【物理】安徽省芜湖市第一中学2015-2016学年高二下学期期中考试试题

芜湖一中2015—2016学年第二学期期中考试
高二物理试卷
一、选择题（1-7题是单选，8-10题是多选，每题4分，共40分）
1．爱因斯坦由光电效应的实验规律，猜测光具有粒子性，从而提出光子说，从科学研究的方法来说，这属于（ ） A ．等效替代
B ．控制变量
C ．科学假说
D ．数学归纳
2
．一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交流电动势为)e t π=（V ）。

关于这个交变电流，下列说法中正确的是( ) A ．交变电流的频率为100 Hz B ．电动势的有效值为
V C ．电动势的峰值为311 V D ．t ＝0时，线圈平面与中性面垂直
3．下列与α粒子相关的说法中正确的是（ ）
A ．天然放射现象中产生的α射线速度与光速差不多，穿透能力强
B ．23892U (铀238)核放出一个α粒子后就变为234
90Th (钍234)
C ．高速α粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，核反应方程为4141612780He N O n →＋＋
D ．丹麦物理学家玻尔进行了α粒子散射实验并首先提出了原子的核式结构模型 4．图(b)中A 、B 为两个相同的环形线圈，共轴并靠近放置。

A 线圈中通有如图（a ）所示的交流电i ，则（ ）
A ．在t 1到t 2时间内A 、
B 两线圈相斥 B ．在t 2到t 3时间内A 、B 两线圈相斥
C ．t 1时刻两线圈间作用力最大
D ．t 2时刻两线圈间作用力最大
5．如图所示，理想变压器原副线圈的匝数比为10∶1，b 是原线圈的中心抽头，伏特表和安培表均为理想表，除R 以外其余电阻不计。

从某时刻开始在原线圈两端加上瞬时值表达式为u 1=220 2 sin100πt （V ）的交变电压，下列说法中正确的是（ ）
A ．在副线圈上瞬时值表达式为u 1=22 2 sin10πt （V ）
u 1 a
b
c
n 1：n 2 R
B．电压表的读数为22 2 V
C．当滑动变阻器触片向上移，伏特表和安培表的示数均变小
D．当单刀双掷开关由a搬向b，伏特表和安培表的示数均变大
6．某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为4.5×10－5T。

一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽100 m，该河段涨潮和落潮时有海水(视为导体)流过。

设落潮时，海水自西向东流，流速为2 m/s。

下列说法正确的是() A．电压表记录的电压为0.5 mV
B．电压表记录的电压为0.9 mV
C．河南岸的电势较高
D．河北岸的电势较高
7．将一段导线绕成图甲所示的闭合电路，并固定在水平面(纸面)内，回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中。

回路的圆形区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ，以向里为磁场Ⅱ的正方向，其磁感应强度B随时间t变化的图象如图乙所示。

用F表示ab边受到的安培力，以水平向右为F的正方向，能正确反映F随时间t变化的图象是()
8．如图所示，面积为S的矩形导线框abcd，处在磁感应强度为B的匀强
磁场中，磁场方向与线框平面成θ角。

当线框以ab为轴顺时针匀速转
90°过程中，下列判断正确的是（）
→→→→，再为
A．线框中电流方向先为a b c d a
→→→→
a d c
b a
→→→→
B．线框中电流方向一直为a b c d a
C ．线框中电流先减小后增大
D ．线框中电流先增大后减小
9．如图所示为氢原子能级图，可见光的能量范围为1.62 eV ～3.11 eV ，
用可见光照射大量处于n ＝2能级的氢原子，可观察到多条谱线， 若是用能量为E 的实物粒子轰击大量处于n ＝2能级的氢原子，至 少可观察到两条具有显著热效应的红外线，已知红外线的频率比可 见光小，则实物粒子的能量E( ) A ．一定有4.73 eV>E>1.62 eV B ．E 的值可能使处于基态的氢原子电离 C ．E 一定大于2.86 eV D ．E 的值可能使基态氢原子产生可见光
10．如图所示，电阻不计的光滑金属导轨平行放置在倾角为θ的斜面上，下端接有固定电阻和金属棒cd ，他们的电阻均为R 。

两根导轨间宽度为L ，磁感应强度为B 的匀强磁场垂直于导轨面向上。

质量为m 、电阻不计的金属棒ab 垂直放置在金属导轨上，在沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力F 的作用下，沿导轨以速率v 匀速上滑，而金属棒cd 保
持静止.以下说法正确的是（ ） A ．金属棒ab 中的电流为
2BLv
R
B ．作用在金属棒ab 上各力的合力做正功
C ．金属棒cd 的质量为22sin B L v
gR
D ．金属棒ab 克服安培力做功大于整个电路中产生的焦耳热 二、填空题（每空3分，共12分）
11．分别用10000V 和110000V 的电压输电，若输送的功率和距离都相同，输电线材料也相同，且要求两种情况下在输电线上损失的功率相同，则所用输电线的横截面积之比是__________。

12．一个共有10匝的闭合矩形线圈，总电阻为10Ω、面积为0.04m 2，置于水平面上。

若线框内的磁感强度在0.02s 内，由垂直纸面向里，从1.6T 均匀减少到零，再反向均匀增加到2.4T 。

则在此时间内，线圈内导线中的感应电流大小为______A ，从上向下俯视，线圈中电流的方向为______时针方向。

13．某交流发电机正常工作时，电动势E=E m si nωt ，当磁感应强度增大到原来的2倍，转速变为原来的1/3，其它条件不变时，感应电动势的表达式为 。

三、计算题（48分）
14．（9分）如图所示，边长为a的正方形闭合线框ABCD在匀强磁场中绕AB边匀速转动，磁感应强度为B，初始时刻线框所在平面与磁感
线垂直，经过t时刻后转过120°角，求：(1)线框内感应电动势在t时
间内的平均值；(2)转过120°角时感应电动势的瞬时值；(3)设线框电阻
为R，则这一过程中通过线框截面的电量。

15．（12分）如图甲所示，发光竹蜻蜓是一种常见的儿童玩具，它在飞起时能够发光。

某同学对竹蜻蜓的电路作如下简化：如图乙所示，半径为L的金属圆环绕垂直于圆环平面、通过圆心O的金属轴O1O2以角速度ω匀速转动，圆环上接有电阻均为r的三根导电辐条OP、OQ、OR，辐条互成120°角。

在圆环内，圆心角为120°的扇形区域内存在垂直圆环平面向下磁感应强度为B的匀强磁场，在转轴O1O2与圆环的边缘之间通过电刷MN 与一个LED灯（可看成二极管，发光时，电阻为r）。

圆环及其它电阻不计，从辐条OP 进入磁场开始计时。

（1）从上往下看，圆盘绕O1O2轴沿什么方向旋转，才能使LED灯发光？在不改变玩具结构的情况下，如何使LED灯发光时更亮？
（2）在辐条OP转过60°的过程中，求通过LED灯的电流；
（3）求圆环每旋转一周，LED灯消耗的电能。

16．（12分）如图所示，水平的平行虚线间距为d =50cm ，其间有B=1.0T 的匀强磁场。

一个正方形线圈边长为l =10cm ，线圈质量m=100g ，电阻为R =0.02Ω。

开始时，线圈的下边缘到磁场上边缘的距离为h =80cm 。

将线圈由静止释放，其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等。

取g =10m/s 2，求：⑴线圈进入磁场过程中产生的电热Q 。

⑵线圈下边缘穿越磁场过程中的最小速度v 。

⑶线圈下边缘穿越磁场过程中加速度的最小值a 。

17．（15分）如图所示，在坐标xoy 平面内存在B =2.0T 的匀强磁场，OA 与OCA 为置于竖直平面内的光滑金属导轨，其中OCA 满足曲线方程)(5
π
sin
50.0m y x ，C 为导轨的最右端，导轨OA 与OCA 相交处的O 点和A 点分别接有体积可忽略的定值电阻R 1和R 2，其R 1=4.0Ω、R 2=12.0Ω。

现有一足够长、质量m =0.10kg 的金属棒MN 在竖直向上的外力F 作用下，以v =3.0m/s 的速度向上匀速运动，设棒与两导轨接触良好，除电阻R 1、R 2外其余电阻不计，g 取10m/s 2，求：（1）金属棒MN 在导轨上运动时感应电流的最大值；（2）外力F 的最大值；（3）金属棒MN 滑过导轨OC 段，整个回路产生的热量。

M N
芜湖一中2015—2016学年第二学期期中考试
高二物理答案
一、选择题（每题4分，少选得2分，错选多选不得分）
二、填空题（每空3分，共12分） 11．
121：1 12．8
顺
13．
2sin 33
m E t ω 三、计算题
14．解：（1）2
22
1()322Ba Ba Ba E t t t
ϕ--===
（2分）
（2）2
sin e Ba ωθ=
（2分）
23t t
θ
π
ω==
（1分）
2
2sin 3Ba e t
πθ=
120θ=︒
e =
（2分）
（3）2
2
3322Ba E Ba q It t R R R R
φ=====
（2分）
15．（1）逆时针 增大角速度
（各1分共2分）
（2）211
22
E BLv BL ω=
=
（2分）
3
r
R =
外 （1分） R r =内 （1分）
238E BL I R R r
ω
==
+总外内 （1分） 238I BL I r
ω==总 （1分）
（3）2
E I rt =
（1分）
2t π
ω
=
（1分）
2432B L E r
πω
=
（2分）
16．解：（1）列2→3过程能量守恒方程
0.5mgd Q J == （2分）
（2）由3→4做匀加速直线运动，而2和4处速度相等，所以3处速度最小。

由1→2做自由落体得 2
02v gh =
（2分）
由3→4做匀加速直线成运动得
2
202()v v g d l -=- （2分）
/v s =
（1分）
（3）2→3是减速过程，安培力则减小，3位置加速度小。

F mg ma -=安 （2分）
22B L v F R
=安 （2分）
24.1/a m s =
（1分）
17．解：（1）20.533m m E BL x V ==⨯⨯=
（2分）
m
m E I R =
并
（1分）
12
12
3R R R R R =
=Ω+并 （1分）
1m I A =
（1分）
（2）20.511m m m F BL I N ==⨯⨯=安 （2分）
2m m F F mg N =+=外安
（2分）
（3）sin
3sin
5
5
m e E y y π
π
==
（1分）
=
E 有（1分）
5
5
2
2
OC OC y y m π
π
=
⇒= （1分） OC
y t v =
5
6
t s =
（1分） 2
5564
E
Q t J R =
=
=有
并
（2分）。