2013~2014学年度高二第二学期期中考试物理试题

2013~2014学年度第二学期高二期中考试物理（理）试卷

考试时间：90分钟 满分：100分 命题人：李春生

一. 单项选择题（每题3分，合计36分）

1. 电阻为1 Ω的矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴，在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电动势随时间变化的图象如图所示.现把交流电加在电阻为9 Ω的电热丝上，下列判断正确的是( )

A.线圈转动的角速度ω＝100 rad/s

B.在t ＝0.01 s 时刻，穿过线圈的磁通量最大

C.电热丝两端的电压U ＝100 2 V

D.电热丝此时的发热功率P ＝1 800 W

2. 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 的左边有一闭

合电路，当PQ 在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.向左减速运动

B.向左加速运动

C.向右匀速运动

D.向右加速运动

3. 足够长的U 型光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0<θ<90°)，其中MN 与PQ

平行且间距为L ，导轨平面与磁感应强度为B 的匀强磁场垂直，导轨电阻不计．金属棒ab 由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab 棒接入电路的电阻为R ，当流过ab 棒某一横截面的电量为q 时，棒的速度大小为v ，则金属棒ab 在这一过程中( )．

A ．运动的平均速度大小为12v

B ．下滑的位移大小为qR BL

C ．产生的焦耳热为qBLv

D ．受到的最大安培力大小为B 2L 2v R

sin θ 4. 如图所示，一只理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L 1和L 2，输电线等效电阻为R .开始时开关S 断开，当S 接通时，下列选项不正确的是( )

A.副线圈两端M 、N 的输出电压减小

B.副线圈输电线等效电阻R 上的电压降增大

C.通过灯泡L 1的电流减小

D.原线圈中的电流增大

5. 空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为B ，方向相反且垂直纸面，MN 、PQ 为其边界，OO ′为其对称轴．一导线折成边长为l 的正方形闭合回路abcd ，回路在纸面内以恒定速度v

0向右运动，当运动到关于OO ′对称的位置是( )．

A ．穿过回路的磁通量为零

B ．回路中感应电动势大小为2Blv 0

C ．回路中感应电流的方向为顺时针方向

D ．回路中ab 边与cd 边所受安培力方向相同

6. 如图所示的电路中，三个相同的灯泡a 、b 、c 和电感L 1、L 2与直流电源连接，电感的电阻忽略不计．电键K 从闭合状态突然断开时，下列判断正确的有（ ）

A.a 先变亮，然后逐渐变暗

B.b 先变亮，然后逐渐变暗

C.c 先变亮，然后逐渐变暗

D.b 、c 都逐渐变暗

7. 如图所示，一导线弯成闭合线圈，以速度v 向左匀速进入磁感应强度为B 的匀强磁场，磁场方向垂直平面向外．线圈总电阻为R ，从线圈进入磁场开始到完全

进入磁场为止，下列结论正确的是( ).

A.感应电流一直沿顺时针方向

B.线圈受到的安培力先增大，后减

小

C.感应电动势的最大值E ＝Brv

D.穿过线圈某个横截面的电荷量为B （r 2＋πr 2）R

8.如图所示为一交变电流的i-t 图象，下列说法正确的是( )

A.交变电流的频率f ＝50 Hz ，有效值为5 5 A

B.交变电流的有效值I ＝5 2 A

C.交变电流的平均值I ＝10 A

D.若此交变电流通过阻值为10 Ω的电阻，则这个电阻两端的电压为2510 V

9. 如图所示为一光滑轨道，其中MN 部分为一段对称的圆弧，两侧的直导轨与圆弧相切，在MN 部分有如图所示的匀强磁场，有一较小的金属环如图放置在P 点，金属环由静止自由释放，经很多次来回运动后，下列判断正确的有( ).

A.金属环仍能上升到与P 等高处

B.金属环最终将静止在最低点

C.金属环上升的最大高度与MN 等高

D.金属环上升的最大高度一直在变小

10. 轻质细绳长为L,一端系一质量为的M 木块,另一端悬于o 点.今有一质量为m 的子弹以水平速度v 射入木块,一起绕o 点在竖直平面内刚好作圆周运动,则子弹的射入

速度v 等于:（ ）

A ． m )gL/m 5(M +

B ． m )gL/m 4(M +

C ．(M+m)gL 5/m

D ．2(M+m)gL /m

11. 理想变压器初级和次级线圈的匝数分别为n 1=10匝和n 2=100匝，次级线圈接有1000Ω的电阻，初级线圈与电阻不计的导线构成闭合回路，其中圆形区域的面积为24

.0m s π=。在该圆形区域内有如图所示的按正弦规律变化的磁场垂直穿过这个区域，

则内阻不计的安培表的示数为（ ）

A ．14.1A

B ．0.14A

C ．1.41A

D ．2.00A

12. 如图，两根平行的光滑导轨竖直放置，处于垂直轨道平面的匀强磁场中，金属杆ab 接在两导轨之间，在开关S 断开时让ab 自由下落，ab 下落过程中始终保持与导轨接触良好，设导轨足够长，电阻不计。ab 下落一段时间后开关闭合，从开关闭合开始计时，ab 下滑速度v 随时间变化的图象不可能是（ ）

v

二. 填空题（每小题4分，共16分）

13.把一线框从一匀强磁场中拉出，如图所示。第一次拉出的速率是 v ，

第二次拉出速率是 2 v ，其它条件不变，则前后两次拉力大小之比是

，拉力功率之比是 ，线框产生的热量之比是

，通过导线截面的电量之比是 。

14.如图所示，Ⅰ和Ⅱ是一对异名磁极，ab 为放在其间的金属棒。

ab 和cd 用导线连成一个闭合回路。当ab 棒向左运动时，cd 导线

受到向下的磁场力。由此可知Ⅰ是____极，Ⅱ是____极，a 、b 、c 、

d 四点的电势由高到低依次排列的顺序是____

15.（1）下图是做探究电磁感应的产生条件实验的器材及示意图。

①在图中用实线代替导线把它们连成实验电路。

②由哪些操作可以使电流表的指针发生偏转

Ⅰ________________________________________

Ⅱ________________________________________ ③假设在开关闭合的瞬间，灵敏电流计的指针向左偏转，则当螺线管A 向上拔出的过程中，灵敏电流计的指针向_______偏转。（“左”、“右” ）

三.计算题（解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不分．)

16. （8分）在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n = 1500匝，横截面积S = 20cm 2。螺线管导线电阻r = 1.0Ω，R 1 = 4.0Ω，R 2 = 5.0Ω，C =30μF 。在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B 按如图乙所示的规律变化。求：

（1）求螺线管中产生的感应电动势；

（2）闭合S ，电路中的电流稳定后，求电阻R 1的电功率；

（3）S 断开后，求流经R 2的电量。

17.（8分） 如图所示，一轻质弹簧两端连着物体A 和B ，放在光滑的水平面上．物体A 被水平速度为v 0的子弹射中并嵌在其中．已知物体B 的质量为m ，物体A 的质量是物体B 的质量的3/4，子弹的质量是物体B 的质量的1/4，求

（1）弹簧压缩到最短时B 的速度；

（2）弹黄压缩到最短时的弹性势能；

B

R 2 图甲 图乙

18.（10分） 如图甲所示，空间存在一宽度为2L 的有界匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里．在光滑绝缘水平面内有一边长为L 的正方形金属线框，其质量m ＝1 kg 、电阻R ＝4Ω，在水平向左的外力F 作用下，以初速度v 0＝4 m/s 匀减速进入磁场，线框平面与磁场垂直，外力F 的大小随时间t 变化的图线如图乙所示．以线框右边刚进入磁场时开始计时，求：

(1)匀强磁场的磁感应强度B ；

(2)线框进入磁场的过程中，通过线框的电荷量q ；

(3)判断线框能否从右侧离开磁场？说明理由．

19. （8分）如图所示，两根平行光滑金属导轨位于水平面内，导轨间距l=20cm ，电阻R=1.0Ω；一金属杆垂直两轨静止在轨道上，轨道和金属杆的电阻不计，全部装置处于磁感应强度B=0.5T ，方向竖直向下的匀强磁场中。现用一外力F 沿轨道方向拉金属杆使之做匀加速运动，测得力F 与时间t 的关系如F －t 图象所示，求金属杆的质量和加速度。

20. （14分）如图（a ）所示，光滑的平行长直金属导轨置于水平面内，间距为L 、导轨左

端接有阻

值为R 的电阻，质量为m 的导体棒垂直跨接在导轨上。导轨和导体棒的电阻均不计，且接触 良好。在导轨平面上有一矩形区域内存在着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B 。开 始时，导体棒静止于磁场区域的右端，当磁场以速度v 1匀速向右移动时，导体棒随之开始 运动，同时受到水平向左、大小为f 的恒定阻力，并很快达到恒定速度，此时导体棒仍处于 磁场区域内。

（1）求导体棒所达到的恒定速度v 2；

（2）为使导体棒能随磁场运动，阻力最大不能超过多少？

（3）导体棒以恒定速度运动时，单位时间内克服阻力所做的功和电路中消耗的电功率各为多大？

（4）若t ＝0时磁场由静止开始水平向右做匀加速直线运动，经过较短时间后，导体棒也做匀加速直线运动，其v -t 关系如图（b ）所示，已知在时刻t 导体棒瞬时速度大小为v t ，求

导体棒做匀加速直线运动时的加速度大小。

R

/s

v