本学期的期末考试已经临近,各年级、各学科都已经进入到紧张的复习阶段。小编整理了2014-2015高二物理期末试卷及答案,供大家参考!
2014-2015高二物理期末试卷及答案
一、 本试卷共12小题,每小题4分,部分得分2分,共48分。在每小题给出的四个选项中,至少有一项符合要求。
1.如图所示,半径为R的圆线圈共有n匝,其中心位置处半径为r的虚线范围内有匀强磁场,磁场方向垂直线圈平面,若磁感应强度为B,则穿过线圈的磁通量为()
A.πBR2
B.πBr2
C.nπBR2
D.nπBr2
2.有一闭合矩形线框由静止开始下落,下落过程中线框始终保持在竖直平面内且上下边水平,匀强磁场水平且垂直于线框平面,当线框的下边进入磁场,而上边尚未进入磁场的过程中,不计空气阻力。线框不可能做( )
A.匀速直线运动
B.加速度越来越小的加速直线运动
C.加速度越来越小的减速直线运动
D.匀加速直线运动
3.如图所示,半径为R的圆形线圈两端A、C接入一个平行板电容器,线圈放在随时间均匀变化的匀强磁场中,线圈所在平面与磁感线的方向垂直,要使电容器所带的电量增大,可采取的措施是( )
A.电容器的两极板靠近些
B.增大磁感强度的变化率
C.增大线圈的面积
D.改变线圈平面与磁场方向的夹角
4.如图所示,ab是一个可以绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导体线圈,当滑动变阻器R的滑片P自右向左滑动的过程中,线圈ab将()
A.发生转动,但电源的极性不明,无法确定转动方向
B.顺时针转动
C.逆时针转动
D.静止不动
5.如图,在匀强磁场中水平放置一平行金属导轨(电阻不计),且与大螺线管M相接,磁场方向竖直向下,在M螺线管内同轴放置一小螺线管N,N中通 有正弦交流电 ,t=0时刻电流为零 ,则M 中的感应电流的大小与跨接放于平行导轨上的导体棒ab的运动情况为( )
A. 时刻 M中电流最大
B. 时刻M中电流最小
C.导体棒ab将在导轨上来回运动
D.导体棒ab将一直向右方(或左方)做直线运动
6.一矩形线圈,绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动,线圈中的感应电动势e随时间t的变化规律如图所示,下列说法中正确的是( )
A.每当e转换方向时,通过线圈的磁通 量的绝对值都为最大
B.t1时刻通过线圈的磁通量绝对值最小
C.t2时刻通过线圈的磁通量绝对值最大
D.t3时刻通过线圈的磁通量变 化率的绝对值最大
7.如图所示,闭合金属圆环从高为h的曲面左侧自由滚下,又滚上曲面右侧,环平面与运动方向均垂直于非匀强磁场,环在运动过程中摩擦阻力不计,则下列说法不正确的是( )
A.环滚上曲面右侧的高度小于h
B.运动过程中环内有感应电流
C.环滚入曲面左侧的高度等于h
D.运动过程中安培力对 环一定做负功
8.在交流电电路中,如果电源电动势的最大值不变,频率可以改变,在如图电路的a、b两点间逐次将图中的电路元件甲、乙、丙单独接入,当使交流电频率增加时,可以观察到下列论述的哪种情况 )
A.A1读数不变,A2增大,A3减小
B.A1读数增大,A2不变,A3减小
C.A1读数减小,A2不变,A3增大
D.A1,A2 ,A3读数均不变
9.如图所示,E为电池,L是电阻可忽略不计、自感系数足够大的线圈,D1、D2是两个规格相同且额定电压足够大的灯泡,S是控制电路的开关.对于这个电路,下列说法错误的是()
A.闭合开关S待电路达到稳定,再将S断开瞬间,D2立即熄灭,D1闪亮一下再熄灭
B.闭合开关S待电路达到稳定,D1熄灭,D2比原来更亮
C.刚闭合开关S的瞬间,通过D1、D2的电流大小相等
D.刚闭合开关S的瞬间,通过D1、D2的电流大小不相等
⒑如图所示,竖直放置的两根平 行金属导轨之间接有定值电阻R,质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦,棒与导轨的电阻均不计,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直,棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内,力F做的功与安培力做的功的代数和等于()
A.棒的动能增加量
B.棒的机械能增加量
C.棒的重力势能增加量
D.电阻R上放出的热量
⒒如图所示,光滑固定导轨,p、q水平 放置,两根导体棒m、n平行放于导轨上,形成一个闭合回路,当一条形磁铁从高处下落
落接近回路时下列说法合理的是()
A.m、n将互相远离
B.m、n将互相靠拢
C.磁铁的加速度小于g
D.磁铁的加速度仍为g
⒓如图所示,一个“∠”形导轨垂直于磁场固定在磁感应强度为B的匀强磁场中.导体棒ab与导轨由相同粗细、相同材料的导体制成,导体棒与导轨接触良好.在外力作用下,导体棒以恒定速度v向右运动,以导体棒在图中所示位置的时刻作为计时起点,则回路中感应电动势E、感应电流I、导体棒所受外力的功率P和回路中产生的焦耳热Q随时间t变化的图象中,正确的是()
第Ⅱ卷(非选择题52分)
二.填空题(共20分,其中13题每空2分 ,14、15、16题每题各4分)
⒔把一个闭合矩形线圈从与其平面垂直的匀强磁场中匀速拉出来。若第一次用0.3s时间拉出,外力做的功为W1,线圈中产生的电流为I1,电功率为P1,通过导线横截面的电量为q1;第二次用0.9s时间拉出,外力做功为W2,线圈中产生的电流为I2,电功率为P2,通过导线横截面的电量为q2,则⑴ W1 W ⑵ I1 I2 ⑶ q2 q1 ⑷ P2 P1
(填“﹥” 或“﹤” 或“=”)
⒕一个边长为10 cm的正方形金属线框置于匀强磁场中,线框匝数n=100,线框平面与磁场垂直,电阻为20 Ω.磁感应强度随时间变化的图象如图所示.则在一个周期内线框产生的热量为________ J.
⒖ 如图所示,竖直平面内有一金属环,半径为a,总电阻为R(指 拉直时两端的电阻),磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面,在环的最高点A用铰链连接长度为2a、电阻为R2的导体棒AB,AB由水平位置紧贴环面摆下,当摆到竖直位置时,B点的线速度为v,则这时AB两端的电压大小为
16.如图所示,均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置,当a绕O点在其所在平面内旋转时,b中产生顺时针方向的感应电流,且具有扩张趋势,由此可知,圆环a 时针 速旋转(填“顺”或“逆” 、“加”或“减” )
三.计算题(本题共3小题,17、18题每小题各11分,19题10分 ,共32分,计算时必须有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位,直接写结果的不得分)
⒘ 如图所示,水平放置的平行金属导轨,相距L=0.50m,左端接一电阻R=0.20Ω,磁感应强度B=0.40T的匀强磁场方向垂直于导轨平面,导体棒ab垂直放在导轨上,并能无摩擦地沿导轨滑动,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计,当ab以v=4.0 m/s的速度水平向右匀速滑动时,求:
(1)ab棒中感应电动势的大小,并指出a、b哪端电势高?
(2)回路中感应电流的大小;
(3)维持ab棒做匀速运动的水平外力F的大小
(说明:计算时可认为 导体棒ab长为L=0.50m)
⒙ 如图所示,一矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动,磁场方向与转轴垂直.线圈匝数n=40,电阻r=0.1 Ω,长l1=0.05 m,宽l2=0.04 m,角速度ω=100 rad/s,磁场的磁感应强度B=0.2 T.线圈两端外接电阻R=9.9 Ω的用电器和一个交流电流表.求:
(1)由图示位置开始计 时线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式;
(2)电流表的读数;
(3)用电器R上消耗的电功率.(均保留两位有效数字)
⒚ 如图所示,两根相距L平行放置的光滑导电轨道,与水平面的夹角均为 ,轨道间有电阻R,处于磁感应强度为B、方向竖直向上的匀强磁场中,一根质量为m、电阻为r的金属杆ab,由静止开始沿导电轨道下滑.设下滑中ab杆始终与轨道保持垂直,且接触良好,导电轨道有足够的长度,且电阻不计.求:
(1)ab杆将做什么运动 ?
(2)若开始时就给ab沿轨道向下的拉力F使其由静止开始向下做加速度为a的匀加速运动
(agsin ).求拉力F与时间t的关系式.
⒚ [解析] (1)金属杆受力如图所示,当金属杆向下滑动时,速度越来越大,安培力F安变大,金属杆加速度变小.随着速度的变大,加速度越来越小.ab做加速度越来越小的加速运动,最终加速度变为零,金属杆做匀速运动.
(2)经过时间t,ab杆速度v=at,感应电流I=BLvcosαR+r
由牛顿第二定律F+mgsinα-BILcosα=ma
F=m(a-gsinα)+B2L2acos2αR+rt.
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22.磁流体发电技术是目前世界上正在研究的新兴技术,它可以把气体内能直接转化为电能。如图所示是磁流体发电机模型,匀强磁场磁感应强度为B,平行金属板A、B相距为d,将一束等离子体(高温下电离的气体,含有大量带正电和负电的微粒)喷射入磁场,便可在A、B两板间产生电压,在外电路负载中获得电流。
1) 试说明磁流体发电机的原理
2) 若等离子体以速度v垂直射入磁场,外电路负载电阻为R0,不计等离子体气体的电阻,则此发电机的电动势E和总功率P为多大?
3) 若等离子体的截面积为S,每立方米中含有n对一价正负离子,且A、B板足够长,改变外电路电阻,则电路中可能达到的最大电流为多少?
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