江门一中2012—2013学年度第二学期高二物理(期中)考试及其答案

江门一中2012—2013学年度第二学期（期中）考试

高二级物理科试卷

命题人：岳启仁 审题人：刘小庆

第一卷（选择题 共44分）

一、单选题（本题8小题，每小题3分，共24分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确）

1.下列各图中的各条形磁铁均相同，当条形磁铁以图示方式穿过相同的线圈时，线圈中产生的感应电动势最大的是（ ）

N N S N S N 10m/s 5m/s 10m/s 10m/s S S N S S N A B C D

2．在相同的时间内，某正弦交变电流通过一阻值为100 Ω的电阻产生的热量，与一电流恒为3 A的直流电通过同一阻值的电阻产生的热量相等，则( )

A．此交变电流的有效值为3 A，最大值为32A B．此交变电流的有效值为32 A，最大值为6 A

C．电阻两端交流电压的有效值为300 V，最大值不确定

D．电阻两端交流电压的有效值为3002 V，最大值为600 V 3．如图所示是一交变电流的it图象（其正向电流为正弦交流电的正向部分），则该交变电流的有效值为( )

A．4 A

B. A

38C.

2303 A

D. 22A

高二级物理科试题第 1 页（ 共 8 页）

4.某仪器内部电路如图所示，其中M是一个质量较大的金属块,左右两端分别与金属丝制作的弹簧相连,并套在光滑水平细杆，a、b、c三块金属片的间隙很小(b固定在金属块上，a、c固定在电路板上)．当金属块处于平衡时两根弹簧均处于原长状态．若将该仪器固定在一辆汽车上，则下列说法正确的是( )

A.当汽车加速前进时，甲灯亮 B.当汽车加速前进时，乙灯亮 C.当汽车刹车时，乙灯亮

D.当汽车刹车时，甲、乙灯均不亮

5.某一实验装置如图甲所示，在铁芯上绕着两个线圈P和Q，如果线圈P中的电流i随时间t的变化关系有如图乙所示的四种情况，则在线圈Q中观察不到感应电流的是( )

Q 接电流表 P

图甲

i i i i 0 0 0 0 t t t t A B C D

图乙

6．如图所示为一正弦交变电压随时间变化的图像，由图可知（ ）

A．该交流电的周期为2s 311 e/V B．用电压表测量该交流

O 1 2 电压时，读数为311V 3 t/(×10s)

C．该交变电压的瞬时值-311 表达式为e311sin50t(V)

D．将该电压加在阻值为100Ω的电阻两端时，电阻产生的热功率为484Ｗ

-2

高二级物理科试题第 2 页（ 共 8 页）

7.用均匀导线做成的正方形线框每边长为0.4 m，正方形的一半放在和纸面垂直向里的匀强磁场中，如图所示，当磁场以10 T/s的变化率增强时，线框中a、b两点的电势差是( )

A．Uab＝0.4 V B．Uab＝-0.4 V

C．Uab＝1.6 V D．Uab＝-1.6 V

8．如图所示，有一矩形线圈，面积为S，匝数为N，整个线圈的电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈绕OO′轴以角速度ω匀速转动，外电阻为R．当线圈由图示位置转过90°的过程中，下列说法中正确的是（ ） O’ A．磁通量的变化量为NBS b c B．平均感应电动势为E2NBS  2B a d O R

C．电阻R所产生的焦耳热为

(NBS)2RNBSRr D．通过电阻R的电荷量为q

二、双选题（本题5小题，每小题4分，共20分.在每小题给出的四个选项中,只有两个选项正确,全选对的得4分，只选一个且正确的得2分，有错选或不选的得0分）

9. 如图，理想变压器的原、副线圈匝数比n1：n2=20:1.—个标有“10V 100W\"的灯泡正常发光时,有( )

A .输入功率P1=1OOW B. 输入电压U1=1OV C. 输入电流I1=0.5A D. 输出电流I2=0.25A

高二级物理科试题第 3 页（ 共 8 页）

10．一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如下图甲所示，则下列说法中正确的是( )

A．t＝0时刻线圈平面在中性面位置 B．t＝0.01 s时刻Φ的变化率达最大 C．0.02 s时刻感应电动势达到最大

D．该线圈相应的感应电动势图象如图乙所示

11.如图所示，竖直平行金属导轨MN、PQ上端接有电阻R，金属杆质量为m，跨在平行导轨上，垂直导轨平面的水平匀强磁场为B，不计ab与导轨电阻，不计摩擦，且ab与导轨接触良好．若ab杆在竖直向上的外力F作用下匀速上升，则以下说法正确的是( )

A．拉力F所做的功等于电阻R上产生的热量 B．杆ab克服安培力做的功等于电阻R上产生的热量

C．电流所做的功等于重力势能的增加量 D．拉力F与重力做功的代数和等于电阻R 上产生的热量

12．如图所示的电路中，a和b是完全相同的灯泡，线圈L的直流电阻可以忽略．下列说法中正确的是( )

A．合上开关S接通电路时，a和b始终一样亮 B．合上开关S接通电路时，b先亮，a后亮，最后一样亮

C．断开开关S切断电路时，b立即熄灭，a过一会儿才熄灭

D．断开开关S切断电路时，a和b都会过一会儿才熄灭

高二级物理科试题第 4 页（ 共 8 页）

13.某一热敏电阻其阻值随温度的升高而减小，在一次实验中，将该热敏电阻与一小灯炮串联，通电后各自的电流I随所加的电压U变化的图线如图所示，M为两元件的伏安特性曲线的交点．则关于热敏电阻和小灯泡的下列说法中，正确的是（ ）

A．图中图线b是小灯泡的伏安特性曲线，图线a是热敏电阻的伏安特性曲线

a B．图中图线a是小灯泡的伏安I 特性曲线，图线b是热敏电阻的伏安

b I1 特性曲线 M C．图线中的M点，表示该状态小灯泡的电阻大于热敏电阻的阻值

D．图线中M点对应的状态，小

O U1 U 灯泡的功率与热敏电阻的功率相等

第二卷(非选择题 共56分)

三、填空题(每空2分,共16分)

14．发电站通过升压变压器、输电导线和降压变压器把电能输送到用户，如果升压变压器和降压变压器都可视为理想变压器.

如图所示，若发电机的输出功率P1=100 kW，输出电压U1=250 V,升压变压器的原、副线圈的匝数比为 1∶25，则升压变压器的输出电压U2= ，输电导线中的电流I2= ．若输电导线中的电功率损失为输入功率的 4%，则输电导线的总电阻R= ,降压变压器原线圈两端的电压U3= .

高二级物理科试题第 5 页（ 共 8 页）

线

15．矩形线圈abcd在磁场中如下图所示的方向转动，当线圈处于图示位置瞬间电流方向是________________．

15题图

16题图

16．在“研究电磁感应现象”的实验中，首先要按16题图甲接线，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系；然后按图乙将电流表与线圈B连成一个闭合电路，将线圈A、电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合电路．

在图甲中，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏(不通电时指针停在正中央)．

在图乙中：(填“向左”或“向右”或“不”)

(1)S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，电流表的指针将 偏转．

(2)线圈A放在B中不动，将滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流表指针 偏转．

(3)线圈A放在B中不动，突然切断开关S时，电流表指针________偏转．

高二级物理科试题第 6 页（ 共 8 页）

四．计算题(本题3小题,共40分. 解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，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)

17．如图所示，在方向竖直向下的磁感强度B=5T的匀强磁场中，水平放置两根间距d=0.1m的平行光滑直导轨，左端接有电阻R=4Ω，以及电键S和电压表（可看作理想电压表）．垂直于导轨搁置一根电阻r=1Ω的金属棒ab，棒与导轨良好接触．在电键S闭合前、后一外力均使金属棒以速度v=10m/s匀速向右移动，试求：

（1）电键S闭合前、后电压表的示数(8分)

（2）闭合电键S后，这一外力对棒做功的功率(5分)

18. 如下图所示，两条平行光滑金属导轨，间距d＝0.2m．导轨在桌面上的部分是水平的，水平部分处在磁感应强度B＝0.1T、方向竖直向下的有界匀强磁场中，电阻R＝3Ω，桌面高H＝0.8m，金属杆ab质量m＝0.2kg、电阻r＝1Ω，在导轨上距桌面h＝0.2m高处由静止释放金属棒ab，ab沿导轨滑下后落地点距桌面左边缘的水平距离s＝0.4m，g取10m/s，求：

(1)金属杆刚进入磁场时，R上的电流大小和方向(6分) (2)整个过程中R上放出的热量(6分)

高二级物理科试题第 7 页（ 共 8 页）

2

19．如图所示，两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L，导轨平面与水平面夹角α＝30，导轨电阻不计．磁感应强度为B的匀强磁场垂直导轨平面斜向上，长为L的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨电接触良好，金属棒的质量为m、电阻为R．两金属导轨的上端连接右端电路，电路中R2为一电阻箱，已知灯泡的电阻RL＝4R，定值电阻R1＝2R，调节电阻箱使R2＝12R，重力加速度为g，现将金属棒由静止释放，求： （1）金属棒下滑的最大速度vm(5分)

（2）当金属棒下滑距离为s0时速度恰达到最大，求金属棒由静止开始下滑2s0的过程中，整个电路产生的电热(5分)

（3）改变电阻箱R2的值，当R2为何值时，金属棒匀速下滑时R2消耗的功率最大；消耗的最大功率为多少？(5分)

S B a b M α P α N Q R1 R2 RL

高二级物理科试题第 8 页（ 共 8 页）

江门一中2012—2013学年度第二学期（期中）考试

高二级物理科试题参考答案

题号 1 答案 D

14 6250V 16A 15.6Ω 6000V

15 顺时针（或由a→b→c→d） 16 向右 向右 向左

17．导体棒ab产生的电动势E=Bdv=5×0.1×10V=5V 2分

S闭合前，电压表示数等于ab棒产生的电动势Uv= E=5V 2分

S闭合后，由闭合电路欧姆定律得：I=E/（R+r）=5/(4+1)A=1A 2分

电压表示数等于电源的路端电压:Uv′=IR=1×4V=4V 2分

ab棒受的安培力：F安=IBd=1×5×0.1N=0.5N 2分 由于ab棒匀速移动，外力功率与安培力的功率大小相等：

PF=P安= F安v=0.5×10W=5W 3分

18(1)ab棒刚进入磁场的瞬间，速率为v，由机械能守恒定律得

2 A 3 C 4 B 5 A 6 D 7 B 8 D 9 AC 10 AB 11 BD 12 BD 13 AD mgh＝mv2，v＝2gh＝2m/s 2分

此时感应电动势E＝Bdv＝0.1×0.2×2V＝0.04V 1分

1

2

I＝

ER＋r＝0.04

A＝0.01A 1分 3＋1

方向：棒中由a―→b 2分

高二级物理科试题第 9 页（ 共 8 页）

(2)金属杆平抛初速度为v′，则有

s＝v′2H，v′＝

s＝1m/s 2分

g2Hg由能量守恒，有

Q＝mgh－1mv′2＝(0.2×10×0.2－122

×0.2×12)J

＝0.3J 2R放出的热量QQ0.3

R＝R＋r·R＝3＋1

×3J＝0.225J. 219．（1）当金属棒匀速下滑时速度最大，达到最大时有 mgsin＝F安 1分 F安＝BIL 1分

I＝BLvm

R 1分

总

R总＝6R 1分

所以mgsin＝B2L2vm

R

总

解得最大速度v3mgR

m＝B2L

2 1分

（2）由能量守恒得:E1

P＝2

mvm2 +Q 2分

得放出的电热Q＝2mgs1

0sina－2

mvm2 1分

Q＝mgs9m3g2R2

代入上面的vm值，可得0－2B4L

4 2分

3）R上消耗的功率 PU2

（22＝R2

1分

其中 U＝IRBLvR并

并＝3R＋R 1分

并

R4RR2

并＝4R＋R 1分

2

又 mgsin＝B2L2v

3R＋R 1分

并222解得Pmgsin16R2R2m2g2sin216R

22＝B2L2 (4R＋R ＝B2L2 16R2 2)2R2

＋8R＋R2当RRm2g2R

2＝L＝4R时，R2消耗的功率最大 最大功率P2m＝4B2L

2 高二级物理科试题第 10 页（ 共 8 页）

分

分

1分