高二物理下学期第一次测评试题（含解析）

高二物理下学期第一次测评试题（含解析）

‎【2019最新】精选高二物理下学期第一次测评试题（含解析）‎ 一、选择题：本题共12小题，每小题4分，在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一项符合题目要求，第7~12题有多项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错的得0分 ‎1. 下列有关金属探测器工作原理叙述正确的是 A. 金属探测器是利用电流的热效应原理工作的 B. 当金属探测器在探测到金属时，会再探测器内部产生涡流，致使蜂鸣器发出蜂鸣声 C. 金属探测器自身不产生迅速变化的磁场时，仍可以探测到金属物质而正常工作 D. 金属探测器在正常工作时，自身会产生迅速变化的磁场，从而使探测器附近的金属内部产生涡流，影响原来的磁场，引发报警 ‎【答案】D ‎【解析】A项：金属探测器是利用电磁感应原理工作的，故A错误；‎ B项：金属探测器探测金属时，被测金属中感应出涡流，故B错误；‎ C、D项：探测器中通以交变电流线圈靠近金属物时，线圈在空间产生交变的磁场，金属物品横截面的磁通量发生变化，会产生感应电流，故C错误，D正确。‎ - 16 - / 16‎ 点晴：当探测器中通以交变电流线圈靠近金属物时，线圈在空间产生交变的磁场，金属物品横截面的磁通量发生变化，会产生感应电流，故探测器采用了电磁感应原理中 的涡流的原理。‎ ‎2. 如图所示的电路中，R是光敏电阻，其阻值随光照强度增加而减小，R1、R2是定值电阻，电源的内阻不能忽略，电压表和电流表均为理想电表，闭合开关S，当光敏电阻处的光照强度增大时，下列说法正确的是 A. 电流表示数变大 B. 电压表示数变大 C. 电容器C所带的电荷量增加 D. 电源的效率增大 ‎【答案】B ‎【解析】A项：当光敏电阻处的光照强度增大时，光敏电阻减小，外电路总电阻减小，总电流增大，路端电压减小，所以电流表示数减小，故A错误；‎ B项：根据串联电路电压按电阻分配，光敏电阻减小，所以电压表示数增大，故B正确；‎ C项：电容器两端电压为光敏电阻两端电压，所以电容器两端电压减小，根据可知，电荷量减小，故C错误；‎ D项：电源的效率，由于路端电压减小，所以电源效率减小，故D错误。‎ - 16 - / 16‎ 点晴：解决本题关键理解当光敏电阻处的光照强度增大时，光敏电阻减小，外电路总电阻减小，总电流增大，路端电压减小，所以电流表示数减小，结合电容的定义式进行处理。‎ ‎3. 在如图所示的电路中，S闭合时灯泡恰好正常发光，此时电流表A2的示数是电流表A1示数的2倍，某时刻突然将开关S断开，A1、A2的零刻度线都在表盘中央，则下列说法正确的是 A. A1中的电流先反向再逐渐减小 B. A1中的电流方向不变逐渐减小 C. A2中的电流先反向再逐渐减小 D. A2中的电流先减半再逐渐减小 ‎【答案】A ‎【解析】开关S闭合时，A1和线圈中的电流都由电源电压所产生，且电流I大小相等，方向都向右，当开关S断开瞬时，即电源电压立即为零，所以A1中的电流I立刻为零，但与此同时，由于线圈中的电流减小，由自感现象可知，线圈中产生自感电动势阻碍电流的减小，线圈与A1灯泡组成回路，所以此时灯泡中的电流方向相反且逐渐减小，A2中的电流立即为零，故A正确。‎ 点晴：解决本题关键理解自感电动势的作用为阻碍电流的减小，阻碍不是阻止，只是使电流从某一值变为零所用的时间变长。‎ ‎4. 利用如图所示的电路研究楞次定律，闭合电键S后，将线圈A插入线圈B中时，发现电流计G的指针向左偏一下，则下列判断正确的是 A. 闭合或断开电键S时，电流计的指针均向左偏 B. 闭合电键S后，向左移动滑动触头P，电流计的指针向右偏 C. 调换电源极性后，闭合电键S，电流计的指针右偏 - 16 - / 16‎ D. 调换电源极性后，向左移动滑动触头P，电流计的指针向左偏 ‎【答案】C ‎【解析】A项：闭合开关S，穿过线圈B的磁通量增大，灵敏电流表的指针向左偏，断开开关S，穿过线圈B的磁通量减小，灵敏电流表的指针向右偏，故A错误；‎ B项：闭合电键S后，向左移动滑动触头P，闭合电路中的电阻减小，电流变大，穿过线圈B的磁通量增大，灵敏电流表的指针向左偏，故B错误；‎ C项：调换电源极性后，闭合电键S，A线圈中的电流方向反向，电流产生的磁场反向，‎ 穿过线圈B的磁场方向反向且增大，所以电流计的指针左偏，故C正确；‎ D项：调换电源极性后，向左移动滑动触头P，A线圈中的电流方向反向，电流产生的磁场反向，穿过线圈B的磁场方向反向且增大，所以电流计的指针左偏，故D错误。‎ 点晴：本题考查研究电磁感应现象及验证楞次定律的实验，对于该实验注意两个回路的不同，知道磁场方向或磁通量变化情况相反时，感应电流反向是判断电流表指针偏转方向的关键。‎ ‎5. 如图所示，匝数n=100，边长l=0.1m的正方形线框置于匀强磁场中，现让线框垂直磁场方向的轴匀速转动，如图为计时开始后，通过线框的磁通量随时间变化的图像，则 A. 线框中感应电动势有效值为 - 16 - / 16‎ B. 线框两端电压瞬时值为 C. 匀强磁场的磁感应强度为 D. t=0时刻线框恰好位于中性面处 ‎【答案】A ‎..................‎ B项：从图示位置即垂直中性面开始计时，线框两端电压瞬时值为，故B错误；‎ C项：根据，所以，故C错误；‎ D项：t=0时刻线框恰好位于垂直中性面处，故D错误。‎ 点晴：解决本题关键知道线圈从中性面开始计时产生的瞬时感应电动势的表达式为，其中。‎ ‎6. 如图所示，理想变压器原副线圈的匝数之比，L1是“100V，50W”的灯泡，L2和L3均为“100V，100W”的灯泡，不考虑灯泡电阻的变化，当左端所接电源电压为U时，灯泡L1恰好正常发光，则 A. L2和L3也恰好正常发光 B. n1两端的电压为100V C. n1输入的功率为40W D. 闭合开关S，L2和L3可能烧毁 ‎【答案】B - 16 - / 16‎ ‎【解析】A项：由于灯泡L1正常发光，所以L1中的电流为，根据，所以副线圈中的电流为1A，由L2、L3灯泡的额定电流也为1A，所以L2和L3不能正常发光，故A错误；‎ B项：L2、L3的电阻为，所以，根据，所以U1=100V，故B正确；‎ C项：根据，故C错误；、‎ D项：灯泡L1两端电压为100V，原线圈电压为100V，所以电源电压为200V，当开关S闭合时，原线圈两端电压变为200V，副线圈两端电压为100V，L2、L3正常发光，故D错误。‎ 点晴：解决本题关键理解变压器原、副线圈的电压之比等于匝数的正比，电流之比等匝数的反比，注意当原线圈中接有有电器时，电源电压与原线圈两端电压不相等。‎ ‎7. 如图所示为实验室内设计的远距离输电线路示意图，变压器为理想变压器，2是升压变压器的中心抽头，电压表和电流表均为理想交变电流，R是输电线的电阻，交流电源的输出电压恒定。当K由2改接为1时，下列说法正确的是 A. 输电线上损失的功率减小 B. 电流表的读数一定增大 C. 电压表读数减小 D. 灯泡的量度增大 ‎【答案】BD - 16 - / 16‎ ‎【解析】由于发电厂的输出电压不变，‎ 当K由2改接为1时，升压变压器副线圈匝数增加，‎ 根据理想变压器变压比得升压变压器副线圈电压增大，‎ 升压变压器的输出功率不变，所以则输电线上的电流减小，所以电流表读数减小．‎ 根据U损=I线R，输电线的电阻不变，所以输电线上的电压损耗减小，输电线损失的功率减小，降压变压器的输入电压增大，‎ 降压变压器的匝数不变，所以降压变压器的输出电压增大，即电压表读数增大，灯泡变亮，故A、C、D正确。‎ 点晴：正确解答本题需要掌握：理想变压器的输入功率由输出功率决定，输出电压有输入电压决定；明确远距离输电过程中的功率、电压的损失与哪些因素有关，明确整个过程中的功率、电压关系．理想变压器电压和匝数关系。‎ ‎8. 如图甲所示，竖直放置的螺线管内有按正弦规律变化的磁场，规定竖直向上方向为磁感应强度B的正方形，螺线管与U型导线框相连，导线框内放有一半径很小的金属圆环，圆环与导线框在同一平面内，已知电流周期的磁场与电流强度成正比，下列选项中正确的是 A. 1s末圆环内的感应电流最大 B. 2s末螺线管内的感应电流将改变方向 C. 1~2s时间内，圆环内有逆时针方向的感应电流 D. 2~3s时间内，圆环面积有扩大的趋势 ‎【答案】AD - 16 - / 16‎ ‎【解析】A项：1s末，螺线管中的磁场最大，由图乙可知，此时的磁场变化率为零，根据法拉第电磁感应定律可知，此时电动势为零，所以电流为零，故A错误；‎ B项：1~2s时间内，由图乙可知，磁场变化率为正，即感应电动势的方向不变，即电流方向不变，故B错误；‎ C项：1~2s时间内，由图乙可知，磁场的变化率在增大，在圆环中产生向外的磁场且在增大，根据“楞次定律”可知在圆环内有顺时针方向的感应电流，故C错误；‎ D项：2~3s时间内，由图乙可知，磁场的变化率在减小，线圈中产生的电流在减小，在圆环中产生的磁场在减小，根据“增缩减扩”可知，圆环面积有扩大的趋势，故D正确。‎ 点晴：解决本题关键是通过磁场随时间的变化图象的斜率判断导线中的电流的变化，从而判断出圆环中的电流方向和圆环的面积变化。‎ ‎9. 如图所示，宽度为2s的区域内存在匀强磁场B，磁场方向垂直纸面向里。一半径为d的正方形线框abcd由粗细均匀的金属导线绕成，初始时线框右边恰好与磁场边界重合，现让线框匀速穿过磁场区域，电流逆时针为正方向，下列关于ab两点间的电压Uab及通过线圈中的电流i随线圈位移x的变化正确的是 A. B. ‎ - 16 - / 16‎ C. D. ‎ ‎【答案】AD ‎【解析】从ab边开始进入磁场到cd边进入磁场过程中，只有ab边切割磁感线，产生的电动势为E=BLv，ab两点的电压为，电流为，从cd进入磁场到ab边开始出磁场过程中，ab，cd两条边切割磁感线，此时线圈中无电流产生，但ab，cd两端有电压即为，从ab边出磁场开始到cd边出磁场，只有cd边切割磁感线，产生的电动势为E=BLv，ab两点的电压为，电流，由右手定则可知，电流方向与I1方向相反，由以上分析可知，AD正确。‎ 点晴：解决本题关键分析线框穿过磁场的过程，线框全部在磁场中时，线框中无感应电流，但ab、cd两边切割磁感线，即有感应电动势，ab两点的电压并不等于电动势，根据闭合电路欧姆定律可知，即为路端电压。‎ ‎10. 如图所示，宽度为L的倾斜光滑导轨处在匀强磁场中，倾角为θ，匀强磁场磁感应强度大小为B1，磁场方向垂直导轨平面斜向上，两导轨分别与平行板电容器两极板相连，极板间距离为d，板间存在磁感应强度大小为B2的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，质量为m、带电荷量为+q的小球恰好能在电容器内的竖直平面内做匀速圆周运动，运动半径为r，已知重力加速度为g，下列说法正确的是 - 16 - / 16‎ A. 带点小球一定做顺时针方向的圆周运动 B. 小球绕行的线速度大小为 C. 导体棒ab一定受沿斜面向上的拉力F作用，且 D. 导体棒ab一定沿导轨向下运动，运动速度大小为 ‎【答案】BC ‎【解析】A项：小球恰好能在电容器内的竖直平面内做匀速圆周运动，即洛伦兹力提供向心力，由左手定则可知，带电小球一定做逆时针方向的圆周运动，故A错误；‎ B项：根据可得，，故B正确；‎ 点晴：解决本题关键理解小球恰好能在电容器内的竖直平面内做匀速圆周运动的条件：1、重力与电场力等大反向，2、洛伦兹力提供向心力。‎ ‎11. 如图所示，间隔L=0.2m的两光滑平行导轨水平放置，轨道平面内有磁感应强度B=0.5T垂直平面向下的匀强磁场，电阻均为R=0.5Ω导体棒ab和cd静止在导轨上，ab棒质量m1=0.1kg，cd棒质量为m2=0.2kg，现用一水平向右的力F拉ab棒，使其由静止开始做匀加速运动，ab棒的加速度a=2m/s2，则 A. 力F随时间均匀增大 B. 导体棒ab中的最大电流为4A C. cd棒的最大加速度为1m/s2‎ D. ab和cd的最大速度差为40m/s ‎【答案】BD - 16 - / 16‎ ‎【解析】A项：由牛顿第二定律可知，，即，故力F随时间不是均匀增大，故A错误；‎ B、C项：当两棒加速度相等时，ab棒速度最大，电流最大，对cd棒有：BIL=mcda，即，故B正确，C错误；‎ D项：当两棒加速度相等时，ab和cd有最大速度差，根据，即，故D正确。‎ ‎12. 如图所示，两根平行的倾斜光滑导轨，与水平面间的夹角为θ，间距为d，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在垂直斜面向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B。现有一质量为m的导体棒ab垂直于导轨放置，且与导轨接触良好，导体棒在平行于斜面、垂直棒的斜向上的恒力F作用下，从静止开始沿导轨运动距离l时，速度恰好达到最大，运动过程中导体棒始终垂直导轨，已知导体棒电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度大小为g，在这一过程中 A. 导体棒运动的最大速度为 B. 导体棒ab两端的最大电压为 C. 流过电阻R的电荷量为 D. 导体棒ab运动至处时的加速度大小为 ‎【答案】AC ‎【解析】A项：对棒受力和平衡条件可知，，解得：，故A正确；‎ B项：根据公式，故B错误；‎ - 16 - / 16‎ C项：根据公式，故C正确；‎ D项：由于棒向上做加速减小的加速运动，所以导体棒过运动到处的加速度不可能为，故D错误。‎ 二、填空题 ‎13. 如图所示，平行四边形线圈匝数n=200匝，线圈面积S=10cm2，线圈电阻r=1Ω，在匀强磁场中绕轴逆时针（从上往下看）匀速转动，轴和磁场的方向垂直，磁感应强度的大小，角速度，外电阻电阻R=9Ω，交流电表均为理想电表。若从图示位置开始计时，线圈感应电动势的瞬时值表达式为__________________，流过电流表的最大值电流值为__________；转动过程中交流电压表的数值为__________________。‎ ‎【答案】 (1). (2). (3). 27V ‎【解析】图示位置为垂直中性面，所以线圈感应电动势的瞬时值表达式为 ；‎ ‎；。‎ ‎14. 在“探究电磁感应现象”的实验中，按如图连接电路，在闭合S1瞬间发现灵敏电流计G指针向左偏，则将L2从L1中拔出，电流表指针______________，将滑动变阻器滑片迅速右移，电流表指针_______，断开S2，电流表指针_______________（填“左偏”、“右偏”或“不偏”）。从该实验的探究可以得到的结论是________________________________________。‎ - 16 - / 16‎ ‎【答案】 (1). 右偏 (2). 左偏 (3). 不偏 (4). 穿过闭合线圈中的磁通量变化，则会产生感应电流 ‎【解析】在闭合S1瞬间，穿过L1的磁通量增大时灵敏电流计G指针向左偏，当L2从L1中拔出，穿过L1的磁通量减小，所以电流表指针向右偏，将滑动变阻器滑片迅速右移，电路中的电阻减小，电流变大，穿过L1的磁通量增大，所以灵敏电流计G指针向左偏，断开S2，电路中无电流， 穿过L1的磁通量不变，所以电流表指针不偏，由上可得出穿过闭合线圈中的磁通量变化，则会产生感应电流。‎ 三、计算题：解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位 ‎15. 如图甲所示，匝数n=100的正方形线圈，边长l=10cm，线圈总电阻R=5Ω，线圈内部匀强磁场磁感应强度按图乙所示规律变化，0时刻线圈内磁场方向垂直纸面向里，求：‎ ‎（1）0.03s时线圈中的感应电流；‎ ‎（2）0.06s内线圈中产生的热量；‎ ‎【答案】(1) 2A (2) 2.4J ‎【解析】试题分析：(1)根据根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律即可求解；‎ ‎(2)先由根据根据法拉第电磁感应定律求出电动势，再由焦耳定律求解热量。‎ ‎(1)‎ - 16 - / 16‎ ‎ 0.03s时磁场方向垂直纸面向外，正在减小，线圈中感应电流产生的磁场也垂直纸面向外，根据右手定则，电流方向为逆时针方向，设电动势大小为E1，根据法拉第电磁感应定律：‎ 感应电流，即0.03s时感应电流大小为2A，沿逆时针方向；‎ ‎(2)0~0.02s内，设电动势大小为E，根据法拉第电磁感应定律 ‎0.06s内产生的热量为：，解得Q=2.4J。‎ ‎16. 如图所示，在倾角θ=30°的斜面上固定两根足够长的光滑平行金属导轨PQ、MN，相距l=0.5m，导轨处于垂直斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.2T，导轨下端P、M间接一定值电阻R=0.3Ω，一根质量m1=0.04kg的金属棒ab垂直导轨放置，金属棒电阻r=0.2Ω，用跨过定滑轮的细线与质量为m2=0.03kg的物块C连接，将金属棒与物块C由静止释放，运动过程中金属板始终与导轨垂直并解除良好，不计其他电阻，，求：‎ ‎（1）导体棒ab的最大速度；‎ ‎（2）定值电阻R上的最大功率Pm；‎ ‎【答案】(1) (2) ‎ ‎【解析】(1) 金属块由静止释放后，带动导体棒ab沿导轨加速运动，由于安培力作用，导体棒做加速度减小的加速度运动，加速度减小为零时，导体棒速度最大，设此时速度为，导体棒切割磁感应产生感应电动势为，则 感应电流，导体棒所受安培力 ‎ 导体棒受力平衡，联立解得，‎ - 16 - / 16‎ ‎(2) 导体棒速度最大时，回路中电流最大，定值电阻R上功率最大，即，解得即定值电阻R上的最大功率为0.3W。‎ ‎17. 如图所示，质量为m=0.36kg，边长为L=0.5m的正方形金属线框abcd从磁场上方某一高度自由下落，线框进入磁场后先减速后匀速。当bc边刚进入磁场时，线框的加速度大小为，线框完全在磁场中运动的时间为t=0.1s，已知匀强磁场的宽度d=0.75m，正方形线框由均匀材料制成，总电阻为R=0.2Ω，重力加速度，求：‎ ‎（1）匀强磁场的磁感应强度；‎ ‎（2）开始下落时，bc边距离磁场上边界的高度；‎ ‎（3）整个线框穿出磁场过程产生的焦耳热。‎ ‎【答案】(1) 1.2T (2) 0.8m (3) 2.7J ‎【解析】(1) 设线框匀速运动的速度为，ad边进入磁场后开始做匀加速运动，加速度为g，则有 ‎，解得 ‎ 导体棒匀速运动时有mg=BIL，E=BLV0，E=IR，代入数据可得B=1.2T；‎ ‎(2) 设开始下落时，bc边距离磁场上边界的高度为h，bc进入磁场时的速度为，则有，， ‎ 由牛顿第二定律可知，代入数据可得 ‎ 由运动学规律可知，代入数据可得h=0.8m；‎ ‎(3) 线框bc边刚要穿出磁场时，速度为，由运动学规律可得，代入数据可得 - 16 - / 16‎ 由于 ，分析可知最终线框会匀速穿出磁场，及线圈出磁场的速度为 由功能关系可知，线圈出磁场过程中产生的焦耳热 ‎ 代入数据可得Q=2.7J。‎ - 16 - / 16‎