湖南省2017-2018学年高二12月月考(第二次模块检测）物理试卷

一、单选题

1. 难度：中等

在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献，下列说法中符合物理学发展史的是

A. 奥斯特发现了点电荷的相互作用规律

B. 库仑发现了电流的磁效应

C. 安培发现了磁场对运动电荷的作用规律

D. 法拉第最早引入电场的概念，并发现了磁场产生电流的条件和规律

2. 难度：简单

关于涡流，下列说法中正确是（    ）

A．真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置

B．家用电磁炉锅体中的涡流是由恒定磁场产生的

C．阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动

D．变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能减小涡流

二、null

3. 难度：中等

如图所示，矩形线圈abcd绕轴OO′匀速转动产生交流电，在图示位置开始计时，且按图示方向转动，则下列说法正确的是

A. t=T/4(T为周期）时感生电流沿abcda方向

B. t=0时穿过线圈的磁通量最大，产生的感生电流最大

C. 若转速增大为原来的2倍，则交变电流的频率是原来的4倍

D. 若转速增大为原来的2倍，则产生的电流有效值为原来的4倍

4. 难度：中等

多数同学家里都有调光台灯、调速电风扇，过去是用变压器来实现上述调节的，这种调节方法成本高、体积大、效率低，且不能任意调节灯的亮度或 电风扇的转速.现在的调光台灯、调速电风扇是用可控硅电子元件来实现调节的.如图甲所示为一种调光台灯的电路示意图，它通过双向可控硅电子元件实现了无级调节亮度.给该台灯接正弦交流电后加在灯管两端的电压为如图乙所示的周期性电压(每个周期的前半部分为一正弦函数完整波形的前1/4段），则此时交流电压表的示数为

 

A. 220V    B. 110V    C.     D.

三、单选题

5. 难度：中等

理想变压器上接有三个完全相同的灯泡，其中一个与该变压器的原线圈串联后接入交流电源，另外两个并联后接在副线圈两端.已知三个灯泡均正常发光.该变压器原、副线圈的匝数之比为

A. 1 : 2    B. 2 : 1    C. 2 : 3    D. 3 : 2

6. 难度：简单

如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电感L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值，在t＝0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t＝t₁时刻断开S，下列表示A、B两点间电压U_AB随时间t变化的图像中，正确的是(　　)

A.

B.

C.

D.

7. 难度：简单

物体导电是由其中的自由电荷定向移动引起的，这些可以移动的自由电荷又叫载流子．金属导体的载流子是自由电子，现代广泛应用的半导体材料分为两大类：一类是N型半导体，它的载流子为电子；另一类是P型半导体，它的载流子为“空穴”，相当于带正电的粒子，如果把某种材料制成的长方体放在匀强磁场中，磁场方向如图所示，且与前后侧面垂直，长方体中通有方向水平向右的电流，设长方体的上下表面M、N的电势分别为φ_M和φ_N，则下列判断中正确的是（   ）

A. 如果是P型半导体，有φ_M＞φ_N

B. 如果是N型半导体，有φ_M＜φ_N

C. 如果是P型半导体，有φ_M＜φ_N

D. 如果是金属导体，有φ_M＜φ_N

四、null

8. 难度：困难

电池甲和乙的电动势分别为E₁和E₂，内电阻分别为r₁和r₂，已知 E₁<E₂，若用甲、乙电池分别向某个电阻R供电，则在这个电阻上所消耗的电功率相同.若用甲、乙电池分别向某个电阻R′供电，则在R′上消耗的电功率分别为P₁和P₂，已知R′>R则

A. r₁>r₂，P₁ >P₂    B. r₁<r₂，P₁ <P₂    C. r₁<r₂，P₁ >P₂    D. r₁>r₂，P₁ <P₂

五、多选题

9. 难度：中等

一台发电机最大输出功率为4 000 kW，电压为4 000 V，经变压器T₁升压后向远方输电.输电线路总电阻为R=1kΩ.到目的地经变压器T₂降压， 负载为多个正常发光的灯泡(220 V 60 W).若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T₁和T₂的耗损可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则

A. T₁原、副线圈电流分别为10³A和20 A

B. T₂原、副线圈电压分别为1.8×10⁵ V和220 V

C. T₁和T₂的变压比分别为1：50和40 :1

D. 有6×10⁴盏灯泡(220V  60 W)正常发光

六、单选题

10. 难度：简单

如图所示，两根通电长直导线a、b平行放置，a、b中的电流分别为I和2I，此时a受到的磁场力为F，以该磁场力方向为正方向.ab的正中间再放置一根与ab平行共面的通电长直导线c后，a受到的磁场力大小变为2F，则此时b受到的磁场力的大小为

 

A. 0    B. F    C. 4F    D. 7F

11. 难度：简单

如图甲所示，打开电流和电压传感器，将磁铁置于螺线管正上方距海绵垫高为h处静止释放，磁铁穿过螺线管后掉落到海绵垫上并静止.若磁铁下落过程中受到的磁阻力远小于磁铁重力，且不发生转动，不计线圈电阻.图乙是计算机荧屏上显示的UI-t曲线，其中的两个峰值是磁铁刚进入螺线管内部和刚从内部出来时产生的.下列说法正确的是

 

A. 若仅增大h，两个峰值间的时间间隔会增大

B. 若仅减小h，两个峰值都会减小

C. 若仅减小h，两个峰值可能会相等

D. 若仅减小滑动变阻器的值，两个峰值都会增大

七、多选题

12. 难度：中等

劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器，工作原理示意图如图所示.置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略.磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f，加速电压为U,若A处粒子源产生的质子质量为m、电 荷量为+q，在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响.则下列说法正确的是

A. 质子被加速后的最大速度不可能超过2πRf

B. 质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比

C. 质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为

D. 不改变磁感应强度B和交流电频率f该回旋加速器的最大动能不变

八、实验题

13. 难度：简单

某班级开展了一次10分钟实验竞赛，试题命题形式为各小组自已出题，然后交给老师进行审核，并汇总在一起，在某自习课进行随机抽取试题比赛，某小组在本次实验竞赛中，抽到的试题为：

(1)利用20分度的游标卡尺测量长度如图所示，但该游标卡尺的游标尺前面部分刻度值被污渍覆盖看不清，该材料长度为_______cm.

(2)现有一多用电表，其欧姆挡的“0”刻度线与中值刻度线间刻度模糊， 若用该欧姆挡的×100Ω挡，经正确调零后，规范测量某一待测电阻R时，指针所指的位置与“0”刻度线和中值刻度线间的夹角相等，如图所示，则该待测电阻R=____Ω.

14. 难度：中等

实际电流表有内阻，可等效为理想电流表与电阻的串联。测量实际电流表G₁内阻r₁的电路如图所示。供选择的仪器如下：

①待测电流表G₁(0~5mA，内阻约300Ω)，

②电流表G₂(0~10mA，内阻约100Ω)，

③定值电阻R₁(300Ω),

④定值电阻R₂(10Ω)，

⑤滑动变阻器R₃(0~1000Ω)，

⑥滑动变阻器R₄(0~20Ω)，

⑦干电池(1.5V)，

⑧电键S及导线若干。

(1)定值电阻应选___________，滑动变阻器应选___________。(在空格内填写序号)

(2)补全实验步骤：

①按电路图连接电路，并将滑动触头移至最左端；

②闭合电键S，移动滑动触头至某一位置，记录G₁、G₂的读数I₁、I₂；

③___________________________________________；

④以I₂为纵坐标，I₁为横坐标，作出相应图线，如图所示。

(3)根据I₂-I₁图线的斜率k及定值电阻，写出待测电流表内阻的表达式r₁=______________________。

九、解答题

15. 难度：中等

海洋中蕴藏着巨大的能量，利用海洋的波浪可以发电.在我国南 海上有一浮桶式波浪发电灯塔，其原理示意图如图甲所示.浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上，浮桶内置线圈随波浪相对磁体沿竖直方向运动，且始终处于磁场中，该线圈与阻值R=15Ω的灯泡相连.浮桶下部由内、外两密封圆筒构成(图中斜线阴影部分），如图乙所示，其内为产生磁 场的磁体，与浮桶内侧面的缝隙忽略不计;匝数N=200的线圈所在处辐射磁场的磁感应强度B=0.2T，线圈直径D=0.4m，电阻r=1Ω.取重力加速度g=10m/s²，π²= 10.若浮桶随波浪上下运动的速度可表示为v=0. 4πsin(πt)m/s.求： 

(1)波浪发电产生电动势e的瞬时表达式;

(2)灯泡的电功率；

(3)灯泡两端电压的有效值.

16. 难度：中等

如图所示为某学校一套校内备用供电系统,由一台内阻为1Ω的发电机向全校22个教室(每个教室有“220V,40W"的白炽灯6盏)供电.如果输电线的总电阻R是4Ω,升压变压器和降压变压器(都认为是理想变压器)的匝数比分别是1：4和4：1,那么：

(1)发电机的输出功率应是多大?

(2)发电机的电动势是多大?

(3)输电效率是多少?

17. 难度：困难

如图甲所示，在真空中，半径为R的圆形区域内存在匀强磁场，磁 场方向垂直纸面向外.在磁场左侧有一对平行金属板M、N，两板间距离也为R，板长为L，板的中心线O₁O₂与磁场的圆心O在同一直线上.置于O₁处的粒子发射源可连续以速度v₀沿两板的中线O₁O₂发射电荷量为q、质量为m的带正电的粒子（不计粒子重力)，MN两板不加电压时，粒子经磁场偏转后恰好从圆心O的正下方P点离开磁场;若在M、N板间加如图乙所示交变电压U_MN，交变电压的周期为L/v₀，t= 0时刻入射的粒子恰好贴着N板右侧射出.求：

(1)匀强磁场的磁感应强度B的大小；

(2)交变电压电压U₀的大小；

(3)若粒子在磁场中运动的最长、最短时间分别为t_1、t₂，则它们的差值∆t为多大？

18. 难度：中等

如图甲所示，MN、PQ为间距L= 0.5m足够长的平行导轨， ，导轨的电阻均不计.导轨平面与水平面间的夹角θ=37°，NQ间连接有一个R=4Ω的电阻.有一匀强磁场垂直于导轨平面且方向向 上，磁感应强度为B₀=1T.将一根质量为m=0.05kg有一定阻值的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上，且与导轨接触良好.现由静止释放金属 棒，当金属棒滑行至cd处时达到稳定速度，已知在此过程中通过金属棒截面的电量q=0.2C，且金属棒的加速度a与速度v的关系如图乙所示，设金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行.(sin 37°= 0. 6， cos 37°= 0. 8)求：

(1)金属棒与导轨间的动摩擦因数μ；

(2)cd离NQ的距离s;

(3)金属棒滑行至cd处的过程中，电阻R上产生的热量；

(4)若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t= 0，从此时刻起，让磁感应强度逐渐减小，为使金属棒中不产生感应电流，则磁感应强度B应怎样随时间t变化(写出B与t的关系式).