高二物理下学期期中试题实验班.doc

- 1 - / 21【2019【2019 最新最新】精选高二物理下学期期中试题实验班精选高二物理下学期期中试题实验班考生注意：1.本卷分第 I 卷和第 II 卷，满分 100 分，考试时间 90 分钟。答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卷上。2.选择题的作答：每小题选出答案后，用 2B 铅笔把答题卷上对应题目的答案标题涂黑。3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卷上对应的答题区内。第 I 卷（选择题 36 分）一、选择题(本大题共 12 个小题，第 1 至 7 题为单选题，第 8 至 12题为多选题，每小题 3 分，共 36 分。)1.关于电磁感应现象的有关说法中，正确的是（ ）A. 只要穿过闭合电路中的磁通量不为零，闭合电路中就一定有感应电流发生B. 穿过闭合电路中的磁通量减少，则电路中感应电流就减小C. 穿过闭合电路中的磁通量越大，闭合电路中的感应电动势越大D. 穿过闭合电路中的磁通量变化越快，闭合电路中感应电动势越大2.如图所示，一根长导线弯成“n”形，通以直流电 I，正中间用不计长度的一段绝缘线悬挂一金属环 C，环与导线处于同一竖直平面内，在电流 I 增大的过程中，下列叙述正确的是（ ）- 2 - / 21A.金属环 C 中无感应电流产生B.金属环 C 中有沿顺时针方向的感应电流C.金属环 C 仍能保持静止状态D.悬挂金属环 C 的竖直线拉力变小3.法拉第发明了世界上第一台发电机法拉第圆盘发电机如图所示，紫铜做的圆盘水平放置在竖直向下的匀强磁场中，圆盘圆心处固定一个摇柄，边缘和圆心处各与一个黄铜电刷紧贴，用导线将电刷与电流表连接起来形成回路转动摇柄，使圆盘逆时针匀速转动，电流表的指针发生偏转下列说法正确的是（ ） A.回路中电流大小变化，方向不变B.回路中电流大小不变，方向变化C.回路中电流的大小和方向都周期性变化D.回路中电流方向不变，从 b 导线流进电流表- 3 - / 214.如图所示，有两根和水平方向成 角的光滑平行的金属轨道，上端接有可变电阻 R ， 下端足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感应强度为 B.一根质量为 m 的金属杆从轨道上由静止滑下，经过足够长的时间后，金属杆的速度会趋近于一个最大速度 vm ， 则( )A.如果 B 变大，vm 将变大B.如果 变大，vm 将变大C.如果 R 变小，vm 将变大D.如果 m 变小，vm 将变大5.如图所示，等腰三角形内分布有垂直于纸面向外的匀强磁场，它的底边在 x 轴上且长为 2L，高为 L，纸面内一边长为 L 的正方形导线框沿 x 轴正方向做匀速直线运动穿过匀强磁场区域，在 t=0 时刻恰好位于如图所示的位置，以顺时针方向为导线框中电流的正方向，下面四幅图中能够正确表示导线框中的电流位移（Ix）关系的是（ ）- 4 - / 21A. B.C. D.6.一理想变压器原、副线圈匝数比 n1:n2=11:5。原线圈与正弦交变电源连接，输入电压 u 如图所示。副线圈仅接入一个 10 的电阻。则（ ）A.流过电阻的电流是 20 AB.与电阻并联的电压表的示数是 100VC.经过 1 分钟电阻发出的热量是 6×103 JD.变压器的输入功率是 1×103W- 5 - / 217.如图所示电路中，电源电压 u311sin (100t) V，A、B 间接有 “220 V440 W”的电暖宝， “220 V 220 W”的抽油烟机,交流电压表及保险丝。下列说法正确的是（ ）A. 电路要正常工作，保险丝的额定电流不能小于 3 AB. 交流电压表的示数为 311 VC. 电暖宝发热功率是抽油烟机发热功率的 2 倍D. 1 min 内抽油烟机产生的热量为 1.32×104 J8.如图所示，水平放置的条形磁铁中央，有一闭合金属弹性圆环，条形磁铁中心线与弹性环轴线重合，现将弹性圆环均匀向外扩大后放手，则在线圈收缩的过程中下列说法中正确的是（ ）A. 穿过弹性圆环的磁通量增大B. 从右往左看，弹性圆环中有顺时针方向的感应电流C. 弹性圆环中无感应电流D. 弹性圆环受到的安培力方向沿半径向外9.某水电站用总电阻为 2.5 的输电线输电给 500 km 外的用户，其输出电功率是 3×106 kW.现用 500 kV 电压输电，则下列说法正确的是( )A. 输电线上输送的电流大小为 6.0×103 AB. 输电线上由电阻造成的电压损失为 15 kV- 6 - / 21C. 若改用 5 kV 电压输电，则输电线上损失的功率为 9×108 kWD. 输电线上损失的功率为 P，U 为输电电压，r 为输电线的电阻10.如图所示，两根等高光滑的四分之一圆弧轨道，半径为 r、间距为L，轨道电阻不计，在轨道顶端连有一阻值为 R 的电阻，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为 B现有一根长度稍大于L、电阻不计的金属棒从轨道最低点 cd 开始，在拉力作用下以速度向右沿轨道做匀速圆周运动到 ab 处，则该过程中（ ）0vA通过 R 的电流方向为由 baB通过 R 的电流方向为由 abCR 上产生的热量为22 0 4rB L v RD流过 R 的电量为2BLr R11.如图所示，理想变压器原线圈与电阻 R0 连接，原、副线圈的匝数比为 201，b 是原线圈的中心抽头，副线圈连接滑动变阻器，电压表和电流表均为理想交流电表。已知交流电源电压瞬时值表达式为u1=220sin 100t(V)。下列说法中正确的是（ ）A. 通过滑动变阻器 R 的交变电流的频率为 100 HzB. 单刀双掷开关 K 扳向 a 时，电压表的示数小于 11 VC. 单刀双掷开关 K 由 a 扳向 b，滑动变阻器滑片不动，电压表的示数不变，电流表示数变小D. 保持 K 的位置不变，滑动变阻器滑片向下移，电压表的示数变小，电阻 R0 功率变大- 7 - / 2112.如图所示，用一根粗细均匀的电阻丝制成形状相同、大小不同的甲、乙两个矩形线框甲对应边的长度是乙的两倍，二者底边距离匀强磁场上边界高度 h 相同，磁场方向垂直纸面向里，匀强磁场宽度 d足够大不计空气阻力，适当调整高度 h，将二者由静止释放，甲将以恒定速度进入匀强磁场中在矩形线框进入磁场的整个过程中，甲、乙的感应电流分别为 I1 和 I2 ， 通过导体横截面的电量分别为 q1和 q2 ， 线框产生的热量分别为 Q1 和 Q2 ， 线框所受到的安培力分别是 F1 和 F2 ， 则以下结论中正确的是（ ）A.I1I2B.q1=4q2C.Q1=4Q2D.F1=2F2第 II 卷（非选择题 64 分）二、填空题(本大题共 3 个小题，每小空 2 分，共 16 分。)- 8 - / 2113.在“研究电磁感应现象”的实验中，首先按图 1 接线，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系；当闭合 S 时，观察到电流表指针向左偏，不通电时电流表指针停在正中央然后按图 2 所示将电流表与副线圈 B 连成一个闭合回路，将原线圈 A、电池、滑动变阻器和电键 S 串联成另一个闭合电路S 闭合后，将螺线管 A（原线圈）插入螺线管 B（副线圈）的过程中，电流表的指针将偏转线圈 A 放在 B 中不动时，指针将 偏转线圈 A 放在 B 中不动，将滑动变阻器的滑片 P 向左滑动时，电流表指针将 偏转线圈 A 放在 B 中不动，突然断开 S 电流表指针将 偏转（填向左、向右、不）14.如图所示，理想变压器的原副线圈匝数之比为 n1：n2=4：1，原线圈回路中的电阻 A 与副线圈回路中的负载电阻 B 的阻值相等a、b 端加一交流电压后，两电阻消耗的电功率之比PA：PB= ；两电阻两端的电压之比 UA：UB= 15.如图所示，PQNM 是由粗裸导线连接两个定值电阻组合成的闭合矩形导体框，水平放置，金属棒 ab 与 PQ、MN 垂直，并接触良好。整个装置放在竖直向下的匀强磁场中，磁感强度 B=0.4T。已知 ab 长l=0.5m，电阻 R1=2，R24，其余电阻均忽略不计，若使 ab 以v=5m/s 的速度向右匀速运动，作用于 ab 的外力大小为_N，R1- 9 - / 21上消耗的电热功率为_W。 （不计摩擦）三、解答题(本大题共 4 个小题，共 48 分。)16. （10 分）如图所示,一小型发电机内有 N=100 匝矩形线圈,线圈面积 S=010 m2, 线圈总电阻 r=1。在外力作用下矩形线圈在磁感应强度 B=010 T 的匀强磁场中,以恒定的转速 n =50 r/s 绕垂直于磁场方向的固定轴 OO'匀速转动,发电机线圈两端与 R=9 的电阻构成闭合回路从线圈平面通过中性面时开始计时求:（1）转过 30°时线圈中产生的瞬时电动势的大小；（2）转过 60°的过程中通过电阻 R 的电荷量；（3）线圈转动一周,电流通过电阻 R 产生的焦耳热。17. （10 分）如图所示，两条互相平行的光滑金属导轨位于水平面内，距离为 l=0.2m，在导轨的一端接有阻值为 R=0.5 的电阻，在 x0处有与水平面垂直的均匀磁场，磁感应强度 B=0.5T一质量为m=0.1kg 的金属直杆垂直放置在导轨上，并以 v0=2m/s 的初速度进入磁场，在安培力和一垂直于杆的水平外力 F 的共同作用下做匀变速直线运动，加速度大小为 a=2m/s2，方向与初速度方向相反设导轨和金属杆的电阻都可以忽略，且接触良好，求：（1）电流为零时金属杆所处的位置；（2）电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力 F 的大小、方向和运动的时间.18. （14 分）如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角30°的斜面上（导轨电阻不计） ，导轨间距 L0.4 m，导轨所在- 10 - / 21空间被分成区域和，两区域的边界与斜面的交线为 MN.中的匀强磁场方向垂直斜面向下，中的匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场的磁感应强度大小均为 B0.5 T在区域中，将质量 m10.1 kg、电阻 R10.1 的金属条 ab 放在导轨上在区域中将质量m20.4 kg，电阻 R20.4 的光滑导体棒 cd 置于导轨上。当 cd由静止开始下滑时，ab 刚好不下滑，cd 在滑动过程中始终处于区域的磁场中，ab、cd 始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取g10 m/s2，则在金属条 ab 出现滑动之前，求：(1)当 cd 下滑的速度 v1=5m/s 时，ab 所受的安培力；(2)当 cd 从静止下滑到速度 v1=5m/s 的过程中，cd 滑动的距离 x4 m，此过程中 ab 上产生的热量 Q 是多少；(3)要保持金属条 ab 始终不滑动，cd 向下滑动的最大速度 v2 是多大。19.（14 分）如图所示，两根竖直放置的足够长的光滑平行金属导轨间距 l=0.50m，上端接有阻值 R=0.80 的定值电阻，导轨的电阻可忽略不计。导轨处于磁感应强度 5=0.40T、方向垂直于金属导轨平面向外的有界匀强磁场中，磁场的上边界如图中虚线所示，虚线下方的磁场范围足够大。一根质量 m=4.0x10 2kg、电阻 r=0.20 的金属杆从距磁场上边界 h=0.20m 高处，由静止开始沿着金属导轨下落。已知金属杆下落过程中始终与两导轨垂直且接触良好，重力加速度 g=10m/S2,不计空气阻力。(1)求金属杆刚进入磁场时切割磁感线产生的感应电动势大小；- 11 - / 21(2)求金属杆刚进入磁场时的加速度大小；(3)若金属杆进入磁场区域一段时间后开始做匀速直线运动，则金属杆在匀速下落过程中其所受重力对它做功的功率为多大？- 12 - / 21参考答案1. D【解析】只有闭合回路中磁通量发生变化时，闭合回路中才会产生感应电流，故 A 错误；感应电流的大小取决于磁通量变化的快慢，磁通量减小时，若磁通量的变化率增大，则感应电流可能变大，故 B 错误；磁通量大，但变化较慢，则感应电动势也可能很小，故 C 错误；感应电流产生的条件是穿过闭合电路磁通量发生变化故 D 正确2.C【解析】随着电流 I 的逐渐增大，穿过线圈 C 的磁通量增大，有感应电流产生，由楞次定律可知感应电流的磁场方向垂直纸面向外，感应电流方向沿逆时针，AB 错；金属环 C 所受安培力沿水平方向，C 对；n 型电流方向与金属环的电流方向相反，为斥力，由安培力公式 F=BIL可知悬挂金属环 C 的竖直线拉力变大3.D【解析】铜盘转动产生的感应电动势为： ，B、L、 不变，则 E 不变 感应电流大小为： ，可知电流大小恒定不变，由右手定则可知，回路中电流方向不变，从 b 导线流进电流表，故 ABC 错误，D 正确；故选：D分析：圆盘转动可等效看成无数轴向导体切割磁感线，有效切割长度为铜盘的半径，根据感应电动势公式 E=BLv 分析感应电动势情况，由- 13 - / 21欧姆定律分析电流情况根据右手定则分析感应电流方向4.B【解析】金属杆从轨道上滑下切割磁感线产生感应电动势 EBlv ， 在闭合电路中形成电流 ，因此金属杆从轨道上滑下的过程中除受重力、轨道的弹力外还受安培力 FA 作用 ，先用右手定则判定感应电流方向，再用左手定则判定出安培力方向，受力分析如图所示：根据牛顿第二定律，得 ，当 a0 时，vvm ， 解得 ， 所以 如果 变大，vm 将变大。故选 B本题是法拉第电磁感应定律和力学问题的综合练习，是常见题型。- 14 - / 215.B【解析】位移在 0L 过程：磁通量增大，由楞次定律判断感应电流方向为顺时针方向，为正值I= ，l=x则 I= x位移在 L2L 过程：磁通量先增大后减小，由楞次定律判断感应电流方向先为顺时针方向，为正值，后为逆时针方向，为负值，ACD 不符合题意位移在 2L3L 过程：磁通量减小，由楞次定律判断感应电流方向为逆时针方向，为负值I= （2Lx）故答案为：B0L 过程：磁通量增大，由楞次定律判断感应电流方向为顺时针方向，为正值位移在 L2L 过程：磁通量先增大后减小，由楞次定律判断感应电流方向先为顺时针方向，为正值，后为逆时针方向，为负值，位移在 2L3L 过程：磁通量减小，由楞次定律判断感应电流方向为逆时针方向，为负值6.C【解析】原线圈中电压的有效值是 220V，由变压比知副线圈中电压为100V，流过电阻的电流是 10A；与电阻并联的电压表的示数是 100V；经过 1 分钟电阻发出的热量是 6×103J。- 15 - / 217.A【解析】交流电压表的示数为有效值，由公式 P=UI 知电路要正常工作，干路中电流为 3A，电暖宝是纯电阻，而抽油烟机是非纯电阻交流电压表的示数为有效值，故 B 错误；由公式知电路要正常工作，干路中电流为 3A，所以保险丝的额定电流不能小于 3A，故 A 正确；电暖宝是纯电阻，而抽油烟机是非纯电阻，故 C 错误；1min 抽油烟机消耗的电能为，消耗的电能一部分转化为热能，一部分转化为机械能，故 D 错误311V220V2PUI41.32 10WPtJ8.ABD【解析】磁感线是闭合曲线，磁铁内部穿过线圈的磁感线条数等于外部所有磁感线的总和，图中内部磁感线线比外部多外部的磁感线与内部的磁感线方向相反，外部的磁感线将内部抵消现将弹性圆环均匀向外扩大后放手收缩面积减小，则磁铁外部磁感线条数少，将内部磁感线抵消少，导致磁通量变大，故 A 正确由 A 选项分析，可知，磁通量变大，则由楞次定律得，从左向右看，线圈产生感应电流顺时针，故 B 正确，C 错误；产生顺时针感应电流，在外部感线的作用下，根据左手定则可知，弹性圆环受到的安培力方向沿半径向外，故 D 正确；故选 ABD.9.AB【解析】A、输电线上输送的电流为：，选项 A 正确；- 16 - / 21B、输电线上由电阻造成的电压损失为，选项 B 正确；C、输电线上损失的功率不可能大于输送的总功率，选项 C 错误；D、输电线上损失的功率为中，U 应当为输电线上损失的电压，选项 D错误。10.AC【解析】金属棒从轨道最低位置 cd 运动到 ab 处的过程中，穿过回路的磁通量减小，根据楞次定律判断得知通过 R 的电流方向为 ba，故A 正确 B 错误；金属棒做匀速圆周运动，回路中产生正弦式交变电流，可得产生的感应电动势的最大值为，有效值为，根据焦耳定律：，故C 正确；通过 R 的电量由公式：，故 D 错误；0mEBLv2 2mEE2EQtR22200 021()22 4BLvrrB LQvRvRBLrqRR11.BD【解析】A、变压器不改变交变电流的频率，由交变电流表达式可知频率为，故 A 错误；B、电源电压有效值为，如果原线圈上无电阻，由电压之比等于匝数之比可得，副线圈两端电压有效值为，电表测量的是有效值，示数也为，但实际上有电阻分压，电压表示数小于，故 B 正确；- 17 - / 21C、单刀双掷开关由 a 扳向 b，原线圈匝数变少，副线圈两端电压变大，电压表的示数变大，滑动变阻器滑片不动，电流表示数也变大，故 C错误；D、保持 K 的位置不变，滑动变阻器滑片向下移，电阻变小，副线圈中的电流变大，那么原线圈中的电流也随着变大，电阻功率增大，电阻 两端的电压也变大，交流电源的电压不变，变压器的输入电压变小，副线圈两端的电压也相应变小，选项 D 正确。12.CD【解析】根据机械能守恒得线框刚进入磁场时的速度 v 为：解得： ，进入磁场时速度相同A、根据 E=BLv，甲切割磁感线产生的感应电动势是乙的 2 倍，甲线框的电阻是乙的 2 倍，所以通过甲乙的电流 ，A 不符合题意；B、根据感应电量公式 = ，甲线框的面积是乙线框的 4 倍，甲线框的电阻是乙的 2 倍，所以 ，B 不符合题意；C、根据题意，甲线框做匀速运动，有 ，对于乙线框 ， ，所以 ，所以乙相框也做匀速运动甲进磁场时间 ，乙进磁场的时间 ，有 线框产生的热量 ，所以 ，即 ，C 符合题意；D、甲线框所受安培力 ，乙线框所受安培力 ，其中 所以线框受到的安培力 ，D 符合题意；- 18 - / 21故答案为：CD13.向右；不；向右；向左【解析】（1）线圈 A 中磁场方向向上，插入 B 线圈，故线圈 B 中磁通量变大，阻碍变大，故感应电流的磁场方向向下，故电流从右向左流过电流表，故电流表指针向右偏转；（2）线圈不动，磁通量不变，无感应电流，故指针不动；（3）线圈 A 中磁场方向向上，滑片向左移动，电流变大，故线圈 B 中磁通量变大，阻碍变大，故感应电流的磁场方向向下，故电流从右向左流过电流表，故电流表指针向右偏转；（4）线圈 A 中磁场方向向上，突然断开 S ， 磁通量减小，阻碍减小，故感应电流的磁场方向向上，故电流从左向右流过电流表，故电流表指针向左偏转；故答案为：（1）向右；（2）不；（3）向右；（4）向左14.1：16；1：4【解析】根据变压器原副线圈电流与匝数成反比得： 电阻消耗的功率 P=I2R，所以两电阻消耗的电功率之比 PA：PB=1：16电阻两端的电压 U=IR，所以两电阻两端的电压之比 UA：UB=1：4故答案为：1：16 1：415. 0.15 0.5【解析】由右手定则可知 ab 中电流从 b 流向 a，电源内部电流从负极流向正极，电动势为：E=BLv=0.4×0.5×0.5=1V12124 3R RRRR总导体棒所受安培力为：F 安=BIL=0.4×0.5×=0.15N ab 向右匀速运动，所以 F=F 安=0.15NR1 上消耗的电热功率3 4- 19 - / 21210.5EPWR16.（1） （2） （3）21.57 10 Ve 25 10qC 290QJ【解析】（1）线圈匀速转动时产生的感应电动势的最大值为：NBSEm从线圈平面通过中性面时开始计时，产生的瞬时电动势为:tEemsin转过 30°时,有 21sint代入题设数值，解得：Ve21057. 1（2）设从线圈平面通过中性面时开始,线圈转过 60°所用的时间为t穿过线圈的磁通量的变化量大小为23cosBSBSBS线圈中的平均感应电动势为：tNE通过电阻 R 的平均电流为：rREI在 t 时间内通过电阻 R 的电荷量为：tIq联立解得：RrNq代入题设数值，可得：Cq2105（3）线圈中产生的是正弦式电流,则电动势的有效值为2mEE 通过电阻 R 的电流为：rREI- 20 - / 21电阻 R 产生的焦耳热为：RTIQ2联立解得: JQ29017.（1） （2）方向与 x 轴相反 或方向与 x 轴相反1m0.18N0.22N【解析】 （1）感应电动势，故时，则EEBlvIR，0I 0v 2 012vXma（2）最大电流安培力，00'2mBLvBLvIIRR，22 0'0.022AB L vFBI LNR向右运动时， ，方向与 x 轴相反向左运动时， ，方向与 x 轴相反0.18AAFFmaFmaF，0.22AAFFmaFmaFN，18.（1）0.4N，方向沿斜面向上（2）Q=0.6J(3) 12.5m/s【解析】 （1）切割磁感线产生的电动势大小为 111EBLvV根据欧姆定律可得1 1 122EIARR所以10.4FBLINab 所受的安培力大小为 0.4N，方向沿斜面向上（2）由动能定理得： ，因为，解得2 22 11sin302m gxWm v112RQWRR0.6QJ（）当 ab 刚要下滑时有1sin300mm gf当 ab 刚要上滑时有1sin300mFm gf又因为，其中2FBLI2 2 12BLvIRR- 21 - / 21解得： 212.5/vm s19.（1）2.0m/s；（2）8.0m/s2；（3）4.0W。【解析】 （1）金属杆进入磁场时的速度 v=m/s=2m/s；22 10 0.2gh 所以进入磁场时产生的感应电动势的大小E=Blv=0.4T×0.5m×2m/s=0.4V；（2）金属杆刚进入磁场时，电路中的电流 I=0.4A0.4 0.80.2EV Rr金属杆产生的安培力 F=BIl=0.4T×0.4A×0.5m=0.08N金属杆刚进入磁场时的加速度大小 a=8.0m/s2；0.40.08 0.04mgFNN mkg（3）当杆做匀速直线运动时，重力与安培力相平衡，则F=mg=0.4N；故此时的速度为 v=10m/s；2 22()0.4(0.80.2 ) (0.40.5 )F RrN B lTm所以重力对杆做功的功率 P=mgv=0.4N×10m/s=4W。