物理卷·2019届吉林省长春市十一高中高二上学期期末考试（2018-01） 10页

长春市十一高中2017-2018学年度高二上学期期末考试 物 理 试 题 第Ⅰ卷（共 56 分）‎ 一、选择题：本题共14小题，每小题4分.在每小题给出的四个选项中，第1-9题只有一 项符合题目要求，第10-14题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得 ‎2分，有选错的得0分。‎ ‎1．关于电和磁现象，以下说法中正确的是（ ）‎ A．自感电动势的方向总是与原电流方向相反 B．回旋加速器中的电场不仅使带电粒子加速还使带电粒子偏转 C．低频扼流圈对低频交流电阻碍作用很大，对高频交流电阻碍作用很小 D．法拉第最先发现电磁感应现象，发电机就是根据电磁感应现象制成的 ‎2．如图所示，三角形线圈abc与长直导线MN彼此绝缘并靠近，线圈面积被分为相等的两部分，MN接通电源瞬间电流由M流向N，则关于接通瞬间的下列说法中正确的是(　 )‎ A．在abc中无感应电流 B．有感应电流，方向 a—b—c C．有感应电流，方向 a—c—b D．线圈abc所受的磁场力合力为零 ‎3．如图所示，孤立点电荷+Q固定在正方体的一个顶点上，与+Q相邻的三个顶点分别是A、B、C，下列说法中正确的是(　 　)‎ A． A、B、C三点的场强相同 B．A、B、C三点的电势相等 C．A、B、C三点所在的平面为一个等势面 D．将电荷量为+q的检验电荷由A点沿直线移动到B点过程中电势能始终保持不变 ‎4． 如图所示，水平光滑的平行金属导轨，左端接有电阻R，匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内，质量一定的金属棒PQ垂直导轨放置．今使棒以一定的初速度v0向右运动，当其通过位置a、b时，速率分别为va、vb，到位置c时棒刚好静止，设导轨与棒的电阻均不计，a到b与b到c的间距相等，则金属棒在由a到b和由b到c的两个过程中 （ ）‎ A．回路中产生的内能相等 B. 棒运动的加速度相等 C．安培力做功相等 D．通过棒横截面积的电荷量相等 ‎5．如图所示的电路中，电源电动势为E，内电阻为r，L为小灯泡（其灯丝电阻可以视为不变），R1和R2为定值电阻，R3为光敏电阻，其阻值的大小随照射光强度的增强而减小．闭合开关S后，将照射光强度增强，则（　　）‎ A．电路的路端电压将增大 B．灯泡L将变暗 C．R2两端的电压将增大 D．R1两端的电压将增大 ‎6．如图，MN为铝质薄平板，铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场（未画出）．一带电粒子从紧贴铝板上表面的P点垂直于铝板向上射出，从Q点穿越铝板后到达PQ的中点O．已知粒子穿越铝板时，其动能损失一半，速度方向和电荷量不变．不计粒子重力．铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为（　　）‎ A．1 B． C．2 D．‎ ‎7．如图所示，在电容器C的两端接有一个圆环形导体回路，在圆环回路所围的面积之内存在着垂直纸面向里的匀强磁场B，已知圆环的半径r=5cm，电容器的电容C=20μF，当磁场B以2×10﹣2T/s的变化率均匀增加时，则电容器的（　　）‎ A．a板带正电，电荷量为π×10﹣9C B．a板带负电，电荷量为﹣π×10﹣9C C．a板带正电，电荷量为π×10﹣6C D．a板带负电，电荷量为﹣π×10﹣6C ‎8．如图所示，等腰直角三角形AOB内部存在着垂直纸面向外的匀强磁场，OB在x轴上，长度为2L．纸面内一边长为L的正方形导线框的一边在x轴上，沿x轴正方向以恒定的速度穿过磁场区域．规定顺时针方向为导线框中感应电流的正方向，t=0时刻导线框正好处于图示位置．则下面四幅图中能正确表示导线框中感应电流i随位移x变化的是（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎9‎ ‎．如图所示，abcd是一个质量为m，边长为L的正方形金属线框．如从图示位置自由下落，在下落h 后进入磁感应强度为B的磁场，恰好做匀速直线运动，该磁场的宽度也为L．在这个磁场的正下方h+L处还有一个宽度也为L的未知磁场，金属线框abcd 在穿过这个磁场时也恰好做匀速直线运动，那么下列说法正确的是（　　）‎ A．未知磁场的磁感应强度是2B B．未知磁场的磁感应强度是B C．线框在穿过这两个磁场的过程中产生的电能为4mgL D．线框在穿过这两个磁场的过程中产生的电能为2mgL ‎10．图甲为一台小型发电机示意图，产生的感应电动势随时间变化如图乙所示．已知发电机线圈的匝数为10匝，电阻r=2Ω，外电路的小灯泡电阻恒为R=6Ω，电压表、电流表均为理想电表．下列说法正确的是（　 　） ‎ A．电压表的读数为3V B．电流表读数0.5A C．1秒内流过小灯泡的电流方向改变25次 D． 线圈在转动过程中，磁通量最大为 ‎11．如图甲，理想变压器的原线圈接入图乙所示的正弦交流电，两个阻值均为10Ω的定值电阻R串联接在副线圈两端，理想交流电压表示数为5.0V，则（　 　）‎ A．变压器的输入功率为110W B．原副线圈匝数比为n1：n2=44：1‎ C．副线圈中交流电的频率为50Hz D．原线圈电压u1瞬时值表达式为u1=311sin100πt（V）‎ ‎12．如图所示，A、B是两盏完全相同的白炽灯，L是直流电阻不计、自感系数很大的自感线圈，如果断开电键S1，闭合S2，A、B两灯都能同样发光．如果最初S1是闭合的，S2是断开的．那么，可能出现的情况是（　 ）‎ A．刚闭合S2瞬间，A灯就立即亮，而B灯则延迟一段时间才亮 B．刚闭合S2瞬间，线圈L中的电流大于B灯的电流 C．闭合S2时，A、B同时亮，然后A灯更亮，B灯由亮变暗 D．闭合S2稳定后，再断S2时，A灯立即熄灭，B灯闪亮一下再熄灭 ‎13．如图所示是远距离输电示意图，电站的输出电压恒定为U1=250V，输出功率P1=100kW，输电线电阻R=8Ω．则进行远距离输电时，下列说法中正确的是（ 　）‎ A． 若电站的输出功率突然增大，则降压变压器的输出电压减小 B．若电站的输出功率突然增大，则升压变压器的输出电压增大 C．输电线损耗比例为5%时，所用升压变压器的匝数比 D．用10000 V高压输电，输电线损耗功率为800W ‎14．利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域．如图是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的电流I，C、D两侧面会形成电势差UCD，下列说法中正确的是( )‎ A．仅增大C、D间的宽度时，电势差UCD变大 B．若该霍尔元件是自由电子定向运动形成的电流，则电势差UCD＜0‎ C．在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平 D．仅增大磁感应强度时，电势差UCD变大 第Ⅱ卷（6小题，共54分）‎ 二、 实验题：共2小题，每空2分，共计 14 分．请将解答填写在答题卡相应的位置．‎ ‎15．用一主尺最小分度为1mm，游标上有20个分度的游标卡尺测量一工件的长度，结果如图甲所示，可以读出此工件的长度为　 　mm；图乙是用螺旋测微器测量某一金属丝的直径时的示数，此读数为　 　mm．‎ ‎16．某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有：‎ 小灯泡L（额定电压3.8V，额定电流0.32A）‎ 电压表V（量程3V，内阻RV=3kΩ）‎ 电流表A（量程0.5A，内阻约为0.5Ω）‎ 固定电阻R0（阻值1000Ω）‎ 滑动变阻器R（阻值0～9.0Ω）‎ 电源E（电动势5V，内阻不计）开关S；导线若干．‎ ‎（1）要求能够实现在0～3.8V范围内对小灯泡电压进行测量，画出实验电路原理图．‎ ‎（2）实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示．‎ 由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻　 　（填“增大”“不变”或“减小”），灯丝的电阻率　 　（填“增大”“不变”或“减小”）．‎ ‎（3）用另一电源E0（电动势4V，内阻1.00Ω）和题中所给器材连接成图（b）所示的电路图，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率．闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为　 　W，最大功率为　 　W．（结果均保留2位小数）‎ 三、选择题：计算题：本题共4小题，共计 40 分。解答计算题部分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 题答案中必须明确写出数值和单位。‎ ‎17．(8分）如图所示，线圈的面积是0.1m2，共50匝，线圈电阻为r=1Ω，外接电阻R=9Ω，匀强磁场的磁感应强度，当线圈以的转速匀速旋转时，求：‎ ‎（1）若从中性面开始计时，写出线圈感应电动势的瞬时表达式．‎ ‎（2）电路中电压表示数是多少？‎ ‎18．（10分）如图1所示，一个圆形线圈的匝数n=100匝，线圈面积S=0.2m2，线圈的电阻r=1Ω，线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间的变化规律如图2所示．求 ‎（1）在0～4s内穿过线圈的磁通量变化量；‎ ‎（2）前4s内产生的感应电动势；‎ ‎（3）6s内通过电阻R的电荷量q．‎ ‎19．（12分）如图甲所示，电阻不计的两根平行光滑金属导轨相距L=0.5‎ m，导轨平面与水平面的夹角θ=30°，导轨的下端PQ间接有R=8 Ω电阻．相距x=6m的MN和PQ间存在磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场．磁感应强度B随时间t的变化情况如图乙所示．将导体棒ab垂直放在导轨上，导体棒ab接入电路部分阻值为r=2 Ω，使导体棒从t=0时由静止释放，t=1 s时导体棒恰好运动到MN，开始匀速下滑．g取10m/s2．求：‎ ‎（1）0～1s内回路中的感应电动势；‎ ‎（2）导体棒ab的质量；‎ ‎（3）0～2s时间内导体棒所产生的热量．‎ ‎20．（10分）如图所示，虚线OC与y轴的夹角θ=60°，在此角范围内有一方向垂直于xOy平面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场．虚线OC与x轴所夹范围内有一沿x轴正方向、电场强度大小为E的匀强电场．一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子a（不计重力）从y轴的点M（0，L）沿x轴的正方向射入磁场中．求：‎ ‎（1）要使粒子a从OC边界离开磁场后竖直向下垂直进入匀强电场，经过匀强电场后从x轴上的P点（图中未画出）离开，则该粒子射入磁场的初速度v1为多大？‎ ‎（2）若大量粒子a同时以从M点沿xOy平面的各个方向射入磁场中，则从OC边界最先射出的粒子与最后射出的粒子的时间差．‎ 物理参考答案 说明：本卷满分110分。计算题如其他解法正确均给分。‎ 1． D 2．C 3．B 4．D 5．D 6．D 7．A 8．B 9．C 10．ABD 11．CD ‎12．CD 13．ACD 14．BD ‎15． 52.35（2分）　 0.697+0.001（2分）‎ ‎16．（1）‎ ‎（3）当滑动变阻器阻值全部接入时，灯泡的功率最小，将R等效为电源内阻，则电源电动势为4V，等效内阻为10Ω；则有：U=4﹣10r；作出电源的伏安特性曲线如图a中实线所示；由图可知，灯泡电压为U=1.8V，电流I=230mA=0.23A，则最小功率P=UI=1.8×0.23=0.41W；‎ 答案为：（1）如图所示；（2）增大；增大；（3）0.38~0.42；1.15~1.20．‎ ‎17．(8分）解：（1）若从中性面开始计时，线圈中感应电动势的瞬时值表达式为：e=Emsinωt．‎ 其中ω=2πn=10πrad/s， (1分）‎ Em=NBSω=50××0.1×10π=100V， (1分）‎ 故线圈中感应电动势的瞬时值表达式为：e=100sin10πt ( V ) (2分）‎ ‎（2）电动势的有效值为：E===50V (2分）‎ 电压表的示数为 (2分）‎ ‎18．（10分）解：（1）根据磁通量定义式Φ=BS，那么在0～4s内穿过线圈的磁通量变化量为：‎ ‎△Φ=（B2﹣B1）S=（0.4﹣0.2）×0.2Wb=4×10﹣2Wb； (2分）‎ ‎（2）由图象可知前4 s内磁感应强度B的变化率为：‎ ‎=T/s=0.05 T/s ‎ ‎4 s内的平均感应电动势为：E=nS=100×0.05×0.2 V=1V． (4分）‎ （3） 电路中的平均感应电流为：= (1分） ‎ q=t (1分）‎ 又因为 (1分）‎ 所以 (1分）‎ ‎19．（12分）解：（1）0﹣1s内，磁场均匀变化，由法拉第电磁感应定律有：‎ ‎ E1==S 由图象得 =2T/s，且 S=Lx=3m2 ‎ 代入解得：E1=6V （2分）‎ ‎（2）导体棒从静止开始做匀加速运动，加速度 a=gsinθ=10×0.5=5m/s2 （1分）‎ t=1s末进入磁场区域的速度为 v=at1=5×1=5m/s （1分）‎ 导体棒切割磁感线产生的电动势 E2=BLv=2×0.5×5V=5V （1分）‎ 根据导体棒进入磁场区域做匀速运动，可知导体受到的合力为零，有：‎ ‎ mgsinθ=F安=BIL （1分）‎ 根据闭合电路欧姆定律有：I= （1分）‎ 联立以上各式得：m=0.1kg （1分）‎ ‎（3）在0～1s内回路中产生的感应电动势为 E1=6V 根据闭合电路欧姆定律可得 I1==0.6A （1分）‎ ‎1s～2s内，导体棒切割磁感线产生的电动势为 E2=5V ‎ 根据闭合电路欧姆定律可得 I2==0.5A （1分）‎ ‎0～2s时间内导体棒所产生的热量 Q=+ （1分）‎ 代入数据解得 Q=1.22J （1分）‎ 20． ‎（10分）‎ 解：（1）粒子a竖直向下穿过OC，在磁场中轨迹圆心如图为O1，‎ OO1=Rcotθ，OO1=L﹣R 得粒子圆周运动的轨道半径R=① （1分）‎ 由洛伦兹力提供圆周运动向心力有：② （1分）‎ 由①②两式解得：③ （2分）‎ ‎（2）由 解得： （1分）‎ 粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为： （1分）‎ 最后出磁场的粒子从OC边上的E点射出，弦ME最长为直径，ME=2R2=，在磁场中运动的时间为： （1分）‎ MF为垂直OC的一条弦，则MF为最短的弦，从F点射出的粒子运动时间最短，此时轨迹圆心为O2，由三角形关系得： sin，所以可得α=30° ‎ 此粒子的运动时间最短 （1分）‎ 时间差为△t=t1﹣t2= （2分）‎