湖北省荆州市公安县高二物理下学期期中试题.doc

湖北省荆州市公安县2016-2017学年高二物理下学期期中试题总分：100分；时间：90分钟一、选择题（本大题共12个小题，共60分。1-8题为单选题，9-12题为多选题。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）1.闭合电路的一部分导线ab处于匀强磁场中，若导线分别按照下图中各情况在纸面内运动，能在电路中产生感应电流的情形是（） a.都会产生感应电流 b.都不会产生感应电流 c.甲、乙不会产生感应电流，丙、丁会产生感应电流 d.甲、丙会产生感应电流，乙、丁不会产生感应电流2.一矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势e=220sin100t（v），则（） a.交流电的频率是100hzb.t=0时线圈垂直于中性面 c.交流电的周期是0.02sd.t=0.05s时，e有最大值3.如图所示，表示一交变电流随时间而变化的图象，此交变电流的有效值是（） a.5ab.5ac.ad.3.5a4.从同一高度自由落下的玻璃杯，掉在水泥地上易碎，掉在软泥地上不易碎这是因为（） a.掉在水泥地上，玻璃杯的动量大 b.掉在水泥地上，玻璃杯的动量变化大 c.掉在水泥地上，玻璃杯受到的冲量大，且与水泥地的作用时间短，因而受到水泥地的作用力大 d.掉在水泥地上，玻璃杯受到的冲量和掉在软泥地上一样大，但与水泥地的作用时间短，因而受到水泥地的作用力大5.如图所示，在光滑水平面上有直径相同的a、b两球，在同一直线上运动选定向右为正方向，两球的动量分别为pa=6kgm/s、pb=-4kgm/s当两球相碰之后，两球的动量可能是（） a.pa=-6kgm/s、pb=4kgm/sb.pa=-6kgm/s、pb=8kgm/s c.pa=-4kgm/s、pb=6kgm/sd.pa=2kgm/s、pb=06.如图所示，在水平面上有一个闭合的线圈，将一根条形磁铁从线圈的上方插入线圈中，在磁铁进入线圈的过程中，线圈中会产生感应电流，磁铁会受到线圈中电流的作用力，若从线圈上方俯视，关于感应电流和作用力的方向，以下判断正确的是（） a.若磁铁的n极向下插入，线圈中产生顺时针方向的感应电流 b.若磁铁的s极向下插入，线圈中产生逆时针方向的感应电流 c.无论n极向下插入还是s极向下插入，磁铁都受到向下的引力 d.无论n极向下插入还是s极向下插入，磁铁都受到向上的斥力7.如图所示的电路中，l为电感线圈（电阻不计），a、b为两灯泡，以下结论正确的是（） a.合上原本断开的开关s时，a先亮，b后亮 b.合上原本断开的开关s时，a、b同时亮，以后b变暗直至熄灭，a变亮 c.断开原本闭合的开关s时，a变亮，b熄灭 d.断开原本闭合的开关s时，a、b两灯都亮一下再逐渐熄灭8. 如图所示的电路中，p为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压u1不变，闭合开关s，下列说法正确的是（） a.p向下滑动时，灯l变亮b.p向下滑动时，变压器的输出电压变大 c.p向上滑动时，变压器的输入电流变小d.p向上滑动时，变压器的输出功率变大9.如图所示，光滑水平桌面上的小滑块p和q都可视作质点，mpmq，q与轻质弹簧相连q静止，p以某一初速度向q运动并与弹簧发生碰撞，一段时间后p与弹簧分离在这一过程中，正确的是（） a.p与弹簧分离时，q的动能达到最大 b.p与弹簧分离时，p的动能达到最小 c.p与q的速度相等时，弹簧的弹性势能达到最小 d.p与q的速度相等时，p的动能达到最小10.某人站在静浮于水面的船上，从某时刻开始人从船头走向船尾，若不计水的阻力，那么在这段时间内人和船的运动情况是：（） a.人匀速行走，船匀速后退，两者速度大小与它们的质量成反比 b.人加速行走，船加速后退，而且加速度大小与它们的质量成反比 c.人走走停停，船退退停停，两者动量总和总是为零 d.当人在船尾停止运动后，船由于惯性还会继续后退一段距离11.如图所示，磁场与线圈平面垂直，先后以速度v1和v2匀速把一矩形线圈拉出有界匀强磁场区域，v1=3v2在先后两种情况下（） a.线圈中的感应电流之比i1：i2=1：3 b.线圈中的感应电流之比i1：i2=3：1 c.线圈中产生的焦耳热之比ql：q2=3：1 d.通过线圈某截面的电荷量之比ql：q2=1：112.古时有“守株待兔”的寓言，设兔子的头部受到大小等于自身重力的打击力时即可致死，并设兔子与树桩作用的时间为0.2s，取g=10m/s2，则被撞死的兔子的奔跑速度可能为（） a.1m/sb.1.5m/sc.2m/sd.2.5m/s三、计算题(本大题共4小题，每题10分，共40.0分)13. 如图所示，质量ma=0.2kg、mb=0.3kg的小球a、b均静止在光滑水平面上现给a球一个向右的初速度v0=5m/s，之后与b球发生对心碰撞（1）若碰后b球的速度向右为3m/s，求碰后a球的速度；（2）若a、b球发生弹性碰撞，求碰后a、b球各自的速度 14.某村在较远的地方建立了一座小型水电站，输电电路如图所示，发电机的输出功率为100kw，输出电压为500v，输电导线的总电阻为10，导线上损耗的电功率为4kw，该村的用电电压是220v求：升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比 15.质量m=0.60kg的篮球从距地板h=0.80m高处由静止释放，与水平地板撞击后反弹上升的最大高度h=0.45m，从释放到弹跳至h高处经历的时间t=1.1s，忽略空气阻力，重力加速度g=10m/s2，求： （1）篮球与地板撞击过程中损失的机械能； （2）篮球对地板的平均撞击力 16.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=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，灯泡的电阻rl=4r，定值电阻r1=2r，电阻箱电阻调到使r2=12r，重力加速度为g，现将金属棒由静止释放，试求： （1）金属棒下滑的最大速度为多大？ （2）当金属棒下滑距离为s0时速度恰好达到最大，求金属棒由静止开始下滑2s0的过程中，整个电路产生的焦耳热q？ 2016-2017学年度下学期高二（2015级）期中考试物理答案和解析【答案】 1.d2.c3.b4.d5.c6.d7.b8.d9.ab10.abc11.bcd12.cd13.解：（1）ab发生碰撞的过程中，ab组成的系统动量守恒，以向右为正，根据动量守恒定律得： mav0=mav1+mbv2，其中v2=3m/s， 解得：v1=0.5m/s （2）若a、b球发生弹性碰撞，则碰撞过程中，系统动量守恒、机械能守恒，根据动量守恒定律以及机械能守恒定律得： mav0=mava+mbvb， ， 解得：va=-1.0m/s，负号说明方向向左，vb=4.0m/s 答：（1）若碰后b球的速度向右为3m/s，则碰后a球的速度为0.5m/s；（2）若a、b球发生弹性碰撞，则碰后a的速度大小为1.0m/s，方向向左，b的速度大小为4.0m/s，方向向右 14.解：根据得，输电线上的电流i= 则升压变压器的输出电压 则升压变压器的匝数比 输电线上损失的电压u=ir=2010v=200v， 则降压变压器的输入电压u3=u2-u=5000-200v=4800v 降压变压器的匝数比为 答：升压变压器原副线圈的匝数比为1：10，降压变压器原副线圈的匝数比为240：11 15.解：（1）篮球与地板撞击过程中损失的机械能为：e=mgh-mgh=0.610（0.8-0.45）j=2.1j （2）设篮球从h高处下落到地板所用时间为t1，刚接触地板时的速度为v1；反弹离地时的速度为v2，上升的时间为t2，由动能定理和运动学公式 下落过程：mgh=，解得：v1=4m/s， 上升过程：-mgh=0-，解得：v2=3m/s， 篮球与地板接触时间为t=t-t1-t2=0.4s 设地板对篮球的平均撞击力为f，由动量定理得： （f-mg）t=mv2+mv1 解得：f=16.5n 根据牛顿第三定律，篮球对地板的平均撞击力 f=f=16.5n，方向向下 答：（1）篮球与地板撞击过程中损失的机械能为2.1j （2）篮球对地板的平均撞击力为16.5n，方向向下 16.解：（1）当金属棒匀速下滑时速度最大，设最大速度为vm，达到最大时，则根据平衡条件有 mgsin=f安 又f安=ilb，i=，e=blvm r总=r1+r=2r+r=6r 联立解得最大速度：vm= （2）由能量守恒知，mg2s0sin30=q+ 解得，q=mgs0-=mgs0- 答：（1）金属棒下滑的最大速度为 （2）金属棒由静止开始下滑2s0的过程中，整个电路产生的焦耳热q为mgs0- 【解析】 1. 解：甲、丙图中，闭合电路的一部分导线的运动方向与磁感线垂直，做切割磁感线运动，会产生感应电流 乙图中，导线的运动方向与磁场方向平行，不切割磁感线，没有感应电流产生 丁图中，导线的运动方向与磁感线在同一平面内时，导体不切割磁感线，没有感应电流产生所以甲、丙会产生感应电流，乙、丁不会产生感应电流故d正确 故选：d 当闭合电路的一部分导线做切割磁感线运动时，导体中才产生感应电流当导体的运动方向与磁感线在同一平面内时，导体不切割磁感线，没有感应电流产生结合产生感应电流的条件进行分析 解决本题的关键要掌握产生感应电流的条件，知道导体的速度与磁场平行时不切割磁感线，不产生感应电流 2. 解：a、由表达式知角速度为100rad/s，频率f=50hz，周期t=，a错误，c正确； b、t=0时，感应电动势的瞬时值为零，则线圈位于中性面，故b错误； d、t=0.05s时，e=0，有最小值，故d错误； 故选：c 从表达式中读出电动势的最大值和角速度，从而求频率和有效值 本题考查了交流电的有效值、最大值、周期和频率，细心做这类题目不难 3. 解：将交流与直流通过阻值都为r的电阻，设直流电流为i，则根据有效值的定义有： （4）2r+（3）2r=i2rt 解得：i=5a 故选：b 根据有效值的定义求解取一个周期时间，将交流与直流分别通过相同的电阻，若产生的热量相同，直流的电流值，即为此交流的有效值 对于非正弦式电流可根据有效值的定义求解有效值常见题型，要熟练掌握 4. 解：杯子从同一高度滑下，故到达地面时的速度一定相等，故着地时动量相等；与地面接触后速度减小为零，故动量的变化相同，由动量定理可知i=p可知，冲量也相等； 但由于在泥地上，由于泥地的缓冲使接触时间变化，由i=ft可知，杯子受到的作用力较小，故杯子在水泥地上比在泥土地上更易破碎； 故选d 杯子是否破碎关键在于杯子受到的外力作用，故应通过动量定理分析找出原因 物体知识在生活中无处不在，一定要学会应用物理知识去分析解答现实生活中遇到的问题 5. 解：根据碰撞过程中动量守恒可知：碰撞后的总动量等于原来总动量2kgm/s a碰后的合动量为-2kgm/s，不守恒，故a错误； b、a球的动能不变，b球的动能增加了，不符合机械能不能增大的规律，故b错误； c、ab小球的动量满足动量守恒，也不违背物体的运动规律故c正确； d、与实际不符，a不可能穿过停止的b向前运动，故d错误 故选：c 光滑的水平面上运动的小球，不受摩擦力作用，重力和支持力是一对平衡力，故物体碰撞时满足动量守恒定律； 满足动量守恒定律的同时不能违背物体的运动规律，即a球与b球发生碰撞后a球在同方向上的运动速度不可能大于b球，即a球不能穿过b球运动 这题主要考查动量守恒条件的应用，部分同学仅仅从是否满足动量守恒和能量守恒，不考虑实际情况来判断而误选d，难度适中 6. 解：a、若磁铁的n极向下插入，穿过线圈的磁通量增加，磁场方向向下，根据楞次定律可知，线圈中产生逆时方向的感应电流故a错误 b、若磁铁的s极向下插入，穿过线圈的磁通量增加，磁场方向向上，根据楞次定律可知，线圈中产生顺时方向的感应电流故b错误 c、d、根据安培定则判断可知，当n极向下插入时，线圈上端相当于n极；当s极向下插入，线圈上端相当于s极，与磁铁的极性总相反，存在斥力故c错误，d正确 故选：d在磁铁进入线圈的过程中，穿过线圈的磁通量增加，根据磁场方向，由楞次定律判断感应电流的方向通电线圈的磁场与条件磁铁相似，由安培定则判断线圈的极性，分析线圈与磁铁间的作用力本题是楞次定律的基本应用对于电磁感应现象中，导体与磁体的作用力也可以根据楞次定律的另一种表述判断：感应电流的磁场总要阻碍导体与磁体间的相对运动 7. 解：a、b、合上s时，电路中立即建立了电场，故立即就有了电流，故灯泡a、b同时变亮；但通过线圈的电流要增加，会产生自感电动势，电流缓慢增加；当电流稳定后，线圈相当于直导线，灯泡b被短路，故电键闭合后，灯泡a、b同时亮，但b逐渐熄灭，a更亮，故a错误，b正确； c、d、断开s时，a灯立即熄灭；线圈产生自感电动势，和灯泡b构成闭合电路，b灯先闪亮后逐渐变暗；故c错误，d错误； 故选：b 电感线圈l中电流变化时，会产生自感电动势，阻碍电流的变化；故电键接通瞬间通过线圈的电流缓慢增加，电键断开瞬间通过线圈的电流缓慢减少 本题考查了通电自感和断电自感，关键要明确线圈中的自感电动势总是阻碍电流的增加和减小，即总是阻碍电流的变化 8. 解：a、p向下滑动时，由变压器的电压特点可知，u2是不变的，灯l亮度也不变，故a错误； b、p向下滑动时，原线圈的电压不变，匝数比不变，变压器的输出电压不变，故b错误 cd、p向上滑动时，滑动变阻器的阻值减小，由p=可知，变压器的输出功率p2变大，又理想变压器的输入功率等于输出功率，则输入功率p1也变大，由p1=u1i1及u1不变可知，变压器的输入电流变大，故c项错误，d正确 故选：d 与闭合电路中的动态分析类似，可以根据滑动变阻器r的变化，确定出总电路的电阻的变化，进而可以确定总电路的电流的变化的情况，再根据电压不变，来分析其他的元件的电流和电压的变化的情况 电路的动态变化的分析，总的原则就是由部分电路的变化确定总电路的变化的情况，再确定其他的电路的变化的情况，即先部分后整体再部分的方法 9. 解：a、从p与弹簧接触到p与弹簧分离的过程中，弹簧一直对q做正功，所以根据动能定理可知：分离时，q的动能最大故a正确 b、p在与弹簧接触的过程中，弹力一直对p做负功，当p与弹簧分离时，p的动能最小故b正确 c、当两者速度相等时，弹簧压缩到最短，弹性势能最大，故c错误 d、由b项分析可知，p与弹簧分离时，动能最小，故d错误 故选：ab 当p与弹簧发生碰撞时，弹簧压缩，p受到向左的弹力，速度减小q受到向右的弹力，速度增加，当p、q的速度相等时，弹簧压缩到最短，然后q的速度大于p的速度，q继续加速，p继续减速，当弹簧恢复原长时，p、q开始分离 解决本题的关键理清p、q的运动的过程，知道两者速度相等时，弹簧的压缩量最大 10. 解：人和船组成的系统动量守恒设人的质量为m，瞬时速度为v，船的质量为m，瞬时速度为v人走的方向为正方向 0=mv-mv 解得：mv=mv，即，所以人匀速行走，船匀速后退，两者速度大小与它们的质量成反比，故a正确； 人和船相互作用力大小相等，方向相反，故船与人的加速度分别为和，加速度与它们质量成反比，故b正确； 人和船组成的系统动量守恒，系统初始动量为0，所以人走走停停，船退退停停，两者动量总和总是为零，故c正确； 当人在船尾停止运动后，船的速度也为零，故d错误 故选abc 以船和人为系统，系统受到的合外力为0，故系统的动量守恒，系统初始动量为0，根据动量守恒定律即可求解 船组成的系统动量守恒，总动量为0，所以不管人如何走动，在任意时刻两者的动量大小相等、方向相反若人停止运动而船也停止运动，难度不大，属于基础题 11. 解：a、v1=3v2，根据e=blv，知感应电动势之比3：1，感应电流i=，则感应电流之比为3：1故a错误，b正确 c、v1=3v2，知时间比为1：3，根据q=i2rt，知热量之比为3：1故c正确 d、根据q=it=，知通过某截面的电荷量之比为1：1故d正确 故选：bcd a、根据e=blv，求出线圈中的感应电动势之比，再求出感应电流之比 c、根据q=i2rt，求出线圈中产生的焦耳热之比 d、根据q=it=，求出通过线圈某截面的电荷量之比 解决本题的关键掌握导体切割磁感线时产生的感应电动势e=blv，以及通过某截面的电荷量 12. 解：取兔子奔跑的速度方向为正方向 根据动量定理得-ft=0-mv v= 由f=mg 得到v=gt=2m/s 故选：c 以兔子为研究对象，它与树桩碰撞过程中，水平方向受到树对它的打击力，速度减小至零，根据动量定理研究其速度 本题应用动量研究碰撞过程物体的速