2018-2019学年安徽省铜陵市第一中学高二下学期期中考试物理试题 解析版

2018-2019学年安徽省铜陵市第一中学高二下学期期中考试物理试题 解析版

铜陵市一中2018—2019学年度第二学期 高二年级学段（期中）考试物理试卷 一、单项选择题（4*10=40分）‎ ‎1. 下列关于感应电动势大小的说法中，正确的是（ ）‎ A. 线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大 B. 线圈中磁通量越大，产生的感应电动势一定越大 C. 线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大 D. 线圈放在磁感应强度越强的地方，产生的感应电动势一定越大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：对法拉第电磁感应定律的理解E=n，注意区分磁通量、磁通量的变化和磁通量的变化率．‎ 解：根据法拉第电磁感应定律E=n得感应电动势的大小跟磁通量的变化率成正比．‎ A、磁通量变化越大，则不知磁通量的变化时间，故不一定越大，故A错误；‎ B、磁通量越大，是Φ大，但△Φ及则不一定大，故B错误；‎ C、磁通量变化的快慢用表示，磁通量变化得快，则比值就大，根据法拉第电磁感应定律有产生的感应电动势就越大，故C正确；‎ D、虽然线圈放在磁感应强度越强的磁场，但可能为零，产生的感应电动势可能为零，故D错误．‎ 故选：C．‎ ‎【点评】磁通量Φ=BS，磁通量的变化△Φ=Φ2﹣Φ1，磁通量的变化率是磁通量的变化和所用时间的比值，法拉第电磁感应定律告诉我们感应电动势的大小跟磁通量的变化率成正比．正确理解磁通量、磁通量的变化和磁通量的变化率是解决本题的关键．‎ ‎2.一正弦交流电的电流随时间变化的规律如图所示．由图可知(　　)‎ A. 该交流电的电流瞬时值的表达式为i＝2sin (100πt)A B. 该交流电频率是25 Hz C. 该交流电的电流有效值为A D. 若该交流电流通过R＝10 Ω的电阻，则电阻消耗的功率是40W ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A.根据图像可求得周期，所以角速度，所以瞬时值表达式，A错误 B.交流电频率，B正确 C.正弦交流电有效值，C错误 D.根据焦耳定律：，D错误 ‎3. 如图所示，匀强磁场垂直于矩形线框abcd，磁场的磁感应强度为B，矩形面积为S，现使矩形线框以ab边为轴转动90°，则在这个过程中，穿过线框的磁通量变化量是 A. 0 B. C. BS D. 2BS ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：未转动前，穿过线圈的磁通量为，以ab边为轴转动90°后磁通量变为，故，C正确.‎ 考点：考查了磁通量的计算 ‎【名师点睛】解决本题的关键掌握磁通量的公式，知道当线圈平面与磁场平行时，磁通量为0，当线圈平面与磁场方向垂直时，磁通量最大 ‎4.如图所示，长为L的金属导线弯成一个圆环，导线的两端接在电容为C的平行板电容器上，P、Q为电容器的两个极板，磁场垂直于环面向里，磁感应强度以B＝B0＋kt(k>0)随时间变化，t＝0时，P、Q两板电势相等，两板间的距离远小于环的半径，经时间t，电容器P板(　　)‎ A. 不带电 B. 所带电荷量与t成正比 C. 带正电，电荷量是 D. 带负电，电荷量是 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 金属导线圆环面积S=L2/4π..由法拉第电磁感应定律，金属导线圆环产生感应电动势恒定，PQ之间的电压U恒定，由C=Q/U可知，电容器P极板带电量Q恒定，且为Q=CkS= CkL2/4π。由楞次定律可知，感应电动势方向为逆时针，电容器P极板带负电，选项D正确。‎ ‎5.如图所示，空间分布着宽为L，方向垂直于纸面向里的匀强磁场．一金属线框从磁场左边界匀速向右通过磁场区域．规定逆时针方向为电流的正方向，则感应电流随位移变化的关系图象(i－x)正确的是：(　　)‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】线圈进入磁场长度小于L，此时根据楞次定律，感应电流逆时针，方向为正，且，大小不变；进入磁场长度大于L小于2L，此时磁通量向里增强，根据楞次定律，感应电流逆时针，方向为正且，大小不变；当全部进入磁场后，磁通量向里减小，根据楞次定律，感应电流顺时针，方向为负，且，所以ABC错误，D正确 ‎6.如图所示，理想变压器原线圈输入电压，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器.V1和V2是理想交流电压表，示数分别用U1和U2表示；A1和A2是理想交流电流表，示数分别用I1和I2表示.下列说法正确的是(　　)‎ A. I1和I2表示电流瞬时值 B. U1和U2表示电压的最大值 C. 滑片P向下滑动过程中，U2不变、I1变大 D. 滑片P向下滑动过程中，U2变小、I1变小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 在交流电中电表显示的都是有效值，故AB错误；滑片P向下端滑动过程中，电阻减小，因为匝数比不变，所以电压U2不变，根据欧姆定律可知I2变大，根据，可知I1变大，故C正确，D错误。所以C正确，ABD错误。‎ ‎7.先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电．第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化(如图甲所示)；第二次灯泡两端的电压变化规律如图乙所示．若甲、乙图中的U0、T所表示的电压、周期值是相同的，则以下说法正确的是 A. 第一次，灯泡两端的电压有效值是 B. 第二次，灯泡两端的电压有效值是 C. 第一、第二次，灯泡的电功率之比是2∶9‎ D. 第一、第二次，灯泡的电功率之比是1∶5‎ ‎【答案】AD ‎【解析】‎ 试题分析：对于正弦式电流的有效值，由甲图读出电压的最大值，求出有效值．对于乙图，根据有效值的定义，求出有效值．功率的公式，用有效值求出电功率之比．‎ 第一次灯泡两端的电压有效值为，设第二次电压的有效值为，根据有效值的定义，则有，解得，故A正确，B错误；由功率的公式得，灯泡的电功率之比是，故C错误，D正确．‎ ‎8.如图所示的电路中，P、Q为两相同的灯泡，L的电阻不计，则下列说法正确的是(　　)‎ A. S断开瞬间，P立即熄灭，Q过一会儿才熄灭 B. S接通瞬间，P、Q同时达到正常发光 C. S断开瞬间，通过P的电流从左向右 D. S断开瞬间，通过Q电流与原来方向相同 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.S断开瞬间，由于电感线圈的存在，阻碍电流减小，且此时P、Q连成一个回路，所以P、Q都是缓慢熄灭，A错误 B.S接通瞬间，P支路直接达到正常发光，Q支路由于电感存在，阻碍电流增大，电流缓慢增大，Q为缓慢变亮，B错误 CD.S断开瞬间，电感阻碍电流减小，此时P、Q连成一个回路，Q支路感应电流与原电流方向一致，从左向右，但通过P支路的是从右向左，C错误D正确 ‎9.如图所示，先后以速度v1和v2匀速把一矩形线圈水平拉出有界匀强磁场区域，v1＝2v2，则在先后两种情况下(　　)‎ A. 线圈中的感应电动势之比为E1∶E2＝1∶2‎ B. 线圈中的感应电流之比为I1∶I2＝1∶2‎ C. 线圈中产生的焦耳热之比Q1∶Q2＝2∶1‎ D. 通过线圈某截面的电荷量之比q1∶q2＝2∶1‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.感应电动势：，所以，A错误 B.感应电流：，所以，B错误 C.产生焦耳热：，所以焦耳热之比为，C正确 D.通过界面电量：，两次电量一样，所以q1∶q2＝1∶1，D错误 ‎10.如图甲所示，两个闭合圆形线圈A、B圆心重合，放在同一水平面内，线圈A 中通以如图乙所示的变化电流，t＝0时电流的方向为顺时针(如图中箭头所示)，在t1～t2时间内，对于线圈B，下列说法中正确的是(　　)‎ A. 线圈B内有顺时针方向的电流，线圈有收缩的趋势 B. 线圈B内有顺时针方向的电流，线圈有扩张的趋势 C. 线圈B内有逆时针方向的电流，线圈有扩张的趋势 D. 线圈B内有逆时针方向的电流，线圈有收缩的趋势 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】在t1～t2时间内，A线圈电流为逆时针，且大小在变强，所以穿过B线圈的合磁通量向外，且变大，根据楞次定律，B线圈感应电流磁场向里，由右手定则判断B线圈电流方向为顺时针，因为反向电流相互排斥，所以B线圈有扩张趋势，ACD错误B正确 二、实验（3*5=15分）‎ ‎11.如图为“探究电磁感应现象条件”的实验装置。‎ ‎（1）将图中所缺的导线补接完整____________。‎ ‎（2）如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后可能出现的情况有：‎ A．将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将向__________（填“左”或“右” ）偏一下。‎ B．原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向左拉时，灵敏电流计指针将向________（填“左”或“右” ）偏一下。‎ ‎【答案】(1) 略 (2) 向右偏转 (3) 向右偏转 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）将电源、电键、变阻器、小螺线管串联成一个回路，再将灵敏电流计与大螺线管串联成另一个回路，电路图如图所示：‎ ‎（2）A、闭合电键，磁通量增加，指针向右偏转，将原线圈迅速插入副线圈，磁通量增加，则灵敏电流计的指针将右偏转一下； B、原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，电阻增大，则电流减小，穿过副线圈的磁通量减小，则灵敏电流计指针向左偏转一下。‎ ‎12.磁电式仪表的线圈通常用铝框作骨架，把线圈绕在铝框上，这样做的目的是________(填“防止”或“利用”)涡流而设计的，起________(填“电磁阻尼”或“电磁驱动”)的作用．‎ ‎【答案】【小题1】利用 ‎【小题2】电磁阻尼 ‎【解析】‎ ‎【详解】磁电式仪表通过给线圈通电，使其在磁场中发生偏转来带动指针偏转，进而指示示数。由于为了能够准确指示示数，导线框转动时的摩擦要尽可能的减小。这就造成了，线圈在通电转动幅度比较大，在示数比较大的时候，很容易损坏指针。并且线圈还会来回摆动，停止下来需要的时间比较长，造成使用上的不便。因此，利用吕制导线框在磁场中转动时，由于电磁感应产生的感应电流受到磁场的作用，而产生阻尼作用，防止指针过快偏转和来回摆动。故而，填写“利用”和“电磁阻尼”。‎ ‎【点睛】在学过的测量工具或设备中，每个工具或设备都有自己的制成原理，对不同测量工具的制成原理，是一个热点题型，需要重点掌握，同时理解电磁阻尼的原理。‎ 三、计算题 ‎13.如图所示，边长为L、匝数为n的正方形金属线框，它的质量为m，电阻为R，用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场边缘．金属线框的上半部分处于磁场内，下半部分处于磁场外，磁场随时间的变化规律为B＝kt.求：‎ ‎(1)线框中的电流强度为多大？‎ ‎(2)t时刻线框受到的安培力为多大？‎ ‎【答案】（1）‎ ‎（2）‎ ‎【解析】‎ ‎（1）线框中的电动势，电流为 ‎（2）安培力为 ‎14.发电机输出功率为100kW，输出电压是250V，用户需要电压是220V．输电线电阻为10Ω，若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：‎ ‎（1）在输电线路中设置的升，降压变压器原副线圈的匝数比．‎ ‎（2）用户得到的电功率是多少？‎ ‎【答案】（1）（2）96K0057x ‎【解析】‎ 试题分析：由输电线损耗功率求出输电电流I2，再由发电机输出功率与输出电压求得升压变压器的原线圈的电流I1，由是I1，I2得升压变压器的匝数比；求出升压变压器的匝数比后可求出降压变压器的原线圈的电压，再与用户电压结合求出降压变压器的原副线圈的匝数比；用户得到的电功率，等于降压变压器的输出功率，根据功率分配关系求解。‎ ‎（1）输电线因发热损耗的功率为：△P=P×4%=100×4%kW=4kW ‎ 由△P=I2R，得输电电流（即升压变压器副线圈中的电流）为：I2 =20A 升压变压器原线圈中的输入电流为：‎ 所以升压变压器中原副线圈的匝数比为：‎ 升压变压器副线圈两端的电压为：‎ 输电线路中损失的电压为：△U=I2R=20×10V=200V 降压变压器原线圈中输入电压U3为：U3=U2﹣△U=4800V．‎ 所以降压变压器原副线圈的匝数比为：‎ ‎（2）用户得到的电功率，即降压变压器的输出功率为：‎ P′=P×（1﹣4%）=100×96%kW=96Kw 点睛：本题主要考查了距离输电问题，在抓住功率和电压分配关系的基础上，明确理想变压器的电流与匝数成反比，电压与匝数成正比，想法求得电流与电压之比是解题的关键。‎ ‎15.均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd，每边长为L，总电阻为R，总质量为m.将其置于磁感应强度为B的水平匀强磁场上方h处，如图所示．线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且cd边始终与水平的磁场边界平行．已知重力加速度为g，不考虑空气阻力，当cd边刚进入磁场时，‎ ‎(1)求线框中产生的感应电动势大小；‎ ‎(2)求cd两点间的电势差大小；‎ ‎(3)若此时线框加速度恰好为零，求线框下落的高度h.‎ ‎【答案】(1) BL (2) (3) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)cd边刚进入磁场时，线框速度：v＝‎ 线框中产生的感应电动势E＝BLv＝BL ‎(2)此时线框中的电流I＝‎ cd切割磁感线相当于电源，cd两点间的电势差即路端电压：‎ U＝I·R＝BL ‎(3)安培力：F安＝BIL＝‎ 根据牛顿第二定律：mg－F安＝ma，‎ 由a＝0，解得下落高度h＝‎ ‎16.如图所示，有一倾角α=37°的粗糙斜面，斜面所在空间存在一有界矩形匀强磁场区域GIJH，其宽度GI=HJ=L=0.5 m．有一质量m=0.5 kg的“日”字形匀质导线框abcdef，从斜面上静止释放，释放时ef平行于GH且距GH为4L，导线框各段长ab=cd=ef=ac=bd=ce=df=L=0.5 m，线框与斜面间的动摩擦因数μ=0.25，ab、cd、ef三段的阻值相等、均为R=0.5 Ω，其余电阻不计．已知ef边刚进入磁场时线框恰好做匀速运动，不计导线粗细，重力加速度g=10 m/s2，求：‎ ‎(1)ef边刚进入磁场时的速度v的大小．‎ ‎(2)匀强磁场的磁感应强度B.‎ ‎(3)线框从开始运动到ab边穿出磁场过程中ab边发的焦耳热为多少？‎ ‎【答案】（1）v=4m/s（2）B="1" T（3）1J ‎【解析】‎ 试题分析：（1）由动能定理，2分 得，v=4m/s 1分 ‎(2)当线框匀速运动时，对电路，E=BLv 1分 R总=R+1分 ‎1分 对线框，1分 解得，B="1" T 1分 ‎（3）当线框每条边切割磁感线时，等效电路都一样。所以ef和cd作为电源时 ‎1分 时间为,1分 ‎1分 当ab做为电源时，1分 时间为,1分 整个过程总热量，Q=Q1+Q2=1J 1分 考点：考查了导体切割磁感线运动 点评：本是电磁感应中常见的问题：导体在导轨上滑动的类型，从力和能两个角度研究．力的角度，关键是安培力的分析和计算．能的角度要把握涉及几种能、能量如何是转化的．‎ ‎ ‎ ‎ ‎