2019-2020学年池州一中高二下学期期中物理试卷(含答案解析)

2019-2020学年池州一中高二下学期期中物理试卷一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）1.如图所示，金属线框abcd处于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，线框做下列几种运动中，可以产生感应电流的是()A. 绕ab边匀速转动B. 垂直纸面方向平移C. 在纸面内向右加速运动D. 绕通过线框中心、垂直于纸面的轴转动2.如图所示，光滑固定金属导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放于导轨上，形成一个闭合回路。

当一条形磁铁从高处下落接近回路的过程中，下列说法正确的是()A. P、Q将保持不动B. P、Q将相互远离C. 磁铁的加速度小于gD. 磁铁的加速度仍为g3.理想绳球系统，有两种常见运动方式．方式一：竖直面内的摆动(图甲)，以下简称为单摆运动；方式二：水平面内的匀速圆周运动(图乙)，以下简称为圆锥摆运动，则两种运动方式有()A. 小球做单摆运动时，速度发生改变；小球做圆锥摆运动时速度不发生改变B. 小球做单摆运动时，向心力大小不断改变；小球做圆锥摆运动时向心力大小也不断改变C. 小球做单摆运动时，机械能守恒；小球做圆锥摆运动时机械能也守恒D. 小球做圆锥摆运动时，不会出现向心力为零的时刻；小球做单摆运动时，也不会出现向心力为零的时刻4.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为k，输出端接有一交流电动机，其线圈的电阻为R，将原线圈接在正弦交流电源两端．变压器的输入功率为P0时，电动机恰好能带动质量为m的物体匀速上升，此时理想电流表的示数为I.若不计电动机的机械损耗，重力加速度为g，则下列说法正确的是()A. 原线圈中电流的有效值为K⋅IB. 原线圈两端电压的有效值为K⋅P0IC. 电动机的输出功率为P0D. 副线圈两端电压的有效值为IR5.如图，电源电动势为E，线圈L的直流电阻不计．则下列判断正确的是()A. 闭合S，稳定后，电容器两端电压值为EB. 闭合S，稳定后，电容器的a极带正电C. 断开S瞬间，电容器的a极将带正电D. 断开S瞬间，电容器的a极将带负电6.如图所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度ω逆时针匀速转动。

已知磁感应强度B=0.50T，线圈匝数N=100匝，边长L ab=0.20m，L bc=0.10m，转速n=3000r/min。

若以线圈平面与磁场夹角θ=30°时为计时起点，电动势的瞬时值的表达式为()A. e=314sin(100πt+π3)V B. e=314sin(100πt−π3)VC. e=314√2sin(100πt+π3)V D. e=314√2sin(100πt−π3)V7.如图所示，质量为m的物体静止在地面上，物体上面连着一个轻弹簧，用手拉住弹簧上端上移H，将物体缓缓提高h，拉力F做功W F，不计弹簧的质量，则下列说法正确的是()A. 重力做功−mgℎ，重力势能减少mghB. 弹力做功−W F，弹性势能增加W FC. 重力势能增加mgh，弹性势能增加FHD. 重力势能增加mgh，弹性势能增加W F−mgℎ8.木块a和b用一根轻弹簧连接起来，放在光滑水平面上，a紧靠在墙壁上，在b上施加向左的水平力使弹簧压缩，如图所示。

当撤去外力后，对于a和b以及弹簧组成的系统，下列说法中正确的是()A. a尚未离开墙壁前，系统的动量守恒B. a尚未离开墙壁前，系统的机械能不守恒C. a离开墙壁后，系统的动量守恒D. a离开墙壁后，系统的机械能不守恒二、多选题（本大题共6小题，共24.0分）9.1831年，法拉第在一次会议上展示了他发明的圆盘发电机(图甲).它是利用电磁感应的原理制成的，是人类历史上第一台发电机，图乙是这个圆盘发电机的示意图：铜盘安装在水平的铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘良好接触使铜盘转动，电阻R中就有电流通过，若所加磁场为匀强磁场，回路的总电阻恒定，从左往右看，铜盘沿顺时针方向匀速转动，下列说法正确的是()A. 铜片D的电势高于铜片C的电势B. 电阻R中有正弦式交变电流流过C. 铜盘转动的角速度增大1倍，流过电阻R的电流也随之增大1倍D. 保持铜盘不动，磁场变为方向垂直于铜盘的交变磁场，则铜盘中有电流产生10.如图所示，直线A、B分别为电源a、b的路端电压与电流的关系图线，直线C为一个电阻R两端电压与电流的关系图线．将这个电阻分别接到a、b两电源上，那么()A. 电源a的电动势较大B. 电源b的内阻较大C. R接到a电源上时电源的输出功率较大，但电源效率较低D. R接到a电源上时电阻的发热功率较大，电源效率也较高11.在光滑的水平地面上方，有两个磁感应强度大小均为B，方向相反的水平匀强磁场，如图所示，PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大．一个半径为a，质量为m，电阻为R的金属圆环垂直磁场方向，以速度v从如图位置向右运动，当圆环运动到直径刚好与边界线PQ重合时，圆环的v，则下列说法正确的是()速度为12A. 此时圆环中的电功率为4B2a2v2RB. 此时圆环的加速度为4B2a2vmRC. 此过程中通过圆环截面的电量为πBa2RD. 此过程中回路产生的电能为0.375mv212.如图是某小组同学绘制的小船渡河草图，图中箭头表示水流方向，虚线表示小船实际运动的轨迹，如果小船静水中的速度、水流速度均恒定，这四幅图中正确的有()A. B. C. D.13.如图所示，电源电动势为E，内阻为r，给外电阻R供电，则下图中能反映全电路特点的图象是()A.B.C.D.14.如图所示，电源电动势为E，内阻为r.电路中的R2、R3分别为总阻值一定的滑动变阻器，R0为定值电阻，R1为光敏电阻(其电阻随光照强度增大而减小).当电键S闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态．有关下列说法中正确的是()A. 只逐渐增大R1的光照强度，电阻R0消耗的电功率变大，电阻R3中有向上的电流B. 只调节电阻R3的滑动端P2向上端移动时，电源消耗的功率变大，电阻R3中有向上的电流C. 只调节电阻R2的滑动端P1向下端移动时，电压表示数不变，带电微粒向下运动D. 若断开电键S，电容器所带电荷量变小，带电微粒向下运动三、实验题（本大题共1小题，共12.0分）15.某同学用如图甲所示装置，通过半径相同的A、B两球的碰撞来探究碰撞过程中的不变量，图中PQ是斜槽，QR为水平槽，实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹。

重复上述操作10次，得到10个落点痕迹，再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复这种操作10次。

图中O点是水平槽末端R在记录纸上的竖直投影点，B球落点痕迹如图乙所示，其中米尺水平放置，且在G、R、0所在的平面内。

米尺的零点与0点对齐。

(1)碰撞后B球的水平射程应取为______cm。

(2)本实验中，实验必须要求的条件是______。

A.斜槽软道必须是光滑的B.斜槽轨道末端点的切线是水平的C.入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速释放D.入射球与被碰球满足m a>m b，r a=r b四、计算题（本大题共3小题，共32.0分）16.如图所示，线圈abcd的面积是0.1m2，共50匝，电阻忽略不计，外接电阻R=20Ω，匀强磁场T，线圈以ω=20πad/s的角速度绕垂直于磁场的轴匀速转动。

的磁感应强度B=1π(1)求线圈中感应电动势的最大值；(2)若从线圈平面与磁场垂直的位置开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时表达式；(3)求电阻R消耗的功率。

17.如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B=5T，方向竖直向下，在磁场中有一边长为L=2m的正方形导线框，ab边质量为m其余边质量不计，cd边有固定的水平轴，导线框可以绕其转动，现将导线框拉至水平位置由静止释放，不计摩擦和空气阻力，金属框经过时间t=4s运动到竖直位置，此时ab边的速度为v=6m/s，求：(1)此过程中线框产生的平均感应电动势的大小．(2)线框运动到竖直位置时线框感应电动势的大小．18.“悠悠球”运动受广大青少年所喜爱，现将一质量为0.1kg的悠悠球以某一初速度水平抛出，绳长恒为1m(阻力忽略不计)，球到达离抛出点最远处A点时，细绳与竖直方向夹角为.((取g= 10，)求：(1)从抛出到A点所需时间；(2)小球运动到A点时的动能；(3)假设小球由A点无初速度下摆，摆至最低点B时绳子的拉力大小．【答案与解析】1.答案：A解析：解：A、绕ab边匀速转动时，线框中的磁通量发生变化，故产生感应电流，故A正确；B、垂直纸面方向平移时，线框中的磁通量不变，不会产生感应电流，故B错误；C、在纸面内向右加速运动时，线框中磁通量不变，不会产生感应电流，故C错误；D、绕通过线框中心、垂直于纸面的轴转动时，线框中的磁通量不变，不会产生感应电流，故D错误。

故选：A。

明确感应电流的条件，分析线框运动过程中，磁通量是否变化，从而明确能否产生感应电流。

本题考查感应电流产生的条件，关键明确磁通量的定义，同时注意线框运动时线框中的磁感线条数是否变化，从而明确磁通量是否变化。

2.答案：C解析：解：A、当一条形磁铁从高处下落接近回路时，穿过回路的磁通量增加，根据楞次定律：感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化，可知，P、Q将互相靠拢，回路的面积减小一点，使穿过回路的磁场减小一点，起到阻碍原磁通量增加的作用，故A错误，B错误；C、由于磁铁受到向上的安培力作用，所以合力小于重力，磁铁的加速度一定小于g。

故C正确，D 错误。

故选：C。

当一条形磁铁从高处下落接近回路时，穿过回路的磁通量增加，根据楞次定律：感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化，分析导体的运动情况。

本题直接用楞次定律判断电磁感应现象中导体的运动方向，抓住导体总是反抗原磁通量的变化是关键。

3.答案：C解析：解：A、小球做单摆运动时，是变速圆周运动，大小改变；小球做圆锥摆运动时，是匀速圆周运动，速度大小不变，但速度方向改变；故A错误；B、小球做单摆运动时，速度大小改变，根据F=m v2，向心力的大小改变；小球做圆锥摆运动时，R，向心力的大小不变，故B错误；速度大小不变，根据F=m v2RC、小球做单摆运动时，只有重力做功，机械能守恒；小球做圆锥摆运动，是匀速圆周运动，动能和重力势能都不变，故机械能也是守恒的，故C正确；D、小球做圆锥摆运动时，速度不为零，故根据F=m v2，向心力的大小不可能为零；但做单摆运动R，在最高点向心力为零；故D错误；时，在最高点速度为零，根据F=m v2R故选：C单摆运动过程中，只有重力做功，机械能守恒，是变速圆周运动；圆锥摆的运动是匀速圆周运动．本题关键是建立匀速圆周运动和变速圆周运动的模型，然后结合向心力公式、机械能守恒定律的条件进行分析，基础题目．4.答案：C解析：解：A、变压器的电流与匝数成反比，副线圈的电流为I，所以原线圈中电流的有效值为I，K故A错误B、变压器的输出功率和输入的功率相等，所以P0=UI，所以副线圈两端电压的有效值为P0，故BI错误，C、电动机恰好能带动质量为m的物体匀速上升，所以电动机的输出功率P=mgV，变压器的输入功率为P0时，电动机恰好能带动质量为m的物体匀速上升，所以电动机的输出功率也为P0，C正确D、由于电动机不是纯电阻元件，副线圈两端的电压不是全部加在电动机内阻上，故D错误故选：C电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，变压器的输入功率和输出功率相等，根据功率的公式可以分析电动机的功率变压器的输入功率和输出功率相等，电动机对物体做功转化为物体的机械能，即为电动机的输出的功率5.答案：C解析：解：A、B由于线圈L的直流电阻不计，闭合S，稳定后，电容器两端电压为零，电容器不带电．故AB错误．C、D断开S的瞬间，线圈中电流将要减小，产生自感电动势，根据楞次定律判断可知，线圈产生左正右负的自感电动势，相当于电源，电容器充电，a极板将带正电．故C正确，D错误．故选：C．由于线圈L的直流电阻不计，S闭合电路稳定后，电容器被短路，两端电压为零，不带电．当断开S 的瞬间，线圈中电流要减小，产生自感电动势根据楞次定律电容器a板所带电的电性．本题考查自感线圈的双重作用的理解：当电流稳定不变时，自感线圈是电阻不计的导线；当电流变化时，相当于一个电源．6.答案：B解析：从图可看出线圈从与垂直于中性面30°开始旋转，所以是正弦函数，根据法拉第电磁感应定律求得最大值，从而求得瞬时值。