2016—2017 学年第二学期期中考试 高二物理试题 9页

2016—2017 学年第二学期期中考试 高二物理试题 （考试时间：90 分钟试卷分值：100 分） 注意：本试卷包含Ⅰ、Ⅱ两卷。第Ⅰ卷为选择题，所有答案必须用 2B 铅笔涂在答题卡 中相应的位置。第Ⅱ卷为非选择题，所有答案必须填在答题卷的相应位置。答案写在试卷 上均无效，不予记分。 第Ⅰ卷（选择题共 48 分） 一、选择题（本题共 12 小题，每小题 4 分，共 48 分。在每小题给出的四个选项中，只有 一个选项是正确答案） 1、固定于水平面上的金属框架 CDEF 处在竖直向上的匀强磁场中，金属棒 MN 沿框架以速度 v 向右做匀速运动．t＝0 时，磁感应强度为 B0，此时 MN 到达的位置使 MDEN 构成一个边长为 b 的正方形．为使 MN 棒中不产生感应电流，从 t ＝0 开始，磁感应强度 B 随时间 t 变化的关系式为：( ) A、B、C、D、 2、如图所示，光滑固定导轨 M、N 水平放置，两根导体棒 P、Q 平行放于导轨上，形成一个 闭合回路，当一条形磁铁从高处下落接近回路时( ) A．P、Q 将相互靠拢 B．P、Q 将相互远离 C．磁铁的加速度仍为 g D．磁铁的加速度大于 g 3、粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面， 其边界与正方形线框的边平行．现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如 图所示，则在移出过程中线框的一边 a、b 两点间电势差绝对值最大的是( ) 4、单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场。若线 圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则：( ) A、线圈中 0 时刻感应电动势为零 B、线圈中 D 时刻感应电动势为零 C、线圈中 D 时刻感应电动势最大 D、线圈中 0 到 D 时间内平均感应电动势为 0.5V 5、如图所示，有两根和水平方向成角的光滑平行的金属轨道，上端接有可变电阻 R，下端 足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感应强度为 B.一根质量为 m 的金属杆从轨 道上由静止滑下，经过足够长的时间后，金属杆的速度会趋近于一个最大速度 vm，则( ) A．如果 B 变大，vm 将变大 B．如果α变大，vm 不变 C．如果 R 变大，vm 将变大 D．如果 m 变小，vm 将变大 6、光滑金属导轨 L=0.4m,电阻不计,均匀变化的 磁场穿过整个导轨平面,如图甲.磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图乙.金属棒 ab 的 电阻为 1Ω,自 t=0 时刻开始从导轨最左端以 v=1m/s 的速度向右匀速运动,则( ) A.1s 末回路中电动势为 0.8V B.1s 末 ab 棒所受磁场力为 0.64N C.1s 末回路中电动势为 1.6V D.1s 末回路中电动势为 0V 7、矩形导线框 abcd 如图甲所示放在匀强磁场中， 磁感线方向与线框平面垂直，磁感应强度 B 随时间 变化的图象如图乙所示．t＝0 时刻，磁感应强度的 方向垂直纸面向里．若规定导线框中感应电流沿逆 时针方向为正，则在 0～4 s 时间内，线框中的感应 电流 I 以及线框的 ab 边所受安培力 F 随时间变化的图象为(安培力取向上为正方向)( ) 8、如图所示，用粗细相同的铜丝做成边长分别为 L 和 2L 的两只闭合线框 a 和 b，以相同的 速度从磁感应强度为 B 的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外，不考虑 线框的动能变化，若外力对环做的功分别为 Wa、Wb，则 Wa∶Wb 为( ) A．1∶4 B．1∶2 C．1∶1 D．不能确定 9、图甲为一台小型发电机构造示意图，内阻 r＝5.0 Ω，外电路电阻 R＝95 Ω，电路中其余电阻不计．发 电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝 数 n＝100.转动过程中穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间 t 按正弦规律变化，如图乙所示，则 ( ) A．t＝3.14×10－2 s 时，该小型发电机的电动势为零 B．该小型发电机的电动势的最大值为 220 V C．电路中电流最大值为 2 A D．串联在外电路中的交流电流表的读数为 2 A 10、如图，理想变压器原线圈输入电压 u＝Umsinωt，副线圈电路中 R0 为定值电阻，R 是滑 动变阻器．V1 和 V2 是理想交流电压表，示数分别用 U1 和 U2 表示； A1 和 A2 是理想交流电流表，示数分别用 I1 和 I2 表示．下列说法 正确的是( ) A．I1 和 I2 表示电流的瞬时值 B．U1 和 U2 表示电压的最大值 C．滑片 P 向下滑动过程中，U2 不变、I1 变大 D．滑片 P 向下滑动过程中，U2 变小、I1 变小 11、恒力 F 作用在质量为 m 的物体上，如图所示，由于地面对 物体的摩擦力较大，物体没有被推动，则经时间 t，下列说法 正确的是( ) A．推力 F 对物体的冲量大小为零 B．合力对物体的冲量大小无法求出 C．推力 F 对物体的冲量大小是 Ftcosθ D．合力对物体的冲量大小为零 12、质量和阻值都相等的杆 1、2，静止放置在两光滑平行导轨上，导轨水平，某时刻杆 2 受到恒定水平外力作用，如图，则两杆的运动情形描述正确的是（） A、开始两杆做变加速运动，稳定时，两杆以相同的加速度做匀变速直线运动 B、开始两杆做匀加速运动，稳定时，两杆相同的速度做匀速直线运动 C、开始两杆做匀加速运动，稳定时，两杆以恒定的速度差做匀速直线运动 D、开始两杆做变加速运动，稳定时，两杆以恒定的速度差做匀速直线运动 第 II 卷（非选择题共 52 分） 二、填空题:（本题共 3 小题，每空 4 分，共 16 分） 13、如图所示,当交流电源的电压（有效值）U＝220V,频率 f＝ 50Hz 时,三只灯 A、B、C 的亮度相同,（L 无直流电阻）将交流 电源的频率变为 f＝100Hz， 则 A．A 灯比原来亮 B．B 灯比原来暗 C．C 灯和原来一样亮 D．C 灯比原来亮 14、左下图所示是某种型号的电热毯的电路图，电热毯接在交变电源上，通过装置 P 使加在 电热丝上的电压的波形如右下图所示．此时接在电热丝两端的交流电压表的读数为 15、如图（甲）所示螺线管的匝数 n=3000，横截面积 S=20cm2，电阻 r=2Ω，与螺线管串联 的外电阻 R=4Ω。若穿过螺线管的匀强磁场的磁感应强度按图（乙）所示的规律变化，则理 想电压表示数为，电阻 R 上消耗的电功率______。 三、计算题(本大题共 3 小题，共 36 分。其中第 16 题 6 分，第 17 题 13 分，第 18 题 17 分， 要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤；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) 16、质量为 60kg 的建筑工人，从 5 m 高处自由跳下，忽略空气阻力，双腿缓冲时间为 1.2 s， 则地面对人的平均作用力为多大？ ( ) 17、如图所示，在匀强磁场中有一个电阻 r＝3 Ω、面积 S＝0.02 m2 的半圆形导线框可绕 OO′轴旋转．已知匀强磁场的磁感应强度 B＝T．若线框以ω＝100π rad/s 的角速度匀速转 动，且通过电刷给“6 V 12 W”的小灯泡供电，则： (1)若从图示位置开始计时，求线框中感应电动势的瞬时值表达式． (2)从图示位置开始，线框转过 90°的过程中，流过导线横截面的电荷量是多少？该电荷量 与线框转动的快慢是否有关？ (3)由题所给已知条件，外电路所接小灯泡能否正常发光？如 不能，则小灯泡实际功率为多大？ 18、如图所示，两足够长的平行光滑的金属导轨 MN、PQ 相距为 L，导轨平面与水平面的夹 角θ＝30°，导轨电阻不计，磁感应强度为 B 的匀强磁场垂直于导轨平面向上．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一个灯泡，灯泡的电阻也为 R.现闭合开关 K，给金属棒施加一个方 向垂直于杆且平行于导轨平面向上的、大小为 F＝2mg 的恒力，使金属棒由静止开始运动， 当金属棒达到最大速度时，灯泡恰能达到它的额定功率．重力加速度为 g. (1)求金属棒能达到的最大速度 vm； (2)求灯泡的额定功率 PL； (3)若金属棒上滑距离为 s 时速度恰达到最大，求 金属棒由静止开始上滑 2s 的过程中，金属棒上产 生的电热 Q1. 2016—2017 学年第二学期期中考试 高二物理试题答案 一、选择题（本题共 12 小题，每小题 4 分，共 48 分。在每小题给出的四个选项中，只有 一个选项是正确答案） 1A2A 3B 4B 5C 6C 7C8A 9C10C 11D12A 二、填空题:（本题共 3 小题，每空 4 分，共 16 分） 13、ABC 14、 110V15、 0.8V 0.16W ___ 三、计算题(本大题共 3 小题，共 36 分。其中第 16 题 8 分，第 17 题 12 分，第 18 题 16 分) 16、解：对人在全过程中，由动量定理得： mg(t1+t2)－Ft2=0 t1= = s=1s t2=1.2s ∴F= = N =1100N 17、 18、 (1)金属棒先做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度为零时，金属棒达到最大速度， 此后开始做匀速直线运动．设最大速度为 vm，则速度达到最大时有： E＝BLvm I＝ E 2R F＝BIL＋mgsinθ 解得：vm＝3mgR B2L2 (2)PL＝I2R 解得：PL＝9m2g2R 4B2L2 (3)设整个电路放出的电热为 Q，由能量守恒定律有：F·2s＝Q＋mgsinθ·2s＋1 2 mv2 m 由题意可知 Q1＝Q 2 解得：Q1＝3 2 mgs－9m3g2R2 4B4L4 [答案] (1)3mgR B2L2 (2)9m2g2R 4B2L2 (3)3 2 mgs－9m3g2R2 4B4L4