湖北省武汉四中等四所重点中学2016_2017高二物理上学期期末考试试题
湖北省部分重点中学2016——2017学年度上学期高二期末考试
物理试卷
考试时间：90分钟试卷满分：110分
一、选择题：（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，1—8题只有一个选项正确；9—12题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）
1．关于磁感应强度B的概念，下列说法中正确的是（）
A．根据磁感应强度的定义式B=可知，磁感应强度B与F成正比，与IL成反比
B．一小段通电导线放在磁感应强度为零处，它所受的磁场力不一定为零
C．一小段通电导线在某处不受磁场力作用，该处的磁感应强度不一定为零
D．磁场中某处磁感应强度的方向，与通电导线在该处所受磁场力的方向相同
2．如图所示，两个相同的带电粒子，不计重力，同时从A孔沿AD方向射入一正方形空腔中，空腔中有垂直纸面向里的匀强磁场，两粒子的运动轨迹分别为a和b，则两粒
子的速率和在空腔中运动的时间的关系是（）
A．v a＝v b，t a
C．v a>v b，t a 3．在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图甲所示，当磁场的磁感应强度B随时间t做如图乙变化时，下列选项中能正确表示线圈中感应电动势E变化的是( ) 4．如图所示为演示交变电流产生的装置图，关于这个实验，正确的说法是（） A．线圈每转动一周，指针左右摆动两次 B．图示位置为中性面，线圈中无感应电流 C．图示位置ab边的感应电流方向为a→b D．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零 5．在如图所示的电路中，S闭合时流过电感线圈的电流是2 A，流过灯泡的电流是1 A，将S突然断开，则S断开前后，能正确反映流过灯泡的电流I随时间t变化的图线是图中的（） 6．如图所示是一交变电流的i-t图象，则该交变电流的有效值为（） A．4 A B． C 7．如图所示，水平地面上方有正交的匀强电场E和匀强磁场B，电场方向竖直向下，磁场方向垂直纸面向外，等腰三角形的金属框由底边呈水平位置开始沿竖直平面的电磁场由静止开始下落，下落过程中三角形平面始终在竖直平面内，不计阻力，a、b落到地面的次序是（） A．a先于b B．b先于a C．a、b同时落地 D．无法判定 8．三角形导线框abc放在匀强磁场中，磁感线方向与线圈平面垂直，磁感应强度B随时间变化的图象如图所示。t＝0时磁感应强度方向垂直纸面向里，则在0～4 s时间内，线框的ab边所受安培力随时间变化的图象如图所示（力的方向规定向右为正）（） 9．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，如下图所示（） A．四种情况下流过ab边的电流的方向都相同 B．四种情况下ab两端的电势差都相等 C．四种情况下流过线框的电荷量都相等 D．四种情况下磁场力对线框做功的功率都相等 10．如图所示，两根光滑的金属导轨，平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨的左端接有电阻R，导轨自身的电阻可忽略不计。斜面处在一匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上。质量为m、电阻可以不计的金属棒ab，在沿着斜面与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑，并上升h高度，在这一过程中（） A．作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于零 B．作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于mgh与电阻R上产生的焦耳热之和 C．恒力F与安培力的合力所做的功等于零 D．恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热 11．如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于水平方向的匀强磁场中，线框面积为S，电阻为 R。线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度ω 流为I，下列说法正确的（） A．线框中感应电流的有效值为2I B C D 12．如图所示，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2、R3和R4均为固定电阻，开关S是闭合的。两个交流电压表为理想电压表，读数分别为U1和U2；三个交流电流表为理想电流表，读数分别为I1、I2和I3。现断开S，U1数值不变，下列推断中正确的是（） A．U2变小、I3变小 B．U2不变、I3变大 C．I1变小、I2变小 D．I1变大、I2变大 二、实验题：（本题共2小题，其中第13题8分，第14题8分，共16分。） 13. （1）在“研究电磁感应现象”的实验中：为了研究感应电流的方向，图中滑动变阻器和电源的连线已经画出，请将图中实物连成实验所需电路图。 （2）连接好实验线路后，闭合开关，发现电流计的指针向右偏，则在闭合开关后，把螺线管A插入螺线管B的过程中，电流表的指针将向_____________偏转（填“向左”“向右”或“不”）； （3）闭合开关后，线圈A放在B中不动，在滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中，电流表指针将向____________偏转（填“向左”“向右”或“不”）； （4）闭合开关后，线圈A放在B中不动，在突然断开S时，B线圈中产生的感应电流方向与A线圈中的电流方向____________（填“相同”或“相反”或“无电流”）。 14.有一个小灯泡上标有“4 V，2 W”的字样，现要描绘这个灯泡的伏安特性曲线。有下列器材供选 用： A．电压表（0—5 V，内阻约为10 kΩ） B．电压表（0—10 V，内阻约为20 kΩ） C．电流表（0—0．3 A，内阻约为lΩ） D．电流表（0—0．6 A，内阻约为0．4Ω） E．滑动变阻器（10Ω，2 A） F．学生电源（直流6 V） 还有电键、导线若干 （1）实验中所用电压表应选用_________（填A或B），电流表应选用_________（填C或D）。（2）实验时要求灯泡电压能从零开始调节，并尽量减小实验误差，请在方框内画出实验电路原理图。 三、计算题：(本题共4小题，共46分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。) 15．（10分）如图所示，一边长为L的正方形线圈abcd绕对称轴OO'在匀强磁场中转动，转速为n=120转/分，若已知边长L=20 cm，匝数N=20，磁感应强度B=0．2 T，求: （1）转动中的最大电动势及位置。 （2）从中性面开始计时的电动势瞬时值表达式。 （3）从图示位置转过90°过程中的平均电动势。 16．(10分)在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失。有一个小型发电站，发电机输 出的电功率为P=500kW，当使用U=5kV的电压输电时，测得输电线上损耗功率是输送功率的40%。求：（1）输电线上的电流I、输电线的总电阻r和输电线上的损耗的电压U损 （2）若想把损耗功率控制在输送功率的 1.6%，又不改变输电线，那么电站应使用多高的电压向外输电？线路损耗的电压是多少？ 17．（12分）如图所示，以MN为下边界的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外， MN 上方有一单匝矩形导线框abcd，其质量为m，电阻为R，ab边长为l1，bc边长为l2，cd边离MN的高度为h．现将线框由静止释放，线框下落过程中ab边始终保持水平，且ab边离开磁场前已做匀速直线运动，求线框从静止释放到完全离开磁场的过程中 （1）ab边离开磁场时的速度v； （2）通过导线横截面的电荷量q； （3）导线框中产生的热量Q． 18．(14分)如图所示，一带电粒子以某一速度在竖直平面内做直线运动，经过一段时间后进入一垂直于纸面向里、磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域（图中未画出磁场区域），粒子飞出磁场后垂直电场方向进入宽为L的匀强电场. 电场强度大小为E，方向竖直向上. 当粒子穿出电场时速度大小 . 已知带电粒子的质量为m，电量为q，重力不计. 粒子进入磁场前的速度与水平方向成60°角，如图. 试解答： （1）粒子带什么电？ （2）带电粒子在磁场中运动时速度多大？（3）该圆形磁场区域的最小面积为多大？ 湖北省部分重点中学2016——2017学年度上学期高二期末考试 物理答题卡 一、选择题：（4分×12=48分） 1、【A】【B】【C】【D】 2、【A】【B】【C】【D】 3、【A】【B】【C】【D】 4、【A】【B】【C】【D】 5、【A】【B】【C】【D】 6、【A】【B】【C】【D】 7、【A】【B】【C】【D】 8、【A】【B】【C】【D】 9、【A】【B】【C】【D】 10、【A】【B】【C】【D】 11、【A】【B】【C】【D】 12、【A】【B】【C】【D】 二、实验题：（8分×2=16分） 13、（1）（2分） （2）（2分）（3）（2分）（4）（2分）14、（1）（2分）（2分） （2）（4分） 三、计算题：（共46分） 15、（10分） 16、（10分） 17.（12分） 18、（14分） 湖北省部分重点中学2016——2017学年度上学期高二期末考试 物理试题参考答案 一、 选择题：(4分×12=48分) 二、 实验题：（共16分） 13、（1）（ 2分） （2）向右（2分） （3）向左（2分） （4）相同（2分） 14、（1） A (2分) D (2分) （2）（4分） 三、 计算题：（46分） 15、（10分）【解析】（1）当线圈平面转到与磁场平行时，ab 、cd 两边均垂直切割磁感线，这时线圈中产生的感应电动势最大 --------------------2分 E m =NBS ω=20×0．2×0．22 ×2π×2 V=2．0 V--------------2分 （2）电动势瞬时值表达式为e=E m sin ωt=2sin （4πt ）V----------2分 （3）ω-------------------2分 E=1．28 V-------------2分 16、（10分） 【解析】 （1） P 损 =40%P=200KW--------1分 输电线上的电流 --------1分 输电线损耗功率2 P I r =损 ，得r=20Ω-------2分 2000V U Ir ==损 ------------1分 （2） 1.6%8kW P P '=?= --------1分 2 =P I r ''损 20A I '= ------2分 分 ==400V U I r ''损 -------1分 17、（12分） 【解析】（1）线框匀速运动时， ①--------1分 ②-------1分 ③-----1分 ④-----1分 由①②③④联立：-----1分 （2）导线框穿过磁场的过程中， ⑤------1分 ⑥-------1分 ⑦--------1分 由⑤⑥⑦联立：-------1分 （3）导线框穿过磁场的过程中，利用能量守恒定律， --------2分 带入（1）中的速度，解得：--------1分 18、（14分） 【解析】（1）已知磁场垂直纸面向里，粒子在磁场中向右偏转600垂直进入电场，由左手定则判断：粒子一定带负电---------------2分 （2）粒子在电场中做类平抛运动，水平方向：----------1分 竖直方向：---------1分 其中，；---------2分 解得：-------------------2分 (3)粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力完全提供向心力： ，即：-------------1分 将v0代入，得：----------------2分 已知速度偏向角为600，磁场面积最小值是以R为直径的圆： --------1分 整理得：S=------------------2分