2010-2011学年江苏省南通市海安县高二（上）期末物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

远距离输送交流电都采用高压输电，我国正在研究用比330kv高得多的电压进行输电．采用高压输电的优点是（ ）
A．可增加输电导线的电流
B．可增加交流电的频率
C．可减少输电线上的能量损失
D．可加快输电的速度

2. 难度：中等

关于楞次定律的说法，下列正确的是（ ）
A．感应电流的磁场方向总是与外磁场的方向相反
B．感应电流的磁场方向总是与外磁场的方向相同
C．感应电流的磁场总是阻碍感应电流的磁通量
D．感应电流的磁场方向取决于引起感应电流的磁通量是增加还是减少

3. 难度：中等

如图所示为某种用来束缚原子的磁场的磁感线分布情况，以O点（图中白点）为坐标原点．沿Z轴正方向磁感应强度B的大小变化情况最有可能是图中的（ ）
A．
B．
C．
D．

4. 难度：中等

如图甲所示，一圆环形线圈放在匀强磁场中．若磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示，设第1s内磁感线垂直于纸面向里，那么，第2s内线圈中感应电流的大小与其各处所受安培力的方向是（ ）

A．大小恒定，沿着圆半径离开圆心
B．大小恒定，沿顺时针方向与圆相切
C．逐渐增加，沿着圆半径指向圆心
D．逐渐增加，沿逆时针方向与圆相切

5. 难度：中等

如图所示为一个小型电风扇的电路简图，其中理想变压器的原、副线圈的匝数比为n，原线圈接电压为U的交流电源，输出端接有一只电阻为R的灯泡L和风扇电动机D，电动机线圈电阻为r．接通电源后，电风扇正常运转，测出通过风扇电动机的电流为I．则（ ）
A．灯泡L中的电流为
B．风扇电动机D两端的电压为Ir
C．风扇电动机D的机械功率为
D．理想变压器的输入功率为

6. 难度：中等

如右图所示，边长为L，总电阻为R的正方形线框放置在光滑水平桌面上，其右边紧靠磁感强度为B、宽度为2L、方向竖直向上的有界匀强磁场的边缘．现使线框以初速度v匀减速通过磁场，下列图线中能定性反映线框从进入到完全离开磁场的过程中，线框中感应电流随时间变化关系的是（ ）

A．
B．
C．
D．

7. 难度：中等

在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步，关于以下几位物理学家对科学贡献的叙述，正确的说法是（ ）
A．安培首先发现通导线周围存在磁场
B．奥斯特发现了磁场产生电流的条件和规律
C．法拉第发现了磁场产生电流的条件和规律
D．麦克斯韦认为磁场变化时会在周围空间激发一种与静电场不同的感生电场

8. 难度：中等

如图所示是电动势随时间按正弦波和三角波变化的波形图，下列关于这两种波形的说法正确的是（ ）

A．这两种波形都是交变电流，且周期都为0.25s
B．这两种波形分别接到同一定值电阻两端，在相同时间内产生的电热相等
C．这两种波形分别接到两个不同电容器两端，要使电容器不被击穿，两电容器的耐压值都必须大于20V
D．这两种波型分别接到同一定值电阻两端，在第一个四分之一周期内，通过定值电阻的电量相等

9. 难度：中等

如图是变压器通过降压给用户供电的示意图．变压器的输入电压是市网电压，负载变化时输入电压不会有大的波动．输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用R表示，变阻器R代表用户用电器的总电阻，当滑动片向下移动时，图中各表的读数变化情况正确的是（ ）

A．A₁变小
B．A₂变大
C．V₂不变
D．V₃变小

10. 难度：中等

如图所示，质量为m，带电量为q的小物块，从倾角为θ的粗糙绝缘斜面上由静止下滑，斜面与物块间的动摩擦因数为μ，整个斜面处于水平向外的匀强磁场中，磁感应强度为B，若物块下滑到斜面底端前能飞离斜面，则下面说法中正确的是（ ）

A．物块在斜面上做匀加速直线运动
B．物块在斜面上做速度和加速度都增大的变加速直线运动
C．物块在斜面上的最大速度为
D．物块在斜面上的最大加速度为gsinθ

11. 难度：中等

如图所示，在x＞0，y＞0的空间中存在匀强磁场，其磁感应强度的大小为B，方向垂直于xOy平面向里．现有一质量为m，电量为q的带正电粒子，从x轴上的某点P沿着与x轴正向成30°角的方向射入磁场．不计重力的影响，则下列说法中正确的是（ ）

A．粒子一定不可能通过坐标原点
B．粒子取某一合适的速率，可能通过坐标原点
C．粒子在磁场中运动的时间可能为
D．粒子在磁场中运动的时间可能为

二、填空题

12. 难度：中等

如图（甲）所示是小李同学研究自感现象的实验电路图，图中电流表采用电流传感器，与计算机相结合来反映电流随时间变化的图象．如图（乙）是计算机显示的在t=1×10^-3s时断开开关前后的图象．已知电源电动势E=6V，内阻不计，灯泡的阻值R=6Ω．则线圈的直流电阻为    Ω；开关断开时，线圈的自感电动势为    V．该同学观察到灯泡的亮度变化情况为    ．

13. 难度：中等

（1）在进行测定电源电动势和内电阻的实验时，除了需有待测电源、开关和导线外，下列各组器材可以完成实验的是    （填字母代号）．
A．电压表和电流表     B．电流表和电阻箱      C．电压表和电阻箱
D．电流表和滑动变阻器 E．电压表和滑动变阻器   F．电压表、电流表和滑动变阻器
（2）某同学在用电流表和电压表测电池的电动势和内阻的实验中，串联了一只2.5Ω的保护电阻R，实验电路如图所示．
①连好电路后，当该同学闭合电键，发现电流表和电压表均有一定的读数．检查各接线柱均未接错且接触良好；他用多用电表的电压档检查电路，把两表笔分别接a、b时，读数与电压表读数接近，把两表笔分别接b、c，c、d，d、e时，读数趋于零或为零，由此可推断故障可能是    ；
②依据电路原理图，在下图中以笔画线代替导线，连接该同学用多用电表的电压挡检查电路cd段时的实物电路；
③排除故障后，该同学顺利完成实验，将测量的数据反映在U-I图上，根据这一图线，可求出电池的电动势E=    V，内电阻r=    Ω．

三、解答题

14. 难度：中等

如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.40m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B=0.50T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场．金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.50Ω的直流电源．现把一个质量m=0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止．导体棒与金属导轨垂直、且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R=2.5Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s²．已知sin37°=0.60，cos37°=0.80，求：
（1）通过导体棒的电流；
（2）导体棒受到的安培力大小；
（3）导体棒受到的摩擦力．

15. 难度：中等

图甲是高频焊接的原理示意图．将半径r=0.10m的待焊接环形金属工件放在线圈中，然后在线圈中通以高频变化的电流，线圈产生垂直于工件平面的匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面向里，磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示．工件非焊接部分单位长度上的电阻R=1.0×10^-3Ω⋅m^-1，焊缝处的接触电阻为工件非焊接部分电阻的9倍．焊接的缝宽非常小，不计温度变化对电阻的影响．要求：
（1）在0～2.0×10^-2s和2.0×10^-2s～3.0×10^-2s时间内环形金属工件中感应电动势各是多大；
（2）在0～2.0×10^-2s和2.0×10^-2s～3.0×10^-2s时间内环形金属工件中感应电流的大小，并在图丙中定量画出感应电流随时间变化的i-t图象（以逆时针方向电流为正）．

16. 难度：中等

如图，长为S=1.0m，宽为L=0.5m的光滑金属框架NMPQ固定于水平面内，并处在磁感应强度大小B=0.4T，方向竖直向下的匀强磁场中，框架的电阻非均匀分布．将质量m=0.1kg，电阻可忽略的金属棒ab放置在框架上，并与框架接触良好．以P为坐标原点，PQ方向为x轴正方向建立坐标．金属棒从坐标原点处以v=2m/s的初速度，沿x轴正方向做加速度大小为a=2m/s²的匀减速直线运动，运动中金属棒仅受安培力作用．要求：
（1）金属棒ab运动0.5m，框架产生的焦耳热Q；
（2）框架中aMPb部分的电阻R随金属棒ab的位置x变化的函数关系；
（3）金属棒ab沿x轴正方向运动0.5s过程中通过ab的电量q．

17. 难度：中等

如图所示，真空中有两水平放置的平行金属板C、D，上面分别开有正对的小孔O₁和O₂，金属板C、D接在正弦交流电源上，两板间的电压u_CD随时间t变化的图线如图所示．t=0时刻开始，从D板小孔O₁处连续不断飘入质量为 m=3.2×10^-25kg，电荷量为 q=1.6×10^-19C的带正电的粒子（可认为飘入速度为零）．在C板外侧有以CMNE为边界的长方形匀强磁场，MN与C金属板平行，相距d=10cm，O₂C的长度L=15cm，匀强磁场磁感应强度的大小为B=0.10T，方向垂直于纸面向里，粒子的重力及粒子间相互作用力忽略不计．平行金属板C、D之间的距离足够小，粒子在两板间的运动时间可忽略不计．试求：
（1）带电粒子经小孔O₂进入磁场后，飞出该磁场边界CM的最小速度为多大？
（2）从0到0.06s末时间内哪些时间段飘入小孔O₁的粒子能穿过电场并飞出磁场边界MN？
（3）在磁场边界CMNE上，有粒子射出的长度范围为多长．