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- 2021-05-31 发布
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静海一中2019-2020第一学期高二物理期末
学生学业能力调研试卷
考生注意:
本试卷分第Ⅰ卷基础题(78分)和第Ⅱ卷提高题(18分)两部分,共100分。
知 识 与 技 能
学习能力(学法)
总分
内容
万有引力
磁场
电磁感应
交变电流
易混易错辨析
规律总结
信息筛选
100
分数
20
20
35
25
19
2
5
第Ⅰ卷选择题(共82分)
一、单项选择题(共5题,每题5分,共25分)
1.现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如图所示连接。下列说法中正确的是( )
A.开关闭合后,线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转
B.线圈A插入线圈B中后,开关闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转
C. 开关闭合后,滑动变阻器的滑片P匀速滑动,会使电流计指针静止在中央零刻度
D.开关闭合后,只有滑动变阻器的滑片P加速滑动,电流计指针才会偏转
2.发射地球同步卫星时,先将卫星发射至近地圆轨道1,然后经点火,使其沿椭圆轨道2运行,最后再次点火,将卫星送入同步圆轨道3.轨道1、2相切于Q点.轨道2、3相切于P点(如图),则当卫星分别在1,2,3,轨道上正常运行时,以下说法正确的是( )
A.卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率
B.卫星在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度
C.卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度
D.卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度
3.如图表示一交流电的电流随时间而变化的图象,此交流电流的有效值是( )
A.5A B.5A
C.3.5A D.3.5A
4.一正三角形导线框ABC(高度为a)从图示位置沿x轴正向匀速穿过两匀强磁场区域.两磁场区域磁感应强度大小均为B、方向相反、垂直于平面、宽度均为a.图乙反映感应电流I与线框移动距离x的关系,以逆时针方向为电流的正方向.图象正确的是( )
A.B.C. D.
5. (信息筛选题)磁电式电流表的构造如图(a)所示,在踹形磁铁的两极间有一个可以绕轴转动的线圈,转轴上装有螺旋弹簧和指针。蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布,如图(b)所示。当电流通过线圈时,线圈在安培力的作用下转动,螺旋弹赞被扭动,线图停止转动时满足NBIS=kθ,式中N为线圈的匝数,S为线圈的面积,I为通过线圈的电流,B为磁感应强度,θ为线圈(指针)偏角,k是与螺旋弹簧有关的常量。不考虑电磁感应现象,由题中的信息可知( )
A.线圈转动过程中受到的安培力的大小变大
B.该电流表的刻度是均匀的
C.若线圈中通以如图(b)所示的电流时,线圈将沿逆时针方向转动
D.更换k值更大的螺旋弹簧,可以增大电流表的灵敏度(灵敏度即)
二、多项选择题(共3题,每题5分,共15分)
6.如图是通过变压器降压给用户供电的示意图。负载变化时变压器输入电压保持不变。输出电压通过输电线输送给用户,输电线的电阻用R0表示,开关S闭合后,相当于接入电路中工作的用电器增加。变压器可视为理想变压器,则开关S闭合后,以下说法正确的是( )
A.变压器的输入功率减小
B.电表V1示数与V2示数的比值不变
C.输电线的电阻R0消耗的功率增大
D.流过电阻R1的电流增大
7.(易混易错)如图所示,abcd为水平放置的平行“匸”形光滑金属导轨,间距为l,导轨间有垂直与导轨平面的匀强磁场,磁感应强度大小为B,导轨电阻不计。已知金属杆MN倾斜放置,与导轨成θ角,单位长度的电阻为r,保持金属杆以速度v沿平行于cd
的方向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好)。则下列说法中错误的是( )
A.电路中感应电动势的大小为 B.电路中感应电流的大小为
C.金属杆所受安培力的大小为 D.金属杆的热功率为
8.回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电源两极相连的两个D形金属盒,两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图所示.设D形盒半径为R.若用回旋加速器加速质子时,匀强磁场的磁感应强度为B,高频交流电频率为f.则下列说法正确的是( )
A.带电粒子在磁场中运动的周期和交变电流的周期相等
B.质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关
C..只要R足够大,质子的速度可以被加速到任意值
D.不改变磁场的磁感应强度和交变电流的频率,该回旋加速器也能用于加速α粒子
三、填空题(每空2分,共12分)
9.普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流,通常要通过电流互感器来连接,图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少,工作时电流为Iab,cd一侧线圈的匝数较多,工作时电流为Icd,为了使电流表能正常工作,则ab接 (选填MN或PQ),Iab Icd.(选填“>”或“<”)
9题图 10题图 11题图
10.如图所示的电路,L1和L2是两个相同的小电珠,L是一个自感系数相当大的线圈,其电阻与R相同,由于存在自感现象,在电键S刚接通时, 灯最亮;S断开时, 灯先熄灭.
11.如图所示,理想变压器的原.副线圈匝数之比为n1:n2=4:1
,原线圈回路中的电阻A与副线圈回路中的负载电阻B的阻值相等.a、b端加一交流电压后,两电阻消耗的电功率之比PA:PB= ;两电阻两端的电压之比UA:UB= .
四、计算题(12题14分、13题16分、14题18分,共48分)
12(易混易错题)如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=0.5T,边长L=10cm的正方形线圈abcd共100匝,线圈电阻r=1Ω,线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动,每分钟转3000转,外电路电阻R=4Ω,求:
(1)转动过程中感应电动势的最大值;
(2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60°角时的瞬时感应电动势;
(3)由图示位置转过60°角的过程中通过R的电荷量q;
(4)交流电压表的示数;
(5)请说出几种使用交流电有效值的情况(至少说出四种)
13.(规律方法总结)如图所示,固定在水平面上间距为l的两条平行光滑金属导轨,垂直于导轨放置的两根金属棒MN和PQ长度也为l、电阻均为R,两棒与导轨始终接触良好。MN两端通过开关S与电阻为R的单匝金属线圈相连,线圈内存在竖直向下均匀增加的磁场,磁通量变化率为常量k。图中虚线右侧有垂直于导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B.PQ的质量为m,金属导轨足够长、电阻忽略不计。
(1)请简要归纳出电磁感应电动势的两种方法。
(2)若闭合S,若使PQ保持静止,需在其上加多大的水平恒力F,并指出其方向;
(3)若断开S,PQ在上述恒力作用下,由静止开始到速度大小为v的加速过程中流过PQ的电荷量为q,求该过程安培力做的功W。
第Ⅱ卷提高题(共18分)
14.如图,在矩形区域ABCD内存在竖直向上的匀强电场,在BC右侧I、II两区域存在匀强磁场,L1、L2、L3是磁场的边界(BC与L1重合),宽度相同,方向如图所示,区域I
的磁感应强度大小为B1.一电荷量为q、质量为m(重力不计)的带正电粒子从AD边中点以初速度v0沿水平向右方向进入电场,点电荷恰好从B点进入磁场,经区域I后又恰好从与B点同一水平高度处进入区域II.已知AB长度是BC长度的倍。
(1)求带电粒子到达B点时的速度大小;
(2)求磁场的宽度L;
(3)要使点电荷在整个磁场中运动的时间最长,求区域II的磁感应强度B2的取值。
静海一中2019-2020第一学期高二物理期末
学生学业能力调研试卷
三.填空题(每空2分,共12分)
9、 10、 11、
四、计算题(12题14分、13题16分、14题18分,共48分)
12
13.(1)(2分)
(2) (6分)
(2)(8分)
14.(1)(6分)
(2)(6分)
(3)(6分)
静海一中2019-2020第一学期高二物理(期末)
学生学业能力调研试卷答案纸
一. 单选题
1
2
3
4
5
A
D
B
C
B
二.多选题
6
7
8
BC
ACD
AB
三.填空题(每空2分,共12分)
9、_MN_______>
10、 L1 L2
11、1:16 1:4
四、计算题(12题14分、13题16分、14题18分,共48分)
12解:(1)根据Em=NBùS,可得感应电动势的最大值:
Em=100×0.5×0.12×2ðV=3.14V;
(2)由于线框垂直于中性面开始计时,所以瞬时感应电动势表达式:
e=Emcos2ðt(V);
当线圈转过60°角时的瞬时感应电动势为:e=1.57V;
(3)根据法拉第电磁感应定律可得转60°角的过程中产生的平均感应电动势大小为:
=N=N=1.5V=2.6V ,周期内线圈转过60°角,通过R的电量q电,由公式可得:
q=t=•=8.66×10﹣2 C;
(4)转动过程中,交流电压表的示数为有效值,所以有:
U=R=×4V=1.256V=1.78V;
(5)电表读数、计算焦耳热、热功率、用电器名牌标识
13解:(1)设线圈中产生的感应电动势为E,根据法拉第电磁感应定律可得E=,
则E=k
设PQ与MN并联的电阻为R并,有:R并=
闭合S后,设线圈中的电流为I,根据闭合电路的欧姆定律可得:
I=
设PQ中的电流为IPQ,则IPQ=I
设PQ受到的安培力为F安,有:F安=BIPQl
保持PQ静止,根据平衡条件可得F=F安,
联立解得F=,方向水平向右;
(2)设PQ由静止开始到速度大小为v的过程中,PQ运动的位移为x,所用的时间为△t,回路中磁通量的变化为△Ö,
平均感应电动势为
其中△Ö=Blx,
PQ中的平均电流为
根据电流强度的定义式可得:
根据动能定理可得Fx+W=
联立解得:W=﹣。
答:(1)闭合S,若使PQ保持静止,需在其上加的水平恒力为,方向水平向右;
(2)该过程安培力做的功为﹣。
14解:(1)设带电粒子进入磁场时的速度大小为v,与水平方向成è角,由类似平抛运动的速度方向与位移方向的关系有,
则è=30°,
根据速度关系有;
(2)设带电粒子在区域I中的轨道半径为r1,由牛顿第二定律得,
轨迹如图1所示,由几何关系得L=r1,
解得
(3)带电粒子在磁场中运动的速率一定,当带电粒子不从区域II右边界离开磁场时,带电粒子在磁场中运动的轨迹最长,运动时间最长。设区域II中对应最长时间的磁感应强度为B,轨迹半径为r2,轨迹如图2所示,同理得,
根据几何关系有L=r2(1+sinè),
解得B=1.5B1
答:(1)带电粒子到达B点时的速度大小为;
(2)磁场的宽度L为;
(3)要使点电荷在整个磁场中运动的时间最长,区域II的磁感应强度B2的取值为1.5B1。