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绵阳中学高二物理下册半期考试物理试题及答案

绵阳中学高2012级第四学期半期考试物理试题
一、本大题20小题,每小题3分,共60分.在每小题给出的四个选项中有一个或一个以上的选项正确,全对得3分,选对但不全得1分,有错或不选得0分。
1.每时每刻都有大量的宇宙射线射向地球,而地球磁场可以有效地改变这些宇宙射线中大多数射线粒子的运动方向,使它们不能到达地面,这对地球上的生命有十分重要的意义.假设有一束带负电的宇宙射线粒子垂直于地面射向赤道,在地球磁场的作用下,它们偏转的方向是(  )
A.向东      B.向南       C.向西      D.向北
2. 远距离输电用户端的降压变压器的输出电压基本上是保持不变的.相同额定功率的电灯泡离变压器越远越暗,这是因为输电线路上(   )
A. 损失的电流较大,电灯泡中的电流较小   
B. 损失的电流较小,电灯泡中的电流较小
C. 损失的电压较大,电灯泡两端的电压较小 
D. 损失的电压较小,电灯泡两端的电压较小
3.在远距离高压输电中,当输送的电功率相同时,则输电线上损失的电功率(   )
A. 跟输电电压的平方成反比 
B. 跟输电电压的平方成正比
C. 跟输电导线上电压降的平方成反比   
D. 跟输电导线上电压降的平方成正比
4.下列说法正确的是(   )
A.均匀变化的电场一定产生均匀变化的磁场 
B.变化的电场一定产生变化的磁场
C.电磁波在所有介质中的传播速度相同     
D.电磁波是横波
5.某交流电源电压的瞬时值表达式为u = 6 sinl00πt V,下列说法中正确的是(   )
A.用交流电压表测该电源电压时,示数是6V
B.用交流电压表测该电源电压时,示数是6 V
C.把标有“6V, 3W”的小灯泡接在该电源上,小灯泡不会被烧毁
D.用该电源给电磁打点计时器供电时,打点的时间间隔为0.01 s
6. 在如图所示的电路中,A1和A2是完全相同的灯泡,线圈L的电阻可忽略,下列说法正确的是(   )
A.闭合开关S,A2先亮,A1后亮,最后一样亮
B.闭合开关S,A1和A2始终一样亮
C.断开开关S,A1和A2都要过一会儿才熄灭
D.断开开关S,A2立即熄灭,A1过一会儿才熄灭
7. 如图所示,理想变压器的原线圈接 的交流,副线圈通过输电线接两个相同的灯泡L1和L2;输电线的等效电阻为R,电流表为理想电表,开始时,开关S断开。接通S,则(   )
A.副线圈M、N两端的电压减小
B.输电线的等效电阻R的电压增大
C.通过灯泡L1的电流增大
D.原线圈中的电流减小

8.一个边长为6cm的正方形金属线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场垂直,电阻为0.36Ω。磁感应强度B随时间t的变化关系如图所示,则线框中感应电流的有效值为(   )
A.8A      B.4 A      C.4A      D.2 A
9. 有一个金属丝圆环,圆面积为S,电阻为r,放在磁场中,让磁感线垂直地穿过圆环所在平面。在△t时间内,磁感应强度的变化为△B,通过金属丝横截面的电量q与下面哪个量的大小无关(   )
A .时间△t     B. 圆面积S    C. 金属丝圆环电阻    D. 磁感应强度变化△B
10. 如右图所示,一闭合直角三角形线框以速度v匀速穿过匀强磁场区域。从bc边进入磁场开始到a点离开的过程中,线框中感应电流的情况(以逆时针方向为电流的正方向)是下图中的(   )

11.如图是一个自制的演示电磁感应现象的装置。在一根较长的铁钉上用漆包线绕两个线圈A和B,将线圈B的两端接在一起,并把漆包线直线状的CD段放在静止的小磁针的正上方,小磁针放在水平桌面上,并与CD平行。不考虑地磁场对小磁针的影响。以下操作中,闭合或断开S前,系统已经处于稳定状态。俯视小磁针,则下列说法正确的是(   )
A.闭合S的瞬间,小磁针N极顺时针偏转
B.闭合S的瞬间,小磁针N极逆时针偏转
C.断开S的瞬间,小磁针N极顺时针偏转
D.断开S的瞬间,小磁针N极逆时针偏转
12.在LC振荡电路中,随着电流的减小而增大的物理量(   )
A.线圈中的自感电动势       B.电容器两极板间的电压
C.电容器两极板间的场强     D.线圈的磁通量
13.如图所示为一理想自耦变压器的电路图,L1、L2、L3、L4为四个完全相同的灯泡。在A、B两点间加上交变电压U1时,四个灯泡均能正常发光,若C、D两点间的电压为U2,则U1∶U2为(   )
A.1∶1                     B.2∶1        
C.3∶1                     D.4∶1
14.图甲所示电路中,A1、A2、A3为相同的电流表,C为电容器,电阻R1、R2、R3的阻值相同,线圈L的电阻不计。在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图乙所示,则在t1~t2时间内(   )
A.电流表A1的示数比A2的小
B.电流表A2的示数比A3的小
C.电流表A1和A2的示数相同
D.电流表的示数都不为零
15.如图所示,电源电动势为E,线圈L的直流电阻不计,C为电容器,R1和R2为电阻.下列判断正确的是(   )
A.闭合S,稳定后,电容器两端电压为E
B.闭合S,稳定后,电容器的a板带正电
C.断开S后的较短时间内,电容器的a板带正电
D.断开S后的较短时间内,电容器的a板带负电
16. 如图所示,两束单色光a、b由空气射向玻璃,经折射后形成复合光束c,则下列说法正确的是(   )
A. 从玻璃射向空气时,a光的临界角大于b光的临界角
B. 对同种玻璃,a光的折射率比b光的折射率小
C. 在同种玻璃中,a光的光速小于b光的光速
D. 在真空中,a光的光速大于b光的光速

17.水面下某一深度处水平放置平面镜M,一束白光竖直向下从空气进入水中射到平面镜上的O点,已知红光由水射向空气时全反射的临界角为C1,紫光由水射向空气时全反射的临界角为C2。现使平面镜绕过O点的水平轴转动一定的角度时,水面将无光线射出。下列说法正确的是(   )
A. C1<C2                      B. C1>C2
C. 平面镜转过C1/2的角度时,水面上无光线射出
D. 平面镜转过C2/2的角度时,水面上无光线射出
18.如图所示,abc为一全反射棱镜,它的主截面是等腰直角三角形.一束白光垂直入射到ac面上,在ab面上发生全反射,若光线入射点的位置保持不变,改变光线的入射方向,则(不考虑自bc面反射的光线)(   )
A.使入射光按图中所示的顺时针方向逐渐偏转,如果有色光射出ab面,则红光将首先射出
B.使入射光按图中所示的顺时针方向逐渐偏转,如果有色光射出ab面,则紫光将首先射出
C.使入射光按图中所示的逆时针方向逐渐偏转,红光将首先射出ab面
D.使入射光按图中所示的逆时针方向逐渐偏转,紫光将首先射出ab面
19. 如图所示,两块水平放置的平行金属板间距为d,定值电阻的阻值为R,竖直放置的线圈匝数为n,绕制线圈的导线的电阻也为R,其它导线的电阻忽略不计,竖直向上的磁场B穿过线圈,在两极板中一个质量为m、电荷量为q、带正电的油滴恰好处于静止状态,则磁场B的变化情况是(   )
A. 均匀减小,在线圈中的磁通量变化率的大小为 2 mgd / nq
B. 均匀减小,在线圈中的磁通量变化率的大小为mgd / nq
C. 均匀增大,在线圈中的磁通量变化率的大小为2 mgd / nq
D. 均匀增大,在线圈中的磁通量变化率的大小为 mgd / nq
20. 如图所示,光滑导轨倾斜放置,下端连一灯泡,匀强磁场垂直于导轨平面,当金属棒ab沿导轨下滑到稳定状态时,灯泡的电功率为P,其他电阻不计,要使灯泡在棒稳定运动状态下的电功率为2P,则应(   )
A. 将导轨间距变为原来的 倍 
B. 换一电阻减半的灯泡
C. 将磁场磁感应强度B加倍
D. 换一质量为原来 倍的金属棒

 

二.本大题3小题,共40分
21.(13分)如图所示,在第一象限有一匀强电场,场强大小为E,方向与y轴平行;在x轴下方有一匀强磁场,磁场方向与纸面垂直。一质量为m、电荷量为-q(q>0)的粒子以平行于x轴的速度从y轴上的P点处射入电场,在x轴上的Q点处进入磁场,并从坐标原点O离开磁场。粒子在磁场中的运动轨迹与y轴交于M点。已知OP= ,OQ=2 。不计重力。求:
(1)M点与坐标原点O间的距离;
(2)粒子从P点运动到M点所用的时间。

22.(13分)如图所示,两根平行金属导轨相距L,上端接有直流电源,电源电动势为E,内阻为r,导轨的倾斜部分与水平面成θ角,水平部分右端与阻值为R的电阻相连。倾斜部分存在垂直斜面向上的匀强磁场,水平部分存在垂直水平面向下的匀强磁场,两部分磁场的磁感应强度大小相等。倾斜导轨与水平导轨光滑连接,金属棒a与导轨接触良好,质量为m,电阻也为R。金属导轨固定不动且电阻不计。不计一切摩擦。导轨的倾斜部分和水平部分都足够长。求:
(1)开关闭合时,金属棒a恰能处于静止状态,求匀强磁场磁感应强度的大小?
(2)断开开关,从静止释放金属棒a,在金属棒a进入水平轨道后,电路中产生的最大焦耳热为多少?

23.(14分)图中虚线为相邻两个匀强磁场区域1和2的边界,两个区域的磁场方向相反且都垂直于纸面,磁感应强度大小都为B,两个区域的高度都为L。一质量为m、电阻为R、边长也为L的单匝矩形导线框abcd,从磁场区域上方某处竖直自由下落,ab边保持水平且线框不发生转动。当ab边刚进入区域1时,线框恰开始做匀速运动;当线框的ab边下落到区域2的中间位置时,线框恰又开始做匀速运动。求:
(1)当ab边刚进入区域1时做匀速运动的速度v1;
(2)当ab边刚进入磁场区域2时,线框的加速度的大小与方向;
(3)线框从开始运动到ab边刚要离开磁场区域2时的下落过程中产生的热量Q。

绵阳中学高2012级第四学期半期考试
物 理 答 案
一、选择题(60分)1.C  2.C  3.AD  4.D  5.AC  6.AC  7.B  8.A  9.A  10.A  11.AD  12.ABC  13.D   14.C  15.C  16.AB   17.BC  18.A  19.A  20.D 
二、计算题(40分)
21.(13分)解:(1)设速度为 ,粒子从P点运动到Q点所用的时间为t1,进入磁场时速度方向与x轴正方向的夹角为 ,则
   …………①(1分) 
  …………②(1分)     …………③(1分)
其中 ,又有  …………④(1分)
联立②③④式,得 30° …………⑤(1分)
因为M、O、Q点在圆周上,∠MOQ=90°,所以MQ为直径。从图中的几何关系可知,
 …………⑥(1分)     MO=6 …………⑦(1分)
(2)设粒子在磁场中运动的速度为 ,从Q到M点运动的时间为t2,则有
 …………⑧(1分)      …………⑨(1分)
带电粒子自P点出发到M点所用的时间t为   …………⑩(1分)
联立①②③⑤⑥⑧⑨⑩式,并代入数据得  …………○11(2分)
22.(13分)解:(1)设开关闭合时,电路的总电阻为R1,电路中的总电流为I1,流过金属 的电流为Ia,则
  …………①(1分)     …………②(1分)
     …………③(1分)    
金属棒a平衡,则 …………④(1分)
解得 …………⑤(1分)
(2)由于轨道倾斜部分足够长,金属棒在进入水平轨道前做匀速运动,设断开开关时,电路的总电阻为R2,金属棒a做匀速运动的速度为v2,棒中的电动势E2,电路中的电流为I2,则
  …………⑥ (1分)  …………⑦ (1分)  …………⑧(1分)
金属棒在倾斜导轨上以v2匀速运动,处于平衡状态,则
  …………⑨(1分) 解得  …………⑩(1分)
在金属棒a进入水平轨道后,设电路中产生的最大焦耳热为Q,根据能量守恒
  …………○11(1分)    解得  …………○12(1分)
23.(14分)(1)(3分)当ab边刚进入磁场1时,线框恰开始做匀速运动,一直到ab边刚进入区域2。
ab边切割磁感线产生电动势为:    电流为:
线框受到的安培力为:F安1=BI1L
线框做匀速运动,根据物体平衡条件有:mg=F安1
联立式解得,线框的速度:      
(2)(5分)导线框ab边刚进入磁场区域2时
ab边和cd边切割磁感线产生电动势为:E2=2BL 1
线框中形成的电流为:
线框受到的安培力为:F安2=2BI2L
线框受力产生加速度,由牛顿第二定律得:F安2-mg=ma
解得线框的加速度:a=3g,方向竖直向上
(3)(6分)当线框ab边下落到区域2的中间位置时,线框恰又开始做匀速运动,一直到ab边刚离开区域2时,设线框做匀速运动的速度为 .
ab边和cd边切割磁感线产生电动势为:E3=2BL 2
线框中形成的电流为:
线框受到的安培阻力为:F安3=2BI3L
线框做匀速运动,根据物体平衡条件有:mg=F安3
解得导线框的速度:
导线框在从ab边刚进入磁场区域1到ab边匀速离开磁场区域2的过程中,损失的机械能转化为电能,并在导线框中转化为焦耳热Q,由能量守恒定律得:
Q=mg(2L)-[ ]
解得焦耳热:Q=2mgL+ 

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