吉林一中2009屆高三階段驗(yàn)收
物理試題
本試卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分。共150分考試用時(shí)120分鐘
第Ⅰ卷(選擇題共40分)
一、本題共10小題,每小題4分,共40分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確,有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確.全部選對(duì)的得4分,選不全的得2分,有選錯(cuò)或不答的得0分.
1.如圖1所示,平行導(dǎo)軌間距為d,一端跨接一個(gè)電阻為R,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度為B,方向與導(dǎo)軌所在平面垂直。一根足夠長(zhǎng)的金屬棒與導(dǎo)軌成θ角放置,金屬棒與導(dǎo)軌的電阻不計(jì)。當(dāng)金屬棒沿垂直于棒的方向以速度v滑行時(shí),通過(guò)電阻R的電流強(qiáng)度是 ( )
A. B.
C. D.
2.如圖2,甲、乙兩圖為與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直放置的兩個(gè)金屬框架,乙圖除了一個(gè)電阻為零、自感系數(shù)為L的線圈外,其他部分與甲圖都相同,導(dǎo)體AB以相同的加速度向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。若位移相同,則 ( )
A.甲圖中外力做功多
B.兩圖中外力做功相同
C.乙圖中外力做功多
D.無(wú)法判斷
3.如圖3所示,在光滑水平面上的直線MN左側(cè)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),右側(cè)是無(wú)磁場(chǎng)空間。將兩個(gè)大小相同的銅質(zhì)矩形閉合線框由圖示位置以同樣的速度v向右完全拉出勻強(qiáng)磁場(chǎng)。已知制作這兩只線框的銅質(zhì)導(dǎo)線的橫截面積之比是1:2.則拉出過(guò)程中下列說(shuō)法中正確的是 ( )
A.所用拉力大小之比為2:1
B.通過(guò)導(dǎo)線某一橫截面的電荷量之比是1:1
C.拉力做功之比是1:4
D.線框中產(chǎn)生的電熱之比為1:2
4.兩個(gè)相同的白熾燈L1和L2,接到如圖4所示的電路中,燈L1與電容器串聯(lián),燈L2與電感線圈串聯(lián),當(dāng)a、b處接電壓最大值為Um、頻率為f的正弦交流電源時(shí),兩燈都發(fā)光,且亮度相同。更換一個(gè)新的正弦交流電源后,燈L1的亮度大于大于燈L2的亮度。新電源的電壓最大值和頻率可能是 ( )
A.最大值仍為Um,而頻率大于f
B.最大值仍為Um,而頻率小于f
C.最大值大于Um,而頻率仍為f
D.最大值小于Um,而頻率仍為f
5.如圖5所示,條形磁鐵用細(xì)線懸掛在O點(diǎn)。O點(diǎn)正下方固定一個(gè)水平放置的鋁線圈。讓磁鐵在豎直面內(nèi)擺動(dòng),下列說(shuō)法中正確的是 ( )
A.在磁鐵擺動(dòng)一個(gè)周期內(nèi),線圈內(nèi)感應(yīng)電流的方向改變2次
B.磁鐵始終受到感應(yīng)電流磁鐵的斥力作用
C.磁鐵所受到的感應(yīng)電流對(duì)它的作用力始終是阻力
D.磁鐵所受到的感應(yīng)電流對(duì)它的作用力有時(shí)是阻力有時(shí)是動(dòng)力
6. 甲、乙兩個(gè)完全相同中的理想變壓器接在電壓恒定的交流電路中,如圖6所示。已知兩變壓器負(fù)載電阻的阻值之比為R甲:R乙=2:1,設(shè)甲變壓器原線圈兩端的電壓為U甲,副線圈上通過(guò)的電流為I/甲;乙變壓器原線圈兩端電壓為U乙,副線圈上通過(guò)的電流為I/乙,則下列說(shuō)法正確的是 ( )
A.U甲=U乙,I/甲=I/乙
B.U甲=2U乙,I/甲=2I/乙
C.U甲=U乙,2I/甲=I/乙
D.U甲=2U乙,I/甲=I/乙
7.如圖7所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10:1,b是原線圈的中心抽頭。電壓表V和電流表A均為理想電表,除R以外其余電阻不計(jì)。從某時(shí)刻開(kāi)始在原線圈兩端加上交變電壓,其瞬時(shí)值表達(dá)式為,下列說(shuō)法中正確的是( )
A.時(shí),ac兩點(diǎn)間的電壓瞬時(shí)值為110V.
B.時(shí),電壓表的讀數(shù)為22V.
C.滑動(dòng)變阻器觸頭向上移,電壓表和電流表的示數(shù)均變大。
D.單刀雙擲開(kāi)關(guān)由a搬向b,電壓表和電流表的示數(shù)均變小。
8.如圖8所示,a、b是同種材料的等長(zhǎng)導(dǎo)體棒,靜止于水平面內(nèi)的足夠長(zhǎng)的光滑平行導(dǎo)軌上,b棒的質(zhì)量是a棒的兩倍。勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向下。若給a棒以4.5J的初動(dòng)能,使之向左運(yùn)動(dòng),不計(jì)導(dǎo)軌的電阻,則整個(gè)過(guò)程a棒產(chǎn)生的最大熱量是( )
A.2J B.1.5J C.3J D.4.5J
9.內(nèi)壁光滑,水平放置的玻璃圓環(huán)內(nèi),有一直徑略小于環(huán)口直徑的帶正電小球,以速度v0沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng),如圖9所示,若在此空間突然加上方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間成正比增加的變化磁場(chǎng),設(shè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球帶電量不變,則正確的是( )
A.小球?qū)ΣAЛh(huán)的壓力一定不斷增大
B.小球受到的磁場(chǎng)力一定不斷增大
C.小球先沿逆時(shí)針?lè)较驕p速運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后沿順時(shí)針?lè)较蚣?nbsp; 速運(yùn)動(dòng)
D.磁場(chǎng)力對(duì)小球先做負(fù)功后做正功
10.如圖10所示,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有固定的金屬框架ABC,已知∠B=θ,導(dǎo)體棒DE在框架上從B點(diǎn)開(kāi)始在外力作用下,沿垂直DE方向以速度v勻速向右平移,使導(dǎo)體棒和框架構(gòu)成等腰三角形回路。設(shè)框架和導(dǎo)體棒材料相同,其單位長(zhǎng)度的電阻均為R,框架和導(dǎo)體棒均足夠長(zhǎng),不計(jì)摩擦及接觸電阻。關(guān)于回路中的電流I和電功率P隨時(shí)間t變化的下列四個(gè)圖中可能正確的是 ( )
第Ⅱ卷(非選擇題 共110分)
二、本題共2小題,共20分。把答案填在題中的橫線上或按要求作圖.
11.(10分)(1)如圖11所示是日光燈的電路圖,它主要是由燈管、鎮(zhèn)流器和起動(dòng)器組成的,鎮(zhèn)流器是一個(gè)帶鐵芯的線圈,起動(dòng)器的構(gòu)造如圖8.為了便于起動(dòng),常在起動(dòng)器兩極并上一紙質(zhì)電容器C. 某班教室的一盞日光燈出現(xiàn)燈管兩端亮而中間不亮的故障,經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)燈管是好的,電壓正常,鎮(zhèn)流器無(wú)故障,其原因可能是 ,你能用什么簡(jiǎn)易方法使日光燈正常發(fā)光? 。
(2)如圖12是測(cè)定自感系數(shù)很大的線圈直流電阻的電路,兩端并聯(lián)一只電壓表(電壓表的內(nèi)阻RV很大),用來(lái)測(cè)電感線圈的直流電壓,在測(cè)量完畢后將電路解體時(shí).若先斷開(kāi)S1 時(shí), 則 (填電壓表或電流表)將可能損壞。
12.(10分)圖13為“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)裝置.
(1)將圖中所缺的導(dǎo)線補(bǔ)接完整.
(2)如果在閉合電鍵時(shí)發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針向右偏了一下,那么合上電鍵后可能出現(xiàn)的情況有:
a.將原線圈迅速插入副線圈時(shí),靈敏電流計(jì)指針將__________.
b.原線圈插入副線圈后,將滑動(dòng)變阻器觸頭迅速向左拉時(shí),靈敏電流計(jì)指針將________.
三、本題共6小題,90分。解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和主要演算步驟,只寫出最后答案的不能得分,有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值與單位。
13.(14分)在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)正方形金屬線圈abcd,邊長(zhǎng)L=0.2m。線圈的ad邊與磁場(chǎng)的左側(cè)邊界重合,如圖14所示,線圈的電阻R=0.4Ω.用外力把線圈從磁場(chǎng)中移出有兩種方法:一種是用外力把線圈從左側(cè)邊界勻速平移出磁場(chǎng);另一種是以ad邊為軸,用力使線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)移出磁場(chǎng),兩種過(guò)程所用時(shí)間都是t=0.1s。求
(1)線圈勻速平移出磁場(chǎng)的過(guò)程中,外力對(duì)線圈所做的功。
(2)線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)移出磁場(chǎng)的過(guò)程中,外力對(duì)線圈所做的功。
14.(14分)已知某一區(qū)域的地下埋有一根與地表面平行的直線電纜,電纜中通有變化的電流,在其周圍有變化的磁場(chǎng),因此可以通過(guò)在地面上測(cè)量閉合試探小線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)來(lái)探測(cè)電纜的確切位置、走向和深度。當(dāng)線圈平面平行地面測(cè)量時(shí),在地面上a、c兩處測(cè)得試探線圈中的電動(dòng)勢(shì)為零,b、d兩處線圈中的電動(dòng)勢(shì)不為零;當(dāng)線圈平面與地面成30°夾角時(shí),在b、d兩處測(cè)得試探線圈中的電動(dòng)勢(shì)為零。經(jīng)過(guò)測(cè)量發(fā)現(xiàn),a、b、c、d恰好位于邊長(zhǎng)為L=1m的正方形的四個(gè)頂角上,如圖15所示。據(jù)此可以判定:地下電纜在哪兩點(diǎn)連線的正下方?并求出地下電纜離地表面的深度h。
15.(15分)如圖16所示,橫截面為矩形的管道中,充滿了水銀,管道的上下兩壁為絕緣板,前后兩壁為導(dǎo)體板(圖中斜線部分),兩導(dǎo)體板被一導(dǎo)線cd短路。管道的高度為a,寬度為b,長(zhǎng)度為L。當(dāng)加在管道兩端截面上的壓強(qiáng)差為P,水銀沿管道方向自左向右流動(dòng)時(shí),作用在這段水銀上的粘滯阻力f與速度成正比,即:f=kv.
(1)水銀的穩(wěn)定流速v1為多大?
(2)將管道置于一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)與絕緣壁垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向向上,此時(shí)水銀的穩(wěn)定流速v2又是多大?(已知水銀的電阻率為ρ,磁場(chǎng)只存在于管道所在的區(qū)域,不考慮管道兩端之外水銀對(duì)電路的影響。)
16.(15分)如圖17所示,一質(zhì)量為m=0.016kg、長(zhǎng)L=0.5m、寬d=0.1m、電阻R=0.1Ω的矩形線圈,從h1=5m的高處由靜止開(kāi)始下落,然后進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng),當(dāng)下邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),由于磁場(chǎng)力的作用,線圈正好作勻速運(yùn)動(dòng)。
(1)求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B。
(2)如果線圈的下邊通過(guò)磁場(chǎng)所經(jīng)歷的時(shí)間t=0.15s,求磁場(chǎng)區(qū)域的高度h2.
(3)求線圈的下邊剛離開(kāi)磁場(chǎng)的瞬間,線圈的加速度的大小和方向。
(4)從線圈的下邊進(jìn)入磁場(chǎng)開(kāi)始到線圈下邊離開(kāi)磁場(chǎng)的時(shí)間內(nèi),在線圈中產(chǎn)生的焦耳熱是多少?
17.(16分)如圖18所示是一種測(cè)量通電螺線管中磁場(chǎng)的裝置,把一個(gè)很小的測(cè)量線圈A放在待測(cè)處,線圈與測(cè)量電量的沖擊電流計(jì)G串聯(lián),當(dāng)用雙刀雙擲開(kāi)關(guān)S使螺線管的電流反向時(shí),測(cè)量線圈中就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),從而引起電荷的遷移,由表G測(cè)出電量Q,就可以算出線圈所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B。已知測(cè)量線圈共有N匝,直徑為d,它和表G串聯(lián)電路的總電阻為R,則被測(cè)處的磁感強(qiáng)度B為多大?
18.(16分)如圖19所示,磁場(chǎng)的方向垂直于xy平面向里。磁感強(qiáng)度B沿y方向沒(méi)有變化,沿x方向均勻增加,每經(jīng)過(guò)1cm增加量為1.0×10-4T,即。有一個(gè)長(zhǎng)L=20cm,寬h=10cm的不變形的矩形金屬線圈,以v=20cm/s的速度沿x方向運(yùn)動(dòng)。問(wèn):
(1)線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E是多少?
(2)如果線圈電阻R=0.02Ω,線圈消耗的電功率是多少?
(3)為保持線圈的勻速運(yùn)動(dòng),需要多大外力?機(jī)械功率是多少?
參 考 答 案
1.D 2.A 3.D 4.A 5.C 6.D 7.B 8.A 9.C 10.AD
11.(1)電容器C擊穿而短路或起動(dòng)器被短路 。將電容器C撤除或更換起動(dòng)器等。
(2)電壓表
12.解:(1)如圖20所示.
(2)a.右偏轉(zhuǎn)一下
b.向左偏轉(zhuǎn)一下
13.解:(1)使線圈勻速平動(dòng)移出磁場(chǎng)時(shí),bc邊切割 磁感線而產(chǎn)生恒定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv.而v=L/t. (2分)
外力對(duì)線圈做的功等于線圈中消耗的電能,即
J (4分)
(2)線圈以ad邊為軸勻速轉(zhuǎn)出磁場(chǎng)時(shí),線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流都是按正弦規(guī)律變化的,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的最大值為: (4分)
外力對(duì)線圈做的功等于線圈中消耗的電能,即
J (4分)
14.解:當(dāng)線圈平面平行地面測(cè)量時(shí),在地面上a、c兩處測(cè)得試探線圈中的電動(dòng)勢(shì)為零,b、d兩處線圈中的電動(dòng)勢(shì)不為零;所以可以判定:地下電纜在ac兩點(diǎn)連線的正下方. (6分)
依題意可知:電纜離地表面的深度
h==m (8分)
15.解:(1)Pab=Kv1,v1=Pab/k (4分)
(2)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),(2分)電阻(2分),
由歐姆定律可得。(2分)
由平衡條件可得:Pab=BIb+kv2, (3分)所以。(2分)
16.解:(1)設(shè)線圈剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v0,則據(jù)機(jī)械能守恒定律可得:
(2分)
根據(jù)平衡條件可得(2分) ,解得B=0.4T (1分)
(2)因?yàn)榫圈的下邊進(jìn)入磁場(chǎng)后先做勻速運(yùn)動(dòng),用時(shí)t0=0.05s, (1分)
所以線圈做加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1=0.1s, (2分)
(3) 線圈的下邊剛離開(kāi)磁場(chǎng)的瞬間的速度V=v0+gt1=11m/s; (2分)
線圈的加速度的大小 ,方向向上。(3分)
(4)Q=mgL=0.08J (3分)
17.解:當(dāng)雙刀雙擲開(kāi)關(guān)S使螺線管的電流反向時(shí),測(cè)量線圈中就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得:
(5分)
由歐姆定律得: (5分)
由上述二式可得: (6分)
18.解:(1)設(shè)線圈向右移動(dòng)一距離ΔS,則通過(guò)線圈的磁通量變化為:
,而所需時(shí)間為, (2分)
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)力為V.(3分)
(2)根據(jù)歐姆定律可得感應(yīng)電流A, (3分)
電功率P=IE=W (4分)
(3)電流方向是沿逆時(shí)針?lè)较虻,?dǎo)線dc受到向左的力,導(dǎo)線ab受到向右的力。線圈做勻速運(yùn)動(dòng),所受合力應(yīng)為零。根據(jù)能量守恒得機(jī)械功率P機(jī)=P=W.(4分)
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