人教版高中物理选修2-1第二学期高二期中考试题.docx

唐玲
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2012—2013第二学期高二物理期中考试题
一、选择（每题4分，共40分）
1．某实验小组用如图所示的实验装置来验证楞次定律，当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时，通过电流计的感应电流方向是：
A ．a →G →b
B ．先a →G →b ，后b →G →a
C ．b →G →a
D ．先b →G →a ，后a →G →b
2．在如图甲所示的电路中，电阻R 的阻值为50Ω，在ab 间加上如图乙所示的正弦交变电流，则下面说法中正确的是：
A ．交变电压的有效值为100V 2
B ．电流表示数为2A
C ．交变电流的频率为0.02Hz
D ．交变电压的表达式为)(100sin 2100V t u π=
3．如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R,质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦,棒与导轨的电阻均不计,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直,棒在竖直向上的恒力F 作用下加速上升的一段时间内,力F 做的功与安培力做的功的代数和等于( ) A.棒的机械能增加量 B.棒的动能增加量 C.棒的重力势能增加量 D.电阻R 上放出的热量
4．如图所示，两条平行虚线之间存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，虚线间的距离为L ，金属圆环的直径也是L 。

自圆环从左边界进入磁场开始计时，以垂直于磁场边界的恒定速度v 穿过磁场区域。

规定逆时针方向为感应电流i 的正方向，则圆环中感应电流i 随其移动距离x -i 的x 图像最接近：
5．如图所示，电阻为r 的矩形线圈面积为S ，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以角速度ω匀速转动.t=0时刻线圈平面与磁场垂直，各电表均为理想交流电表.则：
A ．滑片P 下滑时，电压表的读数不变
B ．图示位置线圈中的感应电动势最大
C ．线圈从图示位置转过1800
的过程中，流过电阻R 的电荷量为
R
BS
2
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D ． 1s 内流过R 的电流方向改变
π
ω次 6．如图所示，匀强磁场方向竖直向下，磁感应强度为B.正方形金属框abcd 可绕光滑轴'OO 转动，边长为L ，总电阻为R ，ab 边质量为m ，其他三边质量不计，现将abcd 拉至水平位置，并由静止释放，经时间t 到达竖直位置，产生的热量为Q ，若重力加速度为g ，则ab 边在最低位置所受安培力大小等于：
A ．R gL L
B 222 B ．Rt Q BL
C ．Rt
L B 2
2 D ．
m
Q mgL R L B )
(222-
7．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1，R 1=20Ω，R 2=30Ω，C 为电容器.已知通过R 1的正弦交变电流如图乙所示，则下列说法中正确的是： A ．交变电流的频率为0.02Hz B ．原线圈输入电压的最大值为200V 2
C ．电阻R 2的电功率约为6.67W
D ．通过R 3的电流始终为零
8．如图所示，矩形线圈abcd 的边长分别是ab=L,ad=D,线圈与磁感应强度为B 的匀强磁场平行，线圈以ab 边为轴做角速度为ω的匀速转动，下列说法中正确的是（从图示位置开始计时）
A.t ＝0时线圈的感应电动势为零
B.转过90°时线圈的感应电动势为零
C.转过90°的过程中线圈中的平均感应电动势为1
2
ωBLD
D.转过90°的过程中线圈中的平均感应电动势为
2ωBLD
π
9．如图所示，在坐标系xOy 中，有边长为a 的正方形金属线框abcd ，其一条对角线ac 和y 轴重合、顶点a 位于坐标原点O 处．在y 轴的右侧的Ⅰ、Ⅳ象限内有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的上边界与线框的ab 边刚好完全重合，左边界与y 轴重合，右边界与y 轴平行．t ＝0时刻，线圈以恒定的速度v 沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域．取沿a →b →c →d →a 的感应电流方向为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流i 随时间t 变化的图线是下图中的( )
10．如图M 是一小型理想变压器，接线柱a 、b 接在电压)(314sin 311V t u =的正弦交变电源上，变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R 2（阻值随温度的升高而减小）为用半导体热敏材料制成的传感器.所有电表均为理想电表，电流表A 2为值班室的显示器，显示通过R 1的电流；电压表V 2显示加在报警器上的电压（报警器未画出），R 3为一定值电阻.当传感器R 2处出现火情时，以下说法中正确的是：
A ．A 1的示数增大，A 2的示数增大
B ．A 1的示数增大，A 2的示数减小
C ．V 1的示数减小，V 2的示数减小
D ．V 1的示数增大，V 2的示数增大 二．填空题（6分+6分=12分）
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11．（6分）一个200匝、面积为20cm 2的线圈，放在磁场中，磁场的方向与线圈平面成300
角，若磁感应强度在0.05s 内由0.1T 增加到0.5T. 在此过程中穿过线圈的磁通量的变化是_______________Wb ；磁通量的平均变化率是____________Wb/s ；线圈中的感应电动势的大小是______________V. 12．（6分）如图所示，a 、b 、c 三种交变电流分别通过同一电阻，在0.8s 内，电阻产生的热量分别为Q a 、Q b 和Q C ，则Q a :Q b :Q C =________________.
三．计算题（4×12分=48分） 13．（12分）如图所示，半径为R 的圆形导轨处在垂直于圆平面的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B ，方向垂直于纸面向里，一根长度略大于导轨直径的导体棒MN 以速度v 在圆导轨上从左端滑到右端，电路中的定值电阻为r ，其余电阻不计.导体棒与圆形导轨接触良好.求： (1)在滑动过程中通过电阻r 上的电流的平均值；
(2)MN 从左端到右端的整个过程中，通过r 上的电荷量； (3)当MN 通过圆导轨中心时，通过r 上的电流是多少？
14．（12分）两根足够长的光滑平行直导轨MN 、PQ 与水平面成θ角放置，两导轨间距为L ，M 、P 两点间接有阻值为R 的电阻.一根质量为m 的均匀直金属杆ab 放在两导轨上，并与导轨垂直.整套装置处于磁感应强度为B 的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向上，导轨和金属杆接触良好，它们的电阻不计.现让ab 杆由静止开始沿导轨下滑. （1）求ab 杆下滑的最大速度v m ；
（2）ab 杆由静止释放至达到最大速度的过程中，电阻R 产生的焦耳热为Q ，求该过程中ab 杆下滑的距离x. 15．（12分）如图所示为一个小型旋转电枢式交变电流发电机的原理图，其矩形线圈的长度ab=0.25m ，宽度bc=0.20m ，共有n =100匝，总电阻r =1.0Ω，可绕与磁场方向垂直的轴OO ’转动。

线圈处于磁感应强度B =0.40T 的匀强磁场中，与线圈两端相连的金属滑环上接一个“3.0V ，1.8W ”的灯泡，当线圈以角速度ω匀速转动时，小灯泡消耗的功率恰好为1.8W 。

（1）推导发电机线圈产生感应电动势的最大值的表达式E m =nBS ω(其中
d
O ′
O
L
B
a b c
S表示线圈的面积）；
（2）求线圈转动的角速度ω；
（3）线圈以上述角速度转动100周过程中发电机产生的电能。

16．（12分）如下图水平金属导轨的间距为1m，处在一个竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝2T，其上有一个与之接触良好的金属棒，金属棒的电阻R＝1Ω，导轨电阻不计，导轨左侧接有电源，电动势E＝10V，内阻r＝1Ω，某时刻起闭合开关，金属棒开始运动，已知金属棒的质量m＝1kg,与导轨的动摩擦因数为0．5，导轨足够长。

问：
（1）金属棒速度为2m/s时金属棒的加速度为多大？
（2）金属棒达到稳定状态时的速度为多大？
（3）导轨的右端是一个高和宽均为0．8m的壕沟，那么金属棒离开导轨后能否落到对面的平台？
唐玲。