物理卷·2018届安徽省淮北一中高二下学期期中考试（2017-04） 9页

淮北一中 2016-2017 学年度下学期高二期中考试 物理试题 注意事项：‎ ‎1、答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卷相应的位置。‎ ‎2、全部答案写在答题卡上，写在试卷上无效。‎ ‎3、本试卷满分 100 分，考试时间 100 分钟。‎ 一、选择题（12 题共 48 分，1-8 题为单选题，9-12 题为多选题）‎ ‎1.图示为氢原子的能级图，下列说法正确的是（ ）‎ A. 氢原子从较高的能级跃迁到较低的能级时，释放一定频率的光子，核外电子的动能增加，电势能减小 B. 氢原子从 n=3 的能级跃迁到 n=4 的能级时，需要吸收的光子能量必须大于 0.66eV C. 氢原子处于不同能级时，核外电子在某处出现的概率相同 D. 一个处于 n=4 能级的氢原子向低能级跃迁时，可以释放 6 种频率的光子 ‎2.下表是按照密立根的方法进行光电效应实验时得到的某金属的遏止电压 Uc 和入射光的频率 v 的几组数据。‎ 由以上数据应用 Execl 描点连线，可得直线方程，如图所示。则这种金属的截止频率约为（ ）‎ A ‎. 3.5×1014Hz B ‎. 4.3×1014Hz C ‎. 5.5×1014Hz D ‎. 6.0×1014Hz ‎3.如图所示，两平行的虚线间的区域内存在着有界匀强磁场，有一较小的三角形线框 abc 的 ab 边与磁场边界平行，现使此线框向右匀速穿过磁场区域，运动过程中始终保持速度方向与 ab 边垂直．则下列各图中哪一个可以定性地表示线框在进入磁场的过程中感应电流随时间变化的规律（ ）‎ A． B． C． D.‎ ‎4.在半径为 r，电阻为 R 的圆形导线框内，以直径为界，左、右两侧分别存在着方向如图甲所示的匀强磁场，以垂直纸面向外的磁场为正，两部分磁场的磁感应强度 B 随时间 t 的变化规律分布如图乙所示，则 0~ t0 时间内，导线框中（ ）‎ A．没有感应电流 B．感应电流方向为逆时针 p r 2 B C．感应电流大小为 ‎0‎ t0 R D．感应电流的大小为 ‎2p r ‎2 B ‎0‎ t0 R ‎5.如图所示， L1、L2 为两个相同的灯泡，‎ 线圈 L 的直流电阻不计，灯泡 L1 与理想二极管 D 相连，下列说法中正确的是（‎ ‎）‎ A．闭合开关 S 后， L1 会逐渐变亮 B．闭合开关 S 稳定后， L1、L2 亮度相同 C．断开 S 的瞬间， L1 会逐渐熄灭 螘а 率а 霓虹灯的激发电压和熄灭电压均为 D．断开 S 的瞬间，a 点的电势比 b 点高 为（‎ ‎）‎ а ⎨а 螘 ‎6.有一正弦交流电源，电压有效值 ‎，频率为 向一霓虹灯供电，若 试估算在一个小时内，霓虹灯发光时间 A . 1200 秒 B . 1500 秒 C . 2400 秒 D . 2700 秒 ‎7 一个小型电热器若接在输出电压为 10‎ V 的直流电源上，消耗电功率为 P；若把它接 在某个正弦交流电源上，其消耗的电功率为P.如果电热器电阻不变，则此交流电源输 ‎2‎ 出电压的最大值为（‎ ‎）‎ A. 5 V B. 5 2 V C. 10 V D. 10 2 V ‎8.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为 2:1；图中 R1=4R0，R2=R4=R0，原线圈一侧接一恒定正弦交流电源，当开关 S 断开时，R1 与 R3 消耗的功率相等，下列说法正确的是（ ）‎ A. R3 的阻值为 4R0‎ B. 闭合 S 后，U1：U2=10：3‎ C.闭合 S 后，R1 消耗的功率等于 R3 的 6 倍.‎ D. 闭合 S 前后，R1 两端的电压之比为 6:5‎ ‎9.如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒 PQ、MN，MN 的左边有一如图所示的闭合电路，当 PQ 在一外力的作用下运动时，MN 向右运动，则 PQ 所做的运动可能是 ‎（ ）‎ A. 向右加速运动 B. 向左加速运动 C. 向右减速运动 D. 向左减速运动 ‎10.如图，导体 AB 在做切割磁感应线运动时，将产生一个电动势，因而在电路中有电流通过，下列说法中正确的是（ ）‎ A. 因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势 B. 动生电动势的产生与洛伦兹力有关 R C. 动生电动势的产生与电场力有关 D. 动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的 ‎11.如图所示，边长为 L 的正方形闭合导体线框 abcd 质量为 m，在方向水平的匀强磁场上方某高度处自由落下并穿过磁场区域．线框在下落过程中形状不变，ab 边始终保持与磁场边界线平行，线框平面与磁场方向垂直．已知磁场区域高度 h＞L，重力加速度为 g，下列判断正确的是（ ）‎ A. 若 ab 边进入磁场时线框做匀速运动，则 ab 边离开磁场时线框也一定做匀速运动 ‎‎ A B d c L a b h B B. 若 ab 边进入磁场时线框做减速运动，则 ab 边离开磁场时线框也一定做减速运动 C. 若进入磁场过程中线框产生的热量为 mgL，则离开磁场过程中线框产生的热量也一定等于 mgL D. 若进入磁场过程线框截面中通过的电量为 q，则离开磁场过程线框截面中通过的电量也一定等于 q ‎12.图甲为远距离输电示意图，升压变压器原副线圈匝数比为 1:100，降压变压器原副线圈匝数比为 100:1，远距离输电线的总电阻为 100Ω，若升压变压器的输入电压如图乙所示，输入功率为 750kW，下列说法中正确的有（ ）‎ A. 用户端交流电的频率为 50Hz B. 用户端电压为 250V C. 输电线中的电流为 30A D. 输电线路损耗功率为 180kW 二、实验题（两题共 14 分）‎ ‎13.（6 分）在研究电磁感应现象的实验中所用器材如图所示．它们是：①电流表；②直流电源；③带铁芯的线圈 A；④线圈 B；⑤开关；⑥滑动变阻器(用来控制电流以改变磁场强弱)．‎ ‎(1)试按实验的要求在实物图上连接(图中已连好一根导线)．‎ ‎(2)若连接滑动变阻器的两根导线接在接线柱 C 和 D 上，而在开关刚刚闭合时电流表指针右偏，则开关闭合后滑动变阻器的滑 动触头向接线柱 C 移动时，电流表指针将________(填“左偏”“右偏”或“不偏”)．14.（8 分）如图所示的是工业生产中大部分光控制设备用到的光控继电器示意图,它由电源、光电管、放大器、电磁继电器等几部分组成,看图回答下列问题：‎ ‎(1)图中 a 端应是电源_________极.‎ ‎(2)光控继电器的原理是：当光照射光电管时,_____________________________________.‎ ‎(3)当用绿光照射光电管 K 极时,可发生光电效应,则下列说法中正确的是( ).‎ ‎(A)增大绿光照射强度,光电子最大初动能增大 ‎(B)增大绿光照射强度,电路中光电流增大 ‎(C)改用比绿光波长大的光照射光电管 K 极时.电路中一定有光电流 ‎(D)改用比绿光频率大的光照射光电管 K 极时.电路中一定有光电流 三、计算题（四题共 38 分）‎ ‎15.（8 分）如图所示，交流发电机的矩形线圈 abcd 中，ab＝cd＝50 cm，bc＝ad＝30 cm，匝数 N＝100，线圈电阻 r＝0.2 Ω，外电阻 R＝4.8 Ω.线圈在磁感应强度 B＝ 0.05 T 的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴 OO′匀速转动，转速 n＝50 r/s.求：‎ ‎(1)产生感应电动势的最大值；‎ ‎(2)若从图示位置开始计时，写出感应电流随时间变化的函数表达式；‎ ‎16.（8 分）如图所示，MN、PQ 为间距 L＝0.5 m 足够长的平行导轨，NQ⊥MN，导轨平面与水平面间的夹角θ＝37°，N、Q 间连接一个 R＝5 Ω的电阻．有一匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为 B0＝1 T．将一根质量为 m＝0.05 kg 的金属棒 ab 紧靠 NQ 放置在导轨上，且与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻均不计．现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与 NQ 平行．已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ＝0.5，当金属棒滑行至 cd 处时已经达到稳定速度，cd 距离 NQ 为 s＝1 m．求：(g ‎＝10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)‎ ‎(1)当金属棒滑行至 cd 处时回路中的电流多大？‎ ‎(2)金属棒达到的稳定速度是多大？‎ ‎17. （10 分）如图所示，理想变压器原线圈中输入电压 U1＝3 300 V．副线圈两端电压 U2 为 220 V，输出端连有完全相同的两个灯泡 L1 和 L2，绕过铁芯的单匝导线所接的电压表 V 的示数 U＝2 V，求：‎ ‎(1)原线圈 n1 等于多少匝？‎ ‎(2)当开关 S 断开时，表 A2 的示数 I2＝5 A，则表 A1 的示数 I1 为多少？‎ ‎(3)当开关 S 闭合时，表 A1 的示数 I′1 等于多少？‎ ‎18. （12 分）如图，质量为 M 的足够长金属导轨 abcd 放在光滑的绝缘水平面上。一电阻不计，质量为 m 的导体棒 PQ 放置在导轨上，始终与导轨接触良好，PQbc 构成矩形。棒与导轨间动摩擦因数为μ，棒左侧有两个固定于水平面的立柱。导轨 bc 段长为 L，开始时 PQ 左侧导轨的总电阻为 R，右侧导轨单位长度的电阻为 R0。以 ef 为界，其左侧匀强磁场方向竖直向上，右侧匀强磁场水平向左，磁感应强度大小均为 B。在 t=0 时，一水平向左的拉力 F 垂直作用在导轨的 bc 边上，使导轨由静止开始做匀加速直线运动，加速度为 a。‎ ‎（1）求回路中感应电动势及感应电流随时间变化的表达式；‎ ‎（2）经过多长时间拉力 F 达到最大值，拉力 F 的最大值为多少？‎ ‎（3）某过程中回路产生的焦耳热为 Q，导轨克服摩擦力做功为 W，求导轨动能的增加量。‎ 一、 选择题 题号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ ‎11‎ ‎12‎ 答案 A B D C D C C B BC AB BD AC 二、实验题（6分+8分）‎ ‎13．答案　连接电路如图所示　左偏（3分）‎ ‎（3分）‎ ‎14. (1)答案:正（2分）‎ ‎(2)答案:K极发射光电子,电路中产生电流,经放大器放大后的电流产生的磁场使铁芯M被磁化,将衔铁N吸住；无光照射光电管时,电路中无电流,N自动离开M（4分）‎ ‎(3)答案:BD（2分）‎ 三、计算题 ‎15. （8分）‎ ‎16.（8分）‎ 解析　(1)“当金属棒滑行至cd处时已经达到稳定速度”，达到稳定速度时，有FA＝B0IL，将三维图转化为二维图，受力分析可知mgsinθ＝FA＋μmgcosθ，代入数据，解得I＝0.2 A ‎(2)E＝B0Lv，I＝，解得v＝＝ m/s＝2 m/s 答案　(1)0.2 A　(2)2 m/s ‎17.（10分）‎ ‎18.（12分）‎ ‎（1）感应电动势为E＝BLv，导轨做初速为零的匀加速运动，v＝at，E＝BLat，s＝at2/2，感应电流的表达式为I＝BLv/R总＝BLat/（R＋2R0´at2/2）＝BLat/（R＋R0at2），‎ ‎（2）导轨受安培力FA＝BIL＝B2L2at/（R＋R0at2），摩擦力为Ff＝mFN＝m（mg＋BIL）＝m[mg＋B2L2at/（R＋R0at2）]，由牛顿定律F－FA－Ff＝Ma，F＝Ma＋FA＋Ff＝Ma＋mmg＋（1＋m）B2L2at/（R＋R0at2），上式中当R/t＝R0at即t＝时外力F取最大值，F max＝Ma＋mmg＋（1＋m）B2L2，‎ ‎（3）设此过程中导轨运动距离为s，由动能定理W合＝DEk，摩擦力为Ff＝m（mg＋FA），摩擦力做功为W＝mmgs＋mWA＝mmgs＋mQ，s＝，DEk＝Mas＝（W－mQ），‎