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2016—2017学年度上学期高二年级第二阶段测试物理科试卷时间90分钟满分100分
一、选择题(1-8单选,9-12多选,每题4分)
1.如图所示,两根光滑金属导轨平行放置,导轨所在平面与水平面间的夹角为θ.整个装置处于沿竖直方向的匀强磁场中.质量为m的金属杆ab垂直导轨放置,当杆中通有从a到b的恒定电流I时,金属杆ab刚好静止.则( )A.磁场方向竖直向下B.磁场方向竖直向上C.ab所受支持力的大小为mgcosθD.ab所受安培力的大小为mgcosθ2.如图所示,一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴ΟΟ′以恒定的角速度转动,从图示位置开始计时,则在转过180o这段时间内()A.线圈中的感应电流一直在减小B.线圈中的感应电流先增大后减小C.穿过线圈的磁通量一直在增大D.穿过线圈的磁通量的变化率先减小后增大3.如图所示,匀强电场竖直向上,匀强磁场的方向垂直纸面向外.有一正离子(不计重力),恰能沿直线从左向右水平飞越此区域.则( )A.若电子从右向左水平飞入,电子也沿直线运动B.若电子从右向左水平飞入,电子将向上偏C.若电子从右向左水平飞入,电子将向下偏D.若电子从右向左水平飞入,则无法判断电子是否偏转4.一个匝数为100匝,电阻为
0.5Ω的闭合线圈处于某一磁场中,磁场方向垂直于线圈平面,从某时刻起穿过线圈的磁通量按图示规律变化,则线圈中产生交变电流的有效值为( )A.6AB.5AC.2AD.2A5.如图所示,水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,两个用相同材料、相同粗细的导线绕制的单匝闭合正方形线圈1和2,其边长L1=2L2,在距磁场上界面h高处由静止开始自由下落,再逐渐完全进入磁场,最后落到地面.运动过程中,线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界.设线圈
1、2落地时的速度大小分别为v
1、v2,在磁场中运动时产生的热量分别为Q
1、Q2,通过线圈截面的电荷量分别为q
1、q2,不计空气阻力,则( )A.v1<v2,Q1>Q2,q1>q2B.v1=v2,Q1=Q2,q1=q2C.v1<v2,Q1>Q2,q1=q2D.v1=v2,Q1<Q2,q1<q26.阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图所示电路.开关S断开且电流稳定时,C所带的电荷量为Q1,闭合开关S,电流再次稳定后,C所带的电荷量为Q2.Q1与Q2的比值为( )A.25B.12C.35D.237.某交流电源可在改变其输出电流的频率的同时保持其输出电压不变,现用此电源对如图所示的电路供电,灯A、B、C分别与电容C
0、电感线圈L、定值电阻R串联,此时三只灯泡亮度相同.现保持电压不变,让频率变为原来的两倍,则三只灯泡的亮度变化是( )A.A灯比原来亮B.B灯比原来亮C.C灯比原来亮D.A、B、C三灯亮度仍然相同8.一圆筒处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向与筒的轴平行,筒的横截面如图所示.图中直径MN的两端分别开有小孔,筒绕其中心轴以角速度ω顺时针转动.在该截面内,一带电粒子从小孔M射入筒内,射入时的运动方向与MN成30°角.当筒转过90°时,该粒子恰好从小孔N飞出圆筒.不计重力.若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞,则带电粒子的比荷为( )A.B.C.D.9.如图所示,理想变压器原线圈接在交流电源上,图中各电表均为理想电表,下列说法正确的是( )A.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,R1消耗的功率变大B.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,电压表V示数变大C.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,电流表A1示数变小D.若闭合开关S,则电流表A1示数变大,A2示数变大10.如图所示,在等腰三角形abc区域内有垂直纸面向外的匀强磁场,d是ac上任意一点,e是bc上任意一点.大量相同的带电粒子从a点以相同方向进入磁场,由于速度大小不同,粒子从ac和bc上不同点离开磁场.不计粒子重力,则从c点离开的粒子在三角形abc磁场区域内经过的弧长和运动时间,与从d点和e点离开的粒子相比较( )A.经过的弧长一定大于从d点离开的粒子经过的弧长B.经过的弧长一定小于从e点离开的粒子经过的弧长C.运动时间一定大于从d点离开的粒子的运动时间D.运动时间一定大于从e点离开的粒子的运动时间11.如图所示,一匀强磁场B垂直于倾斜放置的光滑绝缘斜面斜向上,匀强磁场区域在斜面上虚线ef与gh之间.在斜面上放置一质量为m、电阻为R的矩形铝框abcd,虚线ef、gh和斜面底边pq以及铝框边ab均平行,且eh>bc.如果铝框从ef上方的某一位置由静止开始运动.则从开始运动到ab边到达gh线之前的速度(v)﹣时间(t)图象,可能正确的有( )A.B.C.D.12.如图所示,MN是纸面内的一条直线,其所在空间充满与纸面平行的匀强电场或与纸面垂直的匀强磁场(场区都足够大),现有一个重力不计的带电粒子从MN上的O点以水平初速度v0射入场区,下列判断正确的是( )A.如果粒子回到MN上时速度增大,则该空间存在的场一定是电场B.如果粒子回到MN上时速度大小不变,则该空间存在的场可能是电场C.若只改变粒子的初速度大小,发现粒子再回到MN上时与其所成的锐角夹角不变,则该空间存在的场一定是磁场D.若只改变粒子的初速度大小,发现粒子再回到MN上所用的时间不变,则该空间存在的场一定是磁场
二、实验题(13题6分,14题8分,共14分)13.1如图,螺旋测微器的读数为 mm;游标卡尺读数为 cm,2用多用电表探测图甲所示的黑箱发现用直流电压挡测量,E、G两点间和F、G两点间均有电压,E、F两点间无电压;用欧姆表测量,黑表笔接E点,红表笔接F点,阻值很小,但反接阻值很大.那么该黑箱内元件的接法可能是下图中的 .14.图(a)是白炽灯L1(220V,100W)和L2(220V,60W)的伏安特性曲线.
(1)随着灯泡L1功率的增大,其灯丝阻值逐渐 .(选填变大、变小或不变)
(2)若将它们串联后接在220V电源上,则此时L1灯的实际功率为 W.
(3)若用图(b)电路测量L1灯的伏安特性,由于电表存在内阻,实际测得的伏安特性曲线比图(a)中描绘出的理想伏安特性曲线在I﹣U图中位置来得偏 (选填高或低).
(4)用图(b)所示电路测量L1灯伏安特性时,已知R0=10Ω,E=300V.则电路中可变电阻R的最大值和最大电流选用下列那种规格,测量效果最好 .A.5Ω,10AB.50Ω,6AC.500Ω,1AD.5000Ω,1A
三、计算题(共38分)15.8分如图所示,面积为
0.2m2的100匝线圈处在匀强磁场中,磁场方向垂直于线圈平面,已知磁感应强度随时间变化的规律为B=(2+
0.2t)T,定值电阻R1=6Ω,线圈电阻R2=4Ω,求
(1)回路中的感应电动势大小;
(2)回路中电流的大小和方向;
(3)a、b两点间的电势差16.(14分)如图所示,将某正粒子放射源置于原点O,其向各方向射出的粒子速度大小均为υ
0、质量均为m、电荷量均为q.在0≤y≤d的
一、二象限范围内分布着一个左右足够宽的匀强电场,方向与y轴正向相同,在d<y≤2d的
一、二象限范围内分布着一个左右足够宽的匀强磁场,方向垂直于xOy平面向里.粒子第一次离开电场上边界y=d时,能够到达的最右侧的位置为(d,d),且最终恰没有粒子从y=2d的边界离开磁场,若只考虑每个粒子在电场中和磁场中各运动一次,不计粒子重力以及粒子间的相互作用,求
(1)电场强度E和磁感应强度B;
(2)粒子在磁场中运动的最短时间17.(16分)如图1所示,两根水平的金属光滑平行导轨,其末端连接等高光滑的圆弧,其轨道半径r=
0.5m,圆弧段在图中的cd和ab之间,导轨的间距为L=
0.5m,轨道的电阻不计.在轨道的顶端接有阻值为R=
2.0Ω的电阻,整个装置处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=
2.0T.现有一根长度稍大于L、电阻不计,质量m=
1.0kg的金属棒,从轨道的水平位置ef开始在拉力F作用下,从静止匀加速运动到cd的时间t0=
2.0s,在cd的拉力为F0=
3.0N.已知金属棒在ef和cd之间运动时的拉力随时间变化的图象如图2所示,重力加速度g=10m/s2.求
(1)求匀加速直线运动的加速度.
(2)金属棒做匀加速运动时通过金属棒的电荷量q;
(3)匀加到cd后,调节拉力使金属棒接着沿圆弧做匀速圆周运动至ab处,金属棒从cd沿圆弧做匀速圆周运动至ab的过程中,拉力做的功WF(结果保留小数点后两位)2016—2017学年度上学期高二年级第二阶段测试物理科答题纸
13.
(1)_________________
(2)________
14.
(1)
(2)
(3)
(4)15.
16.17.2016—2017学年度上学期高二年级第二阶段测试物理科参考答案
1.B
2.D
3.C
4.C
5.A
6.C
7.A
8.A
9.BC
10.AD
11.AD
12.ABD
13.
16.123,
10.022B14
(1)变大
(2)
14.4
(3)低
(4)B.15解
(1)根据法拉第电磁感应定律,则有E=N=100×
0.2×
0.2=4V;
(2)根据楞次定律,垂直向里的磁通量增加,则电流方向是逆时针方向;依据闭合电路欧姆定律,则有I===
0.4A
(3)根据欧姆定律,则有Uab=IR=
0.4×6=
2.4V;
16.解
(1)沿x轴正方向发射的粒子能够到达最右侧的位置(d,d).由类平抛运动规律得,,其中,解得,设粒子射入磁场时的速度为υ,由动能定理有,解得υ=2υ0,设射入磁场时的速度方向与水平方向的夹角为α,则有,解得α=60°,设粒子做圆周运动的半径为R,由几何关系可知d=R+Rsin30°=
1.5R,粒子在磁场中做圆周运动,洛仑兹力提供向心力,将υ=2υ
0、代入解得,
(2)粒子运动的最短时间对应最小的圆心角,经过点(﹣d,d)粒子轨迹对应的圆心角最小,由几何关系可知最小圆心角θmin=120°=,粒子运动最短时间;17解
(1)设金属棒匀加速运动的加速度为a,则运动到cd的速度v=2a当金属棒在cd时为研究对象,产生的感应电动势E=BLv产生的电流I=金属棒所受的安培力F=BIL据牛顿第二定律得F0﹣F=ma联立以上带入数据解得a=
1.5m/s2
①
(2)据以上可知,金属棒匀加速运动的位移s=
②据法拉第电磁感应定律得E1==
③通过金属棒的平均电流
④通过金属棒的电量q=I1•△t
⑤联立
①②③④⑤带入数据解得q=
1.5C
(3)金属棒在圆弧轨道的速率v=at=3m/s
⑥运动的时间为t=
⑦产生的电动势最大值Em=BLv
⑧由于圆弧段导体棒做的是匀速圆周运动,所以导体棒中产生正弦式电流,所以产生的热量Q=t
⑨据能量守恒可知W=Q+mgh
(10)联立以上解得W=
5.59J。