[江苏]2012-2013学年江苏省南通市海安县高二上学期期末考试物理试卷

街道旁的路灯利用半导体的电学特性制成了白天自动熄灭，夜晚自动点亮的装置，该装置的工作原理是应用了半导体的（ ）                       

一台理想降压变压器，原线圈电压为10kV，副线圈的负载电流为200A．已知两个线圈的匝数比为40∶1，则变压器的原线圈电流、输出电压及输出功率分别是（   ）
A．5A，10kV，50kW               B．5A，250V，50kW
C．200A，250V，50 kW           D．200A，10kV，2×10³kW

如图所示，一圆柱形铁芯上沿轴线方向绕有矩形线圈，铁芯与磁极的缝隙间形成了辐向均匀磁场，磁场的中心与铁芯的轴线重合．当铁芯绕轴线以角速度ω沿顺时针方向匀速转动时，下列线圈中电流随时间变化的图象，正确的是（从图位置开始计时，NS极间缝隙的宽度不计，以a边的电流进入纸面，b边的电流出纸面为正方向）（   ）

如图所示，老师把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环，闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起．某同学另外找来器材再做此实验，他连接好电路，经重复实验，线圈上的套环均未动，对比老师演示的实验，导致套环未动的原因可能是（ ）

如图所示，一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内，线框在长直导线右侧，且其长边与长直导线平行．已知在0到t₁的时间内，直导线中电流i发生某种变化，而线框中感应电流总是沿顺时针方向，线框受到的安培力的合力先水平向左，后水平向右．设电流i正方向与图中箭头方向相同，则i随时间t变化的图线可能是（ ）

如图所示，圆形区域内有垂直于纸面方向的匀强磁场，一束质量和带电量都相同的带电粒子，以不同的速率，沿着相同的方向，对准圆心O射入匀强磁场，并从该磁场中射出．若带电粒子在磁场中只受磁场力的作用，下列说法中正确的是 (   )

如图所示的电路中，灯泡A、B电阻相同，自感线圈L的电阻跟灯泡阻值相近，先接通S，使电路达到稳定，再断开S．下列电流随时间变化图像正确的是（    ）  

如图所示，用理想变压器给电灯L供电，如果只增加副线圈匝数，其它条件不变，则（   ）

利用霍尔效应测量磁感应强度的原理如图所示，元件中通以正x方向的电流I，置于沿z轴方向的磁场中，其前、后表明垂直于z轴，在元件上、下表面之间产生电势差U．若磁感应强度B=B₀+kz（B₀、k均为常数），由于沿z轴方向位置不同，电势差U也不同，则（  ）

如图所示，水平放置的光滑平行金属导轨上有一质量为m的金属棒ab，导轨的一端连接电阻R，其它电阻均不计，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向下，金属棒ab在水平恒力F作用下由静止开始向右运动，则（ ）

如图所示，带电平行板中匀强电场方向竖直向下，匀强磁场方向水平向里，一带电小球从光滑绝缘轨道上的a点自由滑下，经过轨道端点P进入板间恰好沿水平方向做直线运动．现使小球从轨道上较低的b点开始滑下，经P点进入板间之后运动的一小段时间内，下列说法正确的是(     )

在“测定金属丝的电阻率”实验中，待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm．

（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图所示，其读数为_______mm（2）用伏安法测金属丝的电阻R_x．实验所用器材为：电池组(电动势为3V，内阻约1Ω)、电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、滑动变阻器R(0~20Ω，额定电流2A)、开关、导线若干．某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：

由以上数据可知，他们测量R_x是采用图中的_________图(选填“甲”或“乙”) ．

（3）图是测量R_x的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的左端．请根据图所选的电路图，在图中补充完成该组同学实验时实物间的连线，并使闭合开关时，电压表或电流表不至于被烧坏．

（4）该组同学在坐标纸上建立U—I坐标系，如图所示，图中已标出了测量数据对应的4个坐标点．请在图中标出第2、4、6次测量数据坐标点，并描绘出U─I图线．由图线得到金属丝的阻值R_x=_________Ω(保留两位有效数字) ．
（5）根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为___________(填选项前的符号) ．
A．1×10^-2Ωm     B．1×10^-3Ωm     C．1×10^-6Ωm    D．1×10^-8Ωm

为了节能和环保，一些公共场使用光控开关控制照明系统．光控开关采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随光的照度而发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx）．某光敏电阻R_P在不同照度下的阻值如下表

 

（1）根据表中数据，在图（甲）的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线，光敏电阻R_P的阻值随照度变化的特点为                                               ；
（2）如图（乙）所示，当1、2两端所加电压上升至2V时，控制开关自动启动照明系统，请利用下列器材设计一个简单电路，给1、2两端提高电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0lx时启动照明系统．（不考虑控制开关对所设计电路的影响）
提供的器材如下：
A．光敏电阻R_P（阻值见上表）
B．直流电源E(电动势3V，内阻不计)
C．定值电阻：，，（限选其中之一）
D．开关S及导线若干．
在虚线框中完成电路原理图，所选定值电阻为     (写出对应电阻的阻值符合)．

如图所示，宽度为L的金属框架竖直固定在绝缘地面上，框架的上端接有一个压敏电阻元件，其阻值与其两端所加电压成正比，即R=kU，式中k为已知的常数．框架上有一质量为m，离地高为h的金属棒，金属棒与框架始终接触良好无摩擦，且保持水平，磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于框架平面向里．今将金属棒由静止释放，棒沿框架向下运动，不计金属棒电阻，重力加速度为g．试求：

（1）金属棒运动过程中，流过棒的电流大小和方向；
（2）金属棒落到地面时的速度大小；
（3）金属棒从释放到落地过程中通过电子元件的电量．

如图所示，匀强磁场的方向竖直向上，磁感应强度大小为B₀．电阻为R、边长为L的正方形线框水平放置， OO′为过ad、bc两边中点的直线，线框全部位于磁场中．现将线框右半部固定不动，而将线框左半部以角速度ω绕OO′为轴向上匀速转动，如图中虚线所示，要求：

（1）写出转动过程中线框中产生的感应电动势的表达式；
（2）若线框左半部分绕OO′向上转动90°，求此过程中线框中产生的焦耳热；
（3）若线框左半部分转动60°后固定不动，此时磁感应强度随时间按变化，k为常量，写出磁场对线框边的作用力随时间变化的关系式．

如图甲所示，一正方形单匝线框abcd放在光滑绝缘水平面上，线框边长为L，质量为m，电阻为R．该处空间存在一方向竖直向下的匀强磁场，其右边界MN平行于ab，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，要求：

（1）若线框保持静止，求在时间t₀内产生的焦耳热；
（2）若线框从零时刻起，在一水平拉力作用下由静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为a，经过时间t₀线框cd边刚要离开边界MN．求在此过程中拉力所做的功；
（3）在（2）的情形下，为使线框在离开磁场的过程中，仍以加速度a做匀加速直线运动，试求线框在离开磁场的过程中水平拉力F随时间t的变化关系．

如图甲所示，两水平放置的平行金属板A、B的板长，板间距离d=0.10m，在金属板右侧有一范围足够大，方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B=1.0×10^-2T，其左边界为y轴．在t=0时刻，两金属板间加如图乙所示的正弦交变电压．现从t=0开始，位于极板左侧的粒子源沿x轴向右以1000个/秒的数量连续均匀发射带正电的粒子，粒子均以的初速度沿x轴进入电场，经电场后部分粒子射入磁场．已知带电粒子的比荷，粒子通过电场区域的极短时间内，极板间的电压可以看作不变，不计粒子重力，不考虑极板边缘及粒子间相互影响．试求：

（1）t＝0时刻进入的粒子，经边界y轴射入磁场和射出磁场时两点间的距离；
（2）每秒钟有多少个粒子进入磁场；
（3）何时刻由粒子源进入的带电粒子在磁场中运动时间最长，求最长时间t_m（π≈3）．