天津市第一中学2014-2015学年高二下学期期中考试物理试卷

天津一中2014—2015—2高二年级物理学科

期中质量调查试卷

一、选择题（共12小题，其中1~8题为单项选择题；9~12题为多项选择题）

1.如图所示，通电的圆线圈放置在水平面中固定不动，OO′是过圆心的竖直方向的轴线，从上向下看，线圈中的电流为逆时针方向.一个水平放置的较小的圆线圈从通电线圈的正上方由静止开始下落，途中先后经过位置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ时的加速度值分别为a₁、a₂、a₃则(  )

A．a₁＝a₂＝a₃＝g 

B．a₁＜g，a₂＝g，a₃＜g

C．a₁＜g，a₂＝0，a₃＞g 

D．a₁＜g，a₂＝0，a₃＜g

2．如图所示的电路中，如果交变电流的频率减小，1、2和3灯的亮度变化情况是（ ）

A．1、2两灯均变亮，3灯变暗

B．1灯变亮，2、3灯均匀变暗

C．1灯变亮，2灯变暗，3灯亮度不变

D．1灯变暗，2灯变亮，3灯亮度不变

3．实验室里的交流发电机可简化为如图所示的模型，正方形线圈在水平匀强磁场中，绕垂直于磁感线的OO′轴匀速转动．今在发电机的输出端接一个电阻R和理想电压表，并让线圈每秒转25圈，读出电压表的示数为10 V．已知R＝10 Ω，线圈电阻忽略不计，下列说法正确的是（ ）

A．线圈位于图中位置时，线圈中的瞬时电流为零

B．从线圈经过中性面开始计时，线圈中电流瞬时值表达式为i＝sin 50t A

C．流过电阻R的电流每秒钟方向改变50次

D．电阻R上的热功率等于20 W

4．如图所示，在两根平行长直导线M、N中，通入同方向同大小的电流，导线框abcd和两导线在同一平面内，线框沿着与两导线垂直的方向，自右向左在两导线间匀速移动，在移动过程中，线框中感应电流的方向为（ ）

A．沿abcda不变 B．沿adcba不变

C．由abcda变成adcba D．由adcba变成abcda

5．如图所示，边长为L的正方形线框，从图示位置开始沿光滑斜面向下滑动，中途穿过垂直纸面向里、有理想边界的匀强磁场区域．磁场的宽度大于L，以i表示导线框中的感应电流，从线框刚进入磁场开始计时，取逆时针方向为电流正方向，以下i－t关系图象，可能正确的是(　　)

6.如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面向里，磁感应强度大小为B₀。使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流。现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线形变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率ΔB/Δt的大小应为（ ）

A、4ωB₀/π B、2ωB₀/π

C、ωB₀/π D、ωB₀/2π

7．磁电式仪表的线圈常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上而不用塑料做骨架是因为（ ）

A．塑料材料的坚硬程度达不到要求

B．在铝框和指针一起摆动时更容易使指针很快停止摆动

C．其它相同下，在通电后铝框比塑料框更容易摆动起来

D．塑料是绝缘体，塑料框和指针一起摆动时更容易使指针很快停止摆动

8.如图所示，带正电荷的粒子b以某一速度在匀强磁场中运动，b开始在磁感应强度为B₁的磁场中做匀速圆周运动，然后磁场逐渐增加到B₂.则b粒子的动能将(　　)

A．增大　　B．变小

C．不变 D．不能确定

9．如图所示，L是电感足够大的线圈，其直流电阻可忽略不计，D₁和D₂是两个相同的灯泡，若将电键S闭合，等灯泡亮度稳定后，再断开电键S，则 （ ）

A．电键S闭合时，灯泡D₁、Ｄ₂同时亮，然后D₁会变暗直到不亮，D₂更亮

B．电键S闭合时，灯泡D₁很亮，D₂逐渐变亮，最后一样亮

C．电键S断开时，灯泡D₂随之熄灭，而D₁会亮一下后才熄灭

D．电键S断开时，灯泡D₁随之熄灭，而D₂会更亮后一下才熄灭

10．矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势e-t图像如图，则在时刻（ ）

A.t₁，t₃线圈通过中性面

B.t₂，t₄线圈中磁通量最大

C.t₁，t₃线圈中磁通量变化率最大

D.t₂，t₄线圈平面与中性面垂直

11．如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引( )

A．向右做匀速运动 B．向左做减速运动

C．向右做减速运动 D．向右做加速运动

12．闭合矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁场的方向与导线框所在平面垂直，磁感应强度B随时间t变化的规律如右图所示。规定垂直纸面向外为磁场的正方向，线框中顺时针电流的方向为感应电流的正方向，水平向右为安培力的正方向。关于线框中的感应电流i与ad边所受的安培力F随时间t变化的图像，下列选项正确的是：（ ）

二、填空题

13．如图所示，理想变压器的次级有两组线圈，图中三个灯泡的规格相同，四个电表对电路的影响都可忽略不计。开关K断开时，灯L₁正常发光，这时两电流表示数之比I₁：I₂是1：4；开关K闭合时，三个灯都正常发光，这时两电流表示数之比，两电压表示数之比U₁：U₂ =_ _

14．如图所示交变电流正值为正弦波的一部分，该交变电流的周期为 S，电流有效值为 A。

15．如图所示光滑的平行导轨PQ、MN水平放置，导轨的左右两端分别接定值电阻，R₁=2Ω，R₂＝4Ω。电阻不计的金属棒ab与PQ、MN垂直，并接触良好。整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中。已知平行导轨间距L=0.5m，现对ab施加一水平向右的外力F使之以v=5m/s的速度向右匀速运动，则ab上电流的大小为 A,F的大小为 N，R₁消耗的功率为 W。

16．如图所示，匀强磁场竖直向下，磁感应强度为B。有一边长为L的正方形导线框abcd，匝数为N，可绕oo^’边转动，导线框总质量为m，总电阻为R．现将导线框从水平位置由静止释放，不计摩擦，转到竖直位置时动能为E_k，则在此过程中流过导线某一截面的电量为__________；导线框重力势能减少量为 导线框中产生热量为________________．

三、实验题

17．为了测量某根金属丝的电阻率，根据电阻定律需要测量长为L的金属丝的直径D.电阻R。某同学进行如下几步进行测量：

（1）直径测量：该同学把金属丝放于螺旋测微器两测量杆间，测量结果如图，由图可知，该金属丝的直径d= mm。

（2）欧姆表粗测电阻，他先选择欧姆×10档，测量结果如图所示，为了使读数更精确些，还需进行的步骤是 。

A.换为×1档，重新测量

B.换为×100档，重新测量

C.换为×1档，先欧姆调零再测量

D.换为×100档，先欧姆调零再测量

18．某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材：

A．被测干电池一节

B．电流表1：量程0～0.6 A，内阻约0.3Ω

C．电流表2：量程0～0.6 A，内阻约为10Ω

D．电压表1：量程0～3 V，内阻未知

E．电压表2：量程0～15 V，内阻未知

F．滑动变阻器1：0～10Ω，2 A

G．滑动变阻器2：0～100Ω，1 A

H．开关、导线若干

伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差；在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。

（1）在上述器材中请选择适当的器材：__________（填写选项前的字母）；

（2）实验电路图应选择下图中的__________（填“甲”或“乙”）；

（3）根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U－I图象，干电池的电动势E＝__________V，内电阻r＝__________Ω。

四、计算题(答案写在答题纸上)

19．如图所示为演示远距离输电的装置，理想变压器B₁、B₂的变压比分别为1∶4和5∶1，交流电源的内阻r＝1 Ω，三只灯泡的规格均为“6 V，1 W”，输电线总电阻为10 Ω.若三只灯泡都正常发光，则交变电源的电动势E为多大？

20．如图甲，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ = 37°角固定，M、P之间接电阻箱R，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为B = 0.5T。质量为m的金属杆a b水平放置在轨道上，其接入电路的电阻值为r。现从静止释放杆a b，测得最大速度为v_m。改变电阻箱的阻值R，得到v_m与R的关系如图乙所示。已知轨距为L = 2m，重力加速度g取l0m/s²，轨道足够长且电阻不计。求：

（1）杆a b下滑过程中感应电流的方向及R=0时最大感应电动势E的大小；

（2）金属杆的质量m和阻值r；

21.如图，光滑的足够长的平行水平金属导轨MN、PQ相距L，在M、P点和N、Q点间各连接一个额定电压为U、阻值恒为R的灯泡，在两导轨间efhg矩形区域内有垂直导轨平面竖直向下、宽为d的有界匀强磁场，磁感应强度为B₀，且磁场区域可以移动。一电阻也为R、长度也刚好为L的导体棒ab垂直固定在磁场左边的导轨上，离灯L₁足够远。现让匀强磁场在导轨间以某一恒定速度向左移动，当棒ab刚处于磁场时两灯恰好正常工作，棒ab与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计。

1. 求磁场移动的速度υ₀；
2. 求在磁场区域经过棒ab的过程中整个回路产生的热量Q；
3. 若取走导体棒ab，保持磁场不移动（仍在efhg矩形区域），而是均匀改变磁感应强度，为保证两灯都不会烧坏且有电流通过，试求磁感应强度减小到零的最短时间t_min。

22.如图所示为交流发电机示意图，匝数为n=100匝的矩形线圈，边长分别为 10 cm和20 cm，内阻为 5Ω，在磁感应强度B=0.5 T的匀强磁场中绕OO′轴以50 rad/s的角速度匀速转动，转动开始时线圈平面与磁场方向平行，线圈通过电刷和外部 20Ω的电阻R相接。求电键S合上后，

（1）写出线圈内产生的交变电动势瞬时值的表达式

（2）电压表和电流表示数；

（3）电阻R上所消耗的电功率是多少？

（4）如保持转子匀速转动，外力每分钟需要对转子所做的功；

（5）从计时开始，线圈转过的过程中，通过外电阻R的电量；

23.图所示，平行金属导轨与水平面间夹角均为θ=37⁰，导轨间距为lm，电阻不计，导轨足够长。两根金属棒ab和a'b'的质量都是0.2kg，电阻都是1Ω，与导轨垂直放置且接触良好，金属棒和导轨之间的动摩擦因数为0.25，两个导轨平面处均存在着垂直轨道平面向上的匀强磁场(图中未画出)，磁感应强度B的大小相同。让a'b'固定不动，将金属棒ab由静止释放，当ab下滑速度达到稳定时，整个回路消耗的电功率为8W。求：

⑴ab达到的最大速度多大？

⑵ab下落了30m高度时，其下滑速度已经达到稳定，则此过程中回路电流的发热量Q多大？

⑶如果将ab与a'b'同时由静止释放，当ab下落了30m高度时，其下滑速度也已经达到稳定，则此过程中回路电流的发热量Q'为多大？(g=10m/s²，sin37⁰=0.6，cos37⁰=0.8)