福建省福清西山学校高中部2020-2021学年高二物理下学期期中试题.doc

福建省福清西山学校高中部2020-2021学年高二物理下学期期中试题

福建省福清西山学校高中部2020-2021学年高二物理下学期期中试题

年级：
姓名：

11

福建省福清西山学校高中部2020-2021学年高二物理下学期期中试题
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
3.考试时间：75分钟
第I卷（选择题）
一、单选题（本题共10个小题，共48分。其中第1--6题只有一项符合题目要求，每小题4分；第7--10题有多项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分）
1．如图所示，U形光滑金属框置于水平绝缘平台上，和边平行且足够长，间距为L，整个金属框电阻可忽略且置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。一根长度也为L、电阻为R的导体棒MN置于金属框上，用大小为F的水平恒力向右拉动金属框，运动过程中，MN与金属框保持良好接触且固定不动，则金属框最终的速度大小为（　　）
A．0 B．
C． D．
2．如图所示，通电直导线a与金属圆环b位于同一竖直平面内，相互绝缘。若a中通有方向水平向右的电流时，其受到的安培力方向竖直向上，则下列分析正确的是（　　）
A．a中的电流一定在减小
B．a中的电流可能恒定不变
C．b中产生顺时针方向的感应电流，且感应电流一定在减小
D．b中产生逆时针方向的感应电流，且感应电流可能恒定不变
3．一矩形线圈，在匀强磁场中绕垂直磁感线的对称轴转动，形成如图所示的交变电动势，根据图像提供的信息，以下说法中不正确的是（　　）
A．线圈转动的角速度为
B．电动势的有效值14.1V
C．时，穿过线圈平面的磁通量的变化率最小
D．时，穿过线圈平面的磁通量最大
4．如图，MN和PQ为处于同一水平面内的两根平行的光滑金属导轨，垂直导轨放置的金属棒ab与导轨接触良好，在水平金属导轨之间加竖直向下的匀强磁场B，导轨的N、Q端接理想变压器的初级线圈，理想变压器的输出端有三组次级线圈，分别接有电阻元件R、电感元件L和电容元件C。若用、、分别表示通过R、L和C的电流，不考虑电容器的瞬间充放电，则下列判断中正确的是（　　）
A．若ab棒匀加速直线运动，则、、
B．若ab棒匀速直线运动，则、、
C．若ab棒做加速度变小的加速运动，则、、
D．若ab棒匀减速直线运动，则、、
5．如图甲所示，弹簧振子以点O为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动。取向左为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示，下列说法正确的是（　　）

A．，振子的速度为零
B．时，振子在O点右侧处
C．和时，振子的加速度均为零
D．到的时间内，振子的速度逐渐增大
6．如图甲所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管和Q共轴，Q中通有余弦函数变化电流i，电流随时间变化的规律如图乙所示。P始终保持静止状态，则（　　）

A． O时刻，P中有最大的感应电流
B．时刻，P有收缩的趋势
C．时刻，穿过P的磁通量最小，感应电流最大
D．时刻，穿过P的磁通量最大，感应电流最大
7．如图甲所示为一闭合线圈，ab段电阻不可忽略且左边并联一理想电压表V，将该线圈的部分放置于匀强磁场中，规定垂直纸面向里为正方向，穿过该线圈的磁通量随时间的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是（　　）

A．时间内，电压表的“+”接线柱应接b端
B．时间内，电压表的“+”接线柱应接a端
C．时间内，电压表的“+”接线柱应接b端
D．时间内，电压表的“+”接线柱应接a端
8．某线圈在匀强磁场中匀速转动，穿过它的磁通量Φ随时间的变化规律可用如图表示，那么在图中（　　）
A．t1和t3时刻，穿过线圈磁通量的变化率最大
B．t2时刻，穿过线圈的磁通量变化率为零
C．t3时刻，线圈中的感应电动势为零
D．t4时刻，线圈中的感应电动势达到最大值
9．如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有的负载电阻，原、副线圈匝数之比为，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（　　）
A．电流表的示数为
B．电压表的示数为
C．原线圈的输入功率为
D．副线圈输出交流电的频率为
10．如图所示,一轻质弹簧左端固定,右端系一小物块,物块与水平面的最大静摩擦力和滑动摩擦力都为f,弹簧无形变时,物块位于O点.每次都把物块拉到右侧不同位置由静止释放,释放时弹力F大于f,物体沿水平面滑动一段路程直到停止.下列说法中正确的是(　　)
A．释放时弹性势能等于全过程克服摩擦力做的功
B．每次释放后物块速度达到最大的位置保持不变
C．物块能返回到O点右侧的临界条件为F>3f
D．物块能返回到O点右侧的临界条件为F>4f

第II卷（非选择题）

二、实验题（本题共2小题，第11题8分，第12题4分，共12分）
11．（1）某学生利用单摆做测定重力加速度的实验，其具体操作如下：
A．在铁架台上固定一个夹子，把单摆的摆线夹在夹子上
B．用刻度尺和游标卡尺测出摆长l
C．将摆球向一侧偏离30°后由静止释放摆球
D．在释放摆球的同时开始计时
E．记下摆球完成n次（大于30次）全振动的时间t
F．把所得数据代入公式g=
该学生的上述操作中，错误的是______。（只填字母代号）
（2）如图为用单摆测重力加速度的实验，为了减少误差，下列措施正确的是（______）
A．摆长l应为线长与摆球半径的和，且在20cm左右
B．在摆线上端的悬点处，用开有夹缝的橡皮塞夹牢摆线
C．在铁架台的竖直杆上固定一个标志物，且尽量使标志物靠近摆线
D．计时起点和终点都应在摆球的最高点且不少于30次全振动的时间

（3）某同学正确操作，得到了摆长l和n次全振动的时间t，由此可知这个单摆的周期T=______，当地的重力加速度g=______。
12．如图甲所示是某同学研究自感现象的实验电路图，并用电流传感器显示出断开开关前后一段时间内各时刻通过线圈L的电流（如图乙所示）。已知电源电动势E=9V，内阻不计，灯泡R1的阻值为10Ω，电阻R的阻值为2Ω。

(1)线圈的直流电阻为___________Ω。
(2)开关断开时，该同学观察到的现象为：___________。

三、解答题（本题共4小题，第13题8分，第14和15题各10分，第16题12分，共40分。解答应写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤，只写答案的不给分。）
13．如图所示，劲度系数为k的轻质弹簧上端悬挂在天花板上，下端连接一个质量为M的物体A，A下面用细线悬挂一质量为m=0.5kg的物体B，此时系统处于静止状态。现剪断细线使B自由下落，当物体A向上运动第一次到达最高点时，弹簧对A的拉力大小恰好等于mg。已知k=100N/m，g=10m/s2且A、B可视作质点。求：
(1)物体A的质量M是多少？
(2)A做简谐运动的振幅是多少？

14．如图所示，垂直于纸面的匀强磁场磁感应强度为B。纸面内有一正方形均匀金属线框abcd，其边长为L，总电阻为4R，ad边与磁场边界平行。从ad边刚进入磁场直至bc边刚要进入的过程中，线框在向左的拉力作用下以速度v匀速运动，求：
（1）感应电动势的大小E。
（2）拉力做功的功率P。
（3）ab边产生的焦耳热Q。

15．发电机的转子是匝数为100匝、边长为20 cm的正方形线圈，将它置于磁感应强度B＝0.05 T的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴以ω＝100π rad/s的角速度转动，当线圈平面跟磁场方向垂直时开始计时。线圈和外电路的总电阻R＝10 Ω。求：
(1)试写出交变电动势的瞬时值表达式；
(2)当t＝s时，线圈中感应电流的瞬时值；
(3)线圈从计时开始，转动了s的过程中通过线圈某一截面的电荷量。

16．如图甲是一理想变压器的电路图，图乙是原线圈两端所加电压随时间变化的关系图像，已知电压表和电流表均为理想电表，电压表的示数为10V，两个定值电阻的阻值R均为2Ω。
（1）求原、副线圈的匝数之比；
（2）将开关S闭合，求变压器的输入功率；

福清西山学校高中部2020-2021学年第二学期期中考试
高二物理参考答案
一.选择题：
1．C 2．A 3．D 4．A 5．D 6．C 7．AC 8．CD 9．BC 10．BD
二.实验题：
11．CD BC 12．4 灯泡闪亮一下再熄灭
解答题：
13．(1)1kg；(2)5cm
【详解】
(1)剪断细线的瞬间，M做简谐振动，根据运动的对称性，在最高点和最低点时受力情况大小相等，方向相反，即 ， 可得
(2)在最低点时物体受到的合力为mg，因此振幅
14．（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）由法拉第电磁感应定律得
（2）线框做匀速运动，则拉力与安培力等大反向，即
所以拉力做功的功率
（3）ab边产生的焦耳热等于整个线框产生热量的四分之一，由能量守恒定律可知，也等于拉力所做功的四分之一，即
15．（1）e ＝20πsin 100πt V；（2）π A；（3）0.01 C。
【详解】
(1)由Em＝NBL2ω， 得Em＝20π V
所以交变电动势的瞬时值表达式为e＝20πsin 100πt V
(2)由题意当t＝s时，可知e ＝10π V
所以有＝π A
(3)根据

可得
又因为ΔΦ＝BL2－BL2sin 30°
代入数据联立可得q＝0.01 C。
16．（1）；（2）100W
【详解】
（1）由图乙知原线圈电压最大值
有效值
而副线圈电压有效值等于电压表示数，即
所以原、副线圈的匝数之比
(2)将开关S闭合，副线圈上两电阻并联，其总阻值
消耗的功率
理想变压器的输入功率