广东省中山市第一中学2015_2016学年高二物理下学期期中试题

中山市第一中学2015—2016学年度第二学期 高二级
第一次段考 物理试题
本试卷共6页，满分110分。

考试时间90分钟。

一、单项选择题（本大题共6小题，每小题4分，共24分。

每小题给出的四个选项中只有一项满足题设要求，选对得4分；不选、错选或多选不得分） 1．在电磁感应现象中，下列说法正确的是（ ） A ．导体相对磁场运动，导体内一定会产生感应电流 B ．导体作切割磁感线运动，导体内一定会产生感应电流
C ．闭合电路在磁场内作切割磁感线运动，导体内一定会产生感应电流
D ．穿过闭合电路的磁通量发生变化，在电路内一定会产生感应电流
2．1931年英国物理学家狄拉克从理论上预言：存在只有一个磁极的粒子即“磁单极子”。

1982年美国物理学家卡布莱设计了一个寻找磁单极子的实验，仪器的主要部分是一个由超导体组成的线圈，超导体的电阻为零，一个微弱的电动势就可以在超导线圈中引起感应电流，而且这个电流将长期维持下去，并不减弱，他设想，如果一个只有N 极的磁单极子从上向下穿过如图所示的超导线圈，那么从上向下看，超导线圈上将出现（ ） A ．逆时针方向持续流动的感应电流 B ．顺时针方向持续流动的感应电流
C ．先是逆时针方向的感应电流，然后是顺时针方向的感应电流
D ．先是顺时针方向的感应电流，然后是逆时针方向的感应电流
3．家用电子调光灯的调光原理是用电子线路将输入的正弦交流电压的波形截去一部分并由截去部分的多少来调节电压，从而实现灯光的可调，比过去用变压器调压方便且体积较小。

某电子调光灯经调整后的电压波形如图所示，若用多用电表测灯泡两端的电压，多用电表的示数为（ ）
A ．12m U B
m C ．14m U D
m 4．粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行，现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移动过程中线框的一边a 、b 两点间电势差绝对值最大的是（ ）
5．某电站向某地输送一定功率的电能，若将输送电压提高10
倍，输电线截面积减为原来的一半，
A C
D
U
则输电线上的电能损失将减为原来的（ ）
A ．1/20
B ．1/50
C ．1/100
D ．1/200
6．如图所示，木箱M 原来静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个小木块m 。

现使木箱获得一个向右的初速度v 0，下列说法正确的是（ ） A ．小木块和木箱最终都将静止
B ．小木块最终将相对木箱静止，二者一起向右运动
C ．小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞，而木箱一直向右运动
D ．如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止，则二者将一起向左运动
二、双项选择题（本大题共6小题，每小题6分，共36分。

每小题给出的四个选项中有两项满足题设要求，选对得6分；漏选得3分；不选、错选或多选不得分） 7．关于下列器材的原理和用途，正确的是（ ）
A ．变压器可以改变交变电压但不能改变频率
B ．扼流圈对交流的阻碍作用是因为线圈存在电阻
C ．真空冶炼炉的工作原理是炉体产生涡流使炉内金属熔化
D ．磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用
8．如下左图所示的电路中，三个灯泡L 1、L 2、L 3的电阻关系为R 1<R 2<R 3， 电感L 的电阻可忽略，D 为理想二极管。

电键S 从闭合状态突然断开时，则下列判断正确的是（ ）
A ．L 1立即熄灭
B ．L 2先变亮，然后熄灭
C ．L 3先变亮，然后熄灭
D ．L 2立即熄灭
9．如图，bc 间电阻为R ，其他电阻均可忽略，ef 是一电阻不计的水平放置的导体棒，质量为m ，棒的两端分别与竖直框架保持良好接触，又能沿框架无摩擦下滑，整个装置放在与框架垂直的匀强磁场中，当ef 从静止下滑经一段时间后闭合S ，则（ ） A ．S 闭合后ef 可能立即做匀速运动 B ．ef 最终速度随S 闭合时刻的不同而不同 C ．S 闭合后一段时间内ef 可能做加速运动 D ．ef 的机械能与回路内产生的电能之和一定不变
10．把一只矩形线圈从匀强磁场中匀速拉出。

第一次用速度v 1，第二次用速度v 2，且v 2＝2v 1。

若两
M
m
接高频 交流电源
变压器
扼流圈
真空冶炼炉
磁电式仪表
铝框
次拉力所做的功分别为W 1和W 2，两次做功的功率分别为P 1和P 2，两次线圈产生的热量为Q 1和Q 2，通过导线截面的电荷量为q 1和q 2则下述结论正确的是（ ） A ．W 1＝W 2，P 1＝P 2 B ．W 2＝2W 1，P 2＝4P 1 C ．Q 2＝2Q 1，q 1= q 2 D ．Q 2＝Q 1，2q 1= q 2
11．如图所示，M 是一小型理想变压器，接线柱a 、b 接在电压u=311sin314t （V ）的正弦交流电源上，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所在处出现火情时，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的示数不变，V 2的示数减小
D ．V 1的示数增大，V 2的示数增大
12．如图所示，均匀导线绕制的线圈匝数为N 、面积为S 、电阻为r ，固定在图示位置，线圈与阻值为R 的电阻构成闭合电路，理想交流电压表并联在电阻R 的两端；U 形磁铁以线圈的中心轴线OO′为轴以角速度ω匀速转动，已知U 形磁铁两极间的磁场为匀强磁场，磁感应强度为B ，取磁铁转动到图示位置的时刻t ＝0。

则（ ） A ．1 s 内流过电阻R 的电流方向改变
ω
π
次 B ．在t ＝0时刻，线圈处于中性面，流过电阻R 的电流为0
C ．在电阻R 的两端再并联一只阻值为R 的电阻后，电压表的读数变小
D ．线圈匝数减半，磁铁转动角速度增大到原来2倍，电压表读数不变
三、计算题（本题共4小题，16小题14分，其余每小题12分，共50分。

解答应写出必要的文字说明、方程式或重要演算步骤，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。

）
13．如图所示，用导线绕成面积为S=0.5m 2
的圆环，圆环电阻r=20Ω，圆环与某种半导体材料制成的光敏电阻R 连接成闭合回路。

圆环全部处于按如图所示的变化磁场中。

P 为一圆盘，由形状相同、透光率不同的三个扇形a 、b 和c 构成，它可绕垂直于盘面的中心轴转动。

当细光束通过扇形a 、b 、c 照射光敏电阻R 时，R 的阻值分别
为10Ω、20Ω、40Ω。

不计回路中导线和开关的电阻。

（1）求线圈中中感应电动势的大小； （2）在t =0.03s 时，圆盘刚好转到使细光束通过扇形b 照射光敏电阻R ，求此时光敏电阻的电功率大小。

14．一矩形线圈，面积是0.05m 2
，共10匝，线圈电阻为2Ω，外接电阻为R=8Ω，
=的匀强磁场中，以300r/min的转速绕垂直于磁感线的轴匀速转线圈在磁感应强度为B T
π
动，t=0时刻，线圈在图示位置，求：
（1）线圈中感应电动势的瞬时值表达式；
（2）交流电压表的示数；
（3）从图示位置开始，线圈转过60º的过程中通过电阻R的电量（结果保留两位小数）。

15．如图所示，质量为m2的物体2静止在光滑水平面上，它的左侧与一水平轻弹簧相连，质量为m1的物体1，以水平速度v0从左向右正对弹簧运动，通过弹簧与物体2正碰。

求：
（1）弹簧可获得的最大弹性势能；
（2）物体1与弹簧分离时的速度。

16．如图所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角θ=30º的绝缘斜面上，两导轨间距为L=0.5m。

M、P两点间接有阻值为R=2Ω的电阻。

一根质量为m=0.3kg的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直，导轨和金属杆的电阻可忽略。

直轨道的下端处于方向垂直斜面向下、磁感应强度为B=2T的匀强磁场中，磁场区域的宽度d=1.2m，导体杆ab静止在距磁场的上边界s=0.4m处。

让ab杆沿导轨由静止开始下滑，已知导体杆接近磁场下边界时匀速运动，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦，重力加速度为g=10m/s2。

求：
（1）导体杆刚进入磁场时，通过导体杆上的电流大小
和方向；
（2）导体杆穿过磁场的过程中整个电路产生的焦耳热。

中山市第一中学高二年级2015—2016学年度下学期文科班第一次段考物理试卷
参考答案
一、二：选择题答案 B 三：计算题解答：
13．（1）线圈中产生的感应电动势ΔB E S Δt =
，由图象知：ΔB
2 /Δt
T s = (2分) 代入数据解得：E 1 V = (2分) （2）在t 0.03 s =时，光敏电阻：R 20 =Ω (1分) 线圈中产生的感应电流：E
I R r
=
+ (2分) 代入数据解得：I=0.025A (1分) 此时光敏电阻的电功率：2
P I R = (2分) 代入数据解得：P=0.0125W (2分) 14．（1）线圈转速：n 300 / 5 /r min r s ==
线圈转动的角速度：ω2πn 10π /rad s ==
线圈中感应电动势的峰值：m E NBS ω100.0510π V V ==⨯= (2分)
线圈中感应电动势的瞬时值表达式：m e E sin ωt πt V == (2分)
（2）感应电动势的有效值：E 5
V V === (1分) 感应电流的有效值：E 5I 0.5 R r 82
A A =
==++ (1分) 交流电压表示数：U IR 0.58 4 V V ==⨯= (2分)
（3）线圈中感应电动势的平均值：ΔφE n
Δt =，ΔφBS(1cos θ)=-，E I R r
=+ ∴ 通过电阻R 的电量：BS(1cos θ)
q I t N R r
-=⋅∆=⋅
+ (2分)
代入数据解得：q 0.01 C C =
≈ (2分) 15．（1）开始压缩弹簧到压缩到最短的过程中，动量、能量守恒
设弹簧被压缩到最短时，两物体的共同速度为v ，则有：
1012m v (m m )v =+ ∴ 1
012
m v v m m =
+ （3分）
弹簧可获得的最大势能为：
222
12P 10120
12m m 11E m v (m m )v v 222(m m )
=
-+=+ （3分） （2）物体1与弹簧分离时的速度设为v 1、此时物体2的速度设为v 2 ，从开始碰撞到物体1与弹
簧分离的过程，动量、能量守恒。

则有：
101122m v m v m v =+ （2分）
222101122111m v m v m v 222
=+ （2分） 解以上两式可得物体1与弹簧分离时的速度为：
12
1012
m m v v m m -=
+ （2分）
16．（1）导体杆进入磁场前，根据牛顿第二定律，有：mgsin θma = （1分） 由匀变速直线运动规律：2
v 2as = （1分）
导体杆切割磁感线产生的感应电流：E BLv
I R R
=
= （2分） 代入数据解得：v=2m/s ， I=1A ，方向由a 到b （2分） （2）导体杆在磁场中匀速运动时，有： m m
m E BLv I R R
== （2分）
m mgsin θBI L
= （4分）
导体杆从进入磁场到穿出磁场，由能量守恒： 22m 11
mgd sin θmv Q mv 22
+
=+ （2分） 代入数据解得：Q=1.05J （2分）。