高二物理试卷及答案

第1页，共5页高二年级物理周练九一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）1.如图所示，将直径为d，电阻为R的闭合金属环从匀强磁场B中拉出，这一过程中通过金属环某一截面的电荷量为(  )A.𝐵𝜋𝑑24𝑅B.2𝐵𝜋𝑑𝑅C.𝐵𝑑2𝑅D.𝐵𝑑2𝜋𝑅2.如图所示，电阻R和线圈自感系数L的值都较大，电感线圈的电阻不计，A、B是两只完全相同的灯泡，当开关S闭合时，电路可能出现的情况是(  )A.A、B一起亮，然后B熄灭B.A比B先亮，然后A熄灭C.A、B一起亮，然后A熄灭D.B比A先亮，然后B熄灭3.铜质金属环从条形磁铁的正上方由静止开始下落，在下落过程中，说法正确的是(  )A.金属环在下落过程中的机械能守恒B.金属环在下落过程动能的增加量小于其重力势能的减少量C.金属环的机械能先减小后增大D.穿过金属环的磁通量不变4.如图所示，水平放置的两根金属导轨位于方向垂直于导轨平面并指向纸里的匀强磁场中.导轨上有两根小金属导体杆ab和cd，其质量均为m，能沿导轨无摩擦地滑动.金属杆ab和cd与导轨及它们间的接触等所有电阻可忽略不计.开始时ab和cd都是静止的，现突然让cd杆以初速度v向右开始运动，如果两根导轨足够长，则(  )A.cd始终做减速运动，ab始终做加速运动，并将追上cdB.cd始终做减速运动，ab始终做加速运动，但追不上cdC.开始时cd做减速运动，ab做加速运动，最终两杆以相同速度做匀速运动D.磁场力对两金属杆做功的大小相等5.通过某电流表的电流按如图所示的规律变化，则该电流表的读数为(  )A.4√2AB.4AC.5AD.5√2A6.如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表，下列说法正确的是(  )A.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，𝑅1消耗的功率变大B.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大C.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表𝐴1示数变大D.若闭合开关S，则电流表𝐴1示数变大，𝐴2示数变大7.远距离输电中，当输送的电功率为P，输送电压为U时，输电线上损失的电功率为△𝑃，若输送的电功率增加为4P，而输电线中损失的电功率减为△𝑃4.(输电线电阻不变)，那么，输电电压应增为(  )A.32UB.16UC.8UD.4U8.将一个光滑的半圆形槽置于光滑的水平面上如图，槽左侧有一个固定在水平面上的物块.现让一个小球自左侧槽口A点正上方由静止开始落下，从A点落入槽内，则下列说法中正确的是(  )A.小球在半圆槽内运动的过程中，机械能守恒B.小球在半圆槽内运动的全过程中，小球与半圆槽组成的系统动量守恒C.小球在半圆槽内由B点向C点运动的过程中，小球与半圆槽组成的系统动量守恒D.小球从C点离开半圆槽后，一定还会从C点落回半圆槽9.有一条捕鱼小船停靠在湖边码头，小船又窄又长，甲同学想用一个卷尺粗略测定它的质量，他进行了如下操作：首先将船平行码头自由停泊，然后他轻轻从船尾上船，走到船头后停下，另外一位同学用卷尺测出船后退的距离d，然后用卷尺测出船长𝐿.已知甲同学的质量为m，则渔船的质量为(  )A.𝑚(𝐿+𝑑)𝑑B.𝑚(𝐿−𝑑)𝑑C.𝑚𝐿𝑑D.𝑚(𝐿+𝑑)𝐿10.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势如图示，则(  )A.𝑡1时刻线圈中磁通量为零B.𝑡2时刻线圈中磁通量变化率最大C.𝑡3时刻线圈中磁通量变化率最大D.𝑡4时刻线圈面与磁场方向垂直二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）11.如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为10∶1，R1=20𝛺，R2=10𝛺，C为电容器，原线圈所加电压u=220sin(100𝜋t)𝑉.下列说法正确的是(  )．A.通过电阻R3的电流始终为零B.副线圈两端交变电压的频率为50HzC.电阻R2的电功率为48.4𝑊D.原副线圈铁芯中磁通量变化率之比为10∶112.如图所示，边长为L的正方形线圈abcd，其匝数为n，总电阻为r，外电路的电阻为𝑅，𝑎𝑏的中点和cd的中点的连线𝑂𝑂′恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度为B，若线圈从图示位置开始，以角速度𝜔绕𝑂𝑂′轴匀速转动，则以下判断中正确的是(  )A.闭合电路中感应电动势的瞬时表达式𝑒=𝑛𝐵𝐿2𝜔sin𝜔𝑡B.在𝑡=𝜋2𝜔时刻，磁场穿过线圈的磁通量最大，但此时磁通量的变化率为零C.从𝑡=0时刻到𝑡=𝜋2𝜔时刻，电阻R上产生的热量为𝑄=𝑛2𝐵2𝐿4𝑛𝜔𝑅16(𝑅+𝑟)第2页，共5页D.从𝑡=0时刻到𝑡=𝜋2𝜔时刻，通过R的电荷量𝑄=𝑛𝐵𝐿22(𝑅+𝑟)13.如图1所示，T为理想变压器，原副线圈匝数比为4：1，𝐴1、𝐴2为理想交流电流表，𝑉1、𝑉2为理想交流电压表，𝑅1、𝑅2为定值电阻，𝑅3为热敏电阻(阻值随温度的升高而减小)，原线圈两端接入如图2所示的电压，以下说法正确的是(  )A.当温度升高时，电压表𝑉1示数为55√2𝑉保持不变B.当温度升高时，电压表𝑉2示数变大C.通过电流表𝐴1的电流方向每秒变化100次D.当温度升高时，电流表𝐴1、𝐴2示数同时变大14.总质量为M的小车ab，原来静止在光滑的水平面上.小车的左端a固定一根不计质量的弹簧，弹簧的另一端放置一块质量为m的物体𝐶.已知小车的水平底板光滑，且𝑀𝑚，开始时，弹簧处于压缩状态，如图，当弹簧突然释放后，物体c离开弹簧向b端冲去，并跟b端粘合在一起，那么，以下说法中正确的是(  )A.物体c离开弹簧时，小车一定向左运动B.物体c离开弹簧时，小车运动的速率跟物体c相对小车运动的速率之比为𝑚𝑀C.物体c离开弹簧时，小车的动能与物体c的动能之比为𝑚𝑀D.物体c与车的b端粘合在一起后，小车立即停止运动三、计算题（本大题共4小题，共40.0分）15.如图所示，光滑的水平面AB与半径为𝑅=0.32𝑚的光滑竖直半圆轨道BCD在B点相切，D为轨道最高点.用轻质细线连接甲、乙两小球，中间夹一轻质弹簧，弹簧与甲、乙两球不拴接.甲球的质量为𝑚1=0.1𝑘𝑔，乙球的质量为𝑚2=0.3𝑘𝑔，甲、乙两球静止.现固定甲球，烧断细线，乙球离开弹簧后进入半圆轨道恰好能通过D点.重力加速度g取10𝑚/𝑠2，甲、乙两球可看作质点．(1)试求细线烧断前弹簧的弹性势能𝐸𝑃；(2)若甲球不固定，烧断细线，求从烧断细线开始到乙球脱离弹簧过程中，弹簧对乙球的冲量I．16.如图所示，用不可伸长的细线悬挂一质量为𝑀=1𝑘𝑔的小木块，木块处于静止状态.现有一质量为𝑚=0.01𝑘𝑔的子弹以初速度𝑣0=300𝑚/𝑠自左方水平地射穿木块，木块上升的最大高度ℎ=0.2𝑚，求：①子弹射出木块时的速度v；②若子弹射穿木块的时间为△𝑡=0.02𝑠，子弹对木块的平均作用力F大小为多少？17.如图所示，匀强磁场方向水平向右，磁感应强度大小𝐵=0.20𝑇.正方形线圈abcd绕对称轴𝑂𝑂′在匀强磁场中匀速转动，转轴𝑂𝑂′与磁场方向垂直，线圈转速为𝑛=120𝑟/𝑚𝑖𝑛.线圈的边长为𝐿=20𝑐𝑚，线圈匝数𝑁=20，线圈电阻为𝑟=1.0𝛺，外电阻𝑅=9.0𝛺，电压表为理想交流电压表，其它电阻不计，图示位置线圈平面与磁场方向平行.求线圈从图示位置转过90∘过程中：(1)所产生的平均感应电动势𝐸；(2)通过外电阻R的电荷量q；(3)电阻R上的电热Q；(4)交流电压表的示数U．如图所示，MN、PQ为足够长的平行金属导轨，间距𝐿=0.2𝑚，导轨平面与水平面间夹角𝜃=37∘，𝑁、Q间连接一个电阻𝑅=0.1𝛺，匀强磁场垂直于导轨平面向上，磁感应强度𝐵=0.5𝑇.一根质量𝑚=0.03𝑘𝑔的金属棒正在以𝑣=1.2𝑚/𝑠的速度沿导轨匀速下滑，下滑过程中始终与导轨垂直，且与导轨接触良好.金属棒及导轨的电阻不计，𝑔=10𝑚/𝑠2，sin37∘=0.60，cos37∘=0.80.求：(1)电阻R中电流的大小；(2)金属棒与导轨间的滑动摩擦因数的大小；(3)对金属棒施加一个垂直于金属棒且沿导轨平面向上的恒定拉力𝐹=0.2𝑁，若金属棒继续下滑𝑥=0.14𝑚后速度恰好减为0，则在金属棒减速过程中电阻R中产生的焦耳热为多少？第3页，共5页高二年级物理周练九【答案】1.A2.C3.B4.C5.C6.B7.C8.D9.B10.B11.BC12.CD13.CD14.ABCD15.解：(1)设乙球在D点处的速度为v，对乙球，在D处：𝑚2𝑔=𝑚2𝑣2𝑅…①𝐸𝑃=𝑚2𝑔(2𝑅)+12𝑚2𝑣2…②，由①②式并代入数据得：𝐸𝑃=2.4𝐽…③，(2)设甲、乙两球脱离弹簧时速度大小分别为𝑣1、𝑣2，以𝑣1的方向为正方向，根据动量守恒定律得：𝑚1𝑣1=𝑚2𝑣2…④根据能量守恒定律得：𝐸𝑃=12𝑚1𝑣12+12𝑚2𝑣22…⑤根据动量定理得：𝐼=𝑚2𝑣2…⑥由④⑤⑥式并代入数据得冲量大小：𝐼=0.6𝑁⋅𝑠，方向：水平向右．答：(1)细线烧断前弹簧的弹性势能𝐸𝑃为2.4𝐽；(2)从烧断细线开始到乙球脱离弹簧过程中，弹簧对乙球的冲量I大小为为0.6𝑁⋅𝑠，方向水平向右．16.解：①设子弹射穿木块后木块获得速度为𝑣′.木块上摆过程，只有重力做功，其机械能守恒，由机械能守恒定律得：12𝑀𝑣′2=𝑀𝑔ℎ，子弹射穿木块过程系统的动量守恒，以水平向右为正方向，由动量守恒定律得：𝑚𝑣0=𝑚𝑣+𝑀𝑣′，联立并代入数据解得：𝑣′=2𝑚/𝑠，𝑣=100𝑚/𝑠；②以木块为研究对象，由动量定理可得：𝐹△𝑡=𝑀𝑣′，代入数据解得：𝐹=100𝑁；答：①子弹射出木块时的速度v为100𝑚/𝑠；②若子弹射穿木块的时间为△𝑡=0.02𝑠，子弹对木块的平均作用力F大小为100N．17.解：(1)线圈转动的周期为：𝑇=1𝑛=60120𝑠=0.5𝑠线圈从图示位置转过90∘过程中，所经历的时间为：△𝑡=𝑇4=0.54=0.125𝑠线圈中发生的磁通量的变化为：△𝛷=𝐵𝐿2=0.20×0.202=0.008𝑊𝑏由法拉第电磁感应定律得平均电动势为：𝐸=𝑁⋅△𝛷△𝑡=20×0.0080.125=1.28𝑉(2)通过电阻R的平均电流为：𝐼=𝐸𝑅+𝑟=1.289.0+1.0=0.128𝐴在这个过程中通过R的电荷量为：𝑞=𝐼△𝑡=0.128×0.125=0.016𝐶(3)线圈在转动过程中产生的感应电动势最大值为：𝐸𝑚=𝑁⋅𝐵𝐿2𝜔代入数据得：𝐸𝑚=2.0𝑉有效值：𝐸=𝐸𝑚√2=2.0√2=√2𝑉通过电阻R的感应电流的有效值为：𝐼=𝐸𝑅+𝑟=√29+1=0.1√2𝐴在这个过程中，电阻R上产生的热量为：𝑄=𝐼2𝑅△𝑡=(0.1√2)2×9×0.125=0.0225𝐽(4)交流电压表的示数即电阻R两端电压的有效值：𝑈=𝐼𝑅=0.1√2×9=0.9√2≈1.27𝑉答：(1)所产生的平均感应电动势是1.28𝑉；(2)通过外电阻R的电荷量是0.016𝐶；(3)电阻R上的电热是0.0225𝐽；(4)交流电压表的示数是1.27𝑉．18.解：(1)感应电动势𝐸=𝐵𝐿𝑣=0.5×0.2×1.2=0.12𝑉；感应电流𝐼=𝐸𝑅=0.120.1=1.2𝐴；(2)导体棒受到的安培力𝐹安=𝐵𝐼𝐿=0.5×0.2×1.2=0.12𝑁；金属棒匀速下滑，根据平衡条件可知：𝑚𝑔sin𝜃−𝑓−𝐹安=0且𝐹𝑁−𝑚𝑔cos𝜃=0又𝑓=𝜇𝐹𝑁代入数据解得：𝜇=0.25；(3)从施加拉力F到金属棒停下的过程中，由能量守恒定律得：(𝐹−𝑚𝑔sin𝜃+𝜇𝑚𝑔cos𝜃)𝑥+𝑄=12𝑚𝑣2代入数据解得：产生的焦耳热：