【物理】甘肃省定西市岷县第二中学2019-2020学年高二下学期期中考试试题（解析版）

【物理】甘肃省定西市岷县第二中学2019-2020学年高二下学期期中考试试题（解析版）

岷县第二中学2019-2020学年高二下学期期中考试试题 物理 一、选择题（共48分。1-9是单选题，10-12多选题，错选不得分，少选选对2分。）‎ ‎1.关于楞次定律，下列说法正确的是(　　)‎ A. 感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 B. 闭合电路的一部分导体在磁场中运动时，必受磁场阻碍作用 C. 原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场同向 D. 感应电流的磁场总是跟原磁场反向，阻碍原磁场的变化 ‎【答案】A ‎【解析】‎ A项：感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故A正确；‎ B项：闭合电路的一部分导体在磁场中平行磁感线运动时，不受磁场阻碍作用，故B错误；‎ C项：原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场反向，C错误；‎ D项：感应电流的磁场当原磁场增强时跟原磁场反向，当原磁场减弱时跟原磁场同向，故D错误．‎ 点晴：解决本题关键理解“楞次定律”感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，其中有三种表现形式：1、“增反减同”；2、“来拒去留”；3、“增缩减扩”．‎ ‎2.如图所示，足够长的通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd，则（　　）‎ A. 若线圈向右平动，其中感应电流方向是a→b→c→d B. 若线圈竖直向下平动，有感应电流产生 C. 当线圈以ad边为轴转动时（转动角为锐角），其中感应电流方向是a→b→c→d D. 当线圈向导线靠近时，其中感应电流方向是a→b→c→d ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】根据安培定则可知，直导线右侧的磁场垂直纸面向里，且离导线越远磁场越弱；‎ A．若线圈向右平动，则穿过线圈的磁通量向里减小，根据楞次定律可知，其中感应电流方向是a→d→c→b，选项A错误；‎ B．若线圈竖直向下平动，穿过线圈的磁通量不变，线圈中无感应电流产生，选项B错误；‎ C．当线圈以ad边为轴转动时（转动角为锐角），则穿过线圈的磁通量向里减小，根据楞次定律可知，其中感应电流方向是a→d→c→b，选项C错误；‎ D．当线圈向导线靠近时，则穿过线圈的磁通量向里增加，根据楞次定律可知，其中感应电流方向是a→b→c→d，选项D正确；故选D。‎ ‎3.关于磁通量的概念，以下说法中正确的是(　 　)‎ A. 磁感应强度越大，穿过闭合回路的磁通量也越大 B. 磁感应强度越大，线圈面积越大，则穿过闭合回路的磁通量也越大 C. 穿过线圈的磁通量为零，但磁感应强度不一定为零 D. 磁通量发生变化，一定是磁场发生变化引起的 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：闭合电路面积与垂直穿过它的磁感应强度的乘积叫做磁通量．计算公式：Φ= BS，式中的S可以理解为有效面积，即与磁场垂直的面积．磁感应强度越大，有效面积不一定大，所以磁通量不一定大，A选项错误，B选项错误；当有效面积为零，磁场不为零时，磁通量一定为零，C选项正确；磁通量发生变化，可能是磁场发生变化，也可能是有效面积发生了变化，D选项错误，故选C 考点：考查磁通量的概念 点评：容易题，如果磁感线与平面不垂直，有效面积应理解为原平面在垂直磁场方向上的投影面积，如果平面与垂直磁场方向的夹角为θ，则有效面积为Scosθ．，穿过该面的磁通量为Φ=BScosθ ‎4.关于产生感应电流的条件，下列说法正确的是 A. 位于磁场中的闭合线圈一定会产生感应电流 B. 闭合线圈平行磁感线运动时，线圈中一定产生感应电流 C. 穿过闭合线圈磁通量发生变化时，一定能产生感应电流 D. 闭合线圈垂直磁感线运动时，线圈中一定产生感应电流 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】根据法拉第电磁感应定律可知，只有穿过闭合线圈的磁通量发生变化时，才能产生感应电流，故选C.‎ ‎5.图中能产生感应电流的是（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A． 线圈是不闭合的，不能产生感应电流。故A错误；‎ B． 线框的面积增大，穿过线框的磁通量增大，能够产生感应电流。故B正确；‎ C． 由于直导线在线圈的直径的上方，所以穿过线圈的磁通量等于0，电流增大，线圈的磁通量仍然是0．故C错误；‎ D． 线圈整体垂直于磁场运动，线圈的磁通量始终是最大，没有发生变化，没有感应电流。故D错误。‎ 故选B。‎ ‎6.某小型发电机产生的交流电动势为e=50sin(100πt) V。对此电动势，下列表述正确的有(　　)‎ A. 周期是0.02s B. 频率是100Hz C. 有效值是25V D. 最大值是50V ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】B．由ω=2πf=100πrad/s得 f=50 Hz B错误；‎ A．周期 T==0.02s A正确；‎ D．从中性面开始计时，交流电动势的表达式为e=Emsin ωt，因e=50sin(100πt) V，所以最大值Em=50V，D错误；‎ C．有效值 E==25V C错误。‎ 故选A。‎ ‎7.在阻值为70 Ω的电阻中通以正弦交变电流，测得在10 min内放出的热量为2.1×104J，则此交变电流的最大值为(　　)‎ A. ‎‎0.24‎‎ A B. ‎0.5 A C. ‎0.707 A D. ‎‎1 A ‎【答案】D ‎【解析】根据代入数据得，该电流为交流电的有效值，所以，D正确．‎ ‎8.如图所示的电路中，正弦交流电源电压的有效值为220 V，则关于交流电压表的示数，以下说法中正确的是（　　）‎ A. 等于220 V B. 大于220 V C 小于220 V D. 等于零 ‎【答案】C ‎【解析】电感器在电路中具有一定的感抗，也分压，有闭合电路欧姆定律得 U=UL+UR UR＜U=220V 故C正确，ABD错误。故选C。‎ ‎9.如图，理想变压器原、副线圈匝数比n1：n2=2：1，V和A均为理想电表，灯泡电阻R1=端电压下列说法正确的是（　　）‎ A. 电流频率为100Hz B. V的读数为24V C. A的读数为‎0.5A D. 变压器输入功率为6W ‎【答案】D ‎【解析】A．由题意知，所以有 解得电流频率，故A错误；‎ B．由AB端电压的表达式可知输入端电压的有效值为 由电压与匝数比的关系得 所以 即电压表的示数为，故B错误；‎ C．由选项B分析可知灯泡两端电压为6V，由欧姆定律得电流表的示数为 故C错误；‎ D．理想变压器输入功率等于输出功率可知 故D正确。故选D。‎ ‎10.如图甲所示，线圈的匝数n＝100匝，横截面积S＝‎50 cm2，线圈总电阻r＝10 Ω，沿轴向有匀强磁场，设图示磁场方向为正，磁场的磁感应强度随时间的变化关系如作如图乙所示，则在开始的0.1 s内(　 　)‎ A. a、b间电压为0‎ B. 线圈中磁通量的变化量为0.25 Wb C. 线圈中磁通量的变化率为2.5×10-2 Wb/s D. 在a、b间接一个理想电流表时，电流表的示数为‎0.25 A ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 由图象b斜率读出磁感应强度B的变化率，由法拉第电磁感应定律可求得线圈中的感应电动势．由闭合电路欧姆定律可求得感应电流大小，从而求出a、b间的电势差．‎ ‎【详解】通过线圈的磁通量与线圈的匝数无关，若设Φ2=B'S为正，则线圈中磁通量的变化量为△Φ=B'S-（-BS），代入数据即△Φ=（0.1+0.4）×50×10-4 Wb=2.5×10-3 Wb，故B错误；磁通量的变化率，故C正确；根据法拉第电磁感应定律可知，当a、b间断开时，其间电压等于线圈产生的感应电动势，感应电动势大小为E=n=2.5V；即a、b间电压为2.5V；感应电流大小，故A错误，D正确．故选CD．‎ ‎【点睛】本题是感生电动势类型，关键要掌握法拉第电磁感应定律的表达式E=n，再结合闭合电路欧姆定律进行求解，注意楞次定律来确定感应电动势的方向．‎ ‎11.如图，圆形闭合线圈内存在方向垂直纸面向外的磁场，磁感应强度随时间变化如图，则下列说法正确的是(　　)‎ A. 0～1s内线圈的磁通量不断增大 B. 第4s末的感应电动势为0‎ C. 0～1s内与2～4s内的感应电流相等 D. 0～1s内感应电流方向为顺时针 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ 试题分析：0~1s内磁感应强度不断增大，磁通量不断增大，选项A正确．第4s末磁感应强度为零，但斜率不为零，感应电动势不为零，选项B错误．0~1s内与2~4s内斜率大小不相等，电动势不相等，感应电流不相等，选项C错误．用楞次定律判断，感应电流在0~1s内为顺时针，选项D正确．‎ 考点：本题考查电磁感应的图象问题，法拉第电磁感应定律和楞次定律等．‎ ‎12.如图所示，为一理想变压器，S为单刀双掷开关，P为滑动变阻器触头，U1为加在原线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流强度，则以下说法正确的是（　　）‎ A. 保持U1及P的位置不变，S由a合到b时，I1将增大 B. 保持P的位置及U1不变， S由b合到a时，R消耗的功率将增大 C. 保持U1不变， S合在a处，使P上滑，I1将增大 D. 保持P的位置不变， S合在a处，若U1增大，I1将增大 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．保持U1及P的位置不变，S由a合到b时，原线圈匝数变小，副线圈电压变大，所以副线圈功率变大，而原线圈功率等于副线圈功率，所以原线圈功率变大，根据 得I1将增大，故A正确； B．保持U1及P的位置不变，S由b合到a时，原线圈匝数变大，副线圈电压变小，根据 可知R的功率变小，故B错误； C．保持U1不变，S合在a处，使P上滑时，R增大，而电压不变，所以副线圈电流变小，根据可知I1将减小，故C错误； D．保持P的位置不变，S合在a处，若U1增大，则副线圈电压增大，所以副线圈电流变大，根据可可知I1将增大，故D正确。故选AD。‎ 二.计算题（共52分）‎ ‎13.如图所示，足够长的平行光滑金属导轨树皮放置，宽度L=‎0.4m，一端连接R=1Ω的电阻，导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=1T，导体棒MN放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好。导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。在平行于导轨的拉力F作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度v=‎5m/s，求：‎ ‎(1)感应电动势E和感应电流I；‎ ‎(2)若将MN换为电阻为r=1Ω的导体棒，其他条件不变，求导体棒两端的电压U。‎ ‎【答案】(1)2.0V，‎2A；(2)1V ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由法拉第电磁感应定律可得，感应电动势为 根据闭合电路的欧姆定律可得感应电流为 根据右手定则得导体棒MN中电流的流向为：N→M。‎ ‎(2)将MN换为电阻r=1Ω的导体棒，电路中的电流为 由欧姆定律有 ‎【点睛】对于电磁感应现象中涉及电路问题的分析方法是：确定哪部分相对于电源，根据电路连接情况画出电路图，结合法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律公式列方程求解。‎ ‎14.如图所示，MN、PQ为光滑金属导轨(金属导轨电阻忽略不计)，MN、PQ相距L=‎50cm，导体棒AB在两轨道间的电阻为r=1Ω，且可以在MN、PQ上滑动，定值电阻R1=3Ω，R2=6Ω，整个装置放在磁感应强度为B=1.0T的匀强磁场中，磁场方向垂直于整个导轨平面，现用外力F拉着AB棒向右以v=‎5m/s速度做匀速运动。求：‎ ‎(1)导体棒AB产生的感应电动势E和AB棒上的感应电流方向；‎ ‎(2)导体棒AB两端的电压UAB。‎ ‎【答案】(1)2.5V；感应电流方向B→A；(2)V ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)导体棒AB产生的感应电动势 由右手定则，AB棒上的感应电流方向沿B→A方向。‎ ‎(2)由题意可知，外电路电阻 则有 则 ‎15.如图甲所示，间距为L、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为θ的斜面上。在区域Ⅰ内有方向垂直于斜面的匀强磁场，磁感应强度恒为B不变；在区域Ⅱ内有垂直于斜面向下的匀强磁场，其磁感应强度Bt的大小随时间t变化的规律如图乙所示。t＝0时刻在轨道上端的金属细棒ab从如图位置由静止开始沿导轨下滑，同时下端的另一金属细棒cd在位于区域Ⅰ内的导轨上也由静止释放。在ab棒运动到区域Ⅱ的下边界EF之前，cd棒始终静止不动，两棒均与导轨接触良好。已知cd棒的质量为‎0.6m、电阻为0.3R，ab棒的质量、阻值均未知，区域Ⅱ沿斜面的长度为L，在t＝tx时刻（tx未知）ab棒恰好进入区域Ⅱ，重力加速度为g。求：‎ ‎(1)区域Ⅰ内磁场的方向；‎ ‎(2)通过cd棒中的电流大小和方向；‎ ‎(3)ab棒开始下滑的位置离区域Ⅱ上边界的距离。‎ ‎【答案】(1) 垂直于斜面向上；(2)，；(3)‎‎0.5L ‎【解析】（1）Ⅱ内磁场均匀变化，因此在回路中产生感应电流，由楞次定律和安培定则可知，流过的电流方向是由，因棒静止，由平衡条件可得棒所受安培力沿导轨向上，据左手定则可知，区域Ⅰ内磁场垂直于斜面向上 ‎（2）因为棒平衡，则 解得 电流方向为 ‎（3）棒运动到区域Ⅱ的下边界EF之前，棒始终静止不动，则棒到达区域Ⅱ前后回路中的电动势不变，则棒在区域Ⅱ中必定做匀速直线运动，设刚进入区域Ⅱ棒的速度 ‎ 即 ‎，‎ 解得 棒进入区域Ⅱ之前不受磁场力的作用，做匀加速直线运动，棒开始下滑的位置离区域Ⅱ上边界的距离