2017-2018学年辽宁师范大学附属中学高二上学期期末考试物理试题 Word版 11页

一.选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分每小题给出的四个选项中，1-6小题只有个选项正确，7-10小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选或不选的得0分） 1.如图甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示．在0-时间内，直导线中电流向上，则在-T时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力的合力方向分别是（　　）‎ A.顺时针，向左 B.逆时针，向右 C.顺时针.向右 D.逆时针.向左 2.如图，MN、PQ是间距为L的平行光滑金属导轨，置于磁感应强度为B.方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中，M、P间接有一阻值为R的电阻。一根与导轨接触良好、有效阻值为的金属棒ab垂直导轨放置，并在水平外力F作用下以速度v向右匀速运动，不计导轨电阻，则（）‎ A.通过电阻R的电流方向为P-R-M B.a端电势比b端高 C.ab两点间的电压为BLv D.外力F做的功等于电阻R产生的焦耳热 ‎3.如图所示，L是自感系数很大的理想线圈，a、b为两只完全相同的小灯泡，R0是一个定值电阻，则下列有关说法中正确的是(）‎ A.当S闭合瞬间，a灯比b灯亮 B.当S闭合待电路稳定后，两灯亮度相同 C.当S突然断开瞬间，a灯比b灯亮些 D.当S突然断开瞬间，b灯立即熄灭 ‎4.如图所示是一交变电流的i-t图像，则该交变电流的有效值为（）‎ A. ‎4A B. A C. A D. A ‎5.如图所示，等腰直角三角形区域内垂直于纸面向内的匀强磁场，左边有一形状完全相同的等腰直角三角形导线框，线框从图示位置开始水平向右匀速穿过磁场区域，规定线框中感应电流逆时针方向为正方向，线框刚进入磁场区域时感应电流为i0，直角边长为L其感应电流i随位移x变化的图象正确的是（）‎ ‎6.如图所示，理想变压器原、副线l匝数比为1：2，接有四个阻值相同的定值电阻，变压器初级线圈接到交流电源上，下面说法正确的是（）‎ A.副线圈电压是电源电压的2倍 B.流过R1的电流是副线圈上电流的2倍 C.R1上的电功率是R2上电功率的2倍 D.R1上的电功率是R2上电功率的9倍 ‎7.如图所示为某小型电站高压输电示意图，变压器均为理想变压器.发电机输出功率为20kW。在输电线路上接入一个电流互感器，其原、副线因的匝数比为1：10.电流表的示数为‎1A.输电线的总电阻为10Ω.则下列说法正确的是（）‎ A.采用高压输电可以增大输电线中的电流 B.升压变压器的输出电压U2=2000V C.用户获得的功率为19kW D.将P下移，用户获得的电压将增大 ‎8.如图所示.某人在自行车道上从东往西沿直线以速度v骑行，该处地磁场的水平分量大小为B1.方向由南向北.竖直分量大小为B2.方向竖直向下。自行车把为直把、金属材质，且带有绝缘把套.两把手间距为L。只考虑自行车在地磁场中的电磁感应，下列结论正确的是（）‎ A.图示位置中辐条A点电势比B点电势低 B.图示位置中辐条A点电势比B点电势高 C.自行车左车把的电势比右车把的电势高B2Lv D.自行车在十字路口左拐改为南北骑向，则自行车车把两端电势差要降低 9.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的磁场中，线圈绕OO′轴以角速度ω匀速转动.外电阻为R，下列说法中正确的是（）‎ A.线圈从图示位置转90°的过程中磁通量的变化为NBS B.线圈由图示位置转过90°的过程中平均感应电动势为 C.线圈由图示位置转过60°的过程中电阻R所产生的焦耳热为 D.线圈在图示位置时磁通量的变化率为BSω ‎10.如图所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面的、电阻均匀的正方形导体框abcd，现将导体框分别朝两个方向以v、3v速度匀速拉出磁场，则导体框从两个方向移出磁场的两个过程中（）‎ A.导体框中产生的感应电流方向相同 B.导体框中产生的焦耳热相同 C.导体框中c、d两点电势差相同 D.通过导体框截面的电量相同 二、实验题：（本题共2小题，满分14分） ‎1l.（8分）（1）如图所示的是“研究电磁感应现象”的实验装置 ‎①将图中所缺导线补接完整____________.‎ ‎②如果在闭合开关时发现灵电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后线圈A迅速从线圈B中拔出时，电流计指针将_________（选填“向右偏”、“向左偏”或“不偏转”）。 （2）某学生选用匝数可调的可拆变压器来“探究变压器线圈两端的电压与距数的关系“实验时，断线图接在学生电源上，用多用电表测量到线圈的电压。 ①下列操作正确的是_________ A.原线圈接直流电压，电表用直流电压挡 B.原线圈接直流电压，电表用交流电压挡 C.原线圈接交流电压，电表用直流电压挡 D.原线圈接交流电压，电表用交流电压挡 ②该学生继续做实验，在电源电压不变的情况下，先保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压增大；然后再保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压_________（选填“增大”、“减小“或“不变”）.‎ ‎12.（6分）用以下器材测量待测电阻Rx的阻值： A.待测电阻Rx，阻值约为200Ω B.电源E，电动势约为3.0V，内阻可忽略不计 C.电流表A1，量程为0-10mA，内电阻r1=20Ω D.电流表A2然量程为0-20mA，内电阻r2约为8Ω E.定值电阻R0，阻值R0=80Ω F.滑动变阻器R1.最大阻值为10Ω C.滑动变阻器R2，最大阻值为200Ω H.单刀单掷开关S.导线若干。‎ ‎①为了测量电阻况，你认为应选择下面的________图做为实验电路（填“甲”、“乙”或“丙”）。 ②滑动变阻器应该选________（填“R1“或“R‎2”‎）；在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于________端（填“a”或“b”）。‎ 三、计算题（本题共三道小题46分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位。 13.（11分）如图所示为交流发电机示意图，匝数为n＝100匝的矩形线圈，边长分别为‎10cm和‎20cm，内阻为5Ω，在磁感应强度B＝0.5 T的匀强磁场中绕OO′轴以50rad/s的角速度匀速转动，线圈和外部20 Ω的电阻R相接。求：‎ ‎(1)S断开时，电压表示数； (2)开关S合上时，电压表和电流表示数。 ‎ ‎（3）通过电阻R的电流最大值是多少?电阻R上所消耗的电功率是多少？‎ ‎14.（15分）如图一直导体棒质量为m=lkg、长为L=‎0.1m、电阻为r=1Ω，其两端放在位于水平面内间距也为L=‎0.1m的足够长光滑平行导轨上，且接触良好；距棒左侧L0=‎0.1m处两导轨之间连接一阻值大小可控制的负载电阻R，导轨置于磁感应强度大小为B0=1×102T，方向垂直于导轨所在平面向下的匀强磁场中，导轨电阻不计，开始时，给导体棒一个平行于导轨向右的初速度v0=‎10m/s：‎ ‎（1）若负载电阻R=9Ω，求导体获得初速度v0的瞬间产生的加速度大小； （2）若要导体棒在磁场中保持速度v0=‎10m/s做匀速运动，写出磁场的磁感应强度B随时间变化的函数表达式. （3）若通过控制负载电阻R的阻值使棒中保持恒定的电流强度I=‎10A。求在棒的运动速度由‎10m/s减小至‎2m/s的过程中流过负载电阻R的电量q以及R上产生的热量QR。‎ ‎15.（20分）平行金属板MN和OP水平正对放置，板长为‎2l，板问距为l.虚线NP右侧足够大的空间有垂直纸面向里的匀强磁场。现以O为坐标原点，沿OM方向建立坐标轴oy。质量为m、电为+q的带电粒子（不计重力）可以分别从oy轴上O、M间任意点（包含O、M两点）以相同的水平速度v0射入板间，每个粒子单独射入，每个粒子在板间运动过程中板间电压保持恒定.且认为电场只分布在两板之间的区域；射人点不同的粒子偏转电压不同，以确保从y轴上O、M间任意位置水平射入的粒子，均恰好到达P点并离开电场进入磁场，求：‎ ‎（1）粒子射人点坐标y与对应偏转电压U的关系式； （2）若要使从OM间任意位置射人电场的粒子经磁场后均能不与平行金属板碰撞而直接到达y轴，求磁感应强度的最大值； ‎ ‎（3）在满足（2)的磁感应强度的最大值条件下求这些粒子从y轴上出发到再次到达y轴的最短时间.‎ ‎2017-2018学年度上学期期末考试高二试题 物理参考答案 ‎1.B 2.B  3.C 4.C 5.C 6.D 7.BC 8.AC 9.BD 10.AD 11.(1)①(2分）（有一个线错就不给分）‎ ‎②向左偏（2分） （2）①D（2分） ①减小（2分）‎ ‎12.①乙（2分） ②R1（2分）b(2分） 13.（1）感应电动势最大值： Em=nBSω=100×0.5×0.1×0.2×50=50V，（2分） 感应电动势有效值：E= (1分） S断开时，电压表示数，U=E=50V；(1分）‎ ‎（2）S合上时，电路电流：I=（2分） 电压表示数：U= I R=2×20=40V；（1分）‎ ‎（3）通过R的最大电流：I m= （2分） R消耗的电功率：P= I 2R=22×20=80W；（2分）‎ ‎14.解：（1）由法拉第电磁感应定律： （1分）‎ 根据闭合电路欧姆定律： （1分） ‎ 安培力表达式： （1分）‎ 根据牛顿第二定律： （1分）‎ 代入数据解得： （1分）‎ ‎（2）若要导体棒在磁场中保持速度v0=‎10m/s做匀速运动，则说明导体棒不受安培力，也就没有感应电流，可知磁通量的变化量为零，则： （2分）‎ 代入数据解得： （1分）‎ ‎（3）由电量定义： （1分）‎ 因为电流保持不变，那么导体棒做匀减速运动，运动的时间为： （1分） ‎ 根据牛顿第二定律： （1分）‎ 安培力表达式： （1分）‎ ‎ （1分）‎ 由能量守恒定律： （1分）‎ 代入数据解得： （1分）‎ ‎15.‎ ‎ (1).设粒子射入点坐标为时对应的电压为,场强为,在电场中的时间为，加速度为，则在电场中有：‎ ‎ ................................ ① （1分）‎ ‎ ................................ ② （1分）‎ ‎................................ ③ （1分）‎ ‎................................ ④ （1分）‎ 联立以上各式得：............. ⑤ （1分）‎ (2) ‎.设粒子射入点坐标为时,到达P点的速度，竖直分速度为，速度偏角为α，‎ 则.........................⑥ （1分）‎ ‎.............................⑦ （1分）‎ ‎.............................⑧ （1分）‎ 联立①、③、④、⑥、⑦、⑧得：...........................⑨（1分）‎ 设磁场的磁感应强度为B时，在磁场中做圆周运动的半径为R ‎................................ ⑩ （1分）‎ 设则该粒子从磁场边界的Q点射出，由几何关系得................................⑪ （1分）‎ 联立⑥、⑩、⑪得：................................⑫ （1分）‎ 则从O、M之间任意点射入的粒子，都会到达Q点.由⑤、⑨可知：到达Q点的粒子在水平向左及斜向左下方450的范围内，且水平分速度均为v0，故要使所有粒子都达到轴，由几何关系知：‎ ‎..............................⑬ （1分）‎ 联立⑩、⑫、⑬得：‎ ‎.............................⑭ （1分） ‎ 故磁感应强度的最大值为 （1分）‎ ‎（3）分析可知，所有粒子在电场中的运动时间和离开磁场到再次到达轴的时间均相等，且................................⑮ （1分）‎ 在磁场中运动的时间.............⑯ （1分）‎ 由..................................⑰ （1分） ‎ α=0联立⑩、⑯、⑰得：‎ ‎ ...........................⑱ （1分）‎ 故粒子从轴上出发到再次到达轴的最短时间：‎ ‎.....................⑲ （1分）‎