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- 2021-06-21 发布
天水一中2015级2017-2018学年第一学期第四次考试（期末）
理综物理
二、选择题：共8小题，每小题6分，在每小题给出的四个选项中，第14~18题只有一项符合题目要求，第19~21题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分
14．一小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势随时间的变化关系如图所示，矩形线圈与阻值10Ω的电阻构成闭合电路，若不计线圈电阻，下列说法正确的是
A．t1时刻通过线圈的磁通量为零
B．t2时刻感应电流方向发生变化
C．t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大
D．交变电流的有效值为
15．如图所示，在乙理想变压器的副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，在原线圈上加一正弦交变电压，下列说法正确的是
A．保持Q位置不变，将P向上滑动，变压器的输出电压变小
B．保持Q位置不变，将P向上滑动，电流表的读数变小
C．保持P位置不变，将Q向上滑动，电流表的读数变小
D．保持P位置不变，将Q向上滑动，变压器输出功率变小
16．如图所示，光滑绝缘细管与水平面成30°角，在管的右上方P点固定一个点电荷+Q，P点与细管在同一竖直平面内，管的顶端A与P点连线水平，图中PB垂直AC，B是AC的中点．带电荷量为-q的小球（小球直径略小于细管的内径）从管中A处由静止开始沿管向下运动，它在A处时的加速度为a，不考虑小球电荷量对+Q形成的电场的影响．则在电场中
A．A点的电势高于B点的电势
B．B点的电场强度大小是A点的2倍
C．小球运动到C处的加速度为g-a
D．小球从A到C的过程中电势能先增大后减小
17．如图甲所示的电路中，螺线管的匝数n=5000匝，横截面积S=20cm2，螺线管的导线电阻r=1.0Ω，定值电阻R1=4.0Ω，R2=5.0Ω，穿过螺线管的匀强磁场的磁感应强度为B，在某段时间内其变化规律如图乙所示，规定磁感应强度B竖直向下的方向为正方向．则下列说法正确的是
A．螺线管中产生的感应电动势为2V
B．闭合开关S，电路中的电流稳定后，电阻R1的电功率为5×10-2W
C．闭合开关S，电路中的电流稳定后，电容器的下极板带负电
D．断开开关S后，一段时间内，流经R2的电流方向由下而上
18．质量分别为ma=0.5kg，mb=1.5kg的物体a、b在光滑水平面上发生正碰，若不计碰撞时间，它们碰撞前后的位移-时间图像如图所示，则下列说法正确的是
A．碰撞前a物体的动量大小为4kg•m/s
B．碰撞前b物体的动量大小为零
C．碰撞过程中b物体受到的冲量为1N•s
D．碰撞过程中a物体损失的动量大小为1kg•m/s
19．如图，一比荷的小金属环用一根绝缘细杆挂在固定点O处，使金属圆环在竖直线的两侧来回摆动的过程中穿过水平方向的匀强磁场区域，磁感线的方向和水平面垂直．若悬点摩擦和空气阻力均不计，则
A．金属环每次进入和离开磁场区域都有感应电流，而且感应电流的方向相反
B．金属环进入磁场区域后越靠近OO′线时速度越大，而且产生的感应电流越大
C．金属环开始摆动后，摆角会越来越小，摆角小到某一值后不再减小
D．金属环在摆动过程中，机械能将全部转化为环中的电能
20．如图甲所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器，光敏电阻R1能接收到发光元件A发出的光，每当工件挡住A发出的光，光传感器B就输出一个电信号，并经信号处理器处理后在屏幕显示出电信号与时间的关系，如图（乙）所示．若传送带保持匀加速运动，每个工件均相对传送带静止，且相邻工件间距依次为5、10、15、20…（单位：cm）．则下述说法正确的是（不计工件挡住的时间）
A．工件加速度为0.1m/s2
B．工件加速度为0.2m/s2
C．当无光照射R1时，光传感器就输出一次高电压
D．当无光照射R1时，光传感器就输出一次低电压
21．如图所示，匀强电场的方向竖直向下，匀强磁场方向垂直纸面向里，三个油滴a、b、c带有等量同种电荷，其中a静止，b向右做匀速运动，c向左匀速运动，比较它们的重力Ga、Gb、Gc的大小关系，正确的是
A．Ga最大 B．Gb最大 C．Gc最大 D．Gb最小
三、非选择题
（一）必考题
22．一个小灯泡的额定电压为2.0V，额定电流约为0.5A，选用下列实验器材，进行实验，并利用实验数据描绘和研究小灯泡的伏安特性曲线。
A．电源E：电动势为3.0V，内阻不计
B．电压表V1：0～3V，内阻约为1KΩ
C．电压表V2：0～15V，内阻约为4KΩ
D．电流表A1：0～3A，内阻约为0.1Ω
E．电流表A2：0～0.6A，内阻约为0.6Ω
F．滑动变阻器R1：最大阻值为10Ω，额定电流为1.0A
G．滑动变阻器R2：最大阻值为150Ω，额定电流为1.0A
H．开关S，导线若干
（1）实验中使用的电压表应选用_________；电流表应选用________；滑动变阻器应选用________（请填写选项前对应的字母）．
（2）实验中得到的其中一组电压表与电流表示数如图所示，请读出甲___________，乙__________，其余实验数据已标记在坐标中，请你在试卷上画出小灯泡的U-I图线。并简述图线不是直线的主要原因是_________________________________________。
（3）若将实验中的小灯泡接在电动势是1.5V，内阻是1.0Ω的电池两端，则小灯泡的实际功率约为____________W（保留两位有效数字）．
23．图中E为电源，其电动势为E，R1为滑动变阻器，R2为电阻箱，A为电流表。用此电路，经以下步骤可近似测得A的内阻RA：
①闭合K1，断开K2，调节R1使电流表读数等于其量程I0；
②保持R1不变，闭合K2，调节R2，使电流表读数等于I0/2，然后读出R2的值，取RA=R2
（1）真实值和测量值之差除以真实值叫测量结果的相对误差，即，试导出它与电动势E，电流表量程I0及电流表内阻RA的关系式=___________．
（2）若I0=10mA，真实值RA约为30Ω，要想使测量结果相对误差不大于5%，电源电动势最小应为多_____________________。
24．质量为m=1.0kg的小滑块（可视为质点）放在质量为m=3.0kg的长木板的右端，木板上表面光滑，木板与地面之间的动摩擦因数为μ=0.2，木板长L=1.0m．开始时两者都处于静止状态，现对木板施加水平向右的恒力F=12N，如图所示，经一段时间后撤去F．为使小滑块不掉下木板，试求：
（1）用水平恒力F作用的最长时间；
（2）水平恒力F做功的最大值．
25、如图所示，一个内壁光滑绝缘的环形细圆轨道竖直放置，环的半径为R，圆心O与A端在同一直线上，在OA连线的右侧有一竖直向上的场强的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场．现有一个质量为m、电荷量为+q的小球（可视为质点）从圆筒的C端由静止释放，进入OA连线右边的区域后从该区域的边界水平射出，然后，刚好从C端射入圆筒．圆筒的内径很小，可以忽略不计求：
（1）小球第一次运动到A端时，对轨道的压力为多大？
（2）匀强磁场的磁感应强度为多大？
（二）选考题
33．【物理选修3-3】未命题
34．【物理选修3-4】如图甲所示，两根光滑固定导轨相距0.4m竖直放置，导轨电阻不计，在导轨末端P、Q两点用两根等长的细导线悬挂金属棒cd．棒cd的质量为0.01kg，长为0.2m，处在磁感应强度为B0=0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向里．相距0.2m的水平线MN和JK之间的区域内存在着垂直导轨平面向里的匀强磁场，且磁感应强度B随时间变化规律如图乙所示．在t=0时刻，质量为0.02kg、阻值为0.3Ω的金属棒ab从虚线MN上方0.2m高处，由静止开始释放，下落过程中保持水平，且与导轨接触良好．结果棒ab在t1时刻从上边界MN进入磁场中做匀速运动，在t2时刻从下边界JK离开磁场，g取10m/s2．求：
（1）在0～t1时间内，电路中感应电动势的大小；
（2）在t1～t2时间内，棒cd受到细导线的总拉力为多大；
（3）棒cd在0～t2时间内产生的焦耳热．
天水一中2015级2017-2018学年第一学期第四次考试理科综合参考答案
（一）物理部分
二、选择题
14 .D 15.B 16.C 17.D 18.B 19.AC 20.BD 21.CD
三、非选择题：
22.（每空2分，共16分）
【答案】BEF 1.20V 0.42A 见解析灯丝电阻（率）随温度升高而增大0.44±0.02W
【解析】试题分析：根据额定电压选择电压表，根据额定电流选择电流表，为方便实验操作应选最大阻值较小的滑动变阻器．根据图示电表确定其量程与分度值，然后读出其示数；据表中实验数据在坐标系中描出对应点，然后作出灯泡的U-I图象．在同一坐标系中作出电源的U-I图象，该图象与灯泡U-I图象的交点坐标值就是用该电源给灯泡供电时的电压与电流值，然后求出功率．（1）灯泡额定电压为2V，电压表应选B，灯泡额定电流为0.5A，电流表应选E，为方便实验操作，滑动变阻器应选F．（2）由图示电压表可知，其量程为3V，分度值为0.1V，示数为1.20V，由图示电流表可知，其量程为0.6A，分度值为0.02A，示数为0.42A，根据坐标系中描出的应点，用平滑的曲线把各点连接起来，作出灯泡的U-I图象，如图所示．由于灯泡电阻受温度影响，灯泡电阻随温度升高而增大，所以灯泡的U-I图线不是直线。
（3）在灯泡的U-I图象坐标系中作出电池的U-I图象，如图所示；由图象可知，用该电池给灯泡供电时，灯泡两端电压为1.1V，电流为0.4A，则灯泡实际功率．
23.；6
24.（10分）【答案】(1)1 s (2)8 J
【解析】(1)撤力前木板加速,设加速过程的位移为x1,加速度为a1,加速运动的时间为t1;撤力后木板减速,设减速过程的位移为x2,加速度为a2,减速运动的时间为t2.由牛顿第二定律得撤力前:F－μ(m+M)g=Ma1
解得
撤力后:μ(m+M)g=Ma2
解得
为使小滑块不从木板上掉下,应满足x1+x2≤L，又a1t1=a2t2
由以上各式可解得t1≤1 s
所以水平恒力作用的最长时间为1 s.
(2)由上面分析可知,木板在拉力F作用下的最大位移
可得F做功的最大值
25.（1）（2）
【解析】试题分析：
（1）对小球，从C到A过程中，根据动能定理，则有：；
由几何关系，则有；
在A对小球受力分析，受重力与轨道的支持力，由牛顿第二定律，则有；
联立上式，可解得；
由牛顿第三定律可知，小球对轨道的压力；
（2）小球进入复合场后，受到重力、电场力与洛伦兹力，根据竖直向上的电场强度的匀强电场，可知，电场力与重力相平衡，则由洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动，当水平射出后，做平抛运动，刚好落在C点，如图所示；
根据牛顿第二定律可知，则有：；
小球在P点做平抛运动，则有：；而；
根据几何关系，得：；且；
解得：；
设圆周运动的半径为r，则有：；
联立上式，可解得：
34.（8分）(1) E1＝0.2V (2)FT＝0.2 N(3)Qcd＝0.015J
【解析】(1)对棒ab自由下落过程，有t1＝＝0.2 s
磁感应强度的变化率为
由法拉第电磁感应定律得，0～t1时间内感应电动势
联立以上各式并代入数据可得E1＝0.2V
(2)由棒ab匀速进入磁场区域可知BI2Lab＝mabg
代入数据，可解得I2＝1A
在t1～t2时间内，对棒cd受力分析，可得FT＝mcdg＋B0I2Lcd
代入数据，可解得FT＝0.2 N
(3)棒ab刚进入磁场时的速度为v＝gt1＝2 m/s
棒ab刚进入磁场后的感应电动势为E2＝BLabv＝0.4 V
则Rcd＝－Rab＝0.1 Ω
在0～t1时间内，感应电流为I1＝＝0.5 A
棒cd在0～t2时间内产生的焦耳热Qcd＝Q1＋Q2＝＝0.015 J．