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河南省三门峡市陕州中学2015-2016学年高二上学期入学考试物理试题


2015-2016 学年上期暑假入学考试试卷 高二物理

一、选择题(本题共计 12 题,每题 4 分,共计 48 分。其中 4、10 为多选) 1.下列与磁场有关的物理概念中,错误的是( )

A、磁感线的切线方向表示磁场的方向,其疏密表示磁感应强度的大小 B、磁感应强度的方向跟放入磁场中的受磁场力作用的电流方向有关 C、磁感应强度是描述磁场强弱的物理量,是矢量 D、磁感应强度的方向跟产生磁场的电流方向有关,而与放入磁场中的受磁场力作用的电 流无关 2.如图所示,一矩形线圈 abcd,已知 ab 边长为 l1,bc 边长 为 l2, 在磁感应强度为 B 的匀强磁场中绕 OO′轴以角速度 ω 从图 示位置开始匀速转动,则 t 时刻线圈中的感应电动势为( A.0.5Bl1l2ω sin ω t B.0.5Bl1l2ω cos ω t C.Bl1l2ω sin ω t D.Bl1l2ω cos ω t 3. 如图所示, 矩形线圈 abcd 在匀强磁场中分别绕垂直于磁场 方向的轴 P1 和 P2 以相同的角速度匀速转动,当线圈平面转到与磁 场方向平行时( ) )

A.线圈绕 P1 转动时产生的感应电流等于绕 P2 转动时产生的 感应电流 B.线圈绕 P1 转动时产生的感应电动势小于绕 P2 转动时产生的感应电动势 C.线圈绕 P1 和 P2 转动时产生的感应电流的方向相同,都是 a→b→c→d D.线圈绕 P1 转动时 dc 边受到的安培力大于绕 P2 转动时 dc 边受到的安培力 4.有一交变电流如图所示,则由此图像可知( A.它的周期是 0.8 s B.它的峰值是 4 A C.它的有效值是 2 2 A D.它的频率是 0.8 Hz 5.某交变电流的电压为 u=6 2sin 314t V,则下列说法错误的是( A.用此交变电流作打点计时器的电源时,打点周期为 0.02 s B.把耐压值为 6 V 的电容器接在此电源上会被击穿 C.此电压最大值为 6 2 V ) )

D.t=

1 s 时,交流电压的瞬时值为 3 V 300

6.电阻 R、电容 C 与一线圈连成闭合电路,条形磁铁静止于线圈的正上方,N 极朝下, 如图所示. 现使磁铁开始自由下落, 在 N 极接近线 程中, 流过 R 的电流方向和电容器极板的带电情况 A.从 a 到 b,上极板带正电 B.从 a 到 b,下极板带正电 C.从 b 到 a,上极板带正电 D.从 b 到 a,下极板带正电 7.一个带电粒子沿垂直于磁场方向射入匀强磁场, 粒子经过 的轨迹如图所示, 轨迹上的每一小段都可以近似看成圆弧, 由于 带电粒子使沿途空气电离, 粒子的能量逐渐减小 (带电量不变) , 从图中可以确定粒子的运动方向和电性是( A、粒子从 a 到 b,带负电 B、粒子从 b 到 a,带负电 C、粒子从 a 到 b,带正电 D、粒子从 b 到 a,带负电 8.如图所示,在一均匀磁场中有一 U 形导线框 abcd,线框处 于水平面内,磁场与线框平面垂直,R 为一电阻,ef 为垂直于 ab 的一根导体杆,它可在 ab、cd 上无摩擦地滑动.杆 ef 及线框中 导线的电阻都可不计.开始时,给 ef 一个向右的初速度,则 ( ) A.ef 将减速向右运动,但不是匀减速 B.ef 将匀减速向右运动,最后停止 C.ef 将匀速向右运动 D.ef 将往返运动 9.如图所示,匀强磁场存在于虚线框内,矩形线圈竖直下落。如 果线圈受到的磁场力总小于其重力,则它在 1、2、3、4 位置 时的加 速度关系为 ( ) B.a1=a3>a2>a4 D.a4=a2>a3>a1 ) 圈上端的过 是( )

A.a1>a2>a3>a4 C.a1=a3>a4>a2

10.在图所示的实验电路中,带铁芯的、电阻较小的线圈 L 与灯 A 并联,当合上电键 K, 灯 A 正常发光,则下列说法正确的是 A.当断开 K 时,灯 A 立即熄灭 ( )

B.当断开 K 时,灯 A 突然闪亮后熄灭 C.若用电阻值与线圈 L 相同的电阻取代 L 接入电路, 当断开 K 时,灯 A 立即熄灭 D.若用电阻值与线圈 L 相同的电阻取代 L 接入电路, 当断开 K 时,灯 A 突然闪亮后熄灭 11.如图所示,A 是长直密绕通电螺线管,小线圈 B 与电流表连接,并沿 A 的轴线 Ox 从 O 点自左向右匀速穿过螺线管 A.能正确反映通过电流表中电流 I 随 x 变化规律的是( )

12.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,则在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是( )

二、实验题(共计 10 分) 13.下图是研究电磁感应现象实验所需的器材,用实线将带有铁芯的线圈 A、电源、滑动 变阻器和开关连接成原线圈回路,将小量程电流表和线圈 B 连接成副线圈回路,并列举出在 实验中改变副线圈回路磁通量,使副线圈回路产生感应电流的三种方式:

(1)_______________________________________________;

(2)_______________________________________________;

(3)_______________________________________________.

三、计算题(本题共计 42 分) 5 14. (10 分)如图所示,一半径为 r=10 cm 的圆形线圈共 100 匝,在磁感应强度 B= π2 T 的匀强磁场中,绕垂直于磁场方向的中心轴线 OO′以 n=600 r/min 的转速匀速转动,当线圈转至中性面位置(图中位置)时开始计时. (1)写出线圈内所产生的交变电动势的瞬时值表达式; (2)求线圈从图示位置开始在 1/60 s 时的电动势的瞬时值.

15.(10 分)如图所示,以 MN 为界的两匀强磁场,磁感应强度 B1=2B2,方向垂直纸面向 里,现有一质量为 m、带电量为 q 的正粒子,从 O 点沿图示方向进入 B1 中。 ⑴试画出此粒子的运动轨迹 ⑵求经过多长时间粒子重新回到 O 点?

16.(10 分)如图所示,匀强磁场中有一矩形闭合线圈 abcd,线圈平面与磁场垂直。已 知线圈的匝数 N=100,边长 ab=1.0m、bc=0.5m,电阻 r=2Ω ,磁感应强度 B 在 0~1s 内从 零均匀变化到 0.2T。 在 1~5s 内从 0.2T 均匀变化到-0.2T, 取垂直纸面向里为磁场的正方向。 求: (1) 0~1s 内线圈内感应电动势的大小 E 和感应电流的方向; (2)在 1~5s 内通过线圈的电荷量 q;

17. (12)如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距 1 m, 导轨平面与水平面成 θ =37°角,下端连接阻值为 R 的电阻, 匀强磁场方向与导轨平面垂直.质量为 0.2 kg、电阻不计的

金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触,它们之间的动摩擦因数为 0.25. (1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小; (2)当金属棒下滑速度达到稳定时,电阻 R 消耗的功率为 8 W,求该速度的大小. (3)在上问中, 若 R=2 Ω , 金属棒中的电流方向由 a 到 b, 求磁感应强度的大小与方向. (g 取 10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)

参考答案 1、B2、D3、A4、AB5、D6、D7、C8、A9、B10、BC11、C12、B 13 解析 实物连接如图所示 (1)合上(或断开)开关瞬间. (2)将原线圈插入副线圈或从副线圈中抽出. (3)移动滑动变阻器的滑动片. 见解析 14、 【解析】 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴 线匀速转动时,线圈内产生正弦交变电动势,当线圈平面在 中性面时开始计时,其表达式为 e=Emsin ω t. (1)e=Emsin ω t,Em=NBSω (与线圈形状无关), ω =20π rad/s,故 e=100sin 20π t. 1 (2)当 t= s 时, 60 1 e=100sin(20π × ) V=50 60 15、略 2 ?m / ?B2 q ? 16、 (1)根据感应电动势 Δ Φ1 E=N ,磁通量的变化量 Δ Φ 1=Δ B1S Δ t1 3 V=86.6 V.

Δ B1S 解得 E=N ,代入数据得 E=10V,感应电流的方向为 a→d→c→b→a Δ t1 Δ B2S E′ (2)同理可得 E′=N ,感应电流 I2= ,电量 q=I2Δ t2 Δ t2 r Δ B2S 解得 q=N ,代入数据得 q=10C r 17、解析:(1)金属棒开始下落的初速为零,根据牛顿第二定律 mgsinθ -μ mgcosθ =ma① 由①式解得 a=10×(0.6-0.25×0.8) m/s2=4 m/s2.② (2)设金属棒运动达到稳定时,速度为 v,所受安培力为 F,棒在沿导轨方向受力平衡 mgsinθ -μ mgcosθ -F=0③ 此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻 R 消耗的电功率 Fv=P④ P 8 由③④两式解得 v= = m/s=10 m/s.⑤ F 0.2×10×(0.6-0.25×0.8)

(3)设电路中电流为 I,两导轨间金属棒的长为 l,磁场的磁感应强度为 B vBl I= ⑥ R 由⑥⑦两式解得 B= P=I2R⑦ PR 8×2 = T=0.4 T⑧ vl 10×1

磁场方向垂直导轨平面向上


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