2014届江苏省徐州市高二上学期期末考试物理试卷（选修）（解析版）

一、选择题

1. 难度：简单

自然界中的电和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献。最早发现通电导线周围存在磁场的科学家是

A．洛伦兹           B．安培             C．法拉第           D．奥斯特

2. 难度：简单

下列说法中正确的是

A．磁感线总是从磁体的N极出发终止于磁体的S极

B．一小段通电导线放在某处不受磁场的作用力，则该处的磁感应强度一定为零

C．线圈放在磁场越强的位置，线圈的磁通量一定越大

D．穿过线圈的磁通量变化越快；线圈中产生的感应电动势越大

3. 难度：简单

下列几幅图中，由电流产生的磁场方向正确的是

4. 难度：中等

如图所示的区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为。一个电阻为、单径为、圆心角为45⁰的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的轴匀速转动(轴位于磁场边界)，周期为则线框内产生的感应电流的图象为(规定电流顺时针方向为正)

5. 难度：中等

如图所示，将硬导线中间一段折成不封闭的正方形，每条边长均为，它在磁感应强度为、方向垂直纸面向外的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，角速度为，导线在两处通过电刷与外电路连接。设外电路电阻为，其余电阻忽略不计，则整个回路的功率为

A．                            B．

C．                            D．

6. 难度：中等

某发电站采用高压输电向外输送电能。若输送的总功率为，输电电压为，输电导线的总电阻为，则下列说法正确的是

A．输电线上的电流                 B．输电线上的电流

C．输电线上损失的功率         D．输电线上损失的功率

7. 难度：中等

如图所示，A、B为两个完全相同的灯泡，为自感线圈(自感系数较大；直流电阻不计)，为电源，为开关。下列说法正确的是  

A．闭合开关的瞬间，A、B同时亮，但A很快又熄灭

B．闭合开关稳定后，A、B一样亮   

C．闭合开关稳定后，断开开关，A、B立即同时熄灭

D．闭合开关稳定后，断开开关，A闪亮后又熄灭

8. 难度：中等

如图所示的电路中，电源电动势为，内阻忽略不计．闭合开关，电灯正常发光。再将滑动变阻器的滑片稍向左移动一段距离，下列说法正确的是

A．电流表、电压表的读数均变小

B．小灯泡L变暗

C．电源的总功率变大

D．电容器所带电荷量变大

9. 难度：简单

如图所示为一种微小位移传感器的原理图。1是待测的物体，软铁芯2插在线圈3中并且可以随着物体1在线圈中平移，为频率一定的正弦交流信号源，A为交流电流表。现将开关S闭合，下列说法正确的是

A．该传感器可以将待测物体位移的变化量转换成电路中电流的变化量

B．若待测物体向右平移，电流表的示数将减小

C．若待测物体向左平移，电流表的示数将减小

D．若将信号源换成电压一定的直流电源，该传感器仍可测量出待测物体的位移变化量

二、填空题

10. 难度：简单

(6分)如图所示为一种改进后的回旋加速器示意图。半径为的两个中空D形盒，处于垂直于盒面向里、磁感应强度为的匀强磁场中。两D形盒左端狭缝处放置一场强恒定的加速电场。带电粒子从处以速度沿电场线方向射入加速电场，经加速后再进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动，接着又从处进入、板间，如此反复，最后从D形盒右侧的边缘飞出。对于这种改进后的回旋加速器，带电粒子每运动一周被加速     次。若被加速的带电粒子的电荷量为，质量为，则粒子的最大速度的表达式为      。

11. 难度：中等

(6分)如图所示，光滑水平导轨向有方向竖直向下的匀强磁场，质量为1kg的导体棒放在导轨上，在电动机牵引下运动。当导体棒运动了一段时间后，获得稳定的速度为2m/s。牵引导体棒的过程中，电动机两端的理想电压表和理想电流表的读数分别为7V和1A，电动机内阻为1Ω，不计框架电阻及一切摩擦，则电动机的输出功率为     W；导体棒从开始运动至速度达到稳定的过程中产生的热量为10J，求此过程中电动机对外做功的时间为       

      s 。

三、实验题

12. 难度：中等

(13分)在“测量电源的电动势和内阻”的实验中，待测电源是两节干电池，图甲给出了实验电路图，图乙已按电路图将器材部分连线。

(1)请将乙图中的器材连线补充完整(在答题卡的图中完成)。

(2)设电源电动势为，内阻为，则路端电压和闭合电路的电流的关系可以表达为    。

(3)实验测出了六组、值，并在-坐标上描绘出如图丙所示的图线，根据图线可以算出电源的电动势为          V，内阻为          Ω。

13. 难度：中等

(12分)在探究“决定导体电阻的因素”实验中，我们经常用到刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、电压表、电流表等测量工具。

(1)在一次实验中，如果提供了下列几个长度测量仪器：①毫米刻度尺；②10分度游标卡尺；③20分度游标卡尺；④螺旋测微器。一个同学用其中一种仪器正确测量某工件的长度为3.125 cm，则他所使用的仪器为      (填仪器序号)。如图是用螺旋测微器测量的电阻丝直径的示意图，则该电阻丝的直径=        mm。

(2)某研究性学习小组的同学想测量某电阻丝的电阻率。

①同学们截取了约1m长的电阻丝，首先利用多用电表的欧姆挡粗测其阻值，下列操作或说法中正确的是         

A．测量前检查表针是否停在左端的“0”位置，如不在则要进行欧姆调零

B．若用欧姆表“×l”挡测量，指针恰好在刻度30～50的正中，则待测电阻为40Ω

C．若用欧姆表“×10”挡测量，指针偏转角度过大，应换成“×1”挡

D．每次改变不同倍率的欧姆档后都要重新进行欧姆调零

②若同学们粗测得该段电阻丝的阻值约为3Ω，然后用伏安法测定电阻丝的阻值，再利用公式  求得电阻丝的电阻率。可供选择的器材如下：

A．量程0．6A，内阻0.5Ω的电流表

B．量程3 A，内阻0.1Ω的电流表

C．量程3 V，内阻6 kΩ的电压表

D．量程15V，内阻30kΩ的电压表

E．阻值为0～1 kΩ，额定电流为0.5A的滑动变阻器

F．阻值为0～10Ω，额定电流为1 A的滑动变阻器

G．6 V蓄电池   

H．电键一个、导线若干

实验中要求金属丝的发热功率不超过0.75 W，电流表应选用           ；电压表应选用        ；滑动变阻器应选用           。(请填写备选器材前的字母)

四、计算题

14. 难度：中等

(15分)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数：=3：l，原线圈电路中接有一量程为3A的理想交流电流表，副线圈两端接有理想交流电压表一只和可变电阻以及若干“6 V、6 W”的相同灯泡。输入端交变电压的图象如图乙所示。

(1)求图甲中电压表的读数。

(2)要求灯泡均正常发光，求电路中最多允许接入的灯泡个数。

(3)为满足第(2)问中要求，求可变电阻应调到的电阻值

15. 难度：困难

(16分)如图甲所示，在轴右侧加有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度=1T。从原点处向第Ⅰ象限发射一比荷 =1×10⁴C/kg的带正电的粒子(重力不计)，速度大小=10³m/s，方向垂直于磁场且与轴正方向成30⁰角。

(1)求粒子在该匀强磁场中做匀速圆周运动的半径和在该磁场中运动的时间。

(2)若磁场随时间变化的规律如图乙所示(垂直于纸面向外为正方向)，s后空间不存在磁场．在=0时刻，粒子仍从点以与原来相同的速度射入，求粒子从点射出后第2次经过轴时的坐标。

16. 难度：中等

(16分)如图所示，空间存在一个方向垂直桌面向下的磁场。现将质量为、边长为的正方形线框，静止放在光滑绝缘足够大的水平桌面上，边与轴重合。边的电阻为，边的电阻为，线框其余部分电阻不计。

(1)若磁场随时间的变化规律为 (为大于零的已知常数)，求线框中感应电流的大小和方向。

(2)若磁场不随时间变化，而是按照下列情况分布：磁感应强度沿轴方向均匀分布，沿轴方向按规律变化(为大于零的已知常数)，线框从=0时刻、以初速度由图示位置向轴正方向平动。求在图示位置线框所受安培力的大小和方向。

(3)在第(2)问中，若，求在整个运动过程中，电阻产生的焦耳热。