物理卷·2018届广东省佛山一中高二下学期第一次段考（2017-03） 12页

‎2016学年度下学期第一次段考高二级物理科试题 一、单项选择题（每小题4分，共32分。每个小题给出的四个选项中，只有一个是正确的。）‎ ‎1．如图所示，在匀强磁场B中放一电阻不计的平行金属导轨，导轨跟固定的大导体矩形环M相连接，导轨上放一根金属导体棒ab并与导轨紧密接触，磁感应线垂直于导轨所在平面．若导体棒匀速地向右做切割磁感线的运动，则在此过程中M所包围的固定闭合小矩形导体环N中电流表内（　　）‎ A．有自下而上的恒定电流 B．产生自上而下的恒定电流 C．电流方向周期性变化 D．没有感应电流 ‎2．远距离输电的原理图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压分别为U1、U2，电流分别为I1、I2，输电线上的电阻为R，变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是（　　）‎ ‎ ‎ ‎[]‎ ‎ A．= B．I2= C．I1U1=I22R D．I1U1=I2U2‎ ‎3．如图所示，边长为2L的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个边长为L的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直，导线框的一条对角线和虚线框的一条对角线恰好在同一直线上．从t=0开始，使导线框从图示位置开始以恒定速度沿对角线方向移动进入磁场，直到整个导线框离开磁场区域．用I表示导线框中的感应电流（逆时针方向为正），则下列表示I﹣t关系的图线中，正确的是（　　）‎ A． B． C. D．‎ ‎4．如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴OO′匀速转动，产生的感应电动势e随时间t的变化曲线如图乙所示．若外接电阻的阻值R=9Ω，线圈的电阻r=1Ω，则下列说法正确的是（　　）‎ A．线圈转速为100π rad/s B．0.01s末穿过线圈的磁通量最大 C．通过线圈的最大电流为10A D．伏特表的示数为90V ‎5．如图所示，一横截面积为S的n匝线圈，与相距为d的两块水平放置的平均金属板连接成电路．线圈置于方向竖直向上的匀强磁场中，为使一质量为m，电荷量为﹣q的小球在平行金属板间水平向右做直线运动，重力加速度为g，则磁感应强度的变化情况应为（　　）‎ A．正在增强，= B．正在减弱，=‎ C．正在增强，= D．正在减弱，=‎ ‎6．如图，正方形导线框abcd的边长为L=10cm，线框平面位于竖直平面内，上下两边处于水平状态．当它从某高处落下时通过一匀强磁场，磁场方向垂直于线框平面，线框的ab边刚进入磁场时，由于安培力的作用使得线框恰能匀速运动．已知磁场的宽度h=4L，线框刚进入磁场时的速度v0=2.5m/s．那么若以向下为力的正方向，则线框通过磁场区域过程中所受安培力的图象可能是以下四图中的（　　）‎ A． B C． D．‎ ‎7．如图所示电路中，L是一个不计直流电阻的电感线圈，直流电源1的电压值与交流电源2电压有效值相等，S是单刀双掷开关，C是电容器，A、B是完全相同的小灯泡，则下列叙述正确的有（　　）‎ A．开关S与2接通后，灯B发光，而灯A不发光 B．开关S与1接通后，灯B的亮度比开关与2接通稳定后灯B的亮度低 C．开关S与1接通时，灯A亮一下后熄灭，而灯B逐渐变亮 D．若将电源2换成一个既含有高频信号又含有低频信号的信号源，则当开关与2接通时，通过B灯的主要是高频信号 ‎8．如图所示，在光滑绝缘的水平面上方，有两个方向相反的水平方向的匀强磁场，PQ为两磁场的边界，磁场范围足够大，磁感应强度的大小分别为B1=B，B2=2B，一个竖直放置的边长为a、质量为m、电阻为R的正方形金属线框，以初速度v垂直磁场方向从图中实线位置开始向右运动，当线框运动到在每个磁场中各有一半的面积时，线框的速度为v/2，则下列判断正确的是（　　）‎ A．此过程中通过线框截面的电量为 B．此过程中线框克服安培力做的功为 ‎ C．此时线框的加速度为 ‎ D．此时线框中的电功率为 二、多项选择题（每小题4分，共28分。每个小题给出的四个选项中，有两个或以上是正确的，有选对但不全的得2分，有选错的得0分。）‎ ‎9．如图，两根光滑金属导轨，平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨下端接有电阻R，导轨电阻不计，斜面处在竖直向上的匀强磁场中，电阻可略去不计的金属棒ab质量为m，受到沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力F的作用，金属棒沿导轨匀速下滑，则它在下滑h高度的过程中，以下说法正确的是（　　）‎ A．作用在金属棒上各力的合力做功为零 B．重力做功等于系统产生的电能 C．金属棒克服安培力做功等于电阻R上产生的焦耳热 D．金属棒克服恒力F做功等于电阻R上发出的焦耳热 ‎10．如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n=100，线圈面积S=200cm2，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，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示．下列说法中正确的是（　　）‎ A．电阻R两端的电压保持不变 B．初始时刻穿过线圈的磁通量为0.4Wb C．线圈电阻r消耗的功率为4×10﹣4W D．前4s内通过R的电荷量为4×10﹣4C ‎11．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ad边两端电势差相同 D．通过导体框截面的电量相同 ‎12．如图所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节，在副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头．在原线圈上加一电压为U的正弦交流电，则（　　）‎ A．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变大 B．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变小 C．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变大 D．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变小 ‎13．先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电．第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化（如图甲所示）；第二次灯泡两端的电压变化规律如图乙所示．若甲、乙图中的U0、T所表示的电压、周期值是相同的，则以下说法正确的是（　　）‎ A．第一次，灯泡两端的电压有效值是 B．第二次，灯泡两端的电压有效值是 C．第一、第二次，灯泡的电功率之比是2：9‎ D．第一、第二次，灯泡的电功率之比是1：5‎ ‎14．如图所示．电阻为R，其他电阻均可忽略，ef是一电阻可不计质最为m的水平放置的导体棒，棒的两端分别与竖直放置的ab、cd框保持良好接触，又能沿框架无摩擦下滑，整个装置放在与框架垂直的匀强磁场中，当导体棒ef从静止下滑一段时间后闭合开关S，则S闭合后（　　）‎ A．导体棒ef的加速度一定大于g B．导体棒ef的加速度可能小于g C．导体棒ef最终速度跟S闭合的时刻无关 D．导体棒ef的机械能与回路内产生的内能之和一定守恒 ‎15．如图所示，由一段外皮绝缘的导线扭成两个半径为R和r圆形平面形成的闭合回路，R＞‎ r，导线单位长度的电阻为λ，导线截面半径远小于R和r．圆形区域内存在垂直平面向里、磁感应强度大小随时间按B=kt（k＞0，为常数）的规律变化的磁场，下列说法正确的是（　　）‎ A．小圆环中电流的方向为逆时针 B．大圆环中电流的方向为逆时针 C．回路中感应电流大小为 D．回路中感应电流大小为 三、计算题（解题过程中要写出必要的文字说明和演算过程，共50分）‎ ‎16．如图所示，一对足够长平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距为L，左侧接两个阻值为R、额定功率为P的相同灯泡甲和乙，其中乙灯泡处于断开状态．有一质量为m、电阻为r的金属棒静止且两轨道垂直地放在轨道上，轨道的电阻忽略不计．整个装置处于垂直轨道平面竖直向下的匀强磁场中．现用一恒定的外力沿轨道方向拉金属棒，最终甲灯泡刚好正常发光，请回答如下问题：‎ ‎（1）最终金属棒运动的速度是多少？‎ ‎（2）在甲灯泡正常发光后，闭合开关K，则在闭合K的瞬间金属棒的加速度是什么？‎ ‎（3）在甲灯泡正常发光后，闭合开关K，再经过足够长的时间，灯泡甲的电功率为多大？‎ ‎17．如图甲所示，在粗糙的水平面上有一滑板，滑板上固定着一个用粗细均匀的导线绕成的正方形闭合线圈，匝数N=10，边长L=0.4m，总电阻R=1Ω，滑板和线圈的总质量M=2kg，滑板与地面间的动摩擦因数μ=0.5，前方有一长4L、高L的矩形区域，其下边界与线圈中心等高，区域内有垂直线圈平面的水平匀强磁场，磁感应强度大小按如图乙所示的规律变化．现给线圈施加一水平拉力F，使线圈以速度v=0.4m/s匀速通过矩形磁场．t=0时刻，线圈右侧恰好开始进入磁场．g=l0m/s2．求：‎ ‎（1）t=0.5s时线圈中通过的电流；‎ ‎（2）线圈左侧进入磁场区域前的瞬间拉力F的大小；‎ ‎（3）线圈通过图中矩形区域的整个过程中拉力F的最大值与最小值之比．‎ ‎18.如图所示，两条平行的光滑金属导轨固定在倾角为θ的绝缘斜面上，导轨上端连接一个定值电阻．导体棒a和b放在导轨上，与导轨垂直并良好接触．斜面上水平虚线PQ以下区域内，存在着垂直穿过斜面向上的匀强磁场．现对a棒施以平行导轨斜向上的拉力，使它沿导轨匀速向上运动，此时放在导轨下端的b棒恰好静止．当a棒运动到磁场的上边界PQ处时，撤去拉力，a棒将继续沿导轨向上运动一小段距离后再向下滑动，此时b棒已滑离导轨．当a棒再次滑回到磁场上边界PQ处时，又恰能沿导轨匀速向下运动．已知a棒、b棒和定值电阻的阻值均为R，b棒的质量为m，重力加速度为g，导轨电阻不计．求 ‎（1）a棒在磁场中沿导轨向上运动的过程中，a棒中的电流强度Ia，与定值电阻R中的电流强度IR之比；‎ ‎（2）a棒质量ma；‎ ‎（3）a棒在磁场中沿导轨向上运动时所受的拉力F．‎ ‎2016学年度下学期第一次段考高二级物理科答案 题号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ 答案 D D D C A B C C 题号 ‎9‎ ‎10‎ ‎11‎ ‎12‎ ‎13‎ ‎14‎ ‎15‎ 答案 AC AC AD BC AD BCD BD ‎16.解： （1）由P=I2R得 I=‎ 又 I==‎ 联立解得 v=‎ ‎（2）闭合开关K，此时金属棒产生的感应电动势为 E=BLv=（R+r）‎ 电路中感应电流为 I′=‎ 根据牛顿第二定律得 F﹣BI′L=ma 又 F=BIL 解得 a=﹣，负号表示加速度方向向左 ‎（3）再经过足够长的时间，金属棒又做匀速直线运动，根据平衡条件得：‎ ‎ F=BI″L 可得，I″=I=‎ 所以灯泡甲的电功率为 P灯=R=P ‎17. 解：（1）‎ ‎（2）右边导线所受向左的总安培力：‎ 上边导线所受向下的总安培力：‎ 滑动摩擦力 故拉力：F=F1+f=10.8N ‎ ‎（3）在t=1s时：‎ 在磁场中运动时：=‎ 线框中形成顺时针电流： ‎ 线框上边受到向上的最大力 此时拉力F'=滑动摩擦力f F'==0.5×（20﹣0.4）=9.8N 所以最大值与最小值之比为F：F'=10.8：9.8=54：49‎ ‎18. 解：解：（1）a棒为电源，b棒和电阻R等值电阻 ‎ ‎（2）b棒保持静止，则mbg sinθ=BIbL Ib=①‎ Ia=2Ib②‎ a棒脱离磁场后机械能守恒，返回磁场时速度与离开时速度相等，为V，‎ 返回进入磁场时匀速下降，则有：mag sinθ= V=③‎ A棒匀速上升时 切割磁感线 Ia=④‎ 由①﹣﹣﹣④得 ‎ ‎（3）Ia=2Ib Ib=‎ F=magsinθ+BIaL ‎ a受到的安培力：‎ ‎．‎