高二物理试卷及答案

高二年级物理周练九一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）1.如图所示，将直径为d，电阻为R的闭合金属环从匀强磁场B中拉出，这一过程中通过金属环某一截面的电荷量为( )A. Bπd24R B. 2BπdRC. Bd2RD. Bd 2πR2.如图所示，电阻R和线圈自感系数L的值都较大，电感线圈的电阻不计，A、B是两只完全相同的灯泡，当开关S闭合时，电路可能出现的情况是( )A. A、B一起亮，然后B熄灭B. A比B先亮，然后A熄灭C. A、B一起亮，然后A熄灭D. B比A先亮，然后B熄灭3.铜质金属环从条形磁铁的正上方由静止开始下落，在下落过程中，说法正确的是( )A. 金属环在下落过程中的机械能守恒B. 金属环在下落过程动能的增加量小于其重力势能的减少量C. 金属环的机械能先减小后增大D. 穿过金属环的磁通量不变4.如图所示，水平放置的两根金属导轨位于方向垂直于导轨平面并指向纸里的匀强磁场中.导轨上有两根小金属导体杆ab和cd，其质量均为m，能沿导轨无摩擦地滑动.金属杆ab和cd与导轨及它们间的接触等所有电阻可忽略不计.开始时ab和cd都是静止的，现突然让cd杆以初速度v向右开始运动，如果两根导轨足够长，则( )A. cd始终做减速运动，ab始终做加速运动，并将追上cdB. cd始终做减速运动，ab始终做加速运动，但追不上cdC. 开始时cd做减速运动，ab做加速运动，最终两杆以相同速度做匀速运动D. 磁场力对两金属杆做功的大小相等5.通过某电流表的电流按如图所示的规律变化，则该电流表的读数为( )A. 4√2AB. 4 AC. 5 AD. 5√2A6.如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表，下列说法正确的是( )A. 当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大B. 当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大C. 当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A1示数变大D. 若闭合开关S，则电流表A1示数变大，A2示数变大7.远距离输电中，当输送的电功率为P，输送电压为U时，输电线上损失的电功率为△P，若输送的电功率增加为4P，而输电线中损失的电功率减为△P4.(输电线电阻不变)，那么，输电电压应增为( )A. 32UB. 16UC. 8UD. 4U8.将一个光滑的半圆形槽置于光滑的水平面上如图，槽左侧有一个固定在水平面上的物块.现让一个小球自左侧槽口A点正上方由静止开始落下，从A点落入槽内，则下列说法中正确的是( )A. 小球在半圆槽内运动的过程中，机械能守恒B. 小球在半圆槽内运动的全过程中，小球与半圆槽组成的系统动量守恒C. 小球在半圆槽内由B点向C点运动的过程中，小球与半圆槽组成的系统动量守恒D. 小球从C点离开半圆槽后，一定还会从C点落回半圆槽9.有一条捕鱼小船停靠在湖边码头，小船又窄又长，甲同学想用一个卷尺粗略测定它的质量，他进行了如下操作：首先将船平行码头自由停泊，然后他轻轻从船尾上船，走到船头后停下，另外一位同学用卷尺测出船后退的距离d，然后用卷尺测出船长L.已知甲同学的质量为m，则渔船的质量为( )A. m(L+d)dB. m(L−d)dC. mLdD. m(L+d)L10.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势如图示，则( )A. t1时刻线圈中磁通量为零B. t2时刻线圈中磁通量变化率最大C. t3时刻线圈中磁通量变化率最大D. t4时刻线圈面与磁场方向垂直二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）11.如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为10∶1，R1=20Ω，R2=10Ω，C为电容器，原线圈所加电压u=220sin(100πt)V.下列说法正确的是( )．A. 通过电阻R3的电流始终为零B. 副线圈两端交变电压的频率为50HzC. 电阻R2的电功率为48.4WD. 原副线圈铁芯中磁通量变化率之比为10∶112.如图所示，边长为L的正方形线圈abcd，其匝数为n，总电阻为r，外电路的电阻为R，ab的中点和cd的中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度为B，若线圈从图示位置开始，以角速度ω绕OO′轴匀速转动，则以下判断中正确的是( )A. 闭合电路中感应电动势的瞬时表达式e=nBL2ωsinωtB. 在t=π2ω时刻，磁场穿过线圈的磁通量最大，但此时磁通量的变化率为零C. 从t=0时刻到t=π2ω时刻，电阻R上产生的热量为Q=n2B2L4nωR16(R+r)D. 从t=0时刻到t=π2ω时刻，通过R的电荷量Q=nBL22(R+r)13.如图1所示，T为理想变压器，原副线圈匝数比为4：1，A1、A2为理想交流电流表，V1、V2为理想交流电压表，R1、R2为定值电阻，R3为热敏电阻(阻值随温度的升高而减小)，原线圈两端接入如图2所示的电压，以下说法正确的是( )A. 当温度升高时，电压表V1示数为55√2V保持不变B. 当温度升高时，电压表V2示数变大C. 通过电流表A1的电流方向每秒变化100次D. 当温度升高时，电流表A1、A2示数同时变大14.总质量为M的小车ab，原来静止在光滑的水平面上.小车的左端a固定一根不计质量的弹簧，弹簧的另一端放置一块质量为m的物体C.已知小车的水平底板光滑，且M>m，开始时，弹簧处于压缩状态，如图，当弹簧突然释放后，物体c离开弹簧向b端冲去，并跟b端粘合在一起，那么，以下说法中正确的是( )A. 物体c离开弹簧时，小车一定向左运动B. 物体c离开弹簧时，小车运动的速率跟物体c相对小车运动的速率之比为mMC. 物体c离开弹簧时，小车的动能与物体c的动能之比为mMD. 物体c与车的b端粘合在一起后，小车立即停止运动三、计算题（本大题共4小题，共40.0分）15.如图所示，光滑的水平面AB与半径为R=0.32m的光滑竖直半圆轨道BCD在B点相切，D为轨道最高点.用轻质细线连接甲、乙两小球，中间夹一轻质弹簧，弹簧与甲、乙两球不拴接.甲球的质量为m1=0.1kg，乙球的质量为m2=0.3kg，甲、乙两球静止.现固定甲球，烧断细线，乙球离开弹簧后进入半圆轨道恰好能通过D点.重力加速度g取10m/s2，甲、乙两球可看作质点．(1)试求细线烧断前弹簧的弹性势能E P；(2)若甲球不固定，烧断细线，求从烧断细线开始到乙球脱离弹簧过程中，弹簧对乙球的冲量I．16.如图所示，用不可伸长的细线悬挂一质量为M=1kg的小木块，木块处于静止状态.现有一质量为m=0.01kg的子弹以初速度v0=300m/s自左方水平地射穿木块，木块上升的最大高度ℎ=0.2m，求：①子弹射出木块时的速度v；②若子弹射穿木块的时间为△t=0.02s，子弹对木块的平均作用力F大小为多少？17.如图所示，匀强磁场方向水平向右，磁感应强度大小B=0.20T.正方形线圈abcd绕对称轴OO′在匀强磁场中匀速转动，转轴OO′与磁场方向垂直，线圈转速为n=120r/min.线圈的边长为L=20cm，线圈匝数N=20，线圈电阻为r=1.0Ω，外电阻R=9.0Ω，电压表为理想交流电压表，其它电阻不计，图示位置线圈平面与磁场方向平行.求线圈从图示位置转过90∘过程中：(1)所产生的平均感应电动势E；(2)通过外电阻R的电荷量q；(3)电阻R上的电热Q；(4)交流电压表的示数U．如图所示，MN、PQ为足够长的平行金属导轨，间距L=0.2m，导轨平面与水平面间夹角θ=37∘，N、Q间连接一个电阻R=0.1Ω，匀强磁场垂直于导轨平面向上，磁感应强度B=0.5T.一根质量m=0.03kg的金属棒正在以v=1.2m/s的速度沿导轨匀速下滑，下滑过程中始终与导轨垂直，且与导轨接触良好.金属棒及导轨的电阻不计，g=10m/s2，sin37∘=0.60，cos37∘=0.80.求：(1)电阻R中电流的大小；(2)金属棒与导轨间的滑动摩擦因数的大小；(3)对金属棒施加一个垂直于金属棒且沿导轨平面向上的恒定拉力F=0.2N，若金属棒继续下滑x=0.14m 后速度恰好减为0，则在金属棒减速过程中电阻R中产生的焦耳热为多少？高二年级物理周练九【答案】1. A2. C3. B4. C5. C6. B7. C8. D9. B10. B11. BC12. CD13. CD14. ABCD15. 解：(1)设乙球在D点处的速度为v，对乙球，在D处：m2g=m2v2R…①E P=m2g(2R)+12m2v2…②，由①②式并代入数据得：E P=2.4J…③，(2)设甲、乙两球脱离弹簧时速度大小分别为v1、v2，以v1的方向为正方向，根据动量守恒定律得：m1v1=m2v2…④根据能量守恒定律得：E P=12m1v12+12m2v22…⑤根据动量定理得：I=m2v2…⑥由④⑤⑥式并代入数据得冲量大小：I=0.6N⋅s，方向：水平向右．答：(1)细线烧断前弹簧的弹性势能E P为2.4J；(2)从烧断细线开始到乙球脱离弹簧过程中，弹簧对乙球的冲量I大小为为0.6N⋅s，方向水平向右．16. 解：①设子弹射穿木块后木块获得速度为v′.木块上摆过程，只有重力做功，其机械能守恒，由机械能守恒定律得：12Mv′2=Mgℎ，子弹射穿木块过程系统的动量守恒，以水平向右为正方向，由动量守恒定律得：mv0=mv+Mv′，联立并代入数据解得：v′=2m/s，v=100m/s；②以木块为研究对象，由动量定理可得：F△t=Mv′，代入数据解得：F=100N；答：①子弹射出木块时的速度v为100m/s；②若子弹射穿木块的时间为△t=0.02s，子弹对木块的平均作用力F大小为100N．17. 解：(1)线圈转动的周期为：T=1n =60120s=0.5s线圈从图示位置转过90∘过程中，所经历的时间为：△t=T4=0.54=0.125s线圈中发生的磁通量的变化为：△Φ=BL2=0.20×0.202=0.008Wb由法拉第电磁感应定律得平均电动势为：E=N⋅△Φ△t =20×0.0080.125=1.28V(2)通过电阻R的平均电流为：I=ER+r = 1.289.0+1.0=0.128A在这个过程中通过R的电荷量为：q=I△t=0.128×0.125=0.016C(3)线圈在转动过程中产生的感应电动势最大值为：E m=N⋅BL2ω代入数据得：E m=2.0V有效值：E=m√2=√2=√2V通过电阻R的感应电流的有效值为：I=ER+r =√29+1=0.1√2A在这个过程中，电阻R上产生的热量为：Q=I2R△t=(0.1√2)2×9×0.125=0.0225J (4)交流电压表的示数即电阻R两端电压的有效值：U=IR=0.1√2×9=0.9√2≈1.27V 答：(1)所产生的平均感应电动势是1.28V；(2)通过外电阻R的电荷量是0.016C；(3)电阻R上的电热是0.0225J；(4)交流电压表的示数是1.27V．18. 解：(1)感应电动势E=BLv=0.5×0.2×1.2=0.12V；感应电流I=ER=0.120.1=1.2A；(2)导体棒受到的安培力F安=BIL=0.5×0.2×1.2=0.12N；金属棒匀速下滑，根据平衡条件可知：mgsinθ−f−F安=0且F N−mgcosθ=0又f=μF N代入数据解得：μ=0.25；(3)从施加拉力F到金属棒停下的过程中，由能量守恒定律得：(F−mgsinθ+μmgcosθ)x+Q=12mv2代入数据解得：产生的焦耳热：Q=1.04×10−2J.答：(1)电阻R中电流的大小1.2A；(2)金属棒与导轨间的滑动摩擦因数的大小为0.25；(3)在金属棒减速过程中电阻R中产生的焦耳热为1.04×10−2J【解析】1. 解：金属环的面积：S=π(d2)2=πd24，由法拉第电磁感应定律得：E=△Φ△t=BS△t，由欧姆定律得，感应电流：I=ER，感应电荷量：q=I△t，解得：q=△ΦR=Bπd24R，故A正确，BCD错误；故选：A．由法拉第电磁感应定律求出感应电动势，由欧姆定律求出感应电流，由电流的定义式求出感应电荷量．本题考查了求磁通量的变化量、感应电荷量等问题，应用磁通量的定义式、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、电流定义式即可正确解题，求感应电荷量时，也可以直接用公式q=△ΦR计算．2. 解：当开关S闭合时，电源的电压同时加到两个灯泡上，它们会一起亮.但由于电感线圈的电阻不计，线圈将A灯逐渐短路，A灯变暗直至熄灭；故C正确．故选：C．当开关S闭合时，电源的电压同时加到两个灯泡上，它们会同时发光.根据电感线圈的电阻不计，会将A灯短路，分析A灯亮度的变化．本题考查了电感线圈L对电流发生突变时的阻碍作用，关键要抓住线圈的双重作用：当电流变化时，产生感应电动势，相当于电源；而当电路稳定时，相当于导线，能将并联的灯泡短路．3. 解：AC、当环从静止下落过程中，由于磁通量变大，导致环中出现感应电流，受到安培阻力，所以环的机械能在减少.故AC错误；B、当环从静止下落过程中，由于磁通量变大，导致环中出现感应电流，受到安培阻力，则除了重力作功外，还有安培力做功，导致下落过程中减小的重力势能，部分用来增加动能，还有部分用来产生内能.故B正确；D、当环从静止下落过程中，当下落到磁铁一半高度时，因抵消的磁感线最少，则磁通量最大，因此出现磁通量先变大后变小的现象，故D 错误； 故选：B ．金属环从条形磁铁的正上方由静止开始下落过程中，穿过环的磁通量变化，导致环中产生感应电动势，从而出现感应电流，又出现安培力，导致环运动状态发生变化．考查楞次定律、牛顿第三定律，同时运用机械能守恒定律及满足守恒的条件，理解安培阻力做功，从而产生内能．4. 解：ABC 、让cd 杆以初速度v 向右开始运动，cd 杆切割磁感线，产生感应电流，两杆受安培力作用，安培力对cd 向左，对ab 向右，所以ab 从零开始加速，cd 从v 0开始减速.那么整个电路的感应电动势减小，所以cd 杆将做加速度减小的减速运动，ab 杆做加速度减小的加速运动，当两杆速度相等时，回路磁通量不再变化，回路中电流为零，两杆不再受安培力作用，将以相同的速度向右匀速运动.故C 正确，A 、B 错误． D 、两导线中的电流始终相等，但由于通过的距离不相等，故磁场对两金属杆做功大小不相等；故D 错误； 故选：C ．突然让cd 杆以初速度v 向右开始运动，cd 杆切割磁感线，产生感应电流，两杆受安培力作用，根据牛顿第二定律判断两杆的运动情况．本题是牛顿第二定律在电磁感应现象中的应用问题.解答本题能搞清楚物体的受力情况和运动情况．5. 解：根据有效值的定义可得：(√2)2R ⋅T 2+(3√2)2R ⋅T2=I 2RT ，解得：I =5A ，故选项C 正确，ABD 错误．故选：C ．有效值的定义为：把直流电和交流电分别通过两个相同的电阻器件，如果在相同时间内它们产生的热量相等，那么就把此直流电的电压、电流作为此交流电的有效值.特别的，对于正弦交变电流最大值是有效值的√2倍.本题考查交变电流有效值的计算.根据电流的热效应来计算即可6. 解：A 、滑动变阻器的滑动触头P 向上滑动时，电阻变大，则干路电流变小，则R 1消耗的功率变小，则A 错误B 、干路电流变小，R 1分压变小，则电压表V 的测量的电压变大，示数变大，则B 正确C 、因输出电流变小，则输出功率变小即输入功率变小，电流表A 1示数变小。