人教版高中物理选修32高二下学期期中考试答案.docx
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人教版高中物理选修32高二下学期期中考试答案
高中物理学习材料
(马鸣风萧萧**整理制作)
红旗中学松山校区2014—2015学年度高二下学期期中考试
物理试题
第Ⅰ卷(选择题 共48分)
一、选择题(共8小题,每小题6分,共48分,全部选对的得6分,选不全的得3分,有选错或不答的得0分)
1.(单选)电磁学的成就极大地推动了人类社会的进步。
下列说法错误的是( )
A.甲图中,这是录音机的录音电路原理图,当录音机录音时,由于话筒的声电转换,线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场
B.乙图电路中,开关断开瞬间,灯泡会突然闪亮一下,并在开关处产生电火花
C.丙图中,在真空冶炼中,可以利用高频电流产生的涡流冶炼出高质量的合金
D.丁图中,钳形电流表是利用电磁感应原理制成的,它的优点是不需要切断导线,就可以方便地测出通过导线中交变电流的大小
答案:
B
解析:
乙图中开关断开后,灯泡立即熄灭,B错误。
2.(多选)如图是验证楞次定律实验的示意图,竖直放置的线圈固定不动,将磁铁从线圈上方插入或拔出,线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流,各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况,其中表示正确的是(CD)
3.(单选)如图甲所示,长直导线与闭合金属线框位于同一平面内,长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示。
在0-T/2时间内,直导线中电流向上,则在T/2-T时间内,线框中感应电流的方向与所受安培力情况是( )
A.感应电流方向为顺时针,线框受安培力的合力方向向右
B.感应电流方向为逆时针,线框受安培力的合力方向向右
C.感应电流方向为顺时针,线框受安培力的合力方向向左
D.感应电流方向为逆时针,线框受安培力的合力方向向左
答案:
A
解析:
在
-T时间内,直线电流方向向下,根据安培定则,知导线右侧磁场的方向垂直纸面向外,电流逐渐增大,则磁场逐渐增强,根据楞次定律,金属线框中产生顺时针方向的感应电流。
根据左手定则,知金属框左边受到的安培力方向水平向右,右边受到的安培力水平向左,离导线越近,磁场越强,则左边受到的安培力大于右边受到的安培力,所以金属框所受安培力的合力水平向右,故A正确。
故选A。
4、(多选)如图所示,A1和A2是完全相同的灯泡,线圈L的电阻可以忽略,下列说法中正确的是(BD)
A.合上开关K接通电路时,A2始终比A1亮
B.合上开关K接通电路时,A2先亮,A1后亮,最后一样亮
C.断开开关K切断电路时,A2先熄灭,A1过一会儿才熄灭
D.断开开关K切断电路时,A1和A2都要过一会儿才熄灭
5.(单选)压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小,有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置,其工作原理如图①所示,将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上,中间放置一个绝缘重球,小车向右做直线运动过程中,电流表示数变化与时间t的关系如图②所示,下列判断正确的是( )
A.从t1到t2时间内,小车做匀速直线运动
B.从t1到t2时间内,小车做匀加速直线运动
C.从t2到t3时间内,小车做匀速直线运动
D.从t2到t3时间内,小车做匀加速直线运动
答案 D
6.(单选)如图所示,M是一小型理想变压器,接线柱a、b接在电压u=311sin314tV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R2为用半导体热敏材料制成的正温度系数传感器(其电阻随温度升高而增大),电流表A2为值班室的显示器,显示通过R1的电流,电压表V2显示加在报警器上的电压(报警器未画出),R3为一定值电阻。
当传感器R2所在处出现火警时,以下说法中正确的是( )
A.A1的示数不变,A2的示数增大B.V1的示数不变,V2的示数减小
C.V1的示数不变,V2的示数增大D.A1的示数增大,A2的示数减小
7.(多选)某输电线路横穿公路时,要在地下埋线通过,为了保护线路不至于被压坏,预先铺设结实的过路钢管,再让输电线从钢管中穿过,电线穿管的方案有两种,甲方案是铺设两根钢管,两条输电线分别从两根钢管中穿过,乙方案是只铺设一根钢管,两条输电线都从这一根钢管中穿过,如果输电导线输送的电流很强大,那么,以下说法正确的是( )
A.无论输送的电流是恒定电流还是交变电流,甲乙两方案都是可行的
B.若输送的电流是恒定电流,甲乙两方案都是可行的
C.若输送的电流是交变电流,乙方案是可行的,甲方案是不可行的
D.若输送的电流是交变电流,甲方案是可行的,乙方案是不可行的
答案:
BC
解析:
输电线周围存在磁场,交变电流产生变化的磁场,可在金属管中产生涡流,当输电线上电流很大时,强大的涡流有可能将金属管融化,造成事故。
所以甲方案是不可行的。
在乙方案中,两条导线中的电流方向相反,产生的磁场互相抵消,金属管中不会产生涡流,是可行的,此题类似于课本中提到的“双线并绕”。
8.(多选)如图,矩形闭合导体线框在匀强磁场上方,由不同高度静止释放,用t1、t2分别表示线框ab边和cd边刚进入磁场的时刻。
线框下落过程形状不变,ab边始终保持与磁场水平边界线OO′平行,线框平面与磁场方向垂直。
设OO′下方磁场区域足够大,不计空气影响,则下列哪一个图象可能反映线框下落过程中速度v随时间t变化的规律( )
答案:
BCD
解析:
在0~t1时间内,线框做自由落体运动,t2时刻以后,线框全部进入磁场后做匀加速直线运动,这两段时间内的v-t图线均为直线。
在t1~t2时间内,线框进入磁场的过程中,线框的运动状态与进入磁场时的速度v有关。
当线框在磁场中匀速运动时,安培力等于重力,即
=mg。
若线框的速度v大于v0,则进入磁场后减速,由
-mg=ma可知,加速度减小,若线框速度v>v0,但相差不大,则线框进入磁场后可能先减速再匀速,B项正确;若线框的速度v=v0,则线框进入磁场一直匀速至全部进入磁场,D项正确;若线框的速度v 只有A选项不可能。 第Ⅱ卷(非选择题 共62分) 二、填空题(共2小题,共12分。 把答案直接填在横线上) 9.(6分)如图为“研究电磁感应现象”的实验装置。 (1)将图中所缺导线补接完整。 (2)如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上电键后: A.将原线圈迅速插入副线圈时,灵敏电流计指针将________。 (填“向左偏转一下”或“向右偏转一下”或“不偏转”) B.原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,灵敏电流计指针________。 (填“向左偏转一下”或“向右偏转一下”或“不偏转”) 答案: (1)如图所示 (2)A.向右偏转一下 B.向左偏转一下 10.(6分)原始的电话机将听筒和话筒串联成一个电路,当自己对着话筒讲话时,会从听筒中听到自己的声音,导致听觉疲劳而影响通话。 现代的电话将听筒电路与话筒电路分开,改进后的电路原理示意图如图所示,图中线圈Ⅰ与线圈Ⅱ的匝数相等,R0=1.2kΩ,R=3.6kΩ,Rx为可变电阻。 当Rx调到某一值时,从听筒中就听不到话筒传出的声音了,这时Rx=________kΩ。 答案: 1.8 解析: 当Ⅰ、Ⅱ线圈所在的回路对称时,从听筒中就听不到话筒发出的声音了。 即Rx与R并联后的总电阻与R0相等,即可形成回路对称。 则 =R0 代入数据R0=1.2kΩ,R=3.6kΩ,解得Rx=1.8kΩ 三、论述·计算题(共4小题,35分。 解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位) 11.(6分)如图所示,用导线绕成面积为S=0.5m2的圆环,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规律变化的磁场中。 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。 答案: (1)1V (2)0.05W 解析: (1)线圈中产生的感应电动势E= E= S= V=1V (2)此时R=20Ω,光敏电阻的电功率P= P= W=0.05W 12.(10分)如图所示,两光滑金属导轨,间距d=0.2m,在桌面上的部分是水平的,处在磁感应强度B=0.1T、方向竖直向下的有界磁场中,电阻R=3Ω,桌面高H=0.8m,金属杆ab质量m=0.2kg、电阻r=1Ω,在导轨上距桌面h=0.2m高处由静止释放,落地点距桌面左边缘的水平距离s=0.4m,g=10m/s2,求: (1)金属杆刚进入磁场时,杆中的电流大小和方向; (2)整个过程中电路放出的热量。 答案: (1)0.01A;a→b (2)0.225J 解析: (1)ab杆刚进入磁场的瞬间,速率为v,由机械能守恒定律得mgh= mv2,v= =2m/s 此时感应电动势E=Bdv=0.1×0.2×2V=0.04V I= = A=0.01A 方向: 杆中由a→b (2)金属杆平抛初速度为v′,则有 s=v′ ,v′= =1m/s 由能量守恒,有 Q=mgh- mv′2=(0.2×10×0.2- ×0.2×12)J =0.3J 13.(13分)如图,在竖直向下的磁感应强度为B=2.0T的匀强磁场中,两根足够长的平行光滑金属轨道MN、PQ固定在水平面内,相距为L=1.0m。 一质量为m=1.0kg的导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上,与轨道接触良好。 轨道和导体棒的电阻均不计。 (1)如图1,若轨道左端接一电动势为E=12.0V、内阻为r=0.5Ω的电源和一阻值未知的电阻。 闭合开关S,导体棒从静止开始运动,经过一段时间后,导体棒达到稳定最大速度vm=5.0m/s,求此时电源的电流。 (2)如图2,若轨道左端接一电容器,电容器的电容为C=0.5F,导体棒在水平恒定拉力的作用下从静止(t=0)开始向右运动。 已知tc=3.0s时刻电容器两极板间的电势差为Uc=6.0V。 求导体棒运动过程中受到的水平拉力大小。 解析(13分) (1)导体棒达到最大速度vm时,棒中没有电流。 电源的路端电压 (1分) 电源与电阻所在回路的电流 =4A(2分) (2)设金属棒滑动的速度大小为v,则感应电动势为: E=Blv(2分) 平行板电容器两板间的电势差为U=E 设此时电容器极板上积累的电荷为Q,按定义有: 联立式得Q=CBlv(2分) 设在时间间隔(t,t+Δt)内流经金属棒的电荷量为ΔQ,按定义电流为 ΔQ是Δt电容器极板上增加的电荷量, 得ΔQ=CBlΔv 式中Δv为速度的变化量,按定义有 对金属棒由牛顿第二定律得-BIl+F=ma 联解得 (2分) 由式知金属棒做匀加速直线运动 =3N 14、如图所示,位于光滑水平桌面上的小滑块P和Q都可视作质点,质量相等。 Q与轻质弹簧相连。 设Q静止,P以某一初速度向Q运动并与弹簧发生碰撞。 在整个碰撞过程中,弹簧具有的最大弹性势能等于(B) A.P的初动能B.P的初动能的1/2 C.P的初动能的1/3D.P的初动能的1/4 15、探究某中性笔的弹跳问题时,把笔分为轻质弹簧、内芯和外壳三部分,其中内芯和外壳质量分别为m和4m.笔的弹跳过程分为三个阶段: ①把笔竖直倒立于水平硬桌面,下压外壳使其下端接触桌面(见题图a); ②由静止释放,外壳竖直上升至下端距桌面高度为h1时,与静止的内芯碰撞(见题图b); ③碰后,内芯与外壳以共同的速度一起上升到外壳下端距桌面最大高度为h2处(见题图c)。 设内芯与外壳的撞击力远大于笔所受重力、不计摩擦与空气阻力,重力加速度g=10m/s2。 求: (1)外壳与内芯碰撞后瞬间的共同速度大小; (2)从外壳离开桌面到碰撞前瞬间,弹簧做的功; 解析: 设外壳上升高度h1时速度为V1,外壳与内芯碰撞后瞬间的共同速度大小为V2, (1)对外壳和内芯,从撞后达到共同速度到上升至h2处,应用动能定理有 (4mg+m)(h2-h1)= (4m+m)V22,解得V2= ; (2)外壳和内芯,碰撞过程瞬间动量守恒,有4mV1=(4mg+m)V2, 解得V1= , 设从外壳离开桌面到碰撞前瞬间弹簧做功为W,在此过程中,对外壳应用动能定理有 W-4mgh1= (4m)V12, 解得W= mg;
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