2017届高二年级第五次月考物理试卷
一.选择题(1-7题单选,8-10题多选.。每小题4分,共40分)
1.电阻R、电容器C与一线圈连成闭合回路,条形磁铁静止于线圈的正上方,
N极朝下,如图所示,现使磁铁开始下落,在N极接近线圈上端的过程中,
流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是( )
A. 从a到b,上极板带正电
B.从a到b,下极板带正电
C.从b到a,上极板带正电
D.从b到a,下极板带正电
2.某实物投影机有10个相同的强光灯L1~L10(24 V、200 W)和10个相同的指示灯X1~X10(220 V、2 W),将其连接在220 V交流电源上,电路如图若工作一段时间后L2灯丝烧断,则( )
A.X1的功率减小,L1的功率增大
B.X1的功率增大,L1的功率增大
C.X2的功率增大,其他指示灯的功率减小
D.X2的功率减小,其他指示灯的功率增大
3.如图所示,面积为S、匝数为N、电阻为r的线圈固定在图示位置,线圈与阻值为R的电阻构成闭合电路,理想交流电压表并联在电阻R的两端;U形磁铁以线圈的中心轴线OO′为轴以角速度ω匀速转动,已知U形磁铁两极间的磁场为匀强磁场,
磁感应强度为B,取磁铁转动到图示位置的时刻t=0.则( )
A.在t=0时刻,线圈处于中性面,流过电阻R的电流为0
B.1 s内流过电阻R的电流方向改变次
C.线圈匝数减少为原来的一半,磁铁转动角速度增大到原来2倍,
电压表读数不变
D.在电阻R的两端再并联一只阻值为R的电阻后,电压表的读数不变
4.一理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=11∶5.原线圈与正弦交变电源连接,输入电压u如图所示.副线圈仅接入一个10 Ω的电阻.
则( )
A.流过电阻的电流是20 A
B.与电阻并联的电压表的示数是100 V
C.经过1分钟电阻发出的热量是6×103 J
D.变压器的输入功率是1×103 W
5.图中两条平行虚线之间存在匀强磁场,虚线间的距离为l,磁场方向垂直纸面向里。abcd是位于纸面内的梯形线圈, ad与bc间的距离也为l。t=0时刻,bc边与磁场区域边界重合(如图)。现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域。取沿a→b→c→d→a的感应电流为正,则在线圈穿越磁场区域的过程中,感应电流I随时间t变化的图线可能是( )
6.如图所示,在电路两端接上交变电流,保持电压不变,使频率增大,发现各灯的亮暗变化
情况是:灯l变暗、灯2变亮、灯3不变,则M、N、L处所接元件可能是( )
A.M为电阻,N为电容器,L为电感器
B.M为电阻,N为电感器,L为电容器
C.M为电感器,N为电容器,L为电阻
D.M为电容器,N为电感器,L为电阻
7.如图所示,在磁感强度为B的匀强磁场中,有半径为r的光滑半圆形导体框架,OC为一能绕O在框架上滑动的导体棒,OC之间连一个电阻R,导体框架与导体棒的电阻均不计,若要使OC能以角速度ω匀速转动,则外力做功的功率( )
A. B. C. D.
8.为了测一个已知额定电压为100 V的灯泡的额定功率,设计了如右图所示的电路,理想变压器的原、副线圈分别接有理想电流表A和灯泡L,滑动变阻器的阻值范围是0~100 Ω,不考虑温度对灯泡电阻的影响,原、副线圈的匝数比为2∶1,交流电源的电压为U0=440 V,适当调节滑动变阻器的滑片位置,当灯泡在额定电压下正常工作时,电流表A的示数为1.2 A,则( )
A.灯泡的额定功率为40 W B.灯泡的额定电流为2.4 A[Z-X-X-K]
C.滑动变阻器并联部分的阻值为50 Ω D.滑动变阻器消耗的电功率为240 W
9.两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置,它们各有一边在同一水平面内,另一边垂直于水平面.质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ,导轨电阻不计,回路总电阻为2R.整个装置处于磁感应强度大小为B,方向水平向右的匀强磁场中.当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度v沿导轨匀速运动时,cd杆也正好以某一速度向下匀速运动.重力加速度为g.以下说法正确的是( )
A.ab杆所受拉力F的大小为μmg+ B.cd杆所受摩擦力为零
C.cd杆向下匀速运动的速度为 D.ab杆所受摩擦力为2μmg
10.如图所示,电路中A、B是规格相同的灯泡,L是电阻可忽略不计的电感线圈,那么( )
A.合上S,A、B一起亮,然后A变暗后熄灭
B.合上S,B先亮,A逐渐变亮,最后A、B一样亮
C.断开S,A立即熄灭,B由亮变暗后熄灭
D.断开S,B立即熄灭,A闪亮一下后熄灭
二、填空题(每空3分,共18分)
11.如图,金属棒ab置于水平放置的U形光滑导轨上,在ef右侧存在有界匀强磁场B,磁场方向垂直导轨平面向下,在ef左侧的无磁场区域cdef内有一半径很小的金属圆环L,圆环与导轨在同一平面内。当金属棒ab在水平恒力F作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右运动后,圆环L有_______(填收缩、扩张)趋势,圆环内产生的感应电流_______(填变大、变小、不变)。
R
N
M
12.质量为1kg的小球从离地面5m高处自由落下,碰地后反弹的高度为0.8m,碰地的时间为0.05s.设竖直向上速度为正方向,则碰撞过程中,小球动量的增量为______kg·m/s,小球对地的平均作用力为______N(g取10m/s2)
13.如图所示,竖直放置的足够长的光滑平行金属导轨,间距为l=0.50m,导轨上端接有电阻R=0.80Ω,导轨电阻忽略不计。空间有一水平方向的有上边界的匀强磁场,磁感应强度大小为B=0.40T,方向垂直于金属导轨平面向外。质量为m=0.02kg、电阻r=0.20Ω的金属杆MN,从静止开始沿着金属导轨下滑,下落一定高度后以v=2.5m/s的速度进入匀强磁场中,在磁场下落过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好。已知重力加速度为g=10m/s2,不计空气阻力,求在磁场中:
(1)金属杆刚进入磁场区域时加速度a=_______ ;
(2)若金属杆在磁场区域又下落h开始以v0匀速运动,v0=______.
三.计算题(共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
14.(10分)如图所示,甲、乙两冰球运动员为争抢冰球而合理冲撞,已知甲运动员的质量为60 kg,乙运动员的质量为70 kg,接触前两运动员速度大小均为5 m/s,冲撞结果,甲被撞回,速度大小为2 m/s,如果接触时间为0.2 s,问:
(1)冲撞时两运动员的相互作用力多大?
(2)撞后乙的速度大小是多少?
15.(9分)如图所示,一小型发电机内有n=100匝的矩形线圈,线圈面积S=0.10 m2,线圈电阻可忽略不计.在外力作用下矩形线圈在B=0.10 T的匀强磁场中,以恒定的角速度ω=100π rad/s绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动,发电机线圈两端与R=100 Ω的电阻构成闭合回路.求:
(1)线圈转动时产生感应电动势的最大值;
(2)从线圈平面通过中性面时开始,线圈转过90°角的过程中通过电阻R横截面的电荷量;
(3)线圈匀速转动10 s,电流通过电阻R产生的焦耳热.
16.(12分)光滑的平行金属导轨长L=2 m,两导轨间距d=0.5 m,轨道平面与水平面的夹角θ=30°,导轨上端接一阻值为R=0.6 Ω的电阻,轨道所在空间有垂直轨道平面向上的匀强磁场,磁场的磁感应强度B=1 T,如图所示.有一质量m=0.5 kg、电阻r=0.4 Ω的金属棒ab,放在导轨最上端,其余部分电阻不计.已知棒ab从轨道最上端由静止开始下滑到最底端脱离轨道的过程中,电阻R上产生的热量Q1=0.6 J,取g=10 m/s2,试求:
(1)当棒的速度v=2 m/s时,电阻R两端的电压;
(2)棒下滑到轨道最底端时速度的大小;
(3)棒下滑到轨道最底端时加速度a的大小.
17.(11分)如甲图所示,水平光滑地面上用两颗钉子(质量忽略不计)固定停放着一辆质量为M=3kg的小车,小车的四分之一圆弧轨道是光滑的,半径为R=0.5m,在最低点B与水平轨道BC相切,视为质点的质量为m=1kg的物块从A点正上方距A点高为h=0.3m处无初速下落,恰好落入小车圆弧轨道滑动,然后沿水平轨道滑行恰好停在轨道末端C。
现去掉钉子(水平面依然光滑未被破坏)不固定小车,而让其左侧靠在竖直墙壁上,该物块仍从原高度处无初速下落,如乙图所示。
不考虑空气阻力和物块落入圆弧轨道时的能量损失,已知物块与水平轨道BC间的动摩擦因数为μ=0.2
求:(1)水平轨道BC长度;
(2)小车固定时物块到达圆弧轨道最低点B时对轨道的压力;
(3)两种情况下由于摩擦系统产生的热量之比。
2017届高二年级第五次月考物理试卷答题卡
一.选择题(1-7题单选,8-10题多选。每小题4分,共40分)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
二、填空题(每空3分,共18分)
11、 12、
13、(1) (2)
三.计算题(共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
14、(10分)
15、(9分)
16、(12分)
17、(11分)
2017届高二年级第五次月考物理试卷参考答案
1. D 2.C 3.B 4.D 5.B 6. C 7. C 8.AC 9.BCD 10.AD
11.收缩 ,变小
12.14; 290;
13. a=5m/s2 v0=5m/s
14.解析:(1)取甲碰前的速度方向为正方向,对甲运用动量定理,有:
-Ft=-m甲v甲′-m甲v甲
代入数据得F=2 100 N.
(2)取甲碰前的速度方向为正方向,对系统运用动量守恒定律,有:
m甲v甲-m乙v乙=-m甲v甲′+m乙v乙′
代入数据得v乙′=1 m/s
方向与甲碰前速度方向相同.
答案:(1)2 100 N (2)1 m/s 与甲碰前同向
15.解析:(1)线圈中感应电动势的最大值Em=nBSω=3.14×102 V.
(2)设从线圈平面通过中性面时开始,线圈转过90°角所用时间为Δt,线圈中的平均感应电动势=n
通过电阻R的平均电流==
在Δt时间内通过电阻横截面的电荷量
Q=Δt==1.0×10-2 C.[Z-X-X-K]
(3)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生正弦交变电流,电阻两端电压的有效值U=Em
经过t=10 s电流通过电阻产生的焦耳热Q热=t
解得Q热=4.9×103 J. (500J)
答案:(1)3.14×102 V (2)1.0×10-2 C
(3)4.9×103 J(500J)
16.解析:(1)当棒的速度v=2 m/s时,棒中产生的感应电动势E=Bdv=1 V
此时电路中的电流I==1 A
所以电阻R两端的电压U=IR=0.6 V.
(2)根据Q=I2Rt∝R,可知在棒下滑的整个过程中金属棒中产生的热量Q2=Q1=0.4 J
设棒到达最底端时的速度为v2,根据能的转化和守恒定律,有:mgLsin θ=mv+Q1+Q2
解得:v2=4 m/s.
(3)棒到达最底端时回路中产生的感应电流I2==2 A
根据牛顿第二定律有:mgsin θ-BI2d=ma
解得:a=3 m/s2.
答案:(1)0.6 V (2)4 m/s (3)3 m/s2
17.(1)4m (2)42N (3)3m (4)4:3
试题分析:(1)根据动能定理可得,解得。
(2)物块到达B点的速度为,
根据机械能守恒有,
解得,
在B点,合外力等于向心力,即
解得,根据牛顿第三定律可得小车固定时物块到达圆弧轨道最低点B时对轨道的压力为42N。
(3)到达B点前小车不动,系统当物块到达B点以后的运动动量守恒,最终二者速度相同
所以解得
,所以