2018-2019学年高二物理上学期期中试题(实验班) (III).doc

2018-2019学年高二物理上学期期中试题(实验班) (III)一、选择题：本题共15个小题，有的小题只有一项符合题目要求，有的小题有多项符合题目要求.全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分.满分共60分.1.如图甲所示，长直导线与导线框abcd固定在同一平面内。直导线中通以如图乙所示的大小和方向都随时间作周期性变化的交流电，并取图甲所示向上的电流方向为直导线中电流的正方向。关于0T时间内线框abcd中感应电流的方向，下列说法正确的是()A由顺时针方向变为逆时针方向B由逆时针方向变为顺时针方向C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2.如图所示，Q是单匝金属线圈，MN是一个螺线管，它的绕线方向没有画出，Q的输出端a、b和MN的输入端c、d之间用导线相连，P是在MN的正下方水平放置的用细导线绕制的软弹簧线圈。若在Q所处的空间加上与环面垂直的变化磁场，发现在t1至t2时间段内弹簧线圈处在收缩状态，则所加磁场的磁感应强度的变化情况可能是( )3.（多选）线圈所围的面积为0.1 m2，线圈电阻为1 ；规定线圈中感应电流I的正方向从上往下看是顺时针方向，如图甲所示，磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示，则下列说法正确的是( )A在时间05 s内，I的最大值为0.01 AB在第4 s时刻，I的方向为逆时针C前2 s内，通过线圈某截面的总电荷量为0.01 CD第3 s内，线圈的发热功率最大4.如图所示，导体杆OQ在作用于OQ中点且垂直于OQ的力作用下，绕O轴沿半径为r的光滑的半圆形框架在匀强磁场中以一定的角速度转动，磁场的磁感应强度为B，方向垂直于框架平面，AO间接有电阻R，杆和框架电阻不计，回路中的总电功率为P，则()A外力的大小为2Br B外力的大小为BrC导体杆旋转的角速度为D导体杆旋转的角速度为5.（多选）如图所示，在水平面内有两个光滑金属“V”字型导轨，空间中存在垂直于水平面的匀强磁场，其中导轨bac固定不动，用外力F使导轨edf向右匀速运动，导轨间接触始终良好，从图示位置开始计时，下列关于回路中的电流I的大小和外力F的大小随时间的变化关系正确的是( )6.（多选）如图所示，在磁感应强度B1.0 T的匀强磁场中，金属杆PQ在外力F作用下在粗糙U形导轨上以速度v2 m/s向右匀速滑动，两导轨间距离l1.0 m，电阻R3.0 ，金属杆的电阻r1.0 ，导轨电阻忽略不计，则下列说法正确的是()A通过R的感应电流的方向为由a到dB金属杆PQ切割磁感线产生的感应电动势的大小为2.0 VC金属杆PQ受到的安培力大小为0.5 ND外力F做功的数值等于电路产生的焦耳热7.两个不可形变的正方形导体框a、b连成如图甲所示的回路，并固定在竖直平面(纸面)内。导体框a内固定一小圆环c，a与c在同一竖直面内，圆环c中通入如图乙所示的电流(规定逆时针方向为电流的正方向)，导体框b的MN边处在垂直纸面向外的匀强磁场中，则MN边在匀强磁场中受到的安培力( )A01 s内，方向向下B13 s内，方向向下C35 s内，先逐渐减小后逐渐增大D第4 s末，大小为零8.（多选）如图所示,水平放置且电阻不计的光滑金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中,阻值为R的导体棒在外力F的作用下,从位置ab由静止开始匀加速直线运动到位置,若先、后两次导体棒运动的加速度之比为1:2,则在先、后两次导体棒的运动过程中，下列说法正确的是( )A. 运动到相同位置时的外力F之比为1:2B. 电路中产生的焦耳热之比为C. 电流的平均值之比为D. 通过任一截面的电荷量之比为1:29.（多选）如图所示，固定在倾角为30的斜面内的两根平行长直光滑金属导轨的间距为d1 m，其底端接有阻值为R2 的电阻，整个装置处在垂直斜面向上、磁感应强度大小为B2 T的匀强磁场中。一质量为m1 kg(质量分布均匀)的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触。现杆在沿斜面向上、垂直于杆的恒力F10 N作用下从静止开始沿导轨向上运动距离L6 m时，速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直)。设杆接入电路的电阻为r2 ，导轨电阻不计，重力加速度大小为g10 m/s2。则此过程( )A杆的速度最大值为5 m/sB流过电阻R的电量为6 CC在这一过程中，整个回路产生的焦耳热为17.5 JD流过电阻R电流方向为由c到d10.CD、EF是两条水平放置的阻值可忽略的平行金属导轨，导轨间距为L，在水平导轨的左侧存在磁感应强度方向垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场区域的长度为d，如图所示。导轨的右端接有一电阻R，左端与一弯曲的光滑轨道平滑连接。将一阻值也为R的导体棒从弯曲轨道上h高处由静止释放，导体棒最终恰好停在磁场的右边界处。已知导体棒与水平导轨接触良好，且动摩擦因数为，则下列说法中正确的是()A电阻R的最大电流为B流过电阻R的电荷量为C整个电路中产生的焦耳热为mghD电阻R中产生的焦耳热为mgh11.（多选）如图所示,平行导轨放在斜面上,匀强磁场垂直斜面向上,恒力F拉动金属杆ab从静止开始沿导轨向上滑动,接触良好,导轨光滑。从静止开始到ab杆到达最大速度的过程中,恒力F做功为,ab杆克服重力做功为,ab杆克服安培力做功为,ab杆动能的增加量为,电路中产生的焦耳热为,ab杆重力势能增加量为，则( )A.B.C.D.12.（多选）如图所示,两相距l的平行金属导轨与水平面间的夹角为,与阻值为R的定值电阻相连,导轨电阻不计,匀强磁场垂直穿过导轨平面,磁感应强度为B. 有一质量为m的导体棒垂直于轨道且与两轨道接触良好,从ab位置获得平行于斜面的、大小为v的初速度向上运动,最远到达位置,上滑的整个过程中流过电阻R的电荷量为q,导体棒接入电路的电阻也为R,与导轨之间的动摩擦因数为,则( )A. 上滑过程中导体棒受到的最大安培力为B. 上滑过程中导体棒克服安培力做的功为C. 上滑过程中电流做功产生的热量为D. 导体棒上滑过程中损失的机械能为13.（多选）如图所示，边长为L、电阻不计的n匝正方形金属线框位于竖直平面内，连接的小灯泡的额定功率、额定电压分别为P、U，线框及小灯泡的总质量为m，在线框的下方有一匀强磁场区域，区域宽度为l，磁感应强度方向与线框平面垂直，其上、下边界与线框底边均水平。线框从图示位置开始静止下落，穿越磁场的过程中，小灯泡始终正常发光。则( )A有界磁场宽度lLB磁场的磁感应强度应为C线框匀速穿越磁场，速度恒为D线框穿越磁场的过程中，灯泡产生的焦耳热为mgL14.一电阻接在10 V直流电源上，电热功率为P；当它接到电压上时功率为( )A0.25PB0.5P CP D2P15.如图所示为某小型交流发电机的示意图，其矩形线圈abcd的面积为S0.03 m2，共有10匝，线圈总电阻为r1 ，线圈处于磁感应强度大小为 T的匀强磁场中，可绕与磁场方向垂直的固定对称轴OO转动，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路电阻R9 的连接。在外力作用下线圈以10 rad/s绕轴OO匀速转动时，下列说法中正确的是( )A电阻R的发热功率是3.6 WB交流电流表的示数是0.6 AC用该交流发电机给电磁打点计时器供电时，打点的时间间隔一定为0.02 sD如果将电阻R换成标有“6 V3 W”字样的小灯泡，小灯泡能正常工作二.计算题：（本题共3个小题，共50分.要求写出必要的答题过程.）16.（14分）如图所示，间距为L的两根光滑圆弧轨道置于水平面上，其轨道末端水平，圆弧轨道半径为r，电阻不计。在其上端连有阻值为R0的电阻，整个装置处于如图所示的径向磁场中，圆弧轨道处的磁感应强度大小为B。现有一根长度等于L、质量为m、电阻为R的金属棒从轨道的顶端PQ处由静止开始下滑，到达轨道底端MN时对轨道的压力为2mg(重力加速度为g)。求：(1)金属棒到达轨道底端时金属棒两端的电压；(2)金属棒下滑过程中通过电阻R0的电荷量。17.（16分）如图所示，一个半径为r的半圆形线圈，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)的匀强磁场，磁感应强度为B。M和N是两个集流环，负载电阻为R，线圈、电流表和连接导线的电阻不计，求：(1)感应电动势的最大值。(2)从图示位置起转过周期的时间内负载电阻R上产生的热量。(3)从图示位置起转过周期的时间内通过负载电阻R的电荷量。(4)求出电流表的示数。18.（20分）如图甲所示，弯折成90角的两根足够长金属导轨平行放置，形成左右两导轨平面，左导轨平面与水平面成53角，右导轨平面与水平面成37角，两导轨相距L0.2 m，电阻不计。质量均为m0.1 kg，电阻均为R0.1 的金属杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，金属杆与导轨间的动摩擦因数均为0.5，整个装置处于磁感应强度大小为B1.0 T，方向平行于左导轨平面且垂直右导轨平面向上的匀强磁场中。t0时刻开始，ab杆以初速度v1沿右导轨平面下滑。t1 s时刻开始，对ab杆施加一垂直ab杆且平行右导轨平面向下的力F，使ab开始做匀加速直线运动。cd杆运动的vt图像如图乙所示(其中第1 s、第3 s内图线为直线)。若两杆下滑过程均保持与导轨垂直且接触良好，g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8。求：(1)在第1 s内cd杆受到的安培力的大小；(2)ab杆的初速度v1；(3)若第2 s内力F所做的功为9 J，求第2 s内cd杆所产生的焦耳热。高二物理答案（实验部）选择题：每题4分，部分2分，共60分1.D 2.D 3.ABC 4.C 5.AD 6.ABC 7.B 8.BC 9.AC10.B 11.CD 12.AD 13.BC 14.B 15.B16.（14分）答案：(1)(2)解析：(1)金属棒两端的电压为路端电压，当金属棒到达底端时，设棒的速度为v，由牛顿第二定律可得2mgmgm，解得v由法拉第电磁感应定律可得EBLv根据闭合电路欧姆定律得金属棒两端电压UR0联立即得U。(2)通过电阻R0的电荷量qt金属棒下滑过程中产生的感应电动势为感应电流为，解得q。17.（16分）答案：(1)2Bnr2(2)(3)(4)解析：(1)线圈绕轴转动时，在电路中产生如图所示的交变电流。此交变电流的最大值为EmBSB2n2Bnr2。(2)在转过周期的时间内，线圈一直切割磁感线，则产生的热量Q。(3)在转过周期的时间内，电动势的平均值通过R的电荷量qtt。(4)根据电流的热效应，在一个周期内：QI2RT故电流表的示数为I。18.（20分）答案：(1)0.2 N(2)1 m/s(3)3 J解析：(1)ab杆沿右侧导轨下滑，根据右手定则可知ab杆中感应电流由a到b，则cd杆中电流由d到c，根据左手定则可知cd杆受到的安培力垂直于左侧导轨向下。根据v t图像可知，cd杆在第1 s内的加速度a14 m/s2对cd杆受力分析，根据牛顿第二定律，有：mgsin 53(mgcos 53F安)ma1解得F安0.2 N。(2)对cd杆：安培力F安BIL回路中电流I1 A对ab杆：感应电动势EI2R0.2 V根据法拉第电磁感应定律EBLv1解得ab杆的初速度v11 m/s。(3)根据v t图像可知，cd杆在第3 s内做匀减速运动，加速度a24 m/s2对cd杆受力分析，根据牛顿第二定律，有：mgsin 53(mgcos 53F安)ma2解得安培力F安1.8 N由F安BIL可得2 s时ab杆的速度v29 m/s第2 s内ab杆做匀加速运动，ab杆的位移x2(v1v2)t5 m对ab杆，根据动能定理，有：WFmgx2sin 37mgx2cos 37W安mv22mv12解得安培力做功W安6 J回路中产生的焦耳热QW安2Qcd解得第2 s内cd杆所产生的焦耳热Qcd3 J。