吉林一中2009屆高三階段驗收
物理試題
本試卷分第Ⅰ卷（選擇題）和第Ⅱ卷（非選擇題）兩部分。共150分考試用時120分鐘
第Ⅰ卷（選擇題共40分）
一、本題共10小題，每小題4分，共40分．在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確．全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分．
1．如圖1所示，平行導軌間距為d，一端跨接一個電阻為R，勻強磁場的磁感強度為B，方向與導軌所在平面垂直。一根足夠長的金屬棒與導軌成θ角放置，金屬棒與導軌的電阻不計。當金屬棒沿垂直于棒的方向以速度v滑行時，通過電阻R的電流強度是 （ ）
A．
B．
C．
D．
2．如圖2，甲、乙兩圖為與勻強磁場垂直放置的兩個金屬框架，乙圖除了一個電阻為零、自感系數為L的線圈外，其他部分與甲圖都相同，導體AB以相同的加速度向右做勻加速直線運動。若位移相同，則 （ ）
A．甲圖中外力做功多
B．兩圖中外力做功相同
C．乙圖中外力做功多
D．無法判斷
3．如圖3所示，在光滑水平面上的直線MN左側有垂直于紙面向里的勻強磁場，右側是無磁場空間。將兩個大小相同的銅質矩形閉合線框由圖示位置以同樣的速度v向右完全拉出勻強磁場。已知制作這兩只線框的銅質導線的橫截面積之比是1:2.則拉出過程中下列說法中正確的是 （ ）
A．所用拉力大小之比為2:1
B．通過導線某一橫截面的電荷量之比是1:1
C．拉力做功之比是1:4
D．線框中產生的電熱之比為1:2
4．兩個相同的白熾燈L1和L2，接到如圖4所示的電路中，燈L1與電容器串聯，燈L2與電感線圈串聯，當a、b處接電壓最大值為Um、頻率為f的正弦交流電源時，兩燈都發光，且亮度相同。更換一個新的正弦交流電源后，燈L1的亮度大于大于燈L2的亮度。新電源的電壓最大值和頻率可能是 （ ）
A．最大值仍為Um，而頻率大于f
B．最大值仍為Um，而頻率小于f
C．最大值大于Um，而頻率仍為f
D．最大值小于Um，而頻率仍為f
5．如圖5所示，條形磁鐵用細線懸掛在O點。O點正下方固定一個水平放置的鋁線圈。讓磁鐵在豎直面內擺動，下列說法中正確的是 （ ）
A．在磁鐵擺動一個周期內，線圈內感應電流的方向改變2次
B．磁鐵始終受到感應電流磁鐵的斥力作用
C．磁鐵所受到的感應電流對它的作用力始終是阻力
D．磁鐵所受到的感應電流對它的作用力有時是阻力有時是動力
6． 甲、乙兩個完全相同中的理想變壓器接在電壓恒定的交流電路中，如圖6所示。已知兩變壓器負載電阻的阻值之比為R甲：R乙=2：1，設甲變壓器原線圈兩端的電壓為U甲，副線圈上通過的電流為I/甲；乙變壓器原線圈兩端電壓為U乙，副線圈上通過的電流為I/乙，則下列說法正確的是 （ ）
A．U甲=U乙，I/甲=I/乙
B．U甲=2U乙，I/甲=2I/乙
C．U甲=U乙，2I/甲=I/乙
D．U甲=2U乙，I/甲=I/乙
7．如圖7所示，理想變壓器原、副線圈的匝數比為10:1，b是原線圈的中心抽頭。電壓表V和電流表A均為理想電表，除R以外其余電阻不計。從某時刻開始在原線圈兩端加上交變電壓，其瞬時值表達式為
，下列說法中正確的是（ ）
A．
時，ac兩點間的電壓瞬時值為110V.
B．時，電壓表的讀數為22V.
C．滑動變阻器觸頭向上移，電壓表和電流表的示數均變大。
D．單刀雙擲開關由a搬向b，電壓表和電流表的示數均變小。
8．如圖8所示，a、b是同種材料的等長導體棒，靜止于水平面內的足夠長的光滑平行導軌上，b棒的質量是a棒的兩倍。勻強磁場豎直向下。若給a棒以4.5J的初動能，使之向左運動，不計導軌的電阻，則整個過程a棒產生的最大熱量是（ ）
A．2J B．1.5J C．3J D．4.5J
9．內壁光滑，水平放置的玻璃圓環內，有一直徑略小于環口直徑的帶正電小球，以速度v0沿逆時針方向勻速轉動，如圖9所示，若在此空間突然加上方向豎直向上、磁感應強度B隨時間成正比增加的變化磁場，設運動過程中小球帶電量不變，則正確的是（ ）
A．小球對玻璃環的壓力一定不斷增大
B．小球受到的磁場力一定不斷增大
C．小球先沿逆時針方向減速運動一段時間后沿順時針方向加 速運動
D．磁場力對小球先做負功后做正功
10．如圖10所示，在磁感應強度為B的勻強磁場中有固定的金屬框架ABC，已知∠B=θ，導體棒DE在框架上從B點開始在外力作用下，沿垂直DE方向以速度v勻速向右平移，使導體棒和框架構成等腰三角形回路。設框架和導體棒材料相同，其單位長度的電阻均為R，框架和導體棒均足夠長，不計摩擦及接觸電阻。關于回路中的電流I和電功率P隨時間t變化的下列四個圖中可能正確的是 （ ）
第Ⅱ卷（非選擇題 共110分）
二、本題共2小題，共20分。把答案填在題中的橫線上或按要求作圖.
11．（10分）(1)如圖11所示是日光燈的電路圖，它主要是由燈管、鎮流器和起動器組成的，鎮流器是一個帶鐵芯的線圈，起動器的構造如圖8．為了便于起動，常在起動器兩極并上一紙質電容器C. 某班教室的一盞日光燈出現燈管兩端亮而中間不亮的故障，經檢查發現燈管是好的，電壓正常，鎮流器無故障，其原因可能是
，你能用什么簡易方法使日光燈正常發光？
。
（
2）如圖12是測定自感系數很大的線圈
直流電阻的電路，兩端并聯一只電壓表（電壓表的內阻RV很大），用來測電感線圈的直流電壓，在測量完畢后將電路解體時.若先斷開S1 時， 則 (填電壓表或電流表)將可能損壞。
12．（10分）圖13為“研究電磁感應現象”的實驗裝置.
(1)將圖中所缺的導線補接完整.
(2)如果在閉合電鍵時發現靈敏電流計的指針向右偏了一下，那么合上電鍵后可能出現的情況有：
a．將原線圈迅速插入副線圈時，靈敏電流計指針將__________.
b．原線圈插入副線圈后，將滑動變阻器觸頭迅速向左拉時，靈敏電流計指針將________.
三、本題共6小題，90分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和主要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值與單位。
13．（14分）在磁感應強度B=0.5T的勻強磁場中有一個正方形金屬線圈abcd，邊長L=0.2m。線圈的ad邊與磁場的左側邊界重合，如圖14所示，線圈的電阻R=0.4Ω.用外力把線圈從磁場中移出有兩種方法：一種是用外力把線圈從左側邊界勻速平移出磁場；另一種是以ad邊為軸，用力使線圈勻速轉動移出磁場，兩種過程所用時間都是t=0.1s。求
（1）線圈勻速平移出磁場的過程中，外力對線圈所做的功。
（2）線圈勻速轉動移出磁場的過程中，外力對線圈所做的功。
14．（14分）已知某一區域的地下埋有一根與地表面平行的直線電纜，電纜中通有變化的電流，在其周圍有變化的磁場，因此可以通過在地面上測量閉合試探小線圈中的感應電動勢來探測電纜的確切位置、走向和深度。當線圈平面平行地面測量時，在地面上a、c兩處測得試探線圈中的電動勢為零，b、d兩處線圈中的電動勢不為零；當線圈平面與地面成30°夾角時，在b、d兩處測得試探線圈中的電動勢為零。經過測量發現，a、b、c、d恰好位于邊長為L=1m的正方形的四個頂角上，如圖15所示。據此可以判定:地下電纜在哪兩點連線的正下方？并求出地下電纜離地表面的深度h。
15．（15分）如圖16所示，橫截面為矩形的管道中，充滿了水銀，管道的上下兩壁為絕緣板，前后兩壁為導體板（圖中斜線部分），兩導體板被一導線cd短路。管道的高度為a，寬度為b，長度為L。當加在管道兩端截面上的壓強差為P，水銀沿管道方向自左向右流動時，作用在這段水銀上的粘滯阻力f與速度成正比，即：f=kv.
(1)水銀的穩定流速v1為多大？
(2)將管道置于一勻強磁場中，磁場與絕緣壁垂直，磁感應強度為B，方向向上，此時水銀的穩定流速v2又是多大?(已知水銀的電阻率為ρ，磁場只存在于管道所在的區域，不考慮管道兩端之外水銀對電路的影響。)
16．（15分）如圖17所示，一質量為m=0.016kg、長L=0.5m、寬d=0.1m、電阻R=0.1Ω的矩形線圈，從h1=5m的高處由靜止開始下落，然后進入勻強磁場，當下邊進入磁場時，由于磁場力的作用，線圈正好作勻速運動。
（1）求勻強磁場的磁感應強度B。
（2）如果線圈的下邊通過磁場所經歷的時間t=0.15s，求磁場區域的高度h2.
（3）求線圈的下邊剛離開磁場的瞬間，線圈的加速度的大小和方向。
（4）從線圈的下邊進入磁場開始到線圈下邊離開磁場的時間內，在線圈中產生的焦耳熱是多少？
17．（16分）如圖18所示是一種測量通電螺線管中磁場的裝置，把一個很小的測量線圈A放在待測處，線圈與測量電量的沖擊電流計G串聯，當用雙刀雙擲開關S使螺線管的電流反向時，測量線圈中就產生感應電動勢，從而引起電荷的遷移，由表G測出電量Q，就可以算出線圈所在處的磁感應強度B。已知測量線圈共有N匝，直徑為d，它和表G串聯電路的總電阻為R，則被測處的磁感強度B為多大？
18．（16分）如圖19所示，磁場的方向垂直于xy平面向里。磁感強度B沿y方向沒有變化，沿x方向均勻增加,每經過1cm增加量為1.0×10－4T，即
。有一個長L=20cm，寬h=10cm的不變形的矩形金屬線圈，以v=20cm/s的速度沿x方向運動。問：
（1）線圈中感應電動勢E是多少？
（2）如果線圈電阻R=0.02Ω，線圈消耗的電功率是多少？
（3）為保持線圈的勻速運動，需要多大外力？機械功率是多少？
參 考 答 案
1.D 2.A 3.D 4.A 5.C 6.D 7.B 8.A 9.C 10.AD
11．(1)電容器C擊穿而短路或起動器被短路 。將電容器C撤除或更換起動器等。
（2）電壓表
12．解：(1)如圖20所示.
(2)a.右偏轉一下
b.向左偏轉一下
13．解：（1）使線圈勻速平動移出磁場時，bc邊切割 磁感線而產生恒定感應電動勢E=BLv.而v=L/t. （2分）
外力對線圈做的功等于線圈中消耗的電能，即
J （4分）
(2)線圈以ad邊為軸勻速轉出磁場時，線圈中產生的感應電動勢和感應電流都是按正弦規律變化的，感應電動勢和感應電流的最大值為:
（4分）
外力對線圈做的功等于線圈中消耗的電能，即
J
（4分）
14．解：當線圈平面平行地面測量時，在地面上a、c兩處測得試探線圈中的電動勢為零，b、d兩處線圈中的電動勢不為零；所以可以判定：地下電纜在ac兩點連線的正下方. （6分）
依題意可知：電纜離地表面的深度
h=
=
m （8分）
15．解：（1）Pab=Kv1，v1=Pab/k （4分）
(2)感應電動勢
，（2分）電阻
（2分），
由歐姆定律可得
。（2分）
由平衡條件可得：Pab=BIb+kv2， （3分）所以
。（2分）
16．解：（1）設線圈剛進入磁場時的速度為v0，則據機械能守恒定律可得：
（2分）
根據平衡條件可得
（2分） ，解得B=0.4T
（1分）
(2)因為線圈的下邊進入磁場后先做勻速運動，用時t0=0.05s， （1分）
所以線圈做加速運動的時間t1=0.1s，
（2分）
(3) 線圈的下邊剛離開磁場的瞬間的速度V=v0+gt1=11m/s; （2分）
線圈的加速度的大小
，方向向上。（3分）
(4)Q=mgL=0.08J （3分）
17．解：當雙刀雙擲開關S使螺線管的電流反向時，測量線圈中就產生感應電動勢，根據法拉第電磁感應定律可得：
（5分）
由歐姆定律得：
（5分）
由上述二式可得：
（6分）
18．解：(1)設線圈向右移動一距離ΔS，則通過線圈的磁通量變化為：
，而所需時間為
， （2分）
根據法拉第電磁感應定律可感應電動勢力為
V.（3分）
(2)根據歐姆定律可得感應電流
A， （3分）
電功率P=IE=
W
（4分）
(3)電流方向是沿逆時針方向的，導線dc受到向左的力，導線ab受到向右的力。線圈做勻速運動，所受合力應為零。根據能量守恒得機械功率P機=P=W.（4分）
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