【物理】山西省古县第一中学2019-2020学年高二下学期期中考试试题（解析版）

【物理】山西省古县第一中学2019-2020学年高二下学期期中考试试题（解析版）

‎2019～2020学年第二学期期中考试试卷 高二物理 ‎（时间：90分钟 满分：100分）‎ 一、 单选题（共8个小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的，选对得4分，选错或不选得0分。）) ‎ ‎1.下列现象是属于电磁感应现象的是(　　)‎ A． 磁场对电流产生力的作用 B． 变化的磁场使闭合电路中产生电流 C． 插在通电螺线管中的软铁棒被磁化 D． 电流周围产生磁场 ‎2.如图所示，矩形线框abcd放置在水平面内，磁场方向与水平方向成α角，已知sinα＝，回路面积为S，磁感应强度为B，则通过线框的磁通量为(　　)‎ A．BS B．BS C．BS D．BS ‎3.用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程．下列属于这类传感器的是 (　　)‎ A．红外报警装置 B．走廊照明灯的声控开关 C．自动洗衣机中的压力传感装置 D．电饭煲中控制加热和保温的温控器 ‎4.如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，一个矩形闭合导线框abcd，沿纸面由位置1(左)匀速运动到位置2(右)．则(　　)‎ A． 导线框进入磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→a B． 导线框离开磁场时，感应电流方向为a→d→c→b→a C． 导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右 D． 导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向左 ‎5.如下图所示，一金属弯杆处在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，已知ab＝bc＝L，当它以速度v向右平动时，a、c两点间的电势差为(　　)‎ A．BLv B．BLvcosθ C．BLvsinθ D．BLv(1＋sinθ)‎ ‎6.如图所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长la＝3lb，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则(　　)‎ A． 两线圈内产生顺时针方向的感应电流 B．a、b线圈中感应电动势之比为9：1‎ C．a、b线圈中感应电流之比为3：4 D．a、b线圈中电功率之比为3：1‎ ‎7.如图所示的电路中，A1和A2是完全相同的两只灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下面说法中正确的是(　　)‎ A． 合上开关S接通电路时，A2先亮，A1后亮 B． 合上开关S接通电路时，A1和A2同时亮 C． 断开开关S切断电路时，A2先灭，A1后灭 D． 断开开关S切断电路时，A1先灭，A2后灭 ‎8.一正弦交变电流的电压随时间变化的规律如图所示．由图可知该交变电流(　　)‎ A． 周期为0.125 s B． 电压的有效值为10V C． 电压的最大值为20V D． 电压瞬时值的表达式为u＝10sin 8πt(V)‎ 二、多项选择题(每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有一个或一个以上的选项是正确的，选对得4分，选对但不全的得2分,选错或不选得0分。答案填写在答题卡上。)‎ ‎9.如图所示，光滑U形金属框架放在水平面内，上面放置一导体棒，有匀强磁场B垂直框架所在平面，当B发生变化时，发现导体棒向右运动，下列判断正确的是(　　)‎ A．棒中电流从b→a B．棒中电流从a→b C．B逐渐增大 D．B逐渐减小 ‎10.下列情况中都是线框在磁场中切割磁感线运动，其中线框中有感应电流的是(　　)‎ A．　　　　B. C. D.‎ ‎11.一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示，由图可知(　　)‎ A． 该交流电的电压的有效值为100 V B． 该交流电的频率为25 Hz C． 该交流电压瞬时值的表达式为u＝100sin 25t（V）‎ D． 若将该交流电压加在阻值为100 Ω的电阻两端，该电阻消耗的电功率为50 W ‎12.当交流发电机的线圈转到线圈平面与中性面重合时，下列说法中正确的是(　　)‎ A． 电流将改变方向 B． 磁场方向和线圈平面平行 C． 线圈的磁通量最大 D． 线圈产生的感应电动势最大 三、填空题(共3小题,每空1分,共10分) ‎ ‎13.一个200匝、面积为20 cm2的线圈，放在磁场中，磁场的方向与线圈平面垂直，若磁感应强度在0.05 s内由0.1 T增加到0.5 T．在此过程中穿过线圈的磁通量的变化量是______Wb；磁通量的平均变化率是______Wb/s；线圈中的感应电动势的大小是______V.‎ ‎14.一台理想变压器，其原线圈2 200匝，副线圈440匝，并接一个100 Ω的负载电阻，如图所示．‎ ‎(1)当原线圈接在44 V直流电源上时，电压表示数为________ V，电流表示数为________A.‎ ‎(2)当原线圈接在220 V交流电源上时，电压表示数为________ V，电流表示数为________A，此时输入功率为________ W.‎ ‎15.一阻值恒定的电阻，当两端加上10 V的直流电压时，测得它的功率为P ‎；当两端加上某一正弦式交流电压时，测得它的功率为，由此可知该交流电压的有效值为________V，最大值为________V. ‎ 四、 计算题（本题包含3小题，16题12分,17题14分，18题16分，共42分 .解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。）‎ ‎16.如图所示，水平放置的平行金属导轨，相距l＝0.50 m，左端接一电阻R＝0.20 Ω，磁感应强度B＝0.4 T的匀强磁场方向垂直于导轨平面，导体棒ab垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计，当ab以v＝4.0 m/s的速度水平向右匀速滑动时，求：‎ ‎(1)ab棒中感应电动势的大小；‎ ‎(2)回路中感应电流的大小；‎ ‎(3)维持ab棒做匀速运动的水平外力F的大小．‎ ‎17.n＝100匝的圆形线圈，处在如图所示的磁场内(线圈右边的电路中没有磁场)，磁场均匀增大，线圈磁通量的变化率＝0.004 Wb/s，线圈电阻r＝1 Ω，R＝3 Ω，求：‎ ‎(1)线圈产生的感应电动势大小．‎ ‎(2)R中电流的方向和R两端的电压．‎ ‎18.一小型发电站通过升压、降压变压器把电能输给用户，已知发电机的输出功率为500 kW，路端电压为500 V，升压变压器原、副线圈的匝数比为1∶5，两变压器间输电线的总电阻为1.5 Ω，降压变压器的输出电压为220 V，不计变压器能量损耗，求：‎ ‎(1)升压变压器的副线圈两端电压；‎ ‎(2)输电导线上的功率损失；‎ ‎(3)降压变压器原、副线圈的匝数比；‎ ‎(4)用户得到的功率．‎ ‎【参考答案】‎ ‎1.【答案】B【解析】磁场对电流产生力的作用属于通电导线在磁场中的受力情况；插在通电螺线管中的软铁棒被磁化属于电流的磁效应；电流周围产生磁场属于电流的磁效应；而变化的磁场使闭合电路中产生电流属于电磁感应现象，故正确答案为B.‎ ‎2.【答案】C【解析】根据磁通量的定义可得通过线框的磁通量Φ＝BSsinα，代入解得Φ＝BS，所以C正确，A、B、D错误．‎ ‎3.【答案】A ‎4.【答案】D【解析】根据楞次定律可知A、B错误，根据安培定则可知C错误，D正确．‎ ‎5.【答案】C【解析】导体杆切割磁感线的有效长度为Lsinθ.‎ ‎6.【答案】B ‎7.【答案】A【解析】合上开关S接通电路时，两支路电流增加，所以灯泡A2马上亮起来，而在A1支路中线圈L上会产生自感电动势，阻碍电流的增加，所以使得电灯A1慢慢亮起来，选项A正确；而当断开开关S切断电路时，电路中的电流减小，所以支路A2中的电流立即消失，但是A1支路由于L中的自感电动势阻碍电流的减少，此电流会在A1→L→A2中重新形成回路，所以会使得A1、A2两灯慢慢的一起熄灭．选项C、D错．‎ ‎8.【答案】B【解析】由图象可知，交变电流的周期为0.250 s，A错误；电压的有效值U＝V＝10V，B正确；电压的最大值为20 V，C错误；电压瞬时值的表达式为u＝20sin 8πt(V)，D错误．‎ ‎9.【答案】BD【解析】ab棒是因“电”而“动”，所以ab棒受到的安培力向右，由左手定则可知电流方向a→b，故B正确，由楞次定律可知B逐渐减小，D正确．故选BD.‎ ‎10.【答案】BC【解析】A中虽然导体“切割”了磁感线，但穿过闭合线框的磁通量并没有发生变化，没有感应电流．B中线框的一部分导体“切割”了磁感线，穿过线框的磁感线条数越来越少，线框中有感应电流．C中虽然与A近似，但由于是非匀强磁场，运动过程中，穿过线框的磁感线条数增加，线框中有感应电流．D中线框尽管是部分切割，但磁感线条数不变，无感应电流．故选B、C.‎ ‎11.【答案】BD ‎【解析】根据题图可知该交变电流电压的最大值为100 V，周期为4×10－2s，所以频率为25 Hz，A错，B对；而ω＝2πf＝50π rad/s，所以u＝100sin 50πtV，C错；又P＝＝‎ W＝50 W，D对．‎ ‎12.【答案】AC【解析】当线圈平面与中性面重合时，磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零，电流将改变方向．故选A、C.‎ ‎ 13.【答案】8×10－4 　1.6×10－2 　 3.2 【解析】线圈在匀强磁场中，现让磁感应强度在0.05 s内由0.1 T均匀地增加到0.5 T．所以穿过线圈的磁通量变化量是：ΔΦ＝Φ2－Φ1＝(B2－B1)S＝8×10－4Wb；而磁通量变化率为：＝1.6×10－2Wb/s；则线圈中感应电动势大小为：E＝N＝3.2 V.‎ ‎14.【答案】(1)0　0　(2)44　0.44　19.36‎ ‎【解析】(1)原线圈接在直流电源上时，由于原线圈中的电流恒定，所以穿过原、副线圈的磁通量不发生变化，副线圈两端不产生感应电动势，故电压表示数为零，电流表示数也为零．(2)由＝得U2＝U1＝220×V＝44 V(电压表示数)．I2＝＝A＝0.44 A(电流表示数)，P入＝P出＝I2U2＝0.44×44 W＝19.36 W.‎ ‎15.【答案】5　10‎ ‎【解析】当电阻两端加直流电压时，有P＝；‎ 当电阻两端加正弦式交流电压时，设交流电压的有效值为U′，有＝；‎ 联立以上两式可解得U′＝5V，其最大值为Um＝U′＝10 V.‎ ‎16.【答案】(1)0.80 V　(2)4.0 A　(3)0.8 N ‎【解析】(1)根据法拉第电磁感应定律，ab棒中的感应电动势E＝Blv＝0.4×0.50×4.0 ‎ V＝0.80 V ‎(2)感应电流大小为I＝＝A＝4.0 A ‎(3)ab棒所受安培力F安＝BIl＝0.4×4.0×0.50 N＝0.8 N，故外力F的大小也为0.8 N.‎ ‎17.【答案】(1)0.4 V　(2)0.3 V，方向为 b→a ‎【解析】(1)线圈磁通量的变化率＝0.004 V，根据法拉第电磁感应定律，有：E＝n＝100×0.004 V＝0.4 V ‎(2)磁通量增加，根据楞次定律“增反减同”，故感应电流的磁场方向向外，感应电流为逆时针，故R中电流方向为 b→a；‎ 根据闭合电路欧姆定律，电流：I＝＝A＝0.1 A 根据欧姆定律，电阻R的电压为：U＝IR＝0.1×3 V＝0.3 V.‎ ‎18.【答案】(1)2 500 V　(2)60 kW　(3)10∶1　(4)440 kW ‎【解析】输电线路原理图如图所示 ‎(1)升压变压器的副线圈两端电压U2＝＝2 500 V.‎ ‎(2)输电导线上的电流I2＝＝200 A.输电导线上的功率损失P损＝Ir线＝60 kW.‎ ‎(3)输电导线上的电压ΔU＝I2r线＝300 V，‎ 降压变压器原线圈的电压U3＝U2－ΔU＝2 200 V，降压变压器原、副线圈的匝数比为＝＝10∶1.‎ ‎(4)用户得到的功率P用＝P1－P损＝440 kW.‎