湖北省麻城实验高中高二物理上学期12月月考试题

PAGEPAGE7湖北省麻城实验高中2020-2021学年高二物理上学期12月月考试题时间：90分钟满分：100分一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分。)1.一只电阻分别通过四种不同形式的电流,电流随时间变化的情况如下列各图所示,在相同时间内电阻产生热量最多的是()2.如图所示为地磁场磁感线的示意图。一架民航飞机在赤道上空匀速飞行，机翼保持水平，由于遇到强气流作用使飞机竖直下坠，在地磁场的作用下，金属机翼上有电势差。设飞行员左方机翼末端处的电势为φ1，右方机翼末端处的电势为φ2，忽略磁偏角的影响，则()A.若飞机从西往东飞，φ2比φ1高B.若飞机从东往西飞，φ2比φ1高C.若飞机从北往南飞，φ2比φ1高D.若飞机从南往北飞，φ2比φ1高3.如图所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线、开关K与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的均匀变化的磁场B中。两板间放一台小型压力传感器，压力传感器上表面绝缘，在其上表面静止放置一个质量为m、电荷量为q的带正电小球。K没有闭合时传感器有示数，K闭合时传感器示数变为原来的一半，重力加速度为g。则线圈中磁场B的变化情况和磁通量的变化率分别是()A.正在增强，eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(mgd,2q) B.正在增强，eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(mgd,2nq)C.正在减弱，eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(mgd,2q) D.正在减弱，eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(mgd,2nq)4.如图所示,图(甲)为一台小型发电机构造示意图,线圈逆时针转动,产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图(乙)所示.发电机线圈内阻为1Ω,外接灯泡的电阻为9Ω恒定不变,则下列说法中正确的是()A.电压表的示数为6VB.发电机的输出功率为4WC.在1×10-2s时刻,穿过线圈的磁通量最大D.在1×10-2s时刻,穿过线圈的磁通量变化率最大5.如图所示,垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为2a,磁感应强度的大小为B0.一边长为a、电阻为4R的正方形均匀导线框ABCD从图示位置开始以水平向右的速度v匀速穿过磁场区域,图中线框A,B两端电压UAB与线框移动距离s的关系图象正确的是()6.某小型水电站的电能输送示意图如图所示,发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向R0=11Ω的纯电阻用电器供电.已知输电线的总电阻R=10Ω,T2的原、副线圈匝数比为4∶1,用电器两端的电压为u=220sin(100πt)V,将T1,T2均视为理想变压器.下列说法正确的是()A.降压变压器的输入功率为4400WB.升压变压器中电流的频率为100HzC.输电线消耗的功率为500WD.当用电器的电阻减小时,输电线消耗的功率减小7.如图所示的电路，开关闭合，电路处于稳定状态，在某时刻t1突然断开开关S，则通过电阻R1中的电流I1随时间变化的图线可能是下图中的()8.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，两个边长相等的单匝闭合正方形线圈Ⅰ和Ⅱ，分别用相同材料、不同粗细的导线绕制(Ⅰ为细导线)．两线圈在距磁场上界面h高处由静止开始自由下落，再进入磁场，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Ⅰ、Ⅱ落地时的速度大小分别为v1、v2，在磁场中运动时产生的热量分别为Q1、Q2.不计空气阻力，则()A．v1<v2，Q1<Q2B．v1＝v2，Q1＝Q2C．v1<v2，Q1>Q2 D．v1＝v2，Q1<Q2二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有两个或两个以上的选项是正确的，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错的或不答的得零分。)9.如图所示,T为理想变压器,A1,A2为理想交流电流表,V1,V2为理想交流电压表,R1,R2为定值电阻,R3为光敏电阻(光照增强,电阻减小),原线圈两端接恒压正弦交流电源,当光照增强时()A.电压表V1示数变小 B.电压表V2示数变大C.电流表A1示数变大 D.电流表A2示数变大10.如图所示电路中,灯泡A,B的规格相同,电感线圈L的自感系数足够大且电阻可忽略,电容器的电容为C,电源电动势为E,内阻为r.下列关于此电路的说法中正确的是()A.S闭合电路稳定后,电容器的带电荷量为CEB.S闭合后的瞬间,B先亮,A逐渐变亮,最后A,B一样亮C.S断开后的瞬间,通过灯泡A的电流方向向下D.S断开后的瞬间,灯泡B慢慢熄灭11.如图甲所示，abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线圈，在金属线圈的下方有一磁感应强度为B的匀强磁场区域，MN和M′N′是匀强磁场区域的水平边界，边界的宽度为s，并与线框的bc边平行，磁场方向与线框平面垂直。现让金属线框由距MN某一高度处从静止开始下落，图乙是金属线框由开始下落到完全穿过匀强磁场区域的v－t图象(其中OA、BC、DE相互平行)。已知金属线框的边长为L(L＜s)、质量为m，电阻为R，当地的重力加速度为g，图象中坐标轴上所标出的字母v1、v2、t1、t2、t3、t4均为已知量。(下落过程中bc边始终水平)根据题中所给条件，以下说法正确的是()A.t2是线框全部进入磁场瞬间，t4是线框全部离开磁场瞬间B.从bc边进入磁场起一直到ad边离开磁场为止，感应电流所做的功为mgsC.v1的大小可能为eq\f(mgR,B2L2)D.线框穿出磁场过程中流经线框横截面的电荷量比线框进入磁场过程中流经框横截面的电荷量多12．如图所示，两光滑金属导轨，间距为1m，固定在绝缘桌面上的导轨部分是水平的，且处在磁感应强度大小为1T、方向竖直向下的有界匀强磁场中(导轨其他部分无磁场)，电阻R的阻值为2Ω，桌面距水平地面的高度为H＝1.25m，金属杆ab的质量为0.1kg，有效电阻为1Ω。现将金属杆ab从导轨上距桌面高度为h＝0.45m的位置由静止释放，其落地点距桌面左边缘的水平距离为x＝1m。取g＝10m/s2，空气阻力不计，离开桌面前金属杆ab与金属导轨垂直且接触良好。下列判断正确的是()A．金属杆刚进入磁场时，其速度大小为3m/sB．金属杆刚进入磁场时，电阻R上通过的电流大小为1.5AC．金属杆穿过匀强磁场的过程中，克服安培力所做的功为0.25JD．金属杆穿过匀强磁场的过程中，通过金属杆某一横截面的电荷量为0.2C三、实验题(共12分)13.（5分）如图甲是探究“怎样产生感应电流”的实验装置。ab是一根导体杆，通过导线、开关连接在灵敏电流计的两接线柱上。(1)本实验中，如果________，我们就认为有感应电流产生。(2)闭合开关后，若导体杆不动，磁铁左右水平运动，电路________(选填“有”或“无”)感应电流。(3)小李所在实验小组想进一步探究“感应电流的大小跟哪些因素有关”，小李猜想：“可能跟导体杆切割磁感线运动的快慢有关。”请你根据图示的实验装置，帮助小李设计实验来验证她的猜想，你设计的实验做法是：____________________________________________________________。(4)在探究电磁感应现象的实验中，电流表刻度盘上的零刻度线在正中间，当电池的正极接电流表的右接线柱，电池的负极与电流表的左接线柱相碰时，指针向右偏转。如图乙所示电路，将线圈A放在线圈B中，在合上开关S的瞬间，电流表指针应向________偏转；保持开关闭合，将线圈A从线圈B中拔出时，电流表指针应向________偏转。14、（7分）利用负温度系数热敏电阻制作的热传感器,一般体积很小,可以用来测量很小范围内的温度变化,反应快,而且精确度高.(1)如果将负温度系数热敏电阻与电源、电流表和其他元件串联成一个电路,其他因素不变,只要热敏电阻所处区域的温度降低,电路中电流将变(选填“大”或“小”).

(2)上述电路中,我们将电流表中的电流刻度换成相应的温度刻度,就能直接显示出热敏电阻附近的温度.如果刻度盘正中的温度为20℃[如图(甲)所示],则25℃的刻度应在20℃的刻度的(选填“左”或“右”)侧.

(3)为了将热敏电阻放置在某蔬菜大棚内检测大棚内温度变化,请用图(乙)中的器材(可增加元器件)设计一个电路.四、计算题（共4个小题，共48分）15.(8分)如图甲所示，不计电阻的平行金属导轨竖直放置，导轨间距为L＝1m，上端接有电阻R＝3Ω，虚线OO′下方是垂直于导轨平面向里的匀强磁场。现将质量m＝0.1kg、电阻r＝1Ω的金属杆ab从OO′上方某处垂直导轨由静止释放，杆下落过程中始终与导轨保持良好接触，杆下落过程中的v－t图象如图乙所示。(g取10m/s2)求：(1)磁感应强度B的大小；(2)杆在磁场中下落0.1s过程中电阻R产生的热量。(12分)交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO'匀速转动.一小型发电机的线圈共220匝,线圈面积S=0.05m2,线圈转动的频率为50Hz,线圈内阻不计,磁场的磁感应强度B=T.为用此发电机所发出的交流电带动两个标有“220V,110W”的灯泡正常工作,需在发电机的输出端a,b与灯泡之间接一个理想变压器,电路如图所示,求:(1)发电机的输出电压的有效值为多少;(2)变压器原、副线圈的匝数比为多少;(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多大.如图所示，匝数为N、电阻为r、面积为S的圆形线圈P放置于匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，线圈P通过导线与阻值为R的电阻以及两平行金属板相连，两金属板之间的距离为d，两板间有垂直纸面的恒定匀强磁场.当线圈P所在位置的磁场均匀变化时，一质量为m、带电荷量大小为q的油滴在两金属板之间的竖直平面内做圆周运动.重力加速度为g，求：(1)流过电阻R的电流；(2)线圈P所在磁场磁感应强度的变化率.18、如图所示,匝数为100匝、面积为0.01m2的线圈处于磁感应强度为B1=T的匀强磁场中.当线圈绕O1O2轴以转速n=300r/min匀速转动时,电压表、电流表的读数分别为7V、1A.电动机的内阻r=1Ω,牵引一根原来静止的、长为L=1m、电阻为R=1Ω、质量为m=0.2kg的导体棒MN沿金属框架上升.框架倾角为30°,框架宽1m,框架和导体棒处于方向与框架平面垂直、磁感应强度B2=1T的匀强磁场中.当导体棒沿框架上滑1.6m时获得稳定的速度,这一过程中导体棒上产生的热量为4J.导体棒始终与框架轨道垂直且接触良好,不计框架和线圈电阻及一切摩擦,g取10m/s2.(1)若从线圈处于中性面开始计时,写出线圈产生的电动势e的瞬时值表达式;(2)求导体棒MN的最大速度大小;(3)求导体棒MN从静止到达到最大速度所用的时间t.麻城实验高中12月月考高二物理答案单项选择题1、D2、D3、B4、C5、D6、A7、D8、D二、多项选择题9、CD10、CD11、AC12、AC三、实验题13、（每空1分）答案(1)灵敏电流计的指针偏转(2)有(3)闭合开关，保持其他条件不变，只改变导体切割磁感线运动的速度，观察灵敏电流计的指针偏转程度(4)左右14、答案:(1)小（2分）(2)右（2分）(3)见解析图（3分）四、计算题15.(8分)解析(1)由图象知，杆自由下落0.1s进入磁场以v＝1.0m/s做匀速运动，产生的电动势E＝Blv(1分)杆中的电流I＝eq\f(E,R＋r)(1分)杆所受安培力F＝BIL由平衡条件mg＝F(1分)代入相关数据，解之得B＝2T。(1分)(2)杆在磁场中下落0.1s过程中电阻R中产生的热量为Q＝I2Rt＝0.075J。(4分)答案(1)2T(2)0.075J16.(12分)解析:(1)根据Em=NBSω=11002V(2分)得输出电压的有效值为U1=Em(2)根据U1U2=n1n(3)根据P入=P出=220W,再根据P入=U1I1,(2分)解得I1=0.2A.(2分)答案:(1)1100V(2)5∶1(3)0.2A17、(12分)【答案】(1)eq\f(mgd,qR)(2)eq\f(mgdR＋r,NqRS)【解析】(1)设两金属板之间的电压为U，对金属板之间的带电油滴受力分析有：mg＝qeq\f(U,d)(2分)对电阻R，由欧姆定律得：U＝IR(2分)解得：I＝eq\f(mgd,qR)(2分)(2)根据法拉第电磁感应定律得：E＝Neq\f(ΔΦ,Δt)＝Neq\f(ΔB,Δt)S(2分)根据闭合电路的欧姆定律得：I＝eq\f(E,R＋r)(2分)联立解得：eq\f(ΔB,Δt)＝eq\f(mgdR＋r,NqRS).(2分)18、(16分).解析:(1)转速n=300r/min=5r/s,ω=2πn=10πrad/s(1分)线圈转动过程中电动势的最大值为Em=NB1Sω=1