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高二物理期中考试试卷
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每题4分；第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。
1．传感器的功能与人的视觉、听觉、触觉、嗅觉等功能相似，能够感受诸如力、温度、光、声音等信息，并能按照一定的规律转换为便于传送和处理的可用信号输出。关于应用传感器的实际情景，下列说法不正确的是（　　）
A．电子秤所使用的测力装置是力传感器
B．电视遥控接收器的主要元件是红外线传感器
C．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号
D．应变式力传感器通过测量电阻的变化来确定金属梁受力的大小
2．关于以下四幅图，说法正确的是（　　）
A．图甲中，摇动手柄使蹄形磁铁转动，铝框会向相反方向转动
B．图乙是真空冶炼炉，利用涡流原理使金属熔化
C．图丙是速度选择器，不同速度的带电粒子均能从M到N沿直线匀速通过
D．图丁，把一根柔软的金属弹簧悬挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触，通电后弹簧静止不动
3．中国已投产运行的1 000 kV特高压输电，是目前世界上电压最高的输电工程。假设甲、乙两地原来用500 kV的超高压输电，在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1 000 kV特高压输电，不考虑其他因素的影响。则(　　)
A．输电电流变为原来的2倍
B．输电线上损失的电压将变为原来的2倍
C．输电线上损失的电压将变为原来的
D．输电线上损耗的电功率将变为原来的
如图所示，弹簧上端固定，下端悬挂一个磁体。磁体正下方水平桌面上放置一个闭合线圈。将磁体托起到某一高度后放开，磁体能上下振动并最终停下来。磁体振动过程中未到达线圈平面且线圈始终静止在桌面上。磁体振动过程中，下列选项正确的（　　）
线圈对桌面的压力大小在某时刻可能等于重力
B．线圈总有缩小的趋势
C．弹簧的弹性势能一直减小
D．磁体和弹簧系统的机械能保持不变
5．如图所示，光滑的半圆弧槽固定在竖直面内，其圆心为O点。导体棒a固定在圆弧槽上O点正下方的P点，通有垂直纸面向里的电流；可自由移动的导体棒b恰好静止在圆弧槽上的Q点，其内通有垂直纸面向外的电流。两导体棒与O点连线间的夹角为θ。现保持导体棒a内的电流大小不变，缓慢增大导体棒b内的电流大小，下列说法正确的是（　　）
A．圆弧槽对导体棒b的支持力逐渐增大
B．圆弧槽对导体棒b的支持力逐渐减小
C．两导体棒间的安培力逐渐减小
D．两导体棒间的安培力逐渐增大
6．如图甲是回旋加速器的工作原理图，若带电粒子在磁场中运动的动能随时间t的变化规律如图乙所示，不计带电粒子在交变电场中的加速时间，不考虑因相对论效应带来的影响，则（　　）
A．在乙图中，
B．交变电场的变化周期等于
C．只增大两D形盒之间的加速电压U，粒子在电场中加速的总次数减少
D．只增大两D形盒之间的加速电压U，粒子获得的最大动能将增大
7．如图所示，足够长的两平行光滑导轨电阻不计，导轨所在平面与水平面的夹角为θ，整个空间存在与导轨所在平面垂直的匀强磁场。导轨上部接有两个阻值相同的电阻，开关S断开。电阻不计的金属棒垂直导轨放置，与两导轨接触良好。现将棒从静止释放，下滑一段距离后闭合S，棒恰能匀速下滑，之后棒继续下滑相同的距离。关于下滑相等距离的两个阶段，下列说法正确的是（　　）
刚释放时棒的加速度与开关闭合前瞬间相等
第一阶段用时大于第二阶段用时的2倍
第一阶段通过金属棒的电荷量大于第二阶段的
第一阶段回路产生的总焦耳热大于第二阶段的
8.某次考试时需利用手柄式金属探测仪检测违禁电子设备，如图为某款金属探测仪，该探测仪内部结构主要是由线圈与电容器构成的LC振荡电路。在LC振荡电路中，电容器C极板上的带电量q随时间t变化的规律如图所示，则该振荡电路(　　)
A. LC回路的周期为0.04s
B. LC回路中电场能的周期为4×10－6 s
C..2×10-6 ~3×10－6 s电容器处于放电过程
D.增大线圈自感系数L，则周期会增大
如图所示，边长为L、粗细均匀的正方形闭合导线框以水平速度v0匀速穿过宽度为d（d>L）的匀强磁场区域（ab、cd边和磁场竖直边界平行），磁场的磁感应强度大小为B，线框总阻值为R，线框平面与磁场方向垂直。从ab边到达磁场左侧边界开始计时，则线框中的感应电流I、线框上d、c两点间的电势差Udc、线框所受安培力F、穿过线框的磁通量随时间t变化的图像可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
10．如图所示，在直角坐标系中，有一个边长为的正方形区域，点在原点，点和点分别在轴和轴上，该区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，一带正电的粒子质量为，电荷量为，以速度从点沿轴正方向射入磁场，不计粒子重力。下列说法正确的是（　　）
A．若粒子恰好从点射出磁场，则粒子的速度
B．若粒子从cb边射出磁场，则粒子的速度
C．若粒子的速度，则粒子出射时速度方向与轴正方向夹角的正弦值为
D．若粒子从边射出磁场，则粒子在磁场中运动的时间范围是
三、实验题（共15分）
11．(8分）某小组的同学做“探究影响感应电流方向的因素”实验．
(1)首先按图甲(1)所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转；再按图甲(2)所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向左偏转。进行上述实验的目的是_________________________。
(2)接下来用图乙所示的装置做实验，图中螺线管上的粗线标示的是导线的绕行方向．某次实验中在条形磁铁插入螺线管的过程中，观察到电流计指针向右偏转，说明螺线管中的电流方向(从上往下看)是沿__________(选填“顺时针”或 “逆时针”)方向．
(3)下表是该小组的同学设计的记录表格的一部分，表中完成了实验现象的记录，还有一项需要推断的实验结果未完成，请帮助该小组的同学完成(选填“垂直纸面向外”或“垂直纸面向里”)．
实验记录表(部分)
操作 N极朝下插入螺线管
从上往下看的平面图(B0表示原磁场，即磁铁产生的磁场)
原磁场通过螺线管磁通量的增减 增加
感应电流方向 沿逆时针方向
感应电流的磁场B′的方向 __________________
该小组同学通过实验探究，对楞次定律有了比较深刻的认识．请从能量守恒的角度分析他们的实验结果的正确性：
12.（7分）在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 ”实验中，
图1 图2 图3
（1）小明先用多用电表测量图1变压器的“0 ”、“8 ”接线柱间的电阻。选择开关位置如图 2，经规范操作，指针位置如图 3 ，测得阻值为 Ω 。
（2）用匝数 n1=200和 n2=400的两线圈进行实验，分别测得其两端电压为U1 和 U2 ，记录于下表。以下说法正确的是 （多选）
U1/V 1.02 2.20 3.24 4.28 5.36
U2/V 2.12 4.52 6.64 8.78 11.02
A ．与 n1 对应的是副线圈 B ．与 n2 对应的是副线圈
C ．实验中采用低压直流电源 D ．多用电表选择开关应调至交流电压挡
(
图
4
图
5
)（3）小明将两个线圈按图 4方式上下叠放。下层线圈输入电压信号如图 5所示，上层线圈与示波器相连，则示波器上显示的波形为 。
图5
三、解答题（共39分）
13．（9分）如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图．其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO匀速转动，线圈的匝数n、电阻r．线圈通过两端的金属滑环与电阻R连接，电阻R，与R并联的电压表为理想电压表．在t时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量随时间t按图乙所示正弦规律变化．取计算．求：
此交流发电机产生的感应电动势的最大值；
（2）从线框经过图示位置开始计时，写出交流发电机产生的感应电动势的瞬时值表达式；
（3）电路中电压表的示数．
14.（12分）如图所示，直角坐标系xOy的第一象限有竖直向下的匀强电场，场强，第四象限有垂直纸面向外、磁感应强度的匀强磁场，第三象限有垂直纸面向里、磁感应强度未知的匀强磁场。一比荷为的带正电粒子，从点以的速度沿轴正方向射入电场，经点进入第四象限，再经轴上的点（图中未画出）进入第三象限，不计重力，，，。求：
(1)粒子从点P到点的时间；
(2)要使粒子能进入第二象限，应满足的条件。
15．（18分）桌面上有不等间距平行金属导轨、和PQ、如图水平放置（桌面未画出），MN和相连，PQ和相连，导轨宽度分别为，，和左上端都涂有长度为2m的绝缘漆，金属棒a和金属棒b分别垂直导轨放置，金属棒b开始位置与位置重合，它们质量分别为，，b用绝缘细线绕过光滑定滑轮和一小物块c相连，c的质量，c开始时距地面高度，整个空间充满垂直导轨向上的匀强磁场。已知绝缘漆部分和棒的动摩擦因数，导轨其余部分均光滑且和金属棒接触良好，开始用手托着c使系统保持静止。现放手使其开始运动，物体c触地后不再反弹，设整个过程中导轨足够长，g=10m/s2，求：
(1)金属棒b在导轨上涂有绝缘漆部分运动时绳子的拉力大小；
(2)金属棒a从开始运动到速度为2m/s的过程中系统产生的焦耳热；
(3)求金属棒a的最大速度。
高二物理参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C B C A D C D CD ABD BC
11.(1)确定电流计指针偏转方向与电流方向的关系（2分）
（2）顺时针 （2分）
（3）垂直纸面向外（2分）
（4）感应电流产生的磁场对磁体的运动起阻碍作用，机械能减少，减少的机械能转化为电能（2分）
12．（1） 6.0 Ω或6Ω （2分）
（2）AD（3分，选一个1分，错选不给分）
（3）C（2分）
13．(1) 200V；（3分）
(2) e=200cos100t(V)；（3分）
(3) 90V；（3分）
【详解】由磁通量随时间t图象得出周期，线圈转动的角速度，感应电动势最大值，由图可知，所以感应电动势的最大值是
线圈处于峰值面，则交流发电机产生的感应电动势的瞬时值表达式：
根据正弦交变电流电压的最大值是有效值的倍，所以电路中电压表的示数：
14.（1）（8分）
(2)（4分）
【详解】（1）粒子从P到Q有
-----------------------------------------------------------------------------（1分）
解得--------------------------------------------------------------------（1分）
粒子从P到Q，由动能定理得
解得--------------------------------------------------------------------（1分）
设粒子经过点的速度方向与x轴的夹角为，则
解得-----------------------------------------------------------------------------（1分）
粒子在第四象限做匀速圆周运动
解得----------------------------------------------------------------（1分）
过点Q作速度方向的垂线，交y轴于N，如图
由几何知识可知--------------------------------------------------（1分）
则粒子在第四象限做匀速圆周运动半个周期，M点与N点重合，粒子从点到点的时间------------------------------------------------------（1分）
------------------------------------------------------（1分）
（2）粒子在第三象限做匀速圆周运动恰好与y轴相切，如图
由几何知识可知-------------------------------------------------（1分）
设粒子在第三象限做匀速圆周运动的半径为，则
解得--------------------------------------------------------------------（1分）
由 ---------------------------------------------------------------------------------（1分）
解得
要使粒子能进入第二象限，应满足的条件为。----------------------------（1分）
15．(1)1.2N（6分）
(2)1.0J（6分）
(3)（6分）
【详解】（1）金属棒b在导轨上涂有绝缘漆部分运动时未形成闭合电路，导体棒不受安培力。
对c，由牛顿第二定律得 ------------------------------------------------- (2分）
对b: ------------------------------------------------------------(2分）
解得
解得-------------------------------------------------------------------（1分）
绳子的拉力为------------------------------------------------------（1分）
（2）c落地过程，根据运动学公式得
解得--------------------------------------------------------------（1分）
此时离开绝缘漆，金属棒b开始切割磁感线，回路产生感应电流，b做减速运动，a做加速运动，它们的电流时刻相等，所以a和b受到的安培力大小之比为1：2，质量之比为1：2，所以加速度之比为1：1，即二者速度变化量相等。--------------------------------------（1分）
当a的速度从0变为2m/s时，变化量为2m/s，则------------------------（1分）
此时b的速度为-------------------------------------------------------（1分）
根据能量关系得系统产生的焦耳热为----------------（1分）
解得----------------------------------------------------------------（1分）
（3）金属棒a和b运动方向相同，磁场方向相同，切割产生的感应电动势方向相反，即电动势相减为回路总电动势。a做加速运动，b做减速运动，只要二者的电动势不相等，则回路有电流，即b减速、a加速。当两者的感应电动势相等时，回路的感应电流为0，两棒不受安培力，做匀速运动，金属棒a的速度达到最大。设此时a、b两棒的速度分别为和，则有----------------------------------------------------------------------------------（2分）
可得
因为a、b加速度大小相等，则有-----------------------------------------------（2分）
解得-------------------------------------------------------（2分）

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