安徽师大附中2013-2014学年第二学期中考查

高 二 物 理 试 题

命题教师：张克余

一、单项选择题（每小题5分共50分）

1、质量分别为2m和m的A、B两个质点，初速度相同，均为v1.若他们分别受到相同的冲量I作用后，A的速度为v2，B的动量为p.已知A、B都做直线运动，则动量p可以表示为 (　　)

A．m(v2－v1)　　　　　　 B．2m(2v2－v1)

C．4m(v2－v1) D．m(2v2－v1)

2、如图所示, 三个相同的金属圆环内存在着不同的有界匀强磁场, 虚线表示环的某条直径, 已知所有磁场的磁感应强度随时间变化关系都满足B＝kt, 磁场方向如图所示. 测得A环内感应电流强度为I, 则B环和C环内感应电流强度分别为(　　)

A. IB＝I、IC＝0　　　　　　

B. IB＝I、IC＝2I

C. IB＝2I、IC＝2I

D. IB＝2I、IC＝0

3、一足够长的铜管竖直放置，将一截面与铜管的内截面相同、质量为m的永久磁铁块由管上端口放人管内，不考虑磁铁与铜管间的摩擦，磁铁的运动速度可能是（ ）

A．逐渐增大到定值后保持不变

B．逐渐增大到一定值时又开始碱小．然后又越来越大

C．逐渐增大到一定值时又开始减小，到一定值后保持不变

D．逐渐增大到一定值时又开始减小到一定值之后在一定区间变动

4、 如图所示, 一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路. 虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场, 方向垂直于回路所在的平面. 回路以速度v向右匀速进入磁场, 直径CD始终与MN垂直. 从D点到达边界开始到C点进入磁场为止, 下列结论错误的是( 　)

A. 感应电流方向不变

B. CD段直导线始终不受安培力

C. 感应电动势最大值Em＝Bav

D. 感应电动势平均值＝πBav

5、如图所示,光滑的水平桌面上放着两个完全相同的金属环a和b,当一条形 永磁铁的N极竖直向下迅速靠近两环时,则( ).

A．a、b两环均静止不动 B .a、b两环互相靠近

C .a、b两环互相远离 D .a、b两环均向上跳起

6、如图所示，MN右侧一正三角形匀强磁场区域，上边界与MN垂直．现有一与磁场边界完全相同的三角形导体框，垂直于MN匀速向右运动．导体框穿过磁场过程中感应电流随时间变化的图象可能是 （取逆时针电流为正）（ ）

7、如右图所示是法拉第做成的世界上第一台发电机模型的原理图．将铜盘放在磁场中，让磁感线垂直穿过铜盘；图中a、b导线与铜盘的中轴线处在同一竖直平面内；转动铜盘，就可以使闭合电路获得电流．若图中铜盘半径为L，匀强磁场的磁感应强度为B，回路总电阻为R，从上往下看逆时针匀速转动铜盘的角速度为ω.

则下列说法正确的是(　　)

A．回路中有大小和方向周期性变化的电流

B．回路中电流大小恒定，且等于

C．回路中电流方向不变，且从a导线流进灯泡，再从b导线流向旋转的铜盘

D．若将匀强磁场改为仍然垂直穿过铜盘的正弦变化的磁场，不转动铜盘，灯泡中一定有电流流过

8、如图所示, 图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关系. 若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻, 则经过1 min的时间, 两电阻上电流做功之比W甲∶W乙为(　　)

A. 1∶　　　　　　 B. 1∶2

C. 1∶3 D. 1∶6

9、如图为一理想变压器, 其原副线圈匝数比n1∶n2＝1∶10, 副线圈与阻值R＝20 Ω的电阻相连。原线圈两端所加的电压u＝20 sin100πt(V), 则(　　)

A. 交流电压表的示数为20 V

B. 副线圈输出交流电的每秒方向变化50次

C. 电阻R上消耗的电功率为2 kW

D. 原线圈中电流的最大值为100 A

10、如图(a)所示, 在光滑水平面上用恒力F拉质量为m的单匝均匀正方形铜线框, 线框边长为a, 在1位置以速度v0进入磁感应强度为B的匀强磁场并开始计时, 若磁场的宽度为b(b>3a), 在3t0时刻线框到达2位置, 速度又为v0, 并开始离开匀强磁场. 此过程中v－t图像如图(b)所示, 则(　　)

A. t＝0时, 线框右侧边MN的两端电压为Bav0

B. 在t0时刻线框的速度为v0－

C. 线框完全离开磁场的瞬间位置3的速度一定比t0时刻线框的速度大

D. 线框从1位置进入磁场到完全离开磁场位置3过程中线框中产生的电热为2Fb

二、计算题（共5小题，计50分）

11、（8分）如图所示, 木板A质量mA＝1 kg, 足够长的木板B质量mB＝4 kg, 质量为mC＝2 kg的木块C置于木板B上, 水平面光滑, B、C之间有摩擦. 现使A以v0＝12 m/s的初速度向右运动, 与B碰撞后以4 m/s速度弹回. 求:

(1)B运动过程中的最大速度大小.

(2)C运动过程中的最大速度大小.

12、（8分）如图所示，两根足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距
，导轨上端连接着电阻
，质量为m＝0.01kg、电阻为R2＝
的金属杆ab与导轨垂直并接触良好，导轨电阻不计。整个装置处于与导轨平面垂直的磁感应强度为B＝1T的匀强磁场中。ab杆由静止释放，经过一段时间后达到最大速率，取g＝10m/s2，求此时：

（1）杆的速率；

（2）杆两端电压；

（3）电阻R1消耗的电功率。

13、（10分）交流发电机转子有n匝线圈, 每匝线圈所围面积为S, 匀强磁场的磁感应强度为B, 匀速转动的角速度为ω, 线圈内电阻为r, 外电路电阻为R.当线圈由图中实线位置匀速转动90°到达虚线位置过程中, 求:

(1)通过R的电荷量q为多少？

(2)R上产生的电热QR为多少？

(3)外力做的功W为多少？

14、（12分）如图所示，边长L=2.5m、质量m=0.50kg的正方形金属线框，放在磁感应强度B=0.80T的匀强磁场中，它的一边与磁场的边界MN重合. 在力F作用下由静止开始向左运动，5.0s末时从磁场中拉出.测得金属线框中的电流随时间变化的图象如下图所示.已知金属线框的总电阻R=4.0Ω，求：

（1）t=5.0s时金属线框的速度；

（2）t=4.0s时金属线框受到的拉力F的大小；

（3）已知在5.0s内力F做功1.92J，那么金属线框从磁场拉出的过程中，线框中产生的焦耳热是多少.

15、（12分）如图所示，固定的光滑金属导轨间距为L，导轨电阻不计，上端a、b间接有阻值为R的电阻，导轨平面与水平面的夹角为θ，且处在磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。质量为m、电阻为r的导体棒与固定弹簧相连后放在导轨上。初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有沿轨道向上的初速度v0。整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。已知弹簧的劲度系数为k，弹簧的中心轴线与导轨平行。

⑴求初始时刻通过电阻R的电流I的大小和方向；

⑵当导体棒第一次回到初始位置时，速度变为v，求此时导体棒的加速度大小a；

⑶导体棒最终静止时弹簧的弹性势能为Ep，求导体棒从开始运动直到停止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q。

高二物理参考答案

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10



D

D

A

B

C

C

B

C

C

D



11、（8分）

解析: (1)A与B碰后瞬间, C的运动状态未变, B速度最大. 由A、B系统动量守恒(取向右为正方向)有:

mAv0＋0＝－mAvA＋mBvB（2分）

代入数据得: vB＝4 m/s. （2分）

(2)B与C相互作用使B减速、C加速, 由于B板足够长, 所以B和C能达到相同速度, 二者共速后, C速度最大, 由B、C系统动量守恒, 有

mBvB＋0＝(mB＋mC)vC（2分）

代入数据得: vC＝2.67 m/s. （2分）

12、（8分）

解析：（1）杆达到最大速度时，有mg＝BIL（1分）

又
（1分）

（1分）

解以上三式得：
（1分）

（2）
（2分）

（3）
（2分）

13、（10分）

解析：(1)按照电流的定义I＝q/t, 计算电荷量q应该用电流的平均值, 即q＝t, （2分）

而＝＝＝, 所以q＝.（2分）

(2)求电热应该用有效值, 先求总电热Q, 再按照内外电阻之比求R上产生的电热QR.

Q＝I2(R＋r)t＝·＝＝（2分）

所以QR＝Q＝.（2分）

(3)根据能量守恒, 外力做功的过程是机械能向电能转化的过程, 电流通过电阻, 又将电能转化为内能, 即放出电热. 因此

W＝Q＝.（2分）

14、（12分）

解析：(1)由图可知 t=5s时 线框中电流为0.5A, (1分)

此时线框产生的感应电动势E=BLv (1分)

此时线框产生的感应电流
(1分)

带入数据解得:v=1m/s (1分)

(2)由图可知电流I与时间成正比 ，

又
所以导线框做匀加速运动 (1分)

加速度
带入数据得a=0.2m/s2 (2分)

t=4s时，I=0.4A，由牛顿定律得
带入数据解得F=0.9N (2分)

(3)由动能定理得：
(2分)

Q=1.67J (1分)

15、（12分）

解析：⑴棒产生的感应电动势
2分

通过的电流大小
2分

电流方向为b→a 　　　　1分

⑵棒产生的感应电动势为
1分

感应电流
1分

棒受到的安培力大小
，方向沿斜面向上 　1分

根据牛顿第二定律 有　
　　　　　　　　　1分

解得　
　　　　　　　　　　　 　　　1分

⑶导体棒最终静止，有　
　　　　　　

压缩量
　　 　　　　　　　　　　　1分

设整个过程回路产生的焦耳热为Q0，根据能量守恒定律　有

　　　　　　　　 　2分

　1分

电阻R上产生的焦耳热

　　　2分