丙图中，在真空冶炼中，可以利用高频电流产生的涡流冶炼出高质量的合金D丁图中，奥斯特通过实验研究，发现了电流周围存在磁场（第1题图）物理试卷第2页（共8页）物理试卷第1页（共8页）2如图所示为两个互感器，在图中圆圈内a、b表示电表，已知电压比为100：1，电流比为10：1，电压表的示数为220V，电流表的示数为10A，则()Aa为电流表，b为电压表 Ba为电压表，b为电流表C线路输送电功率是2200W D线路输送电功率是2.2106W（第3题图）（第2题图）3如图所示，L是一个带铁芯的线圈，R为纯电阻，两条支路直流电阻阻值相等，那么在接通和断开电键的瞬间，电流表的读数大小关系是()AI1I2BI1I2I1I2 DI1I2I1W2 BW1W2CW1W2 D以上结论都不正确8先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电。第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化(如图甲所示)；第二次灯泡两端的电压变化规律如图乙所示。若甲、乙图中的U0、T所表示的电压、周期值是相同的，则以下说法正确的是()（第8题图）A第一次，灯泡两端的电压有效值是U0/2 B第二次，灯泡两端的电压有效值是3U0/2物理试卷第3页（共8页）物理试卷第4页（共8页）C第一、第二次，灯泡的电功率之比是2：9 D第一、第二次，灯泡的电功率之比是1：59.内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于圆环直径的带正电的小球，以速率v0沿逆时针方向匀速转动，若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度B随时间成正比例增加的变化磁场。设运动过程中小球带电荷量不变，那么(如图所示)()A小球对玻璃圆环的压力一定不断增大B小球所受的磁场力一定不断增大（第9题图）C. 小球先沿逆时针方向减速运动，之后沿顺时针方向加速运动D磁场力对小球一直不做功10如图所示，蹄形磁铁和矩形线圈均可绕竖直轴转动，现蹄形磁铁逆时针转动(从上往下看)，则矩形线圈中产生的感应电流情况和运动情况为()A线圈将逆时针转动，转速与磁铁相同B线圈将逆时针转动，转速比磁铁小C线圈转动中，感应电流方向不断变化（第10题图）D线圈转动中，感应电流方向始终是abcd11将一段导线绕成图甲所示的闭合电路，并固定在水平面(纸面)内，回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场中。回路的圆形区域内有垂直纸面的磁场，以向里为磁场的正方向，其磁感应强度B随时间t变化的图象如图乙所示。用F表示ab边受到的安培力，以水平向右为F的正方向，能正确反映F随时间t变化的图象是()（第11题图）12如图相距为L的两光滑平行导轨，平行放置在倾角为的斜面上，导轨的右端接有电阻R(轨道电阻不计)，斜面处在一匀强磁场B中，磁场方向垂直于斜面向上，质量为m，电阻为2R的金属棒ab放在导轨上，与导轨接触良好，由静止释放，下滑距离s后速度最大，则()A下滑过程电阻R消耗的最大功率为RB下滑过程电阻R消耗的最大功率为RC下滑过程克服安培力做的功为R2D下滑过程克服安培力做的功为mgssinR2（第12题图）第卷(非选择题共52分)二、实验填空题(本题共2小题，共14分，将正确结果填在答题纸相应位置的横线上)13(6分)如图所示，有一矩形线圈，面积为S，匝数为N，整个线圈的电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈绕OO轴以角速度匀速转动，外电阻为R，当线圈由图示位置转过90的过程中，下列选项正确的是（ ）A、磁通量的变化量为BS B、平均感应电动势为C、电阻R所产生的焦耳热为 D、通过电阻R的电荷量为（第13题图）物理试卷第6页（共8页）物理试卷第5页（共8页）14(8分)如图所示是三个成功的演示实验，回答下列问题。（第14题图）(1)在上述实验中，各电路中产生感应电流的原因是_ 。(2)第一个成功实验(如图a)中，将条形磁铁从同一高度插入到线圈中同一位置，快速插入和慢速插入有什么量是相同的？_ ，什么量是不同的？_ _。(3)从三个演示实验可归纳出的结论是：_。三、计算题(共4小题，共38分解答应写出必要的文字说明，方程和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，在答案中必须明确写出数值和单位)15（8分）如图所示，在光滑绝缘的水平面上有一个用一根均匀导体围成的正方形线框abcd，其边长为L，总电阻为R，放在磁感应强度为B方向竖直向下的匀强磁场的左边，图中虚线MN为磁场的左边界。线框在大小为F的恒力作用下向右运动，其中ab边保持与MN平行。当线框以速度v0进入磁场区域时，它恰好做匀速运动。在线框进入磁场的过程中， （1）线框的ab边产生的感应电动势的大小为E 为多少？（2）求线框a、b两点的电势差。（3）求线框中产生的焦耳热。（第15题图）16(8分)某村在较远的地方建立了一座小型水电站，发电机的输出功率为200kW，输出电压为500V，输电导线的总电阻为10，导线上损耗的电功率为16kW，该村的用电电压是220V。（第16题图）(1)输电电路如图所示，求升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比；(2)如果该村某工厂用电功率为80kW，则该村还可以接“220V40W”的电灯多少盏？17(10分)如图所示，一个100匝的圆形线圈(图中只画了2匝)，面积为200cm2，线圈的电阻为1，在线圈外接一个阻值为4的电阻和一个理想电压表。电阻的一端B与地相接，线圈放入方向垂直线圈平面指向纸内的匀强磁场中，磁感应强度随时间的变化规律如Bt图所示。求：（第17题图）(1)t3s时穿过线圈的磁通量。(2)t5s时，电压表的读数。(3)若取B点电势为零，A点的最高电势是多少？物理试卷第7页（共8页）18(12分)如图甲所示，两根光滑固定导轨相距0.4m竖直放置，导轨电阻不计，在导轨末端P、Q两点用两根等长的细导线悬挂金属棒cd。棒cd的质量为0.01kg，长为0.2m，处在磁感应强度为B00.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向里。相距0.2m的水平线MN和JK之间的区域内存在着垂直导轨平面向里的匀强磁场，且磁感应强度B随时间变化规律如图乙所示。在t0时刻，质量为0.02kg、阻值为0.3的金属棒ab从虚线MN上方0.2m高度处，由静止开放释放，下落过程中保持水平，且与导轨接触良好。结果棒ab在t1时刻从上边界MN进入磁场，并在磁场中做匀速运动，在t2时刻从下边界JK离开磁场，g取10m/s2。求：（第18题图）(1)在0t1时间内，电路中感应电动势的大小；(2)在t1t2时间内，棒cd受到细导线的总拉力为多大；物理试卷第8页（共8页）(3)棒cd在0t2时间内产生的焦耳热。济宁市第一中学20132014学年度第二学期高二年级期中模块检测物理试题参考答案2014-04一、选择题题号123456789101112答案1、答案：CD2、答案：BD 解析：左图中原线圈并联在电路中，应为电压互感器，a表应为电压表，右图中原线圈串联在电路，应为电流互感器，b表为电流表，A错B对；输送功率PI1U12.2106W，C错，D对。3、答案B 解析因为两支路直流电阻相等，故当电键闭合，电路稳定后，两支路电流相等，设为I0，接通瞬间，由于L的自感作用，此时L相当于断路，故I1I0，断开瞬间，L与R构成闭合回路，由于L的自感作用，L相当于电源，提供电流I1I2，故B选项正确4、答案AC 解析S闭合，R1、R2并联后，总电阻减小，电压不变，干路中总电流变大，A2示数增大，V的示数不变，A3示数变大，故R1两端电压不变，A1示数不变5、答案：BD 解析：由图乙知原线圈两端电压有效值为36V，根据得U26V，A错B对；将频率增大，感抗增大，容抗减小，C错D对。6、答案：BC 解析：保持Q的位置不动，副线圈匝数不变，由知U2不变，当P向上滑动时，由I2知I2减小，则I1减小，故电流表的读数变小，B正确，A错误；保持P的位置不动，将Q向上滑动时，副线圈的匝数增多，由知U2 增大，由I2知I2增大，故I1增大，C正确，D错误。7、答案B 解析两种情况下，PQ最终匀速到达地面，说明受重力和安培力等大反向，安培力F，所以落地时速度相同，由能量守恒可得W1W2，故B选项正确8、答案：D 解析：甲电源有效值UU0，A错。乙电源：T，UU0，B错。P，则两次功率之比。即只有D正确。物理参考答案第1页（共4页）9、答案：CD 解析：变化的磁场将产生感生电场，这种感生电场由于其电场线是闭合的，也称为涡旋电场，其场强方向可借助电磁感应现象中感应电流方向的判定方法，使用楞次定律判断。当磁场增强时，会产生顺时针方向的涡旋电场，电场力先对小球做负功使其速度减为零，后对小球做正功使其沿顺时针方向做加速运动，所以C正确；磁场力始终与小球运动方向垂直，因此始终对小球不做功，D正确；小球在水平面内沿半径方向受两个力作用：环的压力FN和磁场的洛伦兹力F，这两个力的合力充当小球做圆周运动的向心力，其中FBqv，磁场在增强，球速先减小，后增大，所以洛伦兹力不一定总在增大；向心力F向m，其大小随速度先减小后增大，因此压力FN也不一定始终增大。故正确答案为C、D。10、答案BC 解析当磁铁逆时针转动时，可相当于磁铁不动，线圈顺时针转动切割磁感线，用楞次定律判断线圈中电流的方向为abcd，线圈中有电流，从而受到安培力作用用左手定则可判断ab边受力向外，cd边受力向里线圈逆时针转动，即与磁极同向转动，但转动角速度一定小于磁场转动的角速度如转速相同，则磁通量不发生变化，线圈中无感应电流线圈转速小于磁铁转速，当线圈落后磁铁半圈后，切割方向改变，电流方向变化，故B、C选项正确11、答案B 解析根据楞次定律，在前半个周期内，圆环内产生的感应电流方向为顺时针，即通过ab边的电流方向为由b指向a，再根据左手定则判断，ab边受到的安培力为水平向左，即负方向。根据法拉第电磁感应定律，前半个周期内ab中的电流为定值，则所受安培力也为定值。结合选项可知B正确。12、答案AD 解析ab棒下滑过程中受重力，轨道支持力和安培力作用，加速度a0时速度最大，感应电动势最大，电路中电流最大，电阻消耗热功率最大当a0时，有 mgsinBImL，vm，解得Im，回路最大总功率P总IR总R.电阻R消耗的最大功率PRIRR.故A选项正确，B选项错误；由能量守恒有 mghmvQ，|W安|QmghmvmgssinR2，故D选项正确，C选项错误物理参考答案第2页（共4页）13、答案：ABC (1)BS(2)(3)(4)解析：线圈在图示位置时磁通量0，转过90后磁通量BS，该过程中磁通量的变化量为BS，与线圈匝数无关；该过程中所用时间t/2，所以平均感应电动势N/t；电路中的感应电流有效值IE/(Rr)NBS/(Rr)，所以电阻R所产生的焦耳热QI2Rt；电路中的感应电流的平均值，所以通过电阻R的电荷量qt14、答案：(1)穿过线圈的磁通量发生变化(2)磁通量的变化量磁通量的变化率(3)只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生。15、解：（1）BLV0 （2）BLV0 （3）16、答案：(1)1：10230：11(2)2600解析：(1)因为P损IR线 所以I240A I1400A则U3U2I2R线(500104010)V4600V 则(2)据降压变压器输入功率等于输出功率有P3P4184kW灯可以消耗的功率是P灯104kW所以还可装灯n104000/402600盏。17、答案：(1)7103Wb(2)0.32V(3)0.08V解析：(1)t3s时，BS3.5101200104Wb7103Wb(2)46s内的感应电动势为 E1nS100200104V0.4V电压表的读数为UR4V0.32V(3)04s，A点电势高于零；46s，A点电势低于零。04s内的感应电动势为物理参考答案第3页（共4页）E2nS100200104V0.1VA、B两端的电势差为UABR4V0.08V故A点的最高电势为A0.08V18、答案：(1)0.2V(2)0.2N(3)0.015J解析：(1)对棒ab自由下落过程，有t10.2s磁感应强度变化率为T/s2.5T/s由法拉第电磁感应定律得，0t1时间内感应电动势E1Labh联立以上各式并代入数据可得E10.2V(2)由棒ab匀速进入磁场区域可知BI2Labmabg代入数据，可解得I21A在t1t2时间内，对棒cd受力分析可得FTmcdgB0I2Lcd代入数据，可解得FT0.2N(3)棒ab刚进入磁场时的速度为vgt12m/s棒ab刚进入磁场后的感应电动势为E2BLabv0.4V由电路知RcdRab0.1在0t1时间内，感应电流为I10.5A棒cd在0t2时间内产生的焦耳热QcdQ1Q2IRcdt1IRcd0.015J物理参考答案第4页（共4页）