成都市六校协作体高2013级第四学期期中试题
物理
(全卷满分:100分 完成时间:90分钟)
命题人:谭强 审题人:叶久春 蒲长征 陶守佳
第Ⅰ卷(选择题,共 47 分)
一、(27分)选择题。本大题共9小题,每小题3分。每小题给出的四个答案中,只有一个是正确的。把正确答案全选出来,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。
1.一水平弹簧振子作简谐振动,周期为T,则( )
A.若t时刻和t+△t时刻振子位移大小相等,方向相同,则△t一定等于T的整数倍
B.若t时刻和t+△t时刻振子位移大小相等,方向相反,则△t一定等于T/2的整数倍
C.若△t=T,则在t时刻和t+△t时刻振子运动的加速度一定相等
D.若△t=T/2、则在t时刻和t+△t时刻时刻,弹簧的长度一定相等
2.一个面积S=410-2m2、匝数N=102匝的线圈,放在匀强磁场中,磁场方向垂直线圈平面,磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图所示.则 ( )
A.在开始2s内穿过线圈磁通量的变化率等于8wb/s
B.在开始2s内穿过线圈磁通量的变化量等于零
C.在开始2s内线圈中产生的感应电动势等于8V
D.在第3s末线圈中产生的感应电动势为零
3.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势e-t图像如图,则在( )
A.t1,t3时刻线圈通过中性面
B.t2,t4时刻线圈中磁通量最大
C.t1,t3时刻线圈中磁通量变化率最大
D.t2,t3时刻线圈平面与中性面垂直
4.在张紧的绳子上挂了a、b、c、d四个单摆,摆长关系为Lc > Lb = Ld > La,如图所示,先让d摆动起来(摆角不超过5°),则下列说法正确的是( )
A.b摆发生振动其余摆均不动
B.所有的摆均以的周期振动
C.所有的摆均以相同摆角振动
D.a、b、c中c摆振动幅度最大
5. 劲度系数为k的轻弹簧竖直悬挂,在其下端挂一质量为m的砝码,然后从弹簧原长处自静止释放砝码,不计摩擦阻力。则( )
A.砝码的运动不是简谐振动 B.砝码最大加速度为2g
C.砝码偏离平衡位置的最大位移为2mg/k D.弹簧最大弹性势能为2m2g2/k
6.下图是一个竖直悬挂的弹簧振子做简谐振动的振动的振动图像(x-t图),由图可推断,振动系统 ( )
A.在t1到t3时刻振子的回复力力大于振子的重力
B.在t3和t4时刻具有相等的总势能和相同的速度
C.在t2和t5时刻具有正向最大加速度而速度为0
D.在t4和t6时刻具有相同的速度和加速度
7.两只相同的电阻,分别通有正弦交流电和方形波的交流电.两种交变电流的最大值相等,电流波形如图所示,在正弦交流电的一个周期内,正弦交流电在电阻上产生的焦耳热Q1与方形波交流电在该电阻上产生的焦耳热Q2之比为等于( ) A.1∶1
B.1∶2
C.2∶1
D.1∶4
8.如图甲所示,在水平地面下有一条沿东西方向铺设的水平直导线,导线中通有自东向西的稳定、强大的直流电流,现有一闭合的检测线圈(线圈中串有灵敏的检流表,图中未画出),若不考虑地磁场的影响,检测线圈位于水平面内,从距直导线很远处由北向南沿水平地面通过导线的上方并移至距直导线很远处的过程中,俯视检测线圈,其中的感应电流的方向是( )
A.先顺时针,后逆时针
B.先逆时针,后顺时针
C.先逆时针,接着顺时针,然后再变为逆时针
D. 先顺时针,接着逆时针,然后再变为顺时针
9.图中MN、GH为平行导轨,AB、CD为跨在导轨上的两根横杆,导轨和横杆均为导体,有匀强磁场垂直于导体所在的平面,方向如图,用I表示回路中的电流( )
A.当AB不动而CD向右滑动时,I≠0且沿顺时针方向
B.当AB向左、CD向右滑动且速度大小相等时,I=0
C.当AB、CD都向右滑动且速度大小相等时,I=0
D.当AB、CD都向右滑动,且AB速度大于CD时,I≠0且沿逆时针方向
二、不定项选择题(每小题给出的四个选项中至少有一个是正确的,请选出正确的选项,全对得4分,漏选得2分,不选或错选不得分,共20分)
10. 如图所示,一只理想变压器原线圈与频率为50 Hz的正弦交流电源相连,两个阻值均为20 Ω的电阻串联后接在副线圈的两端.图中的电流表、电压表均为理想交流电表,原、副线圈分别为200匝和100匝,电压表的示数为5 V,则( )
A. 电流表的读数为0.5 A
B. 流过电阻的交流电的频率为50 Hz
C. 交流电源的输出电压的最大值为10 V
D. 交流电源的输出功率为2.5 W
11.今将同一根条形磁铁缓慢地或迅速地全部插入一闭合线圈中, 试比较在上述两过程中,相同的物理量是( )
A. 磁通量的变化量 B. 外力所做的功
C. 感应电动势的平均值 D. 通过线圈导线横截面的电量
12. 如图电路(a)、(b)中, 电阻R和自感线圈L的电阻值都相同, 接通K, 使电路达到稳定, 灯泡S发光. 下列说法正确的是( )
A. 在电路(a)中, 断开K, S将渐渐变暗
B. 在电路(a)中, 断开K, S将先变得更亮, 然后渐渐变暗
C. 在电路(b)中, 断开K, S将渐渐变暗
D. 在电路(b)中, 断开K, S将先变得更亮, 然后渐渐变暗
13.如图所示,a、b间接入正弦交流电,变压器右侧部分为一火警报警系统原理图,其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器(电阻随温度升高急剧减小),所有电表均为理想电表,电流表A2为值班室的显示器,显示通过R1的电流,电压表V2显示加在报警器上的电压,R3为一定值电阻。当传感器R2所在处出现火情时,以下说法中正确的是( )
A.A1的示数增大,A2的示数增大 B.A1的示数增大,A2的示数减小
C.V1的示数减小,V2的示数减小 D.V1的示数不变,V2的示数减小
14. 如图,足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成角(0<<90°),其中MN与PQ平行且间距为L,导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,导轨电阻不计。金属棒由静止开始沿导轨下滑,并与两导轨始终保持垂直且良好接触,棒接入电路的电阻为R,当流过棒某一横截面的电量为q时,它的速度大小为,则金属棒在这一过程中( )
A. F运动的平均速度大小为
B. 平滑位移大小为
C. 产生的焦耳热为错误!未找到引用源。
D. 受到的最大安培力大小为
第Ⅱ卷(非选择题,共 53 分)
二、实验题(16分)
15.(1)(3分) 在“练习使用示波器”的实验中,关于竖直位移旋钮“↑↓”和Y增益旋钮的作用,下列说法正确的是( )
A.竖直位移旋钮用来调节图象在竖直方向的位置,Y增益旋钮用来调节图象在竖直方向的幅度
B.竖直位移旋钮用来调节图象在竖直方向的幅度,Y增益旋钮用来调节图象在竖直方向的位置
C.竖直位移旋钮和Y增益旋钮都是用来调节图象在竖直方向的位置的
D.竖直位 移旋钮和Y增益旋钮都是用来调节图象在竖直方向的幅度的
(2)(3分)若在示波器的“Y输入”和“地”之间加上如下图所示的电压,“X输入”和“地”之间不加电压而扫描范围旋钮置于“外X”挡,在则此时屏上应出现的情形是下图中的( )
16.(10分)(1)利用单摆测重力加速度的实验中,为了减小测量周期的误差,应在____________ 位置开始计时和结束计时。
(2)在一次用单摆测定加速度的实验中,图A是用毫米刻度尺测摆长,若测得摆线长为h,小球直径为d,则摆长L= 。
图B为测量周期用的秒表,长针转一圈的时间为30s,表盘上部的小圆共15大格,每一大格为lmin,该单摆摆动n=50次全振动时,长、短针位置如图中所示,所用时间t= s.用以上直接测量的L,t,n表示出重力加速度的计算式为g= (不必代入具体数值).
(3)若某同学测摆长时,忘记测摆球的半径,而只把摆线长度作为摆长,则他根据以上计算式求得的重力加速度 (填“偏大”或“偏小”或“准确”)
三、计算题(共37分)
17. (8分)如图所示,质量为m的物体放在弹簧上,与弹簧一起在竖直方向上做简谐运动。当振幅为A时,已知物体振动到最低点时对弹簧的压力为物体重力的1.5倍。求:
(1)弹簧的劲度系数K和物体振动到最低点时所需的回复力的大小。
(2)物体振动到平衡位置时弹簧的形变量的大小。
(3)物体振动到最高点时弹簧的弹力是多大。
(4)要使物体在振动中不离开弹簧,振幅不能超过多大。
18.(12分)有一台内阻为1Ω的发电机,供给一学校照明用电,如图所示。升压变压器原、副线圈匝数比为1:4,降压变压器原、副线圈匝数比为4:1,输电线的总电阻为4Ω。全校共有22个班,每班有“220V,40W”灯6盏,若保证全部电灯正常发光,则:
(1)发电机的输出功率多大?(2)发电机的电动势多大?(3)输电效率为多少?
19.(17分)如图所示,竖直平面内有一半径为r、电阻为R1、粗细均匀的光滑半圆形金属环,在M、N处与相距为2r、电阻不计的平行光滑金属轨道ME、NF相接,EF之间接有电阻R2,已知R1=12R,R2=4R。在MN上方及CD下方有水平方向的匀强磁场I和II,磁场I的磁感应强度大小为2B;磁场II的磁感应强度为3B。现有质量为m、电阻不计的导体棒ab,从半圆环的最高点A处由静止开始下落,在下落过程中导体棒始终保持水平,与半圆形金属环及轨道接触良好,平行轨道足够长。已知导体棒ab下落r/2时的速度大小为v1,下落到MN处的速度大小为v2。
(1)求导体棒ab从A下落r/2时的加速度大小。
(2)若导体棒ab进入磁场II后棒中电流大小始终不变,求磁场I和II之间的距离h和R2上的电功率P2。
(3)若将磁场II的CD边界略微下移,导体棒ab刚进入磁场II时速度大小为v3,要使其在外力F作用下做匀加速直线运动,加速度大小为a,求所加外力F随时间t变化的关系式
成都市六校协作体高2013级第四学期期中试题
物理参考答案
一、选择题(27分)(每小题给出的四个选项中只有一个是正确的,请选出正确的选项)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
C
C
A
B
D
B
B
C
C
二、多项选择题(每小题给出的四个选项中有且仅有两个是正确的,请选出正确的选项,全对得4分,漏选得2分,不选或错选不得分,共20分)
10
11
12
13
14
BD
AD
AD
BD
BC
三、实验题(共16分)
15.(1)_A_____ (2)__C__
16. (1)_平衡位置___ (2)L= _ h+d/2 m、t= 100.4 _ s 、g=
(3) 偏小
三、计算题(共37分)
17.(8分)解:(1)当木块运动到最低点时:
F回=F弹1-mg(1分)因为F弹1=1.5mg,所以F回=0.5mg. (1分)
又F回=KA 得:K=0.5mg/A (1分)
(2)当木块运动到平衡位置时,弹簧的压缩量为x0
则:K x0=mg 解得:x0=2A (1分)
(3)当木块运动到最高点时,又F回=KA=0.5mg, 设弹簧的弹力为F弹2,
则:F回=mg - F弹2 (1分)
代入求得:F弹=mg/2. (1分)
(4)物体在平衡位置下方处于超重状态,不可能离开弹簧,只有在平衡位置上方可能离开弹簧.要使物体在振动过程中恰好不离开弹簧,物体在最高点的加速度a=g此时弹簧的弹力为零.若振幅再大,物体便会脱离弹簧.物体在最高点刚好不离开弹簧时,回复力为重力,所以:mg=KA/(1分),
则振幅A/==2A. (1分)
18.(12分)
错误!未找到引用源。 (1分)
错误!未找到引用源。 (1分)
错误!未找到引用源。 (1分)
错误!未找到引用源。 (2分)
错误!未找到引用源。 (1分)
错误!未找到引用源。 (1分)
错误!未找到引用源。 (1分)
错误!未找到引用源。 (1分)
错误!未找到引用源。 (1分)
(3)?=错误!未找到引用源。 (2分)
19.(17分)
解:(1)以导体棒为研究对象,棒在磁场I中切割磁感线,棒中产生产生感应电动势,导体棒ab从A下落r/2时,导体棒在策略与安培力作用下做加速运动,由牛顿第二定律:
mg-2BIL=ma,(2分) 式中L=r (1分) 而 (1分)
式中 =4R (1分)
由以上各式可得: 错误!未找到引用源。 (1分)
(2)当导体棒ab通过磁场II时,若安培力恰好等于重力,棒中电流大小始终不变,即
(1分)
式中 (1分)
导体棒从MN到CD做加速度为g的匀加速直线运动,有
(1分)
解得 (1分)
此时导体棒重力的功率为 错误!未找到引用源。 (1分)
根据能量守恒定律,此时导体棒重力的功率全部转化为电路中的电功率,即
(1分)
所以,= 错误!未找到引用源。 (1分)
3)设导体棒ab进入磁场II后经过时间t的速度大小为,此时安培力大小为 (1分)
?由于导体棒ab做匀加速直线运动,有 (1分)
根据牛顿第二定律,有:F+mg-F安=ma (1分)
由以上各式解得
(1分)