2018-2019学年重庆市渝东六校高二下学期期中联考理综物理试题 解析版

2018-2019学年重庆市渝东六校高二下学期期中联考理综物理试题 解析版

渝东六校联盟高 2020 级(高二)下期中联考理综试题（垫江版）‎ ‎(命题学校：忠州中学 审题学校：垫江一中、涪陵高级中学 )‎ 本试卷共 35 题，总分 300 分，共 14 页，考试时间 150 分钟。 可能用到相对原子质量：H 1 C 12 O 16‎ 一、选择题：本题共 13 个小题，每小题 6 分，共 78 分。在每小题给出的 4 个选项中，只 有一项是符合题目要求的。‎ 二、选择题：本题共 8 小题，每小题 6 分。在每个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。全部选对的得 6 分，选 对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。‎ ‎1.关于电磁感应现象，下列说法中正确的是( )‎ A. 穿过闭合线圈的磁通量均匀增大时，产生的感应电动势也均匀增大 B. 只要穿过闭合线圈的磁通量发生变化，电路中就一定有感应电流产生 C. 闭合正方形线框在匀强磁场中垂直磁感线运动，电路中就一定有感应电流产生 D. 导体棒在磁场中运动时，一定有感应电动势产生 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A、当穿过闭合线圈的磁通量均匀变化时，根据法拉第电磁感应定律得出线圈中产生的感应电动势是恒定不变的，故选项A错误；‎ B、只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中一定有感应电流产生，故选项B正确；‎ C、闭合正方形线框放在匀强磁场中做切割磁感线的直线运动，磁通量不一定变化，则不一定能产生感应电流，故选项C错误；‎ D、导体棒在磁场中运动不一定会产生感应电动势，导体棒平行于磁感线运动，不切割磁感线运动，就不会产生感生电动势，故选项D错误。‎ ‎2.如图所示圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a 的 正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电 源和滑动变阻器连接成如图所示的电路．若将滑动变阻器的滑 片P 向上滑动，下列表述正确的是( )‎ ‎ ‎ A. 线圈a 中将产生俯视逆时针方向的感应电流 B. 穿过线圈a 的磁通量变大 C. 线圈a 有扩大趋势 D. 线圈a 对水平桌面的压力F 将变大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AB、当滑动触头P向上移动时电阻增大，由闭合电路欧姆定律可知通过线圈b的电流减小，b线圈产生的磁场减弱，故穿过线圈a的磁通量变小；根据b中的电流方向和安培定则可知b产生的磁场方向向下穿过线圈a，根据楞次定律，a中的感应电流的磁场要阻碍原来磁场的减小，故a的感应电流的磁场方向也向下，根据安培定则可知线圈a中感应电流方向俯视应为顺时针，故选项A、B错误；‎ C、根据楞次定律的第二描述“感应电流产生的效果总是阻碍引起感应电流的原因”，因为滑动触头向上滑动导致穿过线圈a的磁通量减小，故只有线圈面积增大时才能阻碍磁通量的减小，故线圈a应有扩张的趋势，故选项C正确；‎ D、开始时线圈a对桌面的压力等于线圈a的重力，当滑动触头向上滑动时，可以用“等效法”，即将线圈a和b看做两个条形磁铁，判断此时两磁铁互相吸引，故线圈a对水平桌面的压力将减小，故选项D错误。‎ ‎3.某一交变电流的电流变化如图所示，该交变电流的有效值为( ) ‎ A. A B. 3.5A C. 5A D. 7A ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】设交流电电流有效值为，周期为，电阻为，则有：，解得：，故选项A正确，B、C、D错误。‎ ‎4.如图所示交流电路中，三个灯泡 L1、L2、L3 的亮度完全相同，下面几种现象正确的是 ( )‎ A. 如果不改变交流电源的电压，降低电源频率，则 L1灯变亮，L2 灯变暗，L3 亮度灯不变 B. 如果不改变交流电源的电压，降低电源频率，则 L1灯变暗，L2 灯变亮，L3 亮度灯不变 C. 如果抽出电感 L中铁芯，则 L1 灯变暗 D. 如果将电容器 C的两极板间距离变小，则 L2 灯变暗 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】AB、如果不改变交流电源的电压，当交流电的频率减小时，电感的感抗减小，电容的容抗增大，电阻不变，则流过灯的电流增大，灯的电流减小， 灯的电流不变，所以灯变亮、灯变暗、灯亮度不变，故选项A正确，B错误。‎ C、当将电感线圈的铁芯抽去，导致电感线圈的阻碍作用减小，灯的电流将变大，则灯变亮，故选项C错误；‎ D、将电容器两极板间距离变小，由电容的决定式，电容器的电容增大，电容C的容抗减小，而电压不变，则流过灯的电流增大，灯变亮，故选项D错误。‎ ‎5.如图所示，一理想变压器初、次级线圈的匝数比为 3：1，次级接三个相同的灯泡， 三个灯泡均正常发光，设其中一个灯泡电流为 I，电压为 U；初级线圈中串有一个相 同的灯泡 L，则( ) ‎ A. 灯 L的电压为 3U B. 灯 L的电压为 U C. 灯 L的电流为 3I D. 灯 L的电压无法计算 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】因并联在副线圈两端的三只小灯泡正常发光，所以副线圈中的总电流为，原副线圈匝数比为3:1，所以原、副线圈的电流之比为1:3，所以原线圈电流为，灯泡能正常发光，灯的电压为，故选项B正确，A、C、D错误。‎ ‎6.如图所示，为三个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为 B， 方向分别垂直纸面向外、向里和向外，磁场宽度均为 L，在 磁场区域的左侧边界处，有一边长为 L的正方形导体线框， 总电阻为 R，且线框平面与磁场方向垂直，现用外力 F使线 框以速度 v匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，规定电流沿逆时针方向时的电动势 E为正，磁感线垂直纸面向里时的磁通量Φ为正值， 外力 F向右为正．则以下反映线框中的磁通量Φ、感应电动势 E、电功率 P和外力 F 随时间变化规律图象正确的是：( )‎ ‎ ‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ ‎【详解】A、当线框进入磁场时，位移在内，磁通量开始均匀增加，当全部进入左侧磁场时达最大，且为负值；位移在内，向里的磁通量增加，总磁通量均匀减小，当位移为时，磁通量最小，为零，位移在到时，磁通量向里，为正值，且均匀增大；位移在时，磁通量均匀减小至零；在内，磁通量均匀增大，且方向向外，为负值；在内，磁通量均匀减小至零，且为负值，故选项A正确；‎ B、当线圈进入第一个磁场时，由可知，保持不变，由右手定则知，感应电动势沿顺时针方向，为负值；线框开始进入第二个磁场时，左右两边同时切割磁感线，感应电动势应为，感应电动势沿逆时针方向，为正值；线框开始进入第三个磁场时，左右两边同时切割磁感线，感应电动势应为，感应电动势沿顺时针方向，为负值；完全在第三个磁场中运动时，左边切割磁感线，感应电动势为，感应电动势沿逆时针方向，为正值，故选项B正确；‎ C、由于线框匀速运动，安培力与拉力大小相等，方向相反，电功率等于拉力的功率，因速度不变，而在线框在第一个磁场时，电流为定值，拉力也为定值，所以电功率为定值；两边分别在两个磁场中时，由选项B的分析可知，电流为在线框在第一个磁场时的2倍，故安培力为在线框在第一个磁场时的4倍，所以功率为在线框在第一个磁场时的4倍；完全在第三个磁场中运动时，安培力应等于线框在第一个磁场中的安培力，功率等于线框在第一个磁场中的功率，故选项C正确，D错误；‎ ‎7.如图所示，a，b 间接入电压 u＝311sin314t(V)的正弦交流电，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电阻(当温度升高时，其阻 值将减小)，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(报警器未画出)，R3 为一定 值电阻．当电阻 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 的示数不变，V2 的示数增大 D. V1 的示数不变，V2 的示数减小 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】当传感器所在处出现火情时，的电阻减小，导致电路的总的电阻减小，所以电路中的总电流将会增加，电流表测量的是原线圈中的总的电流，由于副线圈的电流增大，所以原线圈的电流表示数也要增加；由于电源的电压不变，原副线圈的电压也不变，所以电压表的示数不变，由于副线圈中电流增大，的电压变压变大，所以电压表的示数要减小，即的电压也要减小，所以电流表的示数要减小，故选项B、D正确，A、C错误。‎ ‎8.一小水电站，输出的电功率为P0=20kW，输出电压U0=400V，经理想升压变压 器 T1 变为 2000V电压远距离输送，输电线总电阻为 r=10Ω，最后经理想降压变压器 T2 降为 220V向用户供电，下列说法正确的是( )‎ A. 变压器 T1 的匝数比 n1:n2=1：5‎ B. 输电线上的电流为 50A C. 输电线上损失的电功率为 1kW D. 变压器 T2 的匝数比 n3:n4=100：11‎ ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A、升压变压器 的输出电压等于2000V，而输入电压为400V，由电压之比等于匝数之比,则有变压器的匝数比，故选项A正确；‎ B、输出的电功率为，而升压变压器变为2000V电压远距离输送，所以根据可知输电线上的电流为，故选项B错误；‎ C、输电线上损失的电功率为，故选项C正确；‎ D、降压变压器的输入电压等于升压变压器的输出电压减去导线损失的电压，即为，根据则有变压器的匝数比，故选项D错误。‎ 三、非选择题：共 174 分。‎ ‎9.下图是某实验小组在研究磁通量变化与感应电流方向关系实验时的部分操作 示意图，图甲是电流通过灵敏电流计时指针的偏转情况，图乙是磁铁从线圈中抽出时 的情况。实验操作如图乙所示，当磁铁向上抽出时，灵敏电流计 G中指针向______偏（填 “左”或“右”）；继续操作如图丙所示，判断此时条形磁铁的运动是__________线圈（填“插入”或“抽出”）。‎ ‎【答案】 (1). 右 (2). 抽出 ‎【解析】‎ 由甲图可知，电流从检流计上边流入时，指针向左偏转；由乙图可知，磁铁N极向上离开线圈时，穿过线圈的磁通量向下减小，根据楞次定律可知，产生的感应电流从检流计的下端流入，故检流计指针向右偏转；由图丙可知，检流计指针向左偏转，可知产生了从上端流入检流计的电流，由楞次定律可知，上方条形磁铁的S极抽出.‎ ‎10.研究电磁感应现象的实验电路如甲图所示，所用的器材有：电流计（若电流 从左接线柱流入电流计，则电流计的指针向左偏），直流电源，带铁心的线圈 A，线 圈 ‎ B，电键，滑动变阻器（用来控制电流以改变磁场强弱），导线若干。将线圈 A 插 入线圈 B 中后，闭合开关，线圈 A 中的电流方向如乙图中的箭头所示，经过多次实验 发现，当线圈 B 中磁通量增加时，电流计指针向左偏，线圈 B 中感应电流的磁场方向 总与线圈 A 的磁场方向_____（选填“相同”“相反”）；当线圈 B 中磁通量减少时， 电流计指针向右偏，线圈 B 中感应电流的磁场方向总与线圈 A 的磁场方向______选 填“相同”“相反”）。可见感应电流的磁场总要______（选填“阻碍”“阻止”）引起 感应电流的磁通量的变化。若甲图中滑动变阻器滑片向左滑动，电流计指针将__________（选填“向左偏”“向右偏”“不偏”）。‎ ‎【答案】 (1). 相反 (2). 相同 (3). 阻碍 (4). 向右偏 ‎【解析】‎ ‎【详解】解：闭合开关，线圈 A 中的电流方向如乙图中的箭头所示，根据右手安培定则可知线圈 A 的磁场方向向下；当线圈 B 中磁通量增加时，电流计指针向左偏，说明线圈 B 中的感应电流从左接线柱流入电流计，根据右手安培定则可知线圈 B 中感应电流的磁场方向向上，所以当线圈 B 中磁通量增加时，线圈 B 中感应电流的磁场方向总与线圈 A 的磁场方向相反；当线圈 B 中磁通量减少时， 电流计指针向右偏，说明线圈 B 中的感应电流从右接线柱流入电流计，根据右手安培定则可知线圈 B 中感应电流的磁场方向向下，所以当线圈 B 中磁通量减小时，电线圈 B 中感应电流的磁场方向总与线圈 A 的磁场方向相同；由此可见感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化；‎ 若甲图中滑动变阻器滑片向左滑动，线圈A中电流减小，产生的磁场减小，穿过副线圈线圈 B的磁通量减小，电流计指针将向右偏。‎ ‎11.发电机转子是匝数为 100 匝、边长为 20 cm 的正方形线圈，将它置于磁感应强度 B＝0.05 T 的匀强磁场中，绕着垂直于磁场方向的轴以ω＝100π rad/s 的角 速度转动，当线圈平面跟磁场方向垂直时开始计时．线圈和外电路的总电阻 R＝5 Ω. ‎ ‎(1)写出交变电流瞬时值表达式．‎ ‎(2)线圈从计时开始，转过 90°过程中通过线圈某一截面的电荷量为多少？‎ ‎【答案】(1) ；(2) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】解：(1)感应电动势最大值为：‎ 由闭合电路欧姆定律,则有：‎ 所以： ‎ ‎(2)线圈从计时开始转过过程中，则磁通量的变化：‎ 通过线圈某一截面的电荷量：‎ ‎12.如图，两根足够长的固定的平行光滑金属导轨位于倾角θ=30°的固定斜面 上，导轨上、下端分别接有阻值 R1=15Ω和 R2=15Ω的电阻，导轨自身电阻忽略不计， 导轨宽度 L=2m，在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度 B=0.5T．质量为 m=0.1kg，电阻 r=0.5Ω的金属棒 ab在较高处由静止释放，金属 棒 ab在下滑过程中始终与导轨垂直且与导轨接触良好．当金属棒 ab下滑高度 h =4m 时，速度恰好达到最大值。（g =10m/s2）求：‎ ‎（1）金属棒 ab达到的最大速度 vm ；‎ ‎（2）该过程通过金属棒的电量 q；‎ ‎（3）金属棒 ab在以上运动过程中导轨下端电阻 R1 中 产生的热量。‎ ‎【答案】(1) ；(2) ；(3) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】解：(1)切割产生的感应电动势：‎ 根据串并联电路的特点知，外电路总电阻： ‎ 根据闭合电路欧姆定律得：‎ 安培力：‎ 当加速度为零时，速度达最大，有：‎ 解得速度最大值：‎ ‎(2)根据电磁感应定律有：‎ 根据闭合电路欧姆定律有：‎ 通过金属棒的电量：‎ ‎(3)金属棒下滑过程中根据能量守恒定律可得：   ‎ 代入数据解得：‎ 电阻中产生的热量：‎ ‎13.如图所示，矩形线圈在匀强磁场中绕 OOˊ轴匀速转动，产生交变电流．以 下说法正确的是( ) ‎ A. 线圈每转动一周，感应电流的方向改变一次 B. 线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次 C. 当线圈平面与磁感线垂直时，穿过线圈的磁通量最大 D. 当线圈平面与磁感线平行时，穿过线圈的磁通量最大 E. 当线圈平面与磁感线平行时，线圈中感应电动势最大 ‎【答案】BCE ‎【解析】‎ ‎【详解】AB、在中性面磁通量最大，感应电流为0，方向改变，线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，线圈每转动一周，经过两次中性面，方向改变方向两次，故选项B正确，A错误；‎ C、线圈平面与磁感线垂直时，为中性面，穿过线圈的磁通量最大，故选项C正确；‎ DE、当线圈平面与磁感线平行时，穿过线圈的磁通量为零，线圈中感应电动势最大，故选项E正确，D错误。‎ ‎14.有一个面积为 S=100cm2 的 500 匝线圈处在匀强磁场中，磁场方问垂直 于线圈平面，已知磁感应强度随时间变化的规律为 B=（5+0.4t）T，线圈电阻 r=2Ω，定 值电阻 R=8Ω，求：‎ ‎（1）线圈回路中的感应电动势；‎ ‎（2）a、b两点间电压 Uab．‎ ‎【答案】(1)2V；(2)16V ‎【解析】‎ ‎【详解】解：(1)线圈磁通量的变化率为：‎ 由法位第电磁感应定律得回路中的感应电动势为： ‎ ‎(2)由闭合电路欧姆定律得回路中感应电流大小为：‎ a、b两点间的电压为路端电压：‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎