江门一中学年度第二学期高二物理期中考试及其答案.docx
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江门一中学年度第二学期高二物理期中考试及其答案
江门一中2012—2013学年度第二学期(期中)考试
高二级物理科试卷
命题人:
岳启仁审题人:
刘小庆
第一卷(选择题共44分)
一、单选题(本题8小题,每小题3分,共24分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确)
1.下列各图中的各条形磁铁均相同,当条形磁铁以图示方式穿过相同的线圈时,线圈中产生的感应电动势最大的是()
2.在相同的时间内,某正弦交变电流通过一阻值为100Ω的电阻产生的热量,与一电流恒为3A的直流电通过同一阻值的电阻产生的热量相等,则( )
A.此交变电流的有效值为3A,最大值为3
A
B.此交变电流的有效值为3
A,最大值为6A
C.电阻两端交流电压的有效值为300V,最大值不确定
D.电阻两端交流电压的有效值为300
V,最大值为600V
3.如图所示是一交变电流的i
t图象(其正向电流为正弦交流电的正向部分),则该交变电流的有效值为( )
A.4A
B.
A
C.
A
D.
A
4.某仪器内部电路如图所示,其中M是一个质量较大的金属块,左右两端分别与金属丝制作的弹簧相连,并套在光滑水平细杆,a、b、c三块金属片的间隙很小(b固定在金属块上,a、c固定在电路板上).当金属块处于平衡时两根弹簧均处于原长状态.若将该仪器固定在一辆汽车上,则下列说法正确的是( )
A.当汽车加速前进时,甲灯亮
B.当汽车加速前进时,乙灯亮
C.当汽车刹车时,乙灯亮
D.当汽车刹车时,甲、乙灯均不亮
5.某一实验装置如图甲所示,在铁芯上绕着两个线圈P和Q,如果线圈P中的电流i随时间t的变化关系有如图乙所示的四种情况,则在线圈Q中观察不到感应电流的是()
6.如图所示为一正弦交变电压随时间变化的图像,由图可知( )
A.该交流电的周期为2s
B.用电压表测量该交流电压时,读数为311V
C.该交变电压的瞬时值表达式为
t(V)
D.将该电压加在阻值为100Ω的电阻两端时,电阻产生的热功率为484W
7.用均匀导线做成的正方形线框每边长为0.4m,正方形的一半放在和纸面垂直向里的匀强磁场中,如图所示,当磁场以10T/s的变化率增强时,线框中a、b两点的电势差是( )
A.Uab=0.4V
B.Uab=-0.4V
C.Uab=1.6V
D.Uab=-1.6V
8.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的匀强磁场中,线圈绕OO′轴以角速度ω匀速转动,外电阻为R.当线圈由图示位置转过90°的过程中,下列说法中正确的是()
A.磁通量的变化量为
B.平均感应电动势为
C.电阻R所产生的焦耳热为
D.通过电阻R的电荷量为
二、双选题(本题5小题,每小题4分,共20分.在每小题给出的四个选项中,只有两个选项正确,全选对的得4分,只选一个且正确的得2分,有错选或不选的得0分)
9.如图,理想变压器的原、副线圈匝数比n1:
n2=20:
1.—个标有“10V100W"的灯泡正常发光时,有()
A.输入功率P1=1OOW
B.输入电压U1=1OV
C.输入电流I1=0.5A
D.输出电流I2=0.25A
10.一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动,穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如下图甲所示,则下列说法中正确的是( )
A.t=0时刻线圈平面在中性面位置
B.t=0.01s时刻Φ的变化率达最大
C.0.02s时刻感应电动势达到最大
D.该线圈相应的感应电动势图象如图乙所示
11.如图所示,竖直平行金属导轨MN、PQ上端接有电阻R,金属杆质量为m,跨在平行导轨上,垂直导轨平面的水平匀强磁场为B,不计ab与导轨电阻,不计摩擦,且ab与导轨接触良好.若ab杆在竖直向上的外力F作用下匀速上升,则以下说法正确的是( )
A.拉力F所做的功等于电阻R上产生的热量
B.杆ab克服安培力做的功等于电阻R上产生的热量
C.电流所做的功等于重力势能的增加量
D.拉力F与重力做功的代数和等于电阻R
上产生的热量
12.如图所示的电路中,a和b是完全相同的灯泡,线圈L的直流电阻可以忽略.下列说法中正确的是()
A.合上开关S接通电路时,a和b始终一样亮
B.合上开关S接通电路时,b先亮,a后亮,最后一样亮
C.断开开关S切断电路时,b立即熄灭,a过一会儿才熄灭
D.断开开关S切断电路时,a和b都会过一会儿才熄灭
13.某一热敏电阻其阻值随温度的升高而减小,在一次实验中,将该热敏电阻与一小灯炮串联,通电后各自的电流I随所加的电压U变化的图线如图所示,M为两元件的伏安特性曲线的交点.则关于热敏电阻和小灯泡的下列说法中,正确的是()
A.图中图线b是小灯泡的伏安特性曲线,图线a是热敏电阻的伏安特性曲线
B.图中图线a是小灯泡的伏安特性曲线,图线b是热敏电阻的伏安特性曲线
C.图线中的M点,表示该状态小灯泡的电阻大于热敏电阻的阻值
D.图线中M点对应的状态,小灯泡的功率与热敏电阻的功率相等
第二卷(非选择题共56分)
三、填空题(每空2分,共16分)
14.发电站通过升压变压器、输电导线和降压变压器把电能输送到用户,如果升压变压器和降压变压器都可视为理想变压器.
如图所示,若发电机的输出功率P1=100kW,输出电压U1=250V,升压变压器的原、副线圈的匝数比为1∶25,则升压变压器的输出电压U2=,输电导线中的电流I2=.若输电导线中的电功率损失为输入功率的4%,则输电导线的总电阻R线=,降压变压器原线圈两端的电压U3=.
15.矩形线圈abcd在磁场中如下图所示的方向转动,当线圈处于图示位置瞬间电流方向是________________.
16.在“研究电磁感应现象”的实验中,首先要按16题图甲接线,以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系;然后按图乙将电流表与线圈B连成一个闭合电路,将线圈A、电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合电路.
在图甲中,当闭合S时,观察到电流表指针向左偏(不通电时指针停在正中央).
在图乙中:
(填“向左”或“向右”或“不”)
(1)S闭合后,将螺线管A插入螺线管B的过程中,电流表的指针将 偏转.
(2)线圈A放在B中不动,将滑动变阻器的滑片向右滑动时,电流表指针 偏转.
(3)线圈A放在B中不动,突然切断开关S时,电流表指针________偏转.
四.计算题(本题3小题,共40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,答案中必须明确写出数值和单位)
17.如图所示,在方向竖直向下的磁感强度B=5T的匀强磁场中,水平放置两根间距d=0.1m的平行光滑直导轨,左端接有电阻R=4Ω,以及电键S和电压表(可看作理想电压表).垂直于导轨搁置一根电阻r=1Ω的金属棒ab,棒与导轨良好接触.在电键S闭合前、后一外力均使金属棒以速度v=10m/s匀速向右移动,试求:
(1)电键S闭合前、后电压表的示数(8分)
(2)闭合电键S后,这一外力对棒做功的功率(5分)
18.如下图所示,两条平行光滑金属导轨,间距d=0.2m.导轨在桌面上的部分是水平的,水平部分处在磁感应强度B=0.1T、方向竖直向下的有界匀强磁场中,电阻R=3Ω,桌面高H=0.8m,金属杆ab质量m=0.2kg、电阻r=1Ω,在导轨上距桌面h=0.2m高处由静止释放金属棒ab,ab沿导轨滑下后落地点距桌面左边缘的水平距离s=0.4m,g取10m/s2,求:
(1)金属杆刚进入磁场时,R上的电流大小和方向(6分)
(2)整个过程中R上放出的热量(6分)
19.如图所示,两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面夹角α=30,导轨电阻不计.磁感应强度为B的匀强磁场垂直导轨平面斜向上,长为L的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨电接触良好,金属棒的质量为m、电阻为R.两金属导轨的上端连接右端电路,电路中R2为一电阻箱,已知灯泡的电阻RL=4R,定值电阻R1=2R,调节电阻箱使R2=12R,重力加速度为g,现将金属棒由静止释放,求:
(1)金属棒下滑的最大速度vm(5分)
(2)当金属棒下滑距离为s0时速度恰达到最大,求金属棒由静止开始下滑2s0的过程中,整个电路产生的电热(5分)
(3)改变电阻箱R2的值,当R2为何值时,金属棒匀速下滑时R2消耗的功率最大;消耗的最大功率为多少?
(5分)
江门一中2012—2013学年度第二学期(期中)考试
高二级物理科试题参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
答案
D
A
C
B
A
D
B
D
AC
AB
BD
BD
AD
146250V16A15.6Ω6000V
15顺时针(或由a→b→c→d)
16向右向右向左
17.导体棒ab产生的电动势E=Bdv=5×0.1×10V=5V2分
S闭合前,电压表示数等于ab棒产生的电动势Uv=E=5V2分
S闭合后,由闭合电路欧姆定律得:
I=E/(R+r)=5/(4+1)A=1A2分
电压表示数等于电源的路端电压:
Uv′=IR=1×4V=4V2分
ab棒受的安培力:
F安=IBd=1×5×0.1N=0.5N2分
由于ab棒匀速移动,外力功率与安培力的功率大小相等:
PF=P安=F安v=0.5×10W=5W3分
18
(1)ab棒刚进入磁场的瞬间,速率为v,由机械能守恒定律得
mgh=
mv2,v=
=2m/s2分
此时感应电动势E=Bdv=0.1×0.2×2V=0.04V1分
I=
=
A=0.01A1分
方向:
棒中由a―→b2分
(2)金属杆平抛初速度为v′,则有
s=v′
,v′=
=1m/s2分
由能量守恒,有
Q=mgh-
mv′2=(0.2×10×0.2-
×0.2×12)J
=0.3J2分
R放出的热量QR=
·R=
×3J=0.225J.2分
19.
(1)当金属棒匀速下滑时速度最大,达到最大时有
mgsin=F安1分
F安=BIL1分
I=
1分
R总=6R1分
所以mgsin=
解得最大速度vm=
1分
(2)由能量守恒得:
EP=
mvm2+Q2分
得放出的电热Q=2mgs0sina-
mvm21分
代入上面的vm值,可得Q=mgs0-
2分
(3)R2上消耗的功率 P2=
1分
其中 U=IR并=
1分
R并=
1分
又 mgsin=
1分
解得P2=
=
当R2=RL=4R时,R2消耗的功率最大最大功率P2m=
1分