许昌市高二下学期第一次五校联考

物 理 试 卷

考试时间：3月29日上午10：00——11：30

命题学校：许昌高中 命题人：张东峰 审题人：孙会娟

一、选择题 (每小题4分，9小题共36分，每小题给出的四个选项中，至少有一个选项正确，选对得4分，未选全但无选错得2分；有选错或不选得0分。）

1．关于英国物理学家麦克斯韦对于物理学的贡献，说法正确的是：

A．给出了如何判断电磁感应中感应电流方向的法则B．研究了带电粒子在磁场中运动的受力公式C．通过实验测定了万有引力常量D．提出了变化磁场可以产生感生电场的理论

2．如图所示，带负电的粒子在匀强磁场中运动．关于带电粒子所受洛伦兹力的方向，下列各图中判断正确的：

3．如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ.如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况错误的是：

A．两悬线等长变短，θ角变小

B．棒中的电流变大，θ角变大

C．金属棒质量变大，θ角变大

D．磁感应强度变大，θ角变小

4．如图所示，接在理想变压器中的三个规格相同的灯泡a、b、c都正常发光，若仅将b、c改为串联，输入电压U不变，则此时三个灯泡的功率之比为：

A．1∶4∶4　　B．1∶1∶1

C．1∶2∶2 D．4∶1∶1

5．某水电站，用总电阻为2.5Ω的输电线输电给500km外的用户，其输出电功率是3×106kW。现用500kV电压输电，则下列说法正确的是：

A．输电线上输送的电流大小为2×105A B．输电线上由电阻造成的损失电压为15kV

C．若改用5kV电压输电，则输电线上损失的功率为9×108kW

D．输电线上损失的功率为?P=U2/r，U为输电电压，r为输电线的电阻

6．如图所示，用粗细均匀的阻值为R的金属丝做成面积为S的圆环，它有一半处于匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，磁场均匀变化，磁感应强度大小随时间的变化率为k（k>0），ab为圆环的一条直径，则下列说法正确的是：

A．圆环中产生顺时针方向的感应电流

B．圆环有扩张的趋势

C．图中a、b两点间的电压大小为kS

D．圆环中感应电流的大小为kS/2R

7．如图所示，在边长为a的正方形区域内有匀强磁场，磁感应强度为B，其方向垂直纸面向外，一个边长也为a的单匝正方形导线框架EFGH正好与上述磁场区域的边界重合，导线框的电阻为R．现使导线框以周期T绕其中心O点在纸面内匀速转动，经过
导线框转到图中虚线位置，则在这
时间内：

A．顺时针方向转动时，感应电流方向为E→F→G→H→E

B．平均感应电动势大小等于

C．平均感应电动势大小等于

D．通过导线框横截面的电荷量为

8．如图甲所示，有两个相邻的有界匀强磁场区域，磁感应强度的大小均为B，磁场方向相反，且与纸面垂直，磁场区域在x轴方向宽度均为a，在y轴方向足够宽。现有一高为a的正三角形导线框从图示位置开始向右匀速穿过磁场区域。若以逆时针方向为电流的正方向，在图乙中，线框中感应电流i与线框移动距离x的关系图象正确的是：

图甲

图乙

9．一个交流随时间t的变化关系如图所示．则该交流的有效值为：

A．×10－5 A B．×10－5A

C．×10－5A D．×10－5A

二、填空题（每空4分，共12分）

10．如图所示，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当照射光强度增大时：

A．电压表的示数增大

B．R2中电流减小

C．小灯泡的功率增大

D．电路的路端电压增大

11．图甲为在温度为10℃左右的环境中工作的某自动恒温箱原理简图，箱内的电阻R1＝20 kΩ，R2＝10 kΩ，R3＝40 kΩ，Rt为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图线如图乙所示．当a、b端电压Uab<0时，电压鉴别器使开关S接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度提高；当Uab>0时，电压鉴别器使开关S断开，停止加热，恒温箱内的温度恒定在________℃，此时电阻Rt=_______。

三、计算题（3小题，共32分）

12．（6分）如图所示，正方形线圈abcd在磁感应强度B＝1T的匀强磁场中绕轴OO′以角速度ω＝10π rad/s匀速转动，线圈共10匝，线圈的电阻值为5 Ω，ab＝0.6 m，bc＝0.6 m，负载电阻R＝45 Ω.求

(1)电阻R在0.05 s内发出的热量；（结果保留两位小数）

(2)电阻R在0.05 s内流过的电荷量(设线圈从垂直中性面开始转动)．

13．（12分）如图所示，竖直面内的正方形导线框ABCD、abcd的边长均为l、总电阻均为R，质量分别为2m和m,它们分别系在一跨过两个定滑轮的轻绳两端，在两导线框之间有一宽度为2l、磁感应强度大小为B、方向垂直竖直面向里的匀强磁场. 开始时ABCD的下边与匀强磁场的上边界重合，abcd的上边到匀强磁场的下边界的距离为l. 现将系统由静止释放，当ABCD刚全部进入磁场时，系统开始做匀速运动. 不计摩擦和空气阻力，求：

（1）系统匀速运动的速度大小.

（2）两线框从开始运动至等高的过程中所产生的总焦耳热.

（3）线框abcd通过磁场的时间.

14．（14分）如图所示，矩形区域Ⅰ和Ⅱ内分别存在方向垂直于纸面向外和向里的匀强磁场(AA′、BB′、CC′、DD′为磁场边界，四者相互平行），磁感应强度大小均为B，矩形区域的长度足够长，两磁场宽度及BB′与CC′之间的距离均相同。某种带正电的粒子从AA′上的O1处以大小不同的速度沿与O1A成α＝30°角进入磁场（如图所示，不计粒子所受重力），当粒子的速度小于某一值时，粒子在区域Ⅰ内的运动时间均为t0；当速度为v0时，粒子在区域Ⅰ内的运动时间为
。求：

⑴粒子的比荷
；

⑵磁场区域Ⅰ和Ⅱ的宽度d；

⑶速度为v0的粒子从O1到DD′所用的时间。

四、选做题 （从选作题目一（15、16、17）或者二（18、19、20）中任选一组题目， 将答案写在相应位置，若两组题目都做，按第一组给分3小题，共20分）

[选作题目一]

15．（4分）沿x轴正方向传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形如图所示，M为介质中的一个质点，该波的传播速度为40m/s，则t=
s时:

A．质点M对平衡位置的位移一定为负值

B．质点M的速度方向与对平衡位置的位移方向相同

C．质点M的加速度方向与速度方向一定相同

D．质点M的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反

16．（6分）一个单摆的振动周期是2s，求下列作简谐运动情况下单摆的周期：

（1）摆长缩短为原来的1/4，单摆的周期为________s；

（2）摆球的质量减为原来的1/4，单摆的周期为________s；

（3）振幅减为原来的1/4，单摆的周期为________s。

17. （10分）一列横波在x轴上传播，在t1 = 0时刻波形如图中实线所示，t2 = 0.05s时刻波形如图中虚线所示.

（1）求这列波的波速?

（2）若有另一列波能与这列波发生稳定干涉，

则另一列波的最小频率是多少?

[选作题目二]

18．（4分）质量为M速度为v的A球，跟质量为3M的静止B球发生正碰，碰撞可能是弹性，也可能非弹性，碰后B球的速度可能是以哪些值：

A．v B．0.6v C．0.4v D．0.2v

19．（6分）质量为0.2kg的小球竖直向下以6m/s的速度落至水平地面，再以4m/s的速度反向弹回，取竖直向上为正方向，则小球与地面碰撞前后的动量变化为______kg·m/s。若小球与地面的作用时间为0.2s，则小球收到地面的平均作用力大小为______N(g=10m/s2)

20．（10分）如图所示，光滑水平面上A、B两小球沿同一方向运动，A球的动量为4kgm/s，B球的质量为1kg，速度为6m/s，已知两球相碰后，A球的动量减为原来的一半，方向与原方向一致。求：

（1）碰撞后B球的速度变为多大?

（2）A球的质量范围。

物理参考答案

一、选择题4×9

1

2

3

4

5

6

7

8

9



D

A

ACD

A

B

D

BD

C

A





二、填空题4×3

10、 ABC

11、 35 20 kΩ

三、计算题

12、（6分）【解析】　(1)矩形线圈abcd在匀强磁场中旋转产生正弦交变电流，电动势的峰值为Em＝nBSω＝10×1×0.6×0.6×10π V＝113.04 V（1分）

电流的有效值I＝＝＝1.60 A（1分）

所以0.05 s内R上发出的热量Q＝I2Rt＝5.76 J. （1分）

(2)矩形线圈旋转过程中产生的感应电动势的平均值

E＝n＝＝＝＝72 V，（1分）

电流的平均值I＝＝1.44 A；（1分）

0.05 s内电路流过的电荷量q＝It＝0.072 C. （1分）

13、（12分）【解析】 (1) 如图所示，设两线框刚匀速运动的速度为v、此时轻绳上的张力为T，则对ABCD有：
① (1分)

对abcd有：
②(1分)

③(1分)

④(1分)

则
⑤(1分)

（2）设两线框从开始运动至等高的过程中所产生的焦耳热为Q，当左、右两线框分别向上、向下运动2l的距离时，两线框等高，对这一过程，由能量守恒有：

由能量守恒定律有
⑥ (2分)

解⑤⑥得
(2分)

(3) 线框abcd通过磁场时以速度v匀速运动，设线框abcd通过磁场的时间为t则

⑦ (1分)

解⑤⑦得：
(2分)

14．（14分）解：（1）若速度小于某一值时粒子不能从BB′ 离开区域Ⅰ，只能从AA′边离开区域Ⅰ。则无论粒子速度大小，在区域Ⅰ中运动的时间相同。轨迹如图所示（图中只画了一个粒子的轨迹）。

则粒子在区域Ⅰ内做圆周运动的圆心角为φ1=300o （2分）

由Bqv=
（1分）

（1分）

得：粒子做圆周运动的周期 T =
（1分）

由
（1分）

解得：
（1分）

（2）速度为v0时粒子在区域I内的运动时间为
，设轨迹所对圆心角为φ2。

由

（1分）

得：
（1分）

所以其圆心在BB′上，穿出BB′ 时速度方向与BB′ 垂直，其轨迹如图所示，设轨道半径为R

由
得：
（1分）

（1分）

（3）区域I、Ⅱ宽度相同，则粒子在区域I、Ⅱ中运动时间均为
（1分）

穿过中间无磁场区域的时间为t′ =

（1分）

则粒子从O1到DD′所用的时间t=
（1分）

15. （4分）CD

16. （6分）1 2 2

17. . （10分）解析：（1）根据波形图可知，波长λ=8m，这列波的传播方向存在两种可能。

若波沿x轴正向传播，则 0.05s=（n+　）T（其中n = 0、1、2、3…），

所以，周期T=　 　　　　（n = 0、1、2、3…）；(2分)

波速v =λ/T= 40（4n+1）m/s （n = 0、1、2、3…）；(2分)

若波沿x轴负向传播，则 0.05s=（n+　　）T；

所以，周期T=　　　　　　　（n = 0、1、2、3…）；(2分)

波速v =λ/T= 40（4n+3）m/s （n = 0、1、2、3…）。(2分)

（2）若有另一列波能与这列波发生稳定干涉，则另一列波的频率与这列波的频率相同；若波沿x轴正向传播，且当n = 0时，周期最大，频率最小，最小频率为5Hz，所以另一列波的最小频率是5Hz。（2分）

18. （4分）CD

19. （6分） 2 12

20. （10分）

（1）根据动量守恒可得： PA+mBvB=PA′+mBv B′…… (2分)

代入数值后可解得：v B′=8m/s (2分)

（2）设A球质量为mA，A球能追上B球并与之碰撞，

应满足： vA= PA/ mA> vB (1分)

碰撞后A球不能到B球前面，vA′= PA′/ mA< vB′(1分)

碰撞过程中能量不能增加

(2分)

解上述不等式并取交集得1/4kg≤mA≤3/7 kg (2分)