山西省“晋商四校”2011-2012学年高二物理下学期联考试题

2011-2012学年度第二学期“晋商四校”高二联考
物理试题（理科）
本试卷满分100分，考试时间100分钟，
一、选择题(本题包括13小题.共39分.每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)
1. 下列关于产生感应电流的条件的说法，正确的是（ ）
A ．位于磁场中的闭合线圈，一定能产生感应电流
B ．闭合线圈和磁场产生相对运动，一定能产生感应电流
C ．闭合线圈作切割磁感线运动，一定能产生感应电流
D ．穿过闭合线圈的磁感应线条数发生变化，一定能产生感应电流
2. 一个带电的金属球，当它带的电荷量增加到一定数值后(稳定)与增加前比较，其内部的场强将（ ）
A ．一定增强
B ．不变
C ．一定减弱
D ．可能增强也可能减弱
3．如图所示，A 、B 两闭合圆形线圈用同样导线且均绕成10匝，半径R A ＝2R B ，内有以
B 线圈作为理想边界的匀强磁场，若磁场均匀减小，则A 、B 环中感应电动势E A ∶E B 与产生
的感应电流I A ∶I B 分别是（ ）
A ．E A ∶E
B ＝1∶1；I A ∶I B ＝1∶2 B ．E A ∶E B ＝1∶2；I A ∶I B ＝1∶2
C ．E A ∶E B ＝1∶4；I A ∶I B ＝2∶1
D ．
E A ∶E B ＝1∶2；I A ∶I B ＝1∶4
4. 磁场中某区域的磁感线，如图所示，则（ ） A ．a 、b 两处的磁感应强度的大小不等，Ba ＞B b B ．a 、b 两处的磁感应强度的大小不等，Ba ＜B b C ．同一通电导线放在a 处受力一定比放在b 处受力大 D ．同一通电导线放在a 处受力一定比放在b 处受力小
５．一台电动机，额定电压是100 V ，电阻是1 Ω.正常工作时，通过的电流为5 A ，则电动机因发热损失的功率为（ ）
A ．500 W
B ．25 W
C ．1000 W
D ．475 W
６. 如图所示，在匀强磁场中有一个矩形单匝线圈ABCD ，AB 边与磁场垂直，MN 边始终与金属滑环K 相连，PQ 边始终与金属滑环L 相连．金属滑环L 、交流电流表A 、定值电阻R 、金属滑环K 通过
导线串联．使矩形线圈以恒定角速度绕过BC 、AD 中点的轴旋转．下列说法中正确的是( )
A ．交流电流表A 的示数随时间按余弦规律变化
B ．线圈转动的角速度越大，交流电流表A 的示数越小
C ．线圈平面与磁场平行时，流经定值电阻R 的电流瞬时值最大
D ．线圈转动的角速度增加为原来的两倍，则流经定值电阻R 的电流的有效值也变为原来的两倍
A R A B
C
D
ω
B
M N P Q L K
7．穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系，如图所示，在下列几段时间内，线圈中感应电动势最小的是（ ）
A ．0～2 s
B ．2 s ～4 s
C ．4 s ～5 s
D ．5 s ～10 s
８．半径为R 的圆形线圈，两端A 、B 接有一个平行板电容器，线圈垂直放在随时间均匀变化的匀强磁场中，如右图所示，则要使电容器所带电荷量Q 增大，
可以采取的措施是( )
A ．增大电容器两极板间的距离
B ．增大磁感应强度的变化率
C ．减小线圈的半径
D ．改变线圈所在平面与磁场方向间的夹角
9．如图所示的电路中，电源电动势为E ，线圈L 的电阻不计．以下判断正确的是 A ．闭合S ，稳定后，电容器两端电压为E B ．闭合S ，稳定后，电容器的a 极带正电 C ．断开S 的瞬间，电容器的a 极板将带正电 D ．断开S 的瞬间，电容器的a 极板将带负电
10.如图所示，平行板电容器与电动势为E 的直流电源(内阻不计)连接，下极板接地．一带电油滴位于电容器中的P 点且恰好处于平衡状态．现将平行板电
容器的上极板竖直向上移动一小段距离
A ．带电油滴将沿竖直方向向上运动
B ．P 点的电势将降低
C ．带电油滴的电势能将增大
D ．电容器的电容减小，极板带电量增大
11．如图所示，电流表A 1(0～3 A)和A 2(0～0.6 A)是由两个相
同的灵敏电流计改装而成，现将这两个电流表并联后接入电路中．闭合开关S ，调节滑动变阻器，下列说法中正确的是( )
A ．A 1、A 2的读数之比为1∶1
B ．A 1、A 2的读数之比为5∶1
C ．A 1、A 2的指针偏转角度之比为1∶1
D ．A 1、A 2的指针偏转角度之比为1∶5
12. 如图所示，磁场方向垂直于纸面，磁感应强度大小在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布．一铜制圆环用绝缘丝线悬挂于O 点，将圆环拉至位置a 后无初速释放，在圆环从
a 摆向
b 的过程中（ ）
A ．感应电流方向一直是顺时针
B ．感应电流方向是逆时针-顺时针-逆时针
C ．安培力方向始终与速度方向相反
D ．安培力方向始终沿水平方向
13. 如图所示，理想变压器的原副线圈的匝数比n 1∶n 2＝2∶1，原线圈接正弦式交流电，副线圈接电动机，电动机线圈电阻为R ，当输入端接通电源后，电流表读数为I ，电动机带动一质量为m 的重物以速度v 匀速上升，若电动机因摩擦造成的能量损失不计，则图中电压
O
a
b
表的读数为（ ）
A ．4IR ＋mgv I B.mgv
I
C ．4IR D.14IR ＋mgv
I
二、实验题（每空2分，共14分）
14．(4分)下图为《探究电磁感应现象》实验中所用器材的示意图。

试回答下列问题： （1）按实验要求将实物连成电路。

（2）在实验出现的电磁感应现象中，上述器材中哪个相当于电源？ 。

15.（10分）用如图所示电路，测定一节干电池的电动势和内阻．电池的内阻较小，为
了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R 0起保护作用．除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：
a ．电流表(量程0.6 A 、3 A)；
b ．电压表(量程3 V 、15 V)；
c ．定值电阻(阻值1 Ω、额定功率5 W)；
d ．定值电阻(阻值10 Ω、额定功率10 W)；
e ．滑动变阻器(阻值范围0～10 Ω、额定电流2 A)；
f ．滑动变阻器(阻值范围0～100 Ω、额定电流1 A)．那么
(1)要正确完成实验，电压表的量程应选择________ V ，电流表的量程应选择________ A ；R 0应选择________Ω的定值电阻，R 应选择阻值范围是________Ω的滑动变阻器．
(2)引起该实验系统误差的主要原因是________．
三、计算题．（本题共4小题，共47分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能给分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．） 16. (8分)某村在较远的地方建立了一座小型水电站，发电机的输出功率为100 kW ，输出电压为500 V ，输电导线的总电阻为10 Ω，导线上损耗的电功率为4 kW ，该村的用电电压是220 V. 输电电路如图所示，求升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比；
17．（12分）如图所示，AB 为一段光滑绝缘水平轨道，BCD 为一段光滑的圆弧轨道，半径为R ，今有一质量为m 、带电荷量为＋q 的绝缘小球，以速度v 0从A 点向B 点运动，后又沿弧BC 做圆周运动，到C 点后由于v 0较小，故难运动到最高点．如果当其运动至C 点时，忽然在轨道区域加一匀强电场和匀强磁场，使其能运动到最高点，此时轨道对小球的弹力为零，且小球贴着轨道做匀速圆周运动，求：
A B
_
G
D
E
F
(1)匀强电场的电场强度大小和方向；
(2)匀强磁场的磁感应强度大小和方向．
(3)小球到达轨道的末端点D后，将做什么运动？
18. (13分)如图甲是一种家用电熨斗的电路原理图(额定电压为220 V)．R0是定值电阻，R是可变电阻(调温开关)，其电阻值均不受温度影响．
(1)该电熨斗温度最低时的耗电功率为
121 W，温度最高时的耗电功率为484 W，求
R0的阻值及R的阻值变化范围．
(2)假定电熨斗每秒钟散发的热量q跟电
熨斗表面温度与环境温度的温差关系如图乙
所示，现在温度为20 ℃的房间使用该电熨斗
来熨烫毛料西服，要求熨斗表面温度为
220 ℃，且保持不变，问应将R的阻值调为多大？
19.(14分)如图所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相
距为L，一理想电流表与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直．一
质量为m、有效电阻为R的导体棒在距磁场上边界h处静止释放．导
体棒进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为I.整个
运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨
的电阻．求：
(1)磁感应强度B的大小；(2)电流稳定后，导体棒运动速度v的大小；
(3)流经电流表电流的最大值I m.
2011-2012学年度第二学期“晋商四校”高二联考
物理参考答案与评分标准
一.选择题(本题包括13小题.共39分.每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 D B A Ａ B CD ＤＢＣBC BC BD Ａ
二.实验题(每空2分,共１４分)
14．（4分）
（1）
（2） B
15.（10分）(1) 3 0.6 1 0～10 (2)电压表的分流
三.计算题(本题共4小题,总分４７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)
16.(8分)解析：(1)因为P损＝I22R线(2分)
所以I 2＝
P 损
R 线＝4×10
3
10
A ＝20 A (1分) I 1＝P U 1＝100×103
500A ＝200 A (1分)
则n 1n 2＝I 2I 1＝20200＝1
10
(1分) U 3＝U 2－I 2R 线＝(500×10－20×10)V＝4800 V (2分) 则n 3n 4＝U 3U 4＝4800220＝24011
. (1分) 17．（12分，1、2小题各5分，3小题2分）
解析（1）要求小球做匀速圆周运动，对轨道的压力为零，必然是洛伦兹力提供向心力，且有qE ＝mg ， 大小E ＝mg q
（3分） 故匀强电场的方向应为竖直向上 (2分) （2）小球到达C 点的速度为v C ，
由动能定理得：－mgR ＝12mv C 2－12
mv 02，所以v C ＝v 02
－2gR . （2分）
由牛顿第二定律得：qv C B ＝m v C 2R ，所以B ＝mv C qR ＝m v 02－2gR
qR （2分）
B 的方向应垂直于纸面向外． （1分）
（3）再次回到BCD 轨道时，仍与轨道没有压力，连续做匀速圆周运动．（2分） 18.(13分)解析：(1)温度最低时应该是电路中电阻最大时，此时有
P 1＝U 2
R max ＋R 0
(2分)
温度最高时应该是电路中电阻最小时，此时有
P 2＝U 2
R 0
(2分)
联立以上两式解得R 0＝100 Ω R max ＝300 Ω (2分)
所以变阻器阻值范围是0到300 Ω. (１分)
(2)此时电熨斗表面温度与环境温度之差 Δt ＝220 ℃－20 ℃＝200 ℃ (2分) 由图象知电熨斗每秒钟散发的热量 q ＝440 J (２分)
要保持电熨斗的表面温度不变，则电熨斗的电功率 P ＝440 W 又有：P ＝
U 2
R ＋R 0
(１分)
代入数据解得R ＝10 Ω (１分) 所以应将R 的阻值调至10 Ω.
19. （14分)解析：(1)电流稳定后，导体棒做匀速运动，则有 BIL ＝mg ① (2分) 解得B ＝mg
IL
.
② (2分)
(2)感应电动势E ＝BLv ③ (2分) 感应电流I ＝E R
④ (1分) 由②③④式解得v ＝I 2R
mg
.
(1分)
(3)由题意知，导体棒刚进入磁场 时的速度最大，设为v m
由机械能守恒定律得12
mv 2
m ＝mgh (2分)
感应电动势的最大值E m ＝BLv m ， (2分) 感应电流的最大值I m ＝E m
R
(1分) 解得I m ＝mg 2gh
IR
. (1分)。