物理卷·2018届湖北省宜昌市部分示范高中教学协作体高二下学期期中考试（2017-04） 9页

宜昌市部分示范高中教学协作体2017年春期中联考 高二物理 ‎（全卷满分：110分 考试用时：90分钟）‎ 一、选择题（共12小题，48分.在每小题给出的四个选项中，1-8小题只有一个选项正确，9-12小题有多个选项正确，全部选对得4分，选不全的得2分）‎ ‎1.关于感应电动势的大小，下列说法中正确的是（　　） A.磁通量越大，感应电动势一定越大 B.磁通量减小，感应电动势一定减小 C.磁通量变化越快，感应电动势一定越大 D.磁通量变化越大，感应电动势一定越大 ‎2.如图所示，竖直放置的长直导线通以恒定电流，有一矩形线圈abcd与导线在同一平面上，在下列状况中线框中不能产生感应电流的是（　　） ‎ A.导线中电流强度变小 B.线框向下平动  ‎ C.线框向右平动 D.线框以ab边为轴转动 ‎3.如图所示，两平行金属导轨水平放置，导轨间接有电阻R，置于匀强磁场中，导轨上垂直搁置两根金属棒ab、cd．当用外力F拉动ab棒向右运动的过程中，cd棒将会（　　） A.保持静止 B.向左运动 C.向右运动 D.向上跳起 ‎4.某交流发电机给灯泡供电，产生正弦式交变电流的图象如图所示，下列说法中正确的是（　　） A.交变电流的频率为0.02Hz ‎ B.交变电流的瞬时表达式为i=5cos50πt（A） C.在t=0.01s时，穿过交流发电机线圈的磁通量最大 D.若发电机线圈电阻为0.4Ω，则其产生的热功率为5W ‎5.某一电热器接在U=110V的直流电源上，每秒产生的热量为Q；现把它改接到交流电源上，每秒产生的热量为2Q，则该交流电压的有效值是（　　） A.220V     B.110V     C.110V     D.220V ‎6.如图，在光滑水平面上，用等大反向的F1、F2分别同时作用于A、B两个静止的物体上，已知mA＜mB，经过相同的路程后同时撤去两力，以后两物体相碰并粘为一体，则粘合体最终将（　　） A.静止     B.向左运动 C.向右运动   D.无法确定 ‎7.下列情况中系统动量守恒的是（　　） ①小车停在光滑水平面上，人在车上走动时，对人与车组成的系统； ②子弹水平射入放在光滑水平面上的木块中，对子弹与木块组成的系统； ③子弹射入紧靠墙角的木块中，对子弹与木块组成的系统； ④.把一支枪水平固定在小车上，小车放在光滑的水平地面上，枪发射出子弹时，枪和子弹组成的系统。 A. ①和②      B. ②和③ C. ③和④   D. ①和④ ‎ ‎8.如图，一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内，线框在长直导线左侧，且其长边与长直导线平行．已知在t=0到t=t1的时间间隔内，直导线中电流i发生某种变化，而线框中感应电流总是沿顺时针方向；线框受到的安培力的合力先水平向右、后水平向左．设电流i正方向与图中箭头方向相同，则i随时间t变化的图线可能是（　　） A.  B.  C.  D.‎ ‎9.如图，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2；输电线的等效电阻为R，开始时，开关K断开。当K接通时，以下说法正确的是（　　） A.副线圈两端M、N的输出电压不变 B.副线圈输电线等效电阻R上的电压减小 C.通过灯泡L1的电流增大 D.原线圈中的电流增大 ‎10.质量为40kg的走钢丝运动员，不慎从高空跌下，万幸有弹性安全绳的保护，使其被悬挂起来．已知弹性安全绳的原长为5m，安全绳缓冲的时间为2s，g=10m/s2．以上过程中，下列说法正确的是（　　） A.运动员重力的冲量为0‎ B.运动员重力的冲量为1200N•s C.缓冲时安全绳的平均冲力为600N D.缓冲时安全绳的平均冲力为1000N ‎11.质量为m的小球A在光滑的水平面上以速度v0与质量为2m的静止小球B发生正碰，碰后A球的动能恰好变为原来的，则B球速度大小可能是（　　） A. B.   C.   D. ‎ ‎12.如图，水平放置的光滑平行金属导轨上有一质量为m电阻不计的金属棒ab，在一水平恒力F作用下由静止向右运动，则（　　） A.随着ab运动速度的增大，其加速度也增大 B.外力F对ab做的功等于电路中产生的电能 C.当ab做匀速运动时，外力F做功的功率等于电路中的电功率 D.无论ab做何运动，它克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能 二、实验探究题(本大题共2小题，每题6分，共12分)‎ ‎13‎ ‎.如图所示，在图（1）中，G为指针在中央的灵敏电流表连接在直流电路中时的偏转情况．今使它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图（2）中的条形磁铁的运动方向是 ______ (填向上、向下)；图（3）中电流计的指针将向 ______ 偏转（填左、右）；图（4）中的条形磁铁上端为 ______ 极（填N、S）． ‎ ‎14.如图所示为“探究碰撞中的不变量”的实验装置示意图．已知a、b小球的质量分别为ma、mb，半径分别为ra、rb，图中P点为单独释放a球的平均落点，M、N是a、b小球碰撞后落点的平均位置． （1）本实验必须满足的条件是 ______ ． A．斜槽轨道必须是光滑的 B．斜槽轨道末端的切线水平 C．入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速度释放 D．入射球与被碰球满足ma=mb，ra=rb ‎ ‎（2）为了验证动量守恒定律，已测量OM、OP、ON间的距离分别为x1、x2、x3，则验证动量守恒定律的表达式为 （用相应字母表示）．‎ 三、计算题（本大题共4小题，共50分，要有重要的演算步骤和方程及必要的文字说明）‎ ‎15.（12分）如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度L=0.4m，一端连接R=1Ω的电阻．导线所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=1T．导体棒MN放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计．在平行于导轨的拉力F作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度v=5m/s．求： （1）感应电动势E和感应电流I； （2）拉力F的大小； （3）若将MN换为电阻r=1Ω 的导体棒，其他条件不变，求导体棒两端的电压U． ‎ ‎16.（12分）小型水利发电站的发电机输出功率为1000kW，输出电压为500V，输电线总电阻为5Ω，为了使输电线损耗功率为发电机输出功率的5%，需在发电机处设升压变压器，用户所需电压为220V，所以在用户处需安装降压变压器．输电电路图如图所示，求： （1）输电线上的电流； （2）升压变压器的原、副线圈的匝数之比； （3）降压变压器的原、副线圈的匝数之比． ‎ ‎ ‎ ‎17.（12分）质量为M=2kg的小平板车静止在光滑的水平面上，车的一端静止着质量为m=2kg的物体A（可视为质点），如图一颗质量为m1=20g的子弹以v0=600m/s的水平速度射穿A后速度变为v1=100m/s（穿过时间极短）．最后A未离开平板车．求： （1）A给子弹的冲量大小； （2）平板车最后的速度； （3）物体A与平板车因摩擦而产生的热量． ‎ ‎18.（14分）如图甲所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，其宽度L=1m，一匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与P之间连接一阻值为R=0.40Ω的电阻，质量为m=0.01kg、电阻为r=0.30Ω的金属棒ab紧贴在导轨上．现使金属棒ab由静止开始下滑，下滑过程中ab始终保持水平，且与导轨接触良好，其下滑距离x与时间t的关系如图乙所示，图象中的OA段为曲线，AB段为直线，导轨电阻不计，g取10m/s2（忽略ab棒运动过程中对原磁场的影响）． （1）判断金属棒两端a、b的电势高低； （2）求磁感应强度B的大小； （3）在金属棒ab从开始运动的1.5s内，‎ 电阻R上产生的热量． ‎ 参考答案 一、 选择题（共48分）‎ 题号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ ‎11‎ ‎12‎ 答案 C B C D B B A A AD BC AD CD 二、 实验题（共12分，每小题6分）‎ ‎13题（每空2分） 向下 右 N ‎ ‎14题（每小题3分） （1） BC （2） ma x2 = max1+ mbx3‎ 三、 计算题（共50分）‎ ‎15题：（共12分）‎ （1） 根据动生电动势公式得：E=BLv=1×0.4×5V=2.0 V， ………..(2分)‎ （2） 故感应电流为：I= …………(2分)‎ （3） 金属棒匀速运动过程中，所受的安培力大小为： F安=BIL=1×2×0.4N=0.8N． ………………………（2分） 因为是匀速直线运动，所以导体棒所受拉力为： F=F安=0.8N    …………………………..(2分)‎ （4） 导体棒两端电压为：U= ………….(4分) 答：（1）感应电动势E为2V，感应电流I为2A； （2）拉力F的大小为0.8N． （3）导体棒两端的电压U为1V． ‎ ‎16题：（12分）‎ 解：（1）输电线上损耗的功率 根据 得 …………………(4分) （2）升压变压器原线圈上的电流 升压变压器原副线圈的匝数之比 …………………(4分)‎ ‎ （3）输电线上损失的电压 升压变压器副线圈两端的电压，得 降压变压器原线圈两端的电压 降压变压器原副线圈的匝数比 ……………….(4分) 答：（1）输电线上的电流100A． （2）升压变压器的原、副线圈的匝数之比．‎ ‎（3）降压变压器的原、副线圈的匝数之比 17题：（12分）‎ 解：（1）对子弹，由动量定理得：I=m1v1-m1v0=0.020×100-0.020×600=-10kg•m/s，‎ 负号表示冲量的方向：水平向左； ………………………………….(3分) （2）子弹击穿木块过程系统动量守恒，以子弹的初速度方向为正方向， 由动量守恒定律得：m1v0=m1v1+mvA， 解得：vA=5m/s， ………(2分) 物体A与平板车组成的系统动量守恒，以向右为正方向， 由动量守恒定律得：mvA=（M+m）v，解得：v=2.5m/s； ……………(2分)‎ 方向水平向右 …………………(1分) （3）A与平板车产生的热量Q=mvA2-(m+M)v2 …………….(3分)‎ 解得Q=12.5J …………………………….(1分)‎ 答：（1）A给子弹的冲量大小为10kg•m/s. （2）平板车最后的速度大小为：2.5m/s，方向：水平向右．‎ ‎（3）Q=12.5J ‎18题：（14分）‎ 解：（1）由右手定则判断可知b端电势较高 ………………………….(2分) （2）当金属棒匀速下落时，由共点力平衡条件得：mg=BIL…① …… .(1分) 金属棒产生的感应电动势为：E=BLvt …② ……..(1分) 则电路中的电流为： …③ ………………....(1分) 由图象可得：vt===7 m/s        ………（1分）            ‎ ‎ 代入数据解得：B=0.1 T                 ……………………(1分) （3）在0～1.5 s，以金属棒ab为研究对象，根据动能定理得： mgh-W安=mv2-0…④ 则得：W安=0.455 J   ……………………………(4分) 即整个回路产生的总热量为：Q=W安=0.455 J                         对闭合回路由闭合电路欧姆定律得： E电=I（R+r）…⑤ 则电阻R两端的电压UR为： UR=…⑥ 则电阻R上产生的热量为：QR=W安=0.26 J …………..(3分) 答：（1）金属棒b端的电势较高； （2）磁感应强度B的大小是0.1T； （3）在金属棒ab从开始运动的1.5s内，电阻R上产生的热量是0.26J． ‎