2014-2015学年度第二学期 模块测试高二物理

第I卷　共48分

一．选择题：(本题共 12小题，每小题 4分，在每小题给出的四个选项中，第 1 ~ 8题只有一项符合题目要求，第 9 ~ 12题有多项符合题目要求，全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2分，有选错的得 0 分。答案涂在答题纸上相应的位置。)

1．如图所示，闭合圆导线线圈放置在匀强磁场中，线圈平面与磁场平行，其中ac、bd分别是平行、垂直于磁场方向的两条直径．试分析线圈做如下运动时，能产生感应电流的是 (　　)

A．使线圈在纸面内平动

B．使线圈平面沿垂直纸面方向向纸外平动

C．使线圈以ac为轴转动

D．使线圈以bd为轴转动

2．如图所示，A、B是相同的白炽灯，L是自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈。下面说法正确的是

A．闭合开关S时，B灯比A灯先亮，最后一样亮

B．闭合开关S时，A灯比B灯先亮，最后一样亮

C．闭合开关S稳定后断开开关S时， 流过A灯中的电流方向与原来相同

D．闭合开关S稳定后断开开关S时，A灯与B灯更亮一下后慢慢熄灭

3．矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，线圈所围面积的磁通量Φ随时间t变化的规律如图所示，下面的说法正确的是

A．t1时刻线圈中感应电动势最大

B．t2时刻导线ad的速度方向跟磁感线垂直

C．t2时刻线圈平面与中性面重合

D．t4时刻线圈中感应电流方向改变

4．如图所示的理想变压器，各表均为理想交流电表，R1，R2，R3均为定值电阻，初级线圈加上电压有效值恒定的交变电流，当开关K闭合时，下列说法正确的是（ ）

A．A1示数不变，A2示数变大

B．V1示数变小，V2示数变小

C．V1示数不变，V2示数不变

D．R2消耗功率变小

5． 一矩形线圈abcd位于一随时间变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面向里(如图甲所示)，磁感应强度B随时间t

变化的规律如图乙所示．以I表示线圈

中的感应电流(图甲中线圈上箭头方向

为电流的正方向)，则下列选项中能正确表示线圈中电流I随时间t变化规律的是　

6．如图所示，直角三角形导线框abc以大小为v的速度

匀速通过有清晰边界的匀强磁场区域（匀强磁场区域的

宽度大于导线框bc边的长度），则此过程中导线框中感

应电流随时间变化的规律为(规定逆时针方向的电流为正)

7．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后，两电阻消

耗的电功之比W甲∶W乙为(　　)

A．1∶　 B．1∶2

C．1∶3　 D．1∶6

8． 现将电池组、滑动变阻器、带铁

芯的线圈A、线圈B、电流计及

电键按如图1所示连接．

下列说法中正确的是

A．电键闭合后，线圈A插入或拔出线圈B时都会引起电流计指针偏转

B．线圈A插入线圈B中后，电键闭合后电流计指针偏转一角度后静止不动

C．电键闭合后，使滑动变阻器的滑片P匀速滑动的过程，电流计指针无偏转

D．电键闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流计指针才能偏转

9．如图所示，金属铜球从距底端高h的绝缘光滑曲面无初速滚

下，又沿曲面的另一侧上升，整个装置处在磁场中，则

A．若磁场是匀强磁场，铜球滚上的最大高度小于h

B．若磁场是匀强磁场，铜球滚上的最大高度等于h

C．若是从左到右逐渐增强的非匀强磁场，铜球滚上的最大高度小于h。

D．若是从左到右逐渐增强的非匀强磁场，铜球滚上的最大高度大于h。

10．“二分频”音箱内有高、低两个扬声器。音箱要将扩音机送来的含有不同频率的混合音频电流按高、低段分离出来，送往相应的扬声器发出声音。如图中为音箱的电路简化图，高低频混合电流由a、b端输入，

L是线圈，C是电容器，则( )

A．甲扬声器是高音（高频）扬声器

B．C的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器

C．乙扬声器是低音(低频)扬声器

D．L的作用是阻碍高频电流通过甲扬声器

11．两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L ，底端接阻值为R

的电阻。将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，

金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B 的

匀强磁场垂直，如图所示。除电阻R 外其余电阻不计。现将

金属棒从弹簧原长位置由静止释放．则( )

A．在金属棒运动的整个过程中弹簧、金属棒、地球构成的系统机械能守恒

B．金属棒运动到最低点时，弹簧上的弹性势能等于金属棒重力势能的 减少量

C．电阻R 上产生的总热量等于导体棒克服安培力所做的功

D． 金属棒最后静止时，弹簧上的弹性势能与棒运动过程中产生的内能相等

12．如图所示，P、Q是两根竖直且足够长的金属杆(电阻忽略不计)，处在垂直纸面向里的匀强磁场B中，MN是一个螺线管，它的绕线方向没有画出，P、Q的输出端a、b和MN的输入端c、d之间用导线相连，A是在MN的正下方水平放置在地面上的金属圆环．现将金属棒ef由静止释放，在下滑中始终与P、Q杆良好接触且无摩擦．在金属棒释放后下列说法正确的是 (　　)

A．螺线管MN中的感应电流先增大后不变

B．A环对地面的压力一直增大

C．A环对地面的压力先增大后减小至恒定值

D．A环对地面的压力先减小后增大至恒定值

第II卷　共52分

二．填空题、本题共 2小题，每小题 4分（每空2分），共8分

13．（4分）如图所示，某空间存在垂直于纸面向里的匀强磁场，分布在半径为a的圆柱形区域内，两个材料、粗细（远小于线圈半径）均相同的单匝线圈，半径分别为r1和r2，且r1＞a＞r2，线圈的圆心都处于磁场的中心轴线上。若磁场的磁

感应强度B随时间均匀减弱，已知
，则小线圈中的感应电

动势大小为 ；

大线圈中的感应电动势大小为 ；

14．（4分）如图所示,有一台交流发电机E,通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电,输电线的总电

阻为R 。T1的输入电压和输入

功率分别为U1和P1,它的输出电

压和输出功率分别为U2和P2;T2

的输入电压和输入功率分别为U3和P3 ,它的输出电压和输出功率分别为U4和P4 。设T1的输入电压U1一定, 在用电高峰期，白炽灯不够亮，但电厂输送的总功率增加，这时U2 （填变大、变小、不变），U3 （填变大、变小、不变）

三、计算题

15．（10分）如图所示，矩形线圈的匝数为n，面积为S，

电阻为r，线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中

绕OO′轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R.求：

(1) 若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电

动势的瞬时值表达式；

(2) 在线圈由图示位置转过90°的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q.

(3) 线圈从图示位置转过的过程中，感应电动势的平均值是多大？

16. (10分) 如图所示图中
和
为在同一竖直平面内的金属导轨，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨所在的平面（纸面）向里。导轨的
段与
段是竖直的，距离为
;
段与
段也是竖

直的，距离为
。
和
为两根质量分别为
和

的金属细杆，中间用不可伸长的绝缘轻线相连,两根金属细杆

都垂直于导轨并与导轨保持光滑接触。两杆与导轨构成的回

路的总电阻为R。在金属杆
上施加一个竖直向上的恒力

使两杆向上运动。已知两杆运动到图示位置时，以速度匀速

向上运动，求作用于
上的恒力大小?

17.(12分)如图所示，足够长的水平导体框架的宽度L＝0.5 m，电阻忽略不计，定值电阻R＝2 Ω。磁感应强度B＝0.8 T的匀强磁场方向垂直于导体框平面向上，一根质量为

m = 0.2kg、有效电阻r＝2 Ω的导体棒MN垂直跨放在框架上，该导体棒与框架间的动摩擦因数μ＝0.5，导体棒在水平恒力F＝1.2 N的作用下由静止开始沿框架运动到刚开始匀速运动时，通过导体棒截面的电量共为q＝2 C，求：

（1）导体棒做匀速运动时的速度?

(2) 导体棒从开始运动到刚开始匀速运动这一过程中

运动的距离?

（3）导体棒从开始运动到刚开始匀速运动这一过程中，

导体棒产生的电热？（g取10 m/s2）

18. (12分) 光滑水平轨道abc、ade在a端很接近但是不相连，bc段与de段平行，尺寸如图所示。轨道之间存在磁感应强度为B的匀强磁场。初始时质量m的杆1放置在b、d两点上，杆2放置在杆1右侧L/2处。除杆2电阻为R外，杆1和轨道电阻均不计。

（1）若固定杆1，对杆2施加水平向右的外力F，使杆2由静止开始向右以加速度a做匀加速直线运动。推导外力F随时间t变化的关系？

（2）若固定杆2，用水平外力将杆1以初速度v0向左拉动，运动过程中保持杆中电流不变，杆1向左运动位移L时速度的大小为多少？

（3）在（2）问的过程中，杆1向左运动位移L内，水平外力做的功为多少？

2014-2015学年度第二学期 模块测试

高二物理 答案

一．选择题：每小题 4分，共48分

1.　D 2. B 3. B 4. D 5 C 6 B 7 C

8 A 9 BC 10 BD 11 CD 12.AC

二．填空题、本题共 2小题，每小题 4分（每空2分），共8分

13.
，
14. 不变，变小

三、计算题，要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案，而未写出主要演算过程的，不能得分。有关物理量的数值计算问题，答案中必须明确写出数值和单位。

15．解：(1)e＝Emsin ωt＝nBS·ωsin (ωt) （ 2分）

(2)产生的感应电动势的最大值为Em＝nBSω

电动势的有效值为E＝＝ （1分）

由闭合电路欧姆定律得，回路中电流的有效值为

（1分）

线圈转过所用的时间Δt＝ （1分）

该过程中电阻R上产生的热量为

Q＝I2RΔt＝
R×＝
. （2分）

(3)线圈从图示位置转过的过程中，磁通量的变化为

ΔΦ＝BS （1分）

线圈转过所用的时间Δt＝

此过程中交变电动势的平均值

E＝n＝
（2分）

16.由法拉第电磁感应定律，回路中的感应电动势的大小

(2分)

电流沿着顺时针方向，回路中的电流
(1分)

作用于杆
上的安培力方向向上,大小为
(1分)

作用于杆
上的安培力方向向下,大小为
。 (1分)

当金属杆作匀速运动时，两杆受合力为0

(4分)

联立以上各式，解得
(1分)

17.(1)当物体开始做匀速运动时，有

（1分）

（1分）

（1分）

联立以上关系解得
（1分）

(2)设在此过程中MN运动的位移为，则

（2分）

（1分）

联立以上关系解得
（1分）

（3）设克服安培力做的功为
，则

（2分）

解得

电路产生总的电热
（1分）

导体棒产生的电热
（1分）

18解析：

（1）杆2时刻t的速度
（1分）

杆2切割磁感线产生的感应电动势

时刻t的感应电流

杆2在加速过程中，根据牛顿第二定律

（2分）

联立以上关系式解得：
（1分）

（2）移动L后，切割长度为
（1分）

此时感应电动势应和初始时大小相同
（2分）

（1分）

（3）由动能定理

（1分）

因为安培力FA=IlB，切割有效长度l与位移成线性关系均匀减小

（2分）

解得
（1分）