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高2021级第四期4月阶段性考试题物理试题
考试时间：80分钟 总分100分
一、不定项选择题（每题4分，共48分）
1. 如图，一条形磁铁静止在光滑水平面上，在条形磁铁的中心位置的正上方水平固定一铜质圆环．以下推断正确的是( )
A．若由静止释放圆环，环下落时环的机械能守恒
B．若由静止释放圆环，环下落时磁铁对桌面的压力比磁铁受的重力大
C．给磁铁水平向右的初速度，磁铁滑出时做减速运动
D．给磁铁水平向右的初速度，圆环产生向左运动的趋势
2、下列有关简谐振动说法不正确的是（ ）
A、做简谐振动的物体，受到的回复力的方向总是指向平衡位置
B、平衡位置就是加速度为零的位置
C、弹簧振子振动过程中动能和弹性势能相互转化，系统总机械能守恒
D、弹簧振子振动过程中，弹性势能增加时，弹簧的长度可能变短
3．一个半径为r、质量为m、电阻为R的金属圆环，用一根长为L的绝缘细绳悬挂于O点，离O点下方L／2处有一宽度为L/4，垂直纸面对里的匀强磁场区域，如图所示。现使圆环从与悬点O等高位置A处由静止释放（细绳张直，忽视空气阻力），摇摆过程中金属环所在平面始终垂直磁场，则在达到稳定摇摆的整个过程中金属环产生的热量是（ ）
A．mgL B．mg（L/2+r）
C．mg（3L/4+r） D．mg（L+2r）
4. 如图所示，在倾角为θ的斜面上固定两条光滑导轨MN、PQ，电阻不计，导轨处于垂直于斜面对上的匀强磁场中．在导轨上放置一质量为m的金属棒ab，并对其施加一平行斜面对上的恒定作用力，使其加速向上运动．某时刻在导轨上再由静止放置一个质量与ab相同的金属棒cd，cd棒恰好能保持静止，且ab棒同时由加速运动变为匀速运动，则( )．
A．ab棒与cd棒的电阻值确定相等
B．外力大小为2mgsin θ
C．放置cd棒前外力的功率保持不变
D．放置cd棒后，外力做的功等于ab棒增加的重力势能和ab棒上产生的焦耳热
5. 在“练习使用示波器”试验中，某同学将衰减调整旋钮置于最右边的“∞”挡，扫描范围旋钮置于“外X”档，“X输入”与“地”之间未接信号输入电压，他在示波器荧光屏上看到的图象可能是下图中的（ ）
L1
L2
甲
乙
6．如图所示，L1和L2是远距离输电的两根高压线，在靠近用户端的某处用电压互感器和电流互感器监测输电参数．在用电高峰期，用户接入电路的用电器渐渐增多的时候（ ）
A．甲电表的示数变小 B．甲电表的示数变大
C．乙电表的示数变小 D．乙电表的示数变大
7、如图所示电路中， L是一个不计直流电阻的电感线圈，直流电源1的电压值与沟通电源2电压有效值相等，S是单刀双掷开关，C是电容器，R是定值电阻，A、B是完全相同的小灯泡，则下列叙述正确的有（ ）
A.开关S与1接通时，灯B渐渐变亮
B.开关S与2接通后，灯B的亮度比开关与1接
通稳定后灯B的亮度高
C. 开关S与2接通后，B发光，而A不发光
D.若将电源2换成一个既含有高频信号又含有低
频信号的信号源，则当开关与2接通时，通过B灯的主要是高频信号
8. 如图甲，回字形铁芯两端绕有两线圈，在线圈l1中通入如图乙的电流 i1，规定图示i1方向为正。 l2与光滑水平金属轨道相连，轨道平面存在垂直于纸面对外的匀强磁场。杆MN垂直轨道放置，设MN杆左右两侧轨道足够长。下列说法正确的是（ ） D
A、 MN杆中没有感应电流
B、时间内，流过MN杆的电流方向是从M向N
C、MN杆始终向右运动
D、MN杆运动过程中加速度大小不变
9. 如图所示，相距为d的两条水平虚线之间是方向垂直纸面对里的匀强磁场，磁感应强度为B，正方形线圈abcd边长为L（L<d），质量为m、电阻为R，将线圈在磁场上方h高处由静止释放，cd边刚进入磁场时速度为v0，cd边刚离开磁场时速度也为v0，则线圈穿过磁场的过程中（从cd边刚进入磁场起始终到ab边离开磁场为止）：( )
A.线圈可能是加速进入磁场的
B.感应电流所做的功为2mgd
C.可能小于
D.线圈的最小速度确定是
10、如图所示电路中，电流表和电压表均是抱负沟通电表，变压器是抱负变压器。P处有一个与灯泡L2串联的干簧管，原来P处没有磁场。现在让条形磁铁的一端靠近P处，则以下说法正确的是（ ）
A、干簧管与日光灯电路中的启动器工作原理完全相同，在电路中发挥的作用也相同
B、电压表V1的示数不变，电流表A1的示数变大
C、电压表V2的示数增加、电流表A2的示数增加
D、若电压表V3的示数是5伏，则铁芯中磁通量变化率的最大值是
11. —辆玩具车（外形和宽度如图），其四周固定了如图所示的导线框， 在外力作用下以速度V匀速向右通过三个匀强磁场区域，这三个磁场区域的宽度均为L。若以逆时针的电流方向作为正方向，并以小车右端刚刚进入磁场为零时刻，其导线框中电流随时间变化的图像为（ ）
12.如图所示，N=10匝、边长L=1m的正方形线圈绕与匀强磁场垂直的中心轴OO′ 沿逆时针方向转动，转速n=120r/min，磁感应强度B= T，引出线的两端分别与相互绝缘的两个半圆形铜环相连．两个半圆形铜环又通过固定的电刷M和N与电阻R相连．线圈从图中位置开头转动过程中，（ ）
A．线圈从图中位置转动1800的过程中，通过电阻R的
电荷量为零
B． 时，线圈与中性面所成夹角是600
C．流过R的电流大小不断变化，方向总是M→R→N
D．若将电阻R换成耐压值为82V的电容器，电容器不会被击穿
二、计算题（共52分）
13、（10分）某小型发电站发电机输出的沟通电压为500 V，输出的最大电功率为50 kW，用电阻为3 Ω的输电线向远处送电，要求输电线上损失功率为输电功率的0.6%，则发电站要安装一升压变压器，到达用户再用降压变压器变为220 V供用户使用(两个变压器均为抱负变压器)求：
（1）升压变压器和降压变压器的匝数比
（2）这个输电线路最多可以让多少盏“220V 40W”的灯泡正常发光。
14、（12分）某爱好小组设计了一种发电装置,如图所示. 在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角α均为 ,磁场均沿半径方向. 匝数为N 的矩形线圈abcd 的边长ab =cd =L、bc =ad =2L. 线圈以角速度ω绕中心轴匀速转动,bc和ad 边同时进入磁场. 在磁场中,两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两边的运动方向垂直. 线圈的总电阻为r,外接电阻为R. 求:
(1)从图示位置开头计时，在坐标系中画出一个周期内流过电阻R的电流随时间变化的图像。（要求正确标示出相应的纵坐标）
(2)外力推动线圈转动一周需要做多少功？
15、（14分）如图所示，光滑斜面的倾角α=30°，在斜面上放置一矩形线框abcd，ab边的边长L1=1m，bc边的边长L2=0.4m，线框的质量m=1kg，电阻R=0.2Ω。斜面上ef线（ef∥gh）的右方有垂直斜面对上的均匀磁场，磁感应强度B随时间t的变化状况如B-t图像，ef线和gh的距离s=6.9m，t=0时线框在平行于斜面对上的恒力F=10N的作用下从静止开头运动，线框进入磁场的过程中始终做匀速直线运动，重力加速度。
（1）求线框进入磁场前的加速度大小和线框进入磁场时做匀速运动的速度v大小；
（2） 求线框进入磁场的过程中产生的焦耳热；
（3）求线框从开头运动到ab边运动到 gh线处所用的时间。
16．（16分）如图所示，电阻不计足够长的光滑平行金属导轨与水平面夹角，导轨间距，所在平面的正方形区域abcd内存在有界匀强磁场，磁感应强度为T，方向垂直斜面对上．甲、乙金属杆质量均为kg、电阻相同，甲金属杆处在磁场的上边界，乙金属杆距甲也为，其中m．同时无初速释放两金属杆，此刻在甲金属杆上施加一个沿着导轨的外力F，保持甲金属杆在运动过程中始终与乙金属杆未进入磁场时的加速度相同．（取m/s2）
（1）乙金属杆刚进入磁场后做匀速运动，分析甲金属杆所在的位置并计算乙的电阻R为多少？
（2）以刚释放时，写出从开头到甲金属杆离开磁场，外力F随时间t的变化关系，并说明F的方向．
（3）若从开头释放到乙金属杆离开磁场，乙金属杆中共产生热量J，试求此过程中外力F对甲做的功．
高2021级第四期4月阶段性考试题物理试题参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
AC
B
C
B
B
AD
A
BD
BD
D
A
CD
13、解：（1）△P＝P1×0.6%=300W
又∵△P＝I22R ∴I2=10A
（2）
14、解：（1）以abcda方向为正
（2）
15、
代入数据解得v=4m/s …………………………1分
（2）线框进入磁场的过程中做匀速运动，依据功能关系有
Q=（F-mgsinα）L2 …………………………2分
解得Q=2J …………………………1分
16、甲乙加速度相同（5m/s2），当乙进入磁场时，甲刚出磁场；
乙进入磁场时
乙在磁场中匀速运动， 所以
（2）甲在磁场中运动时，
外力F始终等于安培力， F方向沿导轨向下
（3）乙进入磁场前，甲乙发出相同热量，设为
此过程中甲始终在磁场中，外力F始终等于安培力，则有
乙在磁场中运动发出热量
利用动能定理 得：
甲乙发出相同热量：
由于甲出磁场以后，外力F为零，可得：
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