安徽省合肥市一六八中学高二下学期入学考试物理试题 含答案

一六八中学2019-2020学年高二下学期入学考试
物理试卷
考试时间：90 分钟
一、单项选择（每题4分，共24分）
1、如图所示的电路中，L 是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，L 1、L 2和L 3是
3 个完全相同的灯泡，E 是内阻不计的电源．在t ＝0时刻，闭合开关S ，电路稳定后 在t 1时刻断开开关S.规定以电路稳定时流过L 1、L 2的电流方向为正方向，分别用I 1、I 2表示流过L 1和L 2的电流，则下图中能定性描述电流I 随时间t 变化关系的是( )
A ．
B ．
C ．
D ．
2、如图所示，纸面内直角坐标系xOy 的y 轴右侧有一菱形区域Obcd ， Oc 与x 轴重合，Oc 的长度是bd 的长度的两倍。

菱形区域内有方向 垂直于纸面的两个匀强磁场，磁感应强度等大反向，bd 为两磁场的
分界线。

现有一中心在x 轴上的正方形线框ABCD ，它的BC 边与
y 轴平行，长度与bd 的长度相同，均为 。

现线框以大小为 的
速度沿x 轴正方向匀速运动，以逆时针方向为感应电流的正方向，则线框在磁场中运动时，线框中通过的 感
应电流 随时间 的变化关系图象可能为（ ）
A ．
B ．
C ．
D ．
3、如图（a ）螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场，以图中箭头所示方
向为其正方向螺线管与导线框cdef 相连，导线框内有一小金属圆环L ，圆 环与导线框在同一平面内。

当螺线管内的磁感应强度B 随时间t 按图（b ） 所示规律变化时（ ）
A ．在t 2﹣t 3时间内，L 内有逆时针方向的感应电流
B ．在t 3﹣t 4时间内，L 内有逆时针方向的感应电流
C ．在t 1～t 2时间内，L 有扩张趋势
D ．在t 3～t 4时间内，L 有扩张趋势
4、图甲为一小型发电机的示意图，发电机线圈内阻为1Ω，灯泡L 的电 阻为9Ω，电压表为理想交流电压表。

发电机产生的电动势e 随时间t 按图乙的正弦规律变化，则（ ） A. 0.01s 时穿过线圈的磁通量为零 B. 线圈转动的角速度为50rad/s C. 电压表的示数为10V D. 灯泡L 的电功率为9W
5、用如图所示的装置研究光电效应现象.当用光子能量为2.75 eV 的光照射到光电管上时发生了光电效应，电流表G 的示数不为零；移动变阻器的触头c ，发现当电压表的示数大
v i t
于或等于1.7 V 时，电流表示数为0，则下列说法正确的是（）
1
A ．改用能量为2.5 eV 的光子照射，移动变阻器的触头c ，电流表G 中也可能有电流
B ．光电管阴极的逸出功为1.7eV
C ．当滑动触头向a 端滑动时，反向电压增大，电流增大
D ．光电子的最大初动能始终为1.05 eV 6、如图所示为氢原子的能级图．当氢原子从n=4 的能级跃迁到n=2的能级时， 辐射出光子a ；当氢原子从n=3的能级跃迁到n=1的能级时，辐射出光子b ， 则下列判断正确的是（ ） A ．光子a 的能量大于光子b 的能量 B ．光子a 的波长小于光子b 的波长C ．b 光比a 光更容易发生衍射现象
D ．若光子a 能使某金属发生光电效应，则光子b 也一定能使该金属发生光电效应 二、多项选择(每题4分，共16分。

选错不得分，漏选得2分。

)
7、如图所示，绝缘固定擦得很亮的金属板A 水平放置，其下水平放置接地的铜板B 。

两板间距为d ，两板面积均为S ，正对面积为S'，且S'<S 。

当用黄光灯 照射金属板A 上表面时间1秒后移走黄光灯源，此时A 、B 间一带电液滴恰好处 于静止状态。

在忽略电容器漏电的情况下，以下说法正确的是（ ） A ．带电液滴带负电
B ．增大正对面积为S'或增大两板间距d ，带电液滴仍然处于静止状态
C ．其他条件不变，若改用紫色光源照射金属板A 上表面时间1秒后，液滴一定将向上运动
D ．其他条件不变，若改用光强更大的黄光源照射金属板A 上表面时间1秒后，液滴一定将向上运动 8．电磁炉为新一代炊具，无烟、无明火、无污染、不产生有害气体、无微波辐射、高效节能等是电磁炉的优势所在.电磁炉的工作原理是利用电流通 过线圈产生磁场，当磁场通过含铁质锅底部时，即会产生无数小涡流，使 锅体本身快速发热，然后再加热锅内食物，如图所示。

下列相关说法正确 的是（ ）
A ．锅体中的涡流是由恒定的磁场产生的
B ．锅体中的涡流是由变化的磁场产生的
C ．磁场越强，电磁炉的加热效果越好
D ．提高磁场变化的频率，可提高电磁炉的加热效果 9．如图所示，水平面上固定着两根相距L 且电阻不计的足够长的光滑金属导轨，导轨处于方向竖直向下、磁感应强度为B 的匀强磁场中。

相同的铜棒a 、b 平行地静止在导轨上且与导轨接触良好，每根铜棒的长 度都等于两导轨的间距、电阻都为R 、质量都为m 。

现给铜棒a 一个平行于导轨向右的瞬时冲量I ，关于此 后的过程，下列说法正确的是（ ） L 2
I
A ．铜棒b 中的最大电流为
����
B ．铜棒b 的最大加速度为
2
2
R
C ．铜棒
b 获得的最大速度为 �
��
D ．铜棒b 中产生的最大焦耳热为 2
10、某单位应急供电系统配有一小型发电机，该发电机内的矩
形线圈面积为S = 0.2m 2、电阻为r =5.0 ，线圈所处的空间是 磁感应强度为B =2 T 的匀强磁场，发电机正常供电时线圈的转速
为
216
r/min ，如图所示是配电原理示意图，理想变压器原
副线圈的匝数比为5 : 2，R 1=5.0 、R 2 = 5.2 ，电压表、电流表均为理想交流电表，系统正常运作时电 流表的示数为I =10 A ，交流电压表的示数为700V ，则下列说法中正确的是（ ）
2
� m ��
B m 2� 8 I
m
Ω �= π
Ω Ω
A ．线圈匝数为N =100匝
B ．灯泡的工作电压为272V
C ．变压器输出的总功率为2720W
D ．若负载电路的灯泡增多，发电机的输出功率会增大 三、实验题（每空2分，共18分。

）
11．如图所示，在“探究法拉第电磁感应现象”的实验中，电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A 、线圈B 、电表及开关已部分连接。

(1)请使用两根导线，将电路补充完整_______。

(2)此实验中使用的电表是___________。

A ．灵敏电流计 B ．倍率适宜的欧姆表 (3)在实验时，如果线圈B 两端不接任何元件，则线圈B 中将______。

A ．因电路不闭合，无电磁感应现象
B ．有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势 (4)如图所示，若线圈B 中产生顺时针方向的感应电流，可能是因为________。

A ．线圈A 通入顺时针方向的电流，且正从线圈B 中取出 B ．线圈A 通入顺时针方向的电流，且其中的铁芯正被取出
C ．线圈A 通入顺时针方向的电流，且正将滑动变阻器的阻值调小
D ．线圈A 通入逆时针方向的电流，且正在断开电源 12．(1) 用如图甲所示的装置，研究不同电阻R 的阻值随温度T 变化情况．测得阻值R 与温度T 的关系如图乙所示．①如果R 为金属热电阻，则图线是______②如果R 为负温度系数（NTC ）热敏电阻，则图线 是 ____ _．
A. “1”
B. “2” （2）如图丙所示，A 、B 、C 为三个相同的灯泡，a 、b 、 c 为与之串联的三个元件，E 1为直流电源，E 2为交流电源。

当开关S 接“1”时，A 、B 两灯均正常发光，C 灯不亮。

S 接“2”时，A 灯仍正常发光，B 灯变暗，C 灯正常发光。

由此可知：
①a 元件应是________、②b 元件应是___________、 ③c 元件应是__________。

A.电阻 B.电容 C.电感
四、计算题(13题14分;14题14分;15题14分。

共42分。

无必要的文字或公式不得分)
13、如图甲所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的左端接一只小灯泡，线圈所在空间内存在与线圈平面垂直且均匀分布的磁场.已知线圈的匝数n ＝100 匝、总电阻r ＝1.0Ω、所围成矩形的面积S ＝0.040 m 2
，小灯泡的电阻R ＝9.0 Ω，磁感应强度随时间按如图乙所示的规律变化，线圈中产生的感应电动势瞬 时值的表达式为e ＝nB m S ��
cos ��t ，
其中B m 为磁感应强度的最大值，T 为磁场变化的周期，不计灯丝电阻随 温度的变化.求：
(1)小灯泡消耗的电功率；
(3)在磁感应强度变化的0～��
间内，通过小灯泡的电荷量.
3
2��
2�� 4
14.如图所示，固定的平行金属导轨与水平面夹角为�=�37°，其间距为�=�1��导轨顶端用导线连接理想 灵敏直流电流表和阻值为 的小灯泡。

矩形区域abcd 内有垂直导轨平面向上的匀强磁场，其磁感应 强度为 ，bc 距离为 。

现将电阻为 、质量为 、长也为 的导体棒MN 垂
直导轨放置并从ab 处静止释放，在导体棒离开磁场前，电流表的示数已稳定不变。

已知导体棒与导轨间 的动摩擦因数 ，小灯泡的电阻恒定不变，导轨和导线的电阻不计，各处接触良好。

已知重力加速度 ， ， 。

求： (1)导体棒离开磁场时的速度v ； (2)小灯泡产生的焦耳热 15、如图所示，正方形单匝线框bcde 边长L ＝0.4 m ，每边电阻相同，总电阻R ＝0.16 Ω.一根足够长的绝缘轻质细绳跨过两个轻小光滑定滑轮，一端连接正方形线框，另一端连接物体P ，手持物体P 使二者在空中保持静止，线框处在竖直面内．线框的正上方有一有界匀强磁场，磁场区域的上、下边界水平平行， 间距也为L ＝0.4 m ，磁感线方向垂直于线框所在平面向里，磁感应强度大小B ＝1.0 T ，磁场的下边界与 线框的上边eb 相距h ＝1.6 m ．现将系统由静止释放，线框向上运动过程中始终在同一竖直面内，eb 边保 持水平，刚好以v ＝4.0m/s 的速度进入磁场并匀速穿过磁场区，重力加速度g ＝10m/s 2，不计空气阻力． （1）线框eb 边进入磁场中运动时，e 、b 两点间的电势差U eb 为多少？ （2）线框匀速穿过磁场区域的过程中产生的焦耳热Q 为多少？ （3）若在线框eb 边刚进入磁场时，立即给物体P 施加一竖直向下的力F ，使线框保持进入磁场前的加速 度匀加速运动穿过磁场区域，已知此过程中力F 做功W F ＝3.6 J ，求eb 边上产生的焦耳Q eb 为多少？
参考答案
选择(1-6题每题4分，选错不得分，共24分)
1C 2D 3D 4D 5A6 D
选择（7-10题每题4分，漏选得2分，错选不得分，共16分））
7AD 8BD 9CD 10ACD
选择（以下各题每题2分，漏选得1分，错选不得分，共16分） 11（2）A （此题只有A 、B 两个选项） 11（3）B （此题只有A 、B 两个选项） 11（4）AB
12（1）①A （此题只有A 、B 两个选项） 12（1）②B （此题只有A 、B 两个选项）
，
�= 3�� �� = 2T x 0
= 5m r = 1�� g L �� = 10�� = 0.5 g ��37° = 0.8 Q R
/�2 �i
12（2）①A （此题只有A 、B 、C 三个选项） 12（2）②C （此题只有A 、B 、C 三个选项） 12（2）③B （此题只有A 、B 、C 三个选项）
二、实验题（2分）：
11（1）
三、计算题： 13(14分)、【答案】(1)8.0V(2)2.88W(3)4.0×10－3C
【详解】
(1)由题图乙知，线圈中产生的交变电流的周期T ＝π×10－2 s ，所以：E m ＝nB m S 2T π
＝8.0 V.
(2)电流的最大值：m m 0.80A
E
I R r ==+， 有效值：
22
52m
I =
=
A ， 小灯泡消耗的电功率：P ＝I 2
R ＝2.88 W.
(3)在0～4T
时间内，电动势的平均值：
nS B E t t ∆Φ∆==
∆∆ 平均电流：
()E nS B I R r R r t ⋅∆==
++⋅∆ 通过灯泡的电荷量：Q ＝
nS B
I t R r ∆∆=
+＝4.0×10－3 C.
14(14分)．(1)2m/s ；(2)6J
(1)导体棒在dc 处的感应电动势
此时的电流
导体棒在此处于平衡状态，则
解得
(2)导体棒从开始运动到dc 处，系统的焦耳热为Q
解得
又有
解得
15(14分)、【答案】（1）1.2 V （2）3.2 J （3）0.9 J
【详解】
(1)线框eb 边以v =4.0 m/s 的速度进入磁场并匀速运动，产生的感应电动势：
10.44V=1.6 V E BLv ==⨯⨯
因为e 、b 两点间作为等效电源，则e 、b 两点间的电势差为外电压：U eb =3
4E =1.2 V.
(2)线框进入磁场后立即做匀速运动，并匀速穿过磁场区，线框受安培力：F安=BLI
根据闭合电路欧姆定律有：I=E R
联立解得解得F安=4 N
所以克服安培力做功：
=2=420.4J=3.2J W F L
⨯⨯⨯
安安
而Q=W安，故该过程中产生的焦耳热Q=3.2 J
(3)设线框出磁场区域的速度大小为v1，则根据运动学关系有：
22
1
22 v v a L -=
而根据牛顿运动定律可知：
()
M m g a
M m
-
=
+
联立整理得：1
2(M+m)( 21v-v2)=(M-m)g·2L
线框穿过磁场区域过程中，力F和安培力都是变力，根据动能定理有：
W F-W'安+(M-m)g·2L=1
2(M+m)( 21v-v2)
联立解得：W F-W'安=0
而W'安= Q'，故Q'=3.6 J
又因为线框每边产生的热量相等，故eb边上产生的焦耳热：Q eb=1
4Q'=0.9 J.
答：(1)线框eb边进入磁场中运动时，e、b两点间的电势差U eb=1.2 V.
(2)线框匀速穿过磁场区域的过程中产生的焦耳热Q=3.2 J.
(3) eb边上产生的焦耳Q eb=0.9J.
4。