江西省赣州市红旗实验中学2017-2018学年高二下学期期中考试物理试题 word版含解析.doc

赣州市红旗实验中学 2017-2018 学年下学期期中考试卷 高高二二物物理理注注意意事事项项：：1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号 条形码粘贴在答题卡上的指定位置 2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案 标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效 3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内写在试题卷、 草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效 4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交一、单项选择题一、单项选择题( (本大题共本大题共 8 8 小题，每小题小题，每小题 3 3 分，共分，共 2424 分分) ) 1．如图 1 所示，把一条长约 10 m 的电线的两端连接在一个灵敏电流表的两个接线柱上，形成闭合回路，让两个同学迅速摇动电线．当他们摇动的电线沿哪个方向时，灵敏电流表的示数最大( )图 1A．东西方向 B．东偏北 45°C．南北方向 D．南偏东 45°【解析】 地磁场的方向是由南指向北，当电线垂直磁场方向运动，即当电线沿东西方向放置时，感应电流最大，灵敏电流表的示数最大，本题应选 A.【答案】 A2．(2018·滨州高二检测)如图 2 虚线所示的范围内有一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，矩形线框 abcd 沿水平方向并自左向右匀速通过磁场．当线框通过图中①、②、③位置时，线框内的感应电流分别为 i1、i2、i3，则( )图 2A．i1>i3，i2＝0 B．i1L，则导线框中无感应电流的时间等于( )图 5A. B.dLLvC. D.d－Lvd－2Lv【解析】 根据产生感应电流的条件可知：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电流，因此线框在进入和穿出磁场的过程中有感应电流．当线框全部处于磁场中时，穿过线框的磁通量不发生变化，没有感应电流产生．根据几何关系易知 C 选项正确．【答案】 C6．如图 6 所示，在圆形空间区域内存在关于直径 ab 对称、方向相反的两个匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小相等，一金属导线制成的圆环刚好与磁场边界重合，下列说法中正确的是( )图 6A．若使圆环向右平动，感应电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向B．若使圆环竖直向上平动，感应电流始终沿逆时针方向C．若圆环以 ab 为轴转动，a 点的电势高于 b 点的电势D．若圆环以 ab 为轴转动，b 点的电势高于 a 点的电势【解析】 若圆环向右平动，由楞次定律知感应电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向，A 选项正确；若圆环竖直向上平动，由于穿过圆环的磁通量未发生变化，所以圆环中无感应电流产生，B 选项错误；若圆环以 ab 为轴转动，在 0～90°内，由右手定则知 b 点的电势高于 a 点的电势，在 90°～180°内，由右手定则知 a 点的电势高于 b 点的电势，以后a、b 两点电势按此规律周期性变化，C、D 选项错误．【答案】 A7．MN、GH 为光滑的水平平行金属导轨，ab、cd 为跨在导轨上的两根金属杆，匀强磁场垂直穿过 MN、GH 所在的平面，如图 7 所示，则( )图 7A．若固定 ab，使 cd 向右滑动，则 abdc 回路有电流，电流方向由 a 到 b 到 d 到 cB．若 ab、cd 以相同的速度一起向右滑动，则 abdc 回路有电流，电流方向由 c 到 d到 b 到 aC．若 ab 向左、cd 向右同时运动，则 abdc 回路电流为零D．若 ab、cd 都向右运动，且两棒速度 vcd>vab，则 abdc 回路有电流，电流方向由 c到 d 到 b 到 a【解析】 若固定 ab，使 cd 向右滑动，由右手定则知，应产生顺时针方向的电流，故选项 A 错；若 ab、cd 同向运动且速度大小相同，ab、cd 所围的面积不变，磁通量不变，故不产生感应电流，故选项 B 错误；若 ab 向左、cd 向右同时运动，则 abdc 中有顺时针方向的电流，故选项 C 错误；若 ab、cd 向右运动，且 vcd>vab，则 ab、cd 所围的面积发生变化，磁通量也发生变化，故由楞次定律可判断出产生由 c 到 d 到 b 到 a 的电流，故选项 D正确．【答案】 D8．(多选)(2017·广州高二期末)水平放置的平行板电容器图 8与线圈连接如图 8，线圈内有垂直纸面(设向里为正方向)的匀强磁场，为使带负电微粒静止在板间，磁感应强度 B 随时间 t 变化的图像应该是下列选项中的( )【解析】 要使带负电的微粒静止在板间，电容器上极板应带正电．线圈中感应电流的方向应沿逆时针方向，根据楞次定律可以判断，选项 B、C 正确．【答案】 BC9．(2014·全国卷Ⅰ)如图 9(a)，线圈 ab，cd 绕在同一软铁芯上．在 ab 线圈中通以变化的电流，用示波器测得线圈 cd 间电压如图(b)所示．已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，则下列描述线圈 ab 中电流随时间变化关系的图中，可能正确的是( )(a) (b)图 9【解析】 由题图(b)可知在 cd 间不同时间段内产生的电压是恒定的，所以在该时间段内线圈 ab 中的磁场是均匀变化的，则线圈 ab 中的电流是均匀变化的，故选项A，B，D 错误，选项 C 正确．【答案】 C10．(多选)如图 10 所示，一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内，通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定，导体棒与轨道垂直且接触良好．在向右匀速通过M、N 两区的过程中，导体棒所受安培力分别用 FM、FN表示．不计轨道电阻．以下叙述正确的是( )图 10A．FM向右 B．FN向左C．FM逐渐增大 D．FN逐渐减小【解析】 由题意可知，根据安培定则，在轨道内的 M 区、N 区通电长直导线产生的磁场分别垂直轨道平面向外和向里，由此可知，当导体棒运动到 M 区时，根据右手定则可以判定，在导体棒内产生的感应电流与长直绝缘导线中的电流方向相反，再根据左手定则可知，金属棒在 M 区时受到的安培力方向向左，因此 A 选项不正确；同理可以判定 B 选项正确；再根据导体棒在 M 区匀速靠近长直绝缘导线时对应的磁场越来越强，因此产生的感应电动势越来越大，根据闭合电路的欧姆定律和安培力的公式可知，导体棒所受的安培力 FM也逐渐增大，故 C 选项正确；同理 D 选项正确．【答案】 BCD11．(2018·宿迁高二联考)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 11 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 的变化规律分别如图乙所示．则 0～t0时间内，导线框中( ) 甲 乙图 11A．没有感应电流B．感应电流方向为逆时针C．感应电流大小为 πr2B0/(t0R)D．感应电流大小为 2πr2B0/(t0R)【解析】 圆形导线框左侧磁通量向外增大，右侧磁通量向里减小，总磁通量由向里减小变为向外增大，由楞次定律可知，感应电流方向为顺时针，A、B 均错误；ΔΦ＝B0·－＝B0·πr2，由 E＝，I＝ 可得：感应电流大小为 I＝，C 正确，Dπr22(－B0·πr22)ΔΦΔtERB0·πr2t0R错误．【答案】 C12．(2016·江西高三期末)如图 12 所示，abcd 是由粗细均匀的电阻丝制成的长方形线框，导体棒 MN 有电阻，可在 ad 边与 bc 边上无摩擦滑动，且接触良好，线框处于垂直纸面向里的匀强磁场中，当 MN 棒由靠 ab 边处向 cd 边匀速移动的过程中，下列说法中正确的是( )图 12A．MN 棒中电流先减小后增大B．MN 棒两端电压先增大后减小C．MN 棒上拉力的功率先增大后减小D．矩形线框中消耗的电功率先减小后增大【解析】 设 MN 左、右两侧电阻丝的并联阻值为 R并，导体棒 MN 的电阻为 r，则MN 棒中的电流 I＝，MN 棒两端电压 UMN＝BLv－I·r，因当导体棒 MN 框中点BLvR并＋r时 R并最大，故 MN 棒运动过程中，电流 I 先减小后增大，而 UMN先增大后减小，A、B 均正确；MN 棒上拉力的功率 PF＝BIL·v＝，在 MN 棒运动过程中，PF先减小后增大，B2L2v2R并＋rC 错误；因不知 R并与 r 的大小关系，矩形线框中消耗的电功率大小变化情况无法确定，D 错误．【答案】 AB二、计算题二、计算题13．把总电阻为 2R 的均匀电阻丝焊接成一半径为 a 的圆环，水平固定在竖直向下的磁感应强度为 B 的匀强磁场中，如图 13 所示，一长度为 2a，电阻等于 R，粗细均匀的金属棒MN 放在圆环上，它与圆环始终保持良好的接触，当金属棒以恒定速度 v 向右运动经过环心 O 时，求：图 13(1)棒上电流的大小和方向及棒两端的电压 UMN；(2)圆环消耗的热功率和在圆环及金属棒上消耗的总热功率．【解析】 (1)金属棒 MN 切割磁感线产生的感应电动势为 E＝BLv＝2Bav外电路的总电阻为 R外＝＝ RR·RR＋R12金属棒上电流的大小为I＝＝＝ER外＋R2Bav12R＋R4Bav3R电流方向从 N 到 M 金属棒两端的电压为电源的路端电压UMN＝IR外＝ Bav.23(2)圆环消耗的热功率为外电路的总功率P外＝I2＝R28Bav29R圆环和金属棒上消耗的总热功率为电路的总功率P总＝IE＝.8Bav23R【答案】 (1) 由 N→M Bav (2) 4Bav3R238Bav29R8Bav23R14．如图 14 所示，质量为 M 的导体棒 ab，垂直放在相距为 l 的平行光滑金属导轨上．导轨平面与水平面的夹角为 θ，并处于磁感应强度大小为 B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中．左侧是水平放置、间距为 d 的平行金属板．R 和 Rx分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值，不计其他电阻．(1)调节 Rx＝R，释放导体棒，当棒沿导轨匀速下滑时，求通过棒的电流 I 及棒的速率v.(2)改变 Rx，待棒沿导轨再次匀速下滑后，将质量为 m、带电量为＋q 的微粒水平射入金属板间，若它能匀速通过，求此时的 Rx.图 14【解析】 (1)导体棒匀速下滑时，Mgsin θ＝Bil ①I＝ ②Mgsin θBl设导体棒产生的感应电动势为 E0E0＝Blv ③由闭合电路欧姆定律得I＝ ④E0R＋Rx联立②③④，得v＝.2MgRsin θB2l2(2)改变 Rx，由②式可知电流不变．设带电微粒在金属板间匀速通过时，板间电压为U，电场强度大小为 EU＝IRx ⑤E＝ ⑥Udmg＝qE ⑦联立②⑤⑥⑦，得Rx＝.mBldqMsin θ【答案】 (1) (2)2MgRsin θB2l2mBldqMsin θ15．(2018·宁波高二检测)如图 15 所示，两平行导轨间距 L＝0.1 m，足够长的光滑的倾斜部分和粗糙的水平部分圆滑连接，倾斜部分与水平面的夹角 θ＝30°，方向垂直斜面向上的磁场的磁感应强度 B＝0.5 T，水平部分没有磁场．金属棒 ab 的质量 m＝0.005 kg，电阻r＝0.02 Ω，运动中与导轨有良好接触，并且垂直于导轨，导轨上接一定值电阻 R＝0.08 Ω，其余电阻不计，当金属棒 ab 从斜面上离地高 h＝1.0 m 以上的任何地方由静止释放后，在水平面上滑行的最大距离 x 都是 1.25 m．(g 取 10 m/s2)求：图 15(1)金属棒在斜面上的最大速度；(2)水平面的动摩擦因数；(3)从高度 h＝1.0 m 处滑下后电阻 R 上产生的热量．【解析】 (1)金属棒从离地高 h＝1.0 m 以上任何地方由静止释放后，在到达水平面之前已经开始做匀速运动设最大速度为 v，则感应电动势 E＝BLv，感应电流 I＝，安培力 F安＝BILER＋r匀速运动时，有 mgsin θ＝F安，解得 v＝1.0 m/s.(2)在水平面上运动时，金属棒所受滑动摩擦力 Ff＝μmg金属棒在摩擦力作用下做匀减速运动，有Ff＝ma，v2＝2ax，解得。