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2017—2018学年度第二学期高二物理期中联考试卷
一、单项选择题（本题共8小题，每小题只有一个选项符合题意，每小题4分，共32分）
1．下列几种说法中正确的是（ ）
A．线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大
B．线圈中磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大
C．线圈放在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大
D．线圈中磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势越大
2．三角形导线框abc固定在匀强磁场中,磁感线的方向与导线框所在平面垂直,规定磁场的正方向垂直纸面向里,磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示。规定线框中感应电流i沿顺时针方向为正方向,下列i-t图象中正确的是( )
A． B．
C． D．
3．矩形线圈abcd，长ab＝20 cm，宽bc＝10 cm，匝数n＝200，线圈回路总电阻R＝5 Ω。整个线圈平面内均有垂直于线圈平面的匀强磁场穿过。若匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图所示，则( )
A．线圈回路中感应电动势随时间均匀变化
B．线圈回路中产生的感应电流为0.2 A
C．当t＝0.3 s时，线圈的ab边所受的安培力大小为0.016 N
D．在1 min内线圈回路产生的焦耳热为48 J
4．如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R。金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。现使磁感应强度随时间均匀减小，ab
始终保持静止，下列说法正确的是( )
A．ab中的感应电流方向由b到a
B．ab中的感应电流逐渐减小
C．ab所受的安培力保持不变
D．ab所受的静摩擦力逐渐减小
5．有一台交流发电机E，通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为R。T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1，它的输出电压和输出功率分别为U2和P2；T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3，它的输出电压和输出功率分别为U4和P4。设T1的输入电压U1一定，当用户消耗的电功率变大时，有
A．P2变大，P3变大
B．P1变小，P2变小
C．U2变小，U3变小
D．U2减小，U4变大
6．如图所示，纸面内有一矩形导体闭合线框abcd，ab边长大于bc边长，置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于MN.第一次ab边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q1，通过线框导体横截面的电荷量为q1；第二次bc边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q2，通过线框导体横截面的电荷量为q2，则( )
A．Q1>Q2，q1＝q2 B．Q1>Q2，q1>q2 C．Q1＝Q2，q1＝q2 D．Q1＝Q2，q1>q2
7．穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟均匀地减少2Wb，则（ ）
A．线圈中感应电动势每秒钟增加2V B．线圈中感应电动势每秒钟减少2V
C．线圈中无感应电动势 D．线圈中感应电动势保持2V不变
8．某交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间的关系如图所示．如果此线圈和一个R＝100 Ω的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻，下列叙述正确的是 ( )
A．交变电流的周期为0.02 s
B．交变电流的最大值为1 A
C．交变电流的有效值为1 A
D．电阻R两端的最大电压为141 V
二、多项选择题：（本题共4小题，每个题目至少有两个正确答案，选错的不得分，漏选得2分，全对得4分，共16分）
9．两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直。边长为0.1 m、总电阻为0.005 Ω的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图（a）所示。已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于t=0时刻进入磁场。线框中感应电动势随时间变化的图线如图（b）所示（感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正）。下列说法正确的是
A．磁感应强度的大小为0.5 T
B．导线框运动速度的大小为0.5 m/s
C．磁感应强度的方向垂直于纸面向外
D．在t=0.4 s至t=0.6 s这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.1 N
10．一空间有垂直纸面向里的匀强磁场B，两条电阻不计的平行光滑导轨竖直放置在磁场内，如图所示，磁感应强度B＝0.5 T，导体棒ab、cd长度均为0.2 m，电阻均为0.1 Ω，重力均为0.1 N，现用力向上拉动导体棒ab，使之匀速上升(导体棒ab、cd与导轨接触良好)，此时cd静止不动，则ab上升时，下列说法正确的是( )
A．ab受到的拉力大小为2 N
B．ab向上运动的速度为2 m/s
C．在2 s内，拉力做功，有0.4 J的机械能转化为电能
D．在2 s内，拉力做功为0.6 J
11．通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，电流方向如图所示，ab边与MN平行，关于MN的磁场对线框的作用，下列叙述正确的是（ ）
A．线框ad和bc两条边所受的安培力方向相同
B．线框ad和bc两条边所受的安培力大小相同
C．线框ab和cd两条边安培力的合力朝左
D．cd所受安培力对ab边的力矩不为零
12．如图所示电路中，L是自感系数足够大的线圈，它的电阻可忽略不计，D1和D2是两个完全相同的小灯泡．将电键K闭合，待灯泡亮度稳定后，再将电键K断开，则下列说法中正确的是（ ）
A．K闭合瞬间，两灯同时亮，以后D1熄灭，D2变亮
B．K闭合瞬间，D1先亮，D2后亮，最后两灯亮度一样
C．K断开时，两灯都亮一下再慢慢熄灭
D．K断开时，D2立即熄灭，D1亮一下再慢慢熄灭
三、实验题（本题共2题，两图2分一个，其它每空2分，共计18分．）
13．（8分）在“测定电源的电动势和内阻”的实验中，已连接好部分实验电路．
（1）按如图甲所示的实验电路，把图乙中剩余的电路连接起来．
（2）在图乙的电路中，为避免烧坏电表，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于 端（选填“A”或“B”）．
（3）图丙是根据实验数据作出的U﹣I图象，由图可知，电源的电动势E= V，内阻r= Ω
图14 甲
图14 乙
0
10
14．（10分）有一根细而均匀的圆柱体导体棒样品(如图14
甲所示)，电阻约为100Ω，为了测量其电阻率ρ，可先测其
电阻Rx，现提供以下实验器材：
A．10分度的游标卡尺
B．螺旋测微器
C．电流表A1(量程50mA,，内阻r1为100Ω)
D．电流表A2(量程100mA，内阻r2约为40Ω)
图14 丙
E．电流表A3(量程1A，内阻r3约为0.1Ω)
F．滑动变阻器R1(20Ω，额定电流1A)
G．滑动变阻器R2(0～2kΩ，额定电流0.1A)
H．直流电源E(12V，内阻不计)
I．圆柱体导体棒样品Rx(电阻Rx约为100Ω)
J．开关一只，导线若干
（1）用游标卡尺测得该样品的长度如图14乙所示，其示数L=______cm；用螺旋测微器测得该样品的直径如图14丙所示，其示数D= mm。
（2）为了尽可能精确地测量原件电阻Rx，请选择合适电学仪器，在方框中画出实验电路图，所选器材注意角标区分。
（3）闭合开关，测量出需要测量的物理量。需要测量的物理量是 。
（4）根据（1）（3）步测量的数据字母，表示出电阻率ρ= 。
四、计算题（本题共4小题，共计44分．解答时请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）
15．（10分）如图所示，一电子的电荷量为e，以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的有界匀强磁场中，穿过磁场时的速度方向与原来电子入射方向的夹角是θ=30°，求：
（1）电子运动的轨道半径r；
（2）电子的质量m；
（3）电子穿过磁场的时间t．
16．（10分）如图所示，线圈面积为0.05 m2，共100匝，线圈总电阻为1 Ω，与外电阻R＝9 Ω相连．当线圈在B＝ T 的匀强磁场中绕OO′以转速n＝300 r/min匀速转动时，求：
(1)若从线圈处于中性面开始计时，写出电动势的瞬时值表达式；
(2)两电表的示数；
17．（12分）如图所示PQ、MN为足够长的两平行金属导轨，它们之间连接一个阻值的电阻，导轨间距为，电阻，长约的均匀金属杆AB水平放置在导轨上，它与导轨的滑动摩擦因数，导轨平面的倾角为在垂直导轨平面方向有匀强磁场,磁感应强度为，今让金属杆AB由静止开始下滑，从杆静止开始到杆AB恰好匀速运动的过程中经过杆的电量，求：
(1)杆AB下滑的最大速度；
(2)杆AB从静止开始到匀速运动位移的大小；
(3)从静止开始到杆AB匀速运动过程R上产生的热量；
18．（12分）如图所示,倾斜角=300的光滑倾斜导体轨道(足够长)与宽度相同的光滑水平导体轨道连接.轨道宽度均为L=1m,电阻忽略不计.匀强磁场I仅分布在水平轨道平面所在区域,磁感应强度B1的大小未知,方向水平向右;匀强磁场II仅分布在倾斜轨道平面所在区域,方向垂直于倾斜轨道平面向下,大小B2=1T.现将两质量均为m=0.2kg电阻均为R=0.5的相同导体棒ab和cd,垂直于轨道分别置于水平轨道上和倾斜轨道上,并同时由静止释放.取g=10m/s2.
(1)求导体棒cd沿斜轨道下滑的最大速度的大小;
(2)若已知从开始运动到cd棒达到最大速度的过程中,ab棒产生的焦耳热Q=0.45J,求该过程中通过cd棒横截面的电荷量;
2017-2018第二学期期中联考高二年级物理试卷答案
1
2
3
4
5
6
7
8
D
B
D
D
A
A
D
B
9
10
11
12
BC
BC
BC
AD
三、实验题（本题共2题，两图2分一个，其它每空2分，共计18分．）
13【解答】解：（1）由原理图可知滑动变阻器为限流接法，电压表并联在滑动变阻器两端，由原理图连接实物图所示；
（2）为保证实验安全，在开始时电路中电流应为最小值，故滑动变阻器应接入最大阻值，由图可知，滑动变阻器接入部分为左半部分；故滑片应接到B端；
（3）由U﹣I图可知，电源的电动势E=1.50V；
当路端电压为1V时，电流为0.5A，则由闭合电路欧姆定律可知：r==1Ω；
故答案为：（1）如图所示；（2）B；（3）1.50；1；
14．（1）5.00 ，1.600
（2）
（3）电流表A1的读数为I1，电流表A2的读数为I2，.滑动变阻器选R1
（4） 、及其它正确形式.
四、计算题（本题共5小题，共计43分．解答时请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）
15．【解答】解：（1）电子垂直射入匀强磁场中，只受洛伦兹力作用做匀速圆周运动，画出轨迹，由几何知识得到，轨迹的半径为：r==2d
（2）由牛顿第二定律得：evB=m 解得：m=
（3）由几何知识得到，轨迹的圆心角为α=，故穿越磁场的时间为：t==
答：（1）电子运动的轨道半径r为2d；（2）电子的质量m为（3
）电子穿过磁场的时间t为．
16.（1）e＝100sin 10πt V (2)5 A 45 V
17.解:(1)AB杆为研究对象其受力如图
AB下滑的最大速度,加速度为零知① ②
其中③ ④ ⑤ ⑥
联立上面①②③④⑤⑥计算得出
(2)静止开始到运速运动过程中⑦ ⑧ ⑨
联立⑦⑧⑨可以知道而 所以
电阻发热和为,由能量守恒可以知道由能量守恒可以知道
联立上式
18.解:(1)cd棒匀速运动时速度最大,设为,棒中感应电动势为E,电流为I,
感应电动势为:,电流为:,
由平衡条件得:,代入数据计算得出:;
(2)设cd从开始运动到达最大速度的过程中经过的时间为t,通过的距离为x,cd棒中平均感应电动势为,平均电流为,通过cd棒横截面的电荷量为q,
由能量守恒定律得:,
电动势为:,电流为:,电荷量为:,
代入数据计算得出:;
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