【物理】陕西省榆林市绥德县绥德中学2019-2020学年高二上学期第二次阶段检测试题(解析版)

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【物理】陕西省榆林市绥德县绥德中学2019-2020学年高二上学期第二次阶段检测试题(解析版)

榆林市绥德县绥德中学2019-2020学年高二上学期 第二次阶段检测物理试卷 第Ⅰ卷(选择题,共56分)‎ 一、选择题(本题共14小题,每小题4分,共56分。其中1--10题为单选题,11--14题为多选题,全部选对得4分,选不全得2分,错选、不选得0分)‎ ‎1.如图所示,在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中,有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点,并可绕O点摆动.金属线框从右侧某一位置由静止开始释放,在摆动到左侧最高点的过程中,细杆和金属线框始终处于同一平面内,且垂直于纸面,则线框中感应电流的方向()‎ A. 一直是 B. 一直是 C. 先是,后是 D. 先是,后是 ‎【答案】B ‎【解析】线框由静止释放至到达最低点过程中,穿过线框的磁通量减小,且磁场方向向上,由楞次定律可知,感应电流产生的磁场方向也向上,再由安培定则可知,感应电流的为向为d→c→b→a→d;同理,从最低点继续向左摆动过程中,穿过线框向土的磁通量增大,根据楞次定律可知,感应电流的方向是d→c→b→a→d, B正确;ACD错误;‎ ‎2.如图所示,当磁铁突然向铜环运动时,铜环的运动情况是(  )‎ A 向右摆动 B. 向左摆动 C. 静止 D. 无法判定 ‎【答案】A ‎【解析】当磁铁向铜环运动时,铜环的磁通量增大,则由楞次定律可知,铜环为了阻碍磁通量的变化而会向后摆,即向右摆,故A正确.‎ ‎3.矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向轴匀速转动,下列说法中正确的是 ( )‎ A. 中性面时,感应电动势最大 B. 穿过线圈的磁通量为零时,感应电动势也为零 C. 穿过线圈的磁通量为零时,磁通量的变化率也为零 D. 在中性面时,通过线圈的磁通量最大 ‎【答案】D ‎【解析】在中性面时,感应电动势为零,选项A错误;穿过线圈的磁通量为零时,感应电动势最大,选项B错误;穿过线圈的磁通量为零时,磁通量的变化率最大,选项C错误;在中性面时,通过线圈的磁通量最大,选项D正确.‎ ‎4.某线圈在匀强磁场中转动所产生的电动势变化规律为,保持其他条件不变,使该线圈的转速和匝数同时增加1倍,则此时所产生的电动势的瞬时表达式为( )‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】感应电动势的瞬时值表达式为,其中,将线圈的匝数和转速加倍,其它条件不变,则Em增加为4倍,ω增加为2倍;此时交变电流的瞬时值表达式变为 ‎5.‎2012年11月24日,中国的歼-15战机在“辽宁号”航母上起降,使中国真正拥有了自己的航母。由于地磁场的存在,飞机在一定高度水平飞行时,其机翼就会切割磁感线,机翼的两端直接会有一定的电势差。则从飞行员的角度看,机翼左端的电势比右端的电势( )‎ A. 低 B. 高 C. 相等 D. 以上情况都有可能 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 地磁场在北半球的竖直分量竖直向下,当飞机在北半球水平飞行时,飞机切割磁感线产生感应电动势,由右手定则可知:机翼左端的电势比右端的电势高,故B正确,ACD错误。‎ ‎6.如图所示,一交流电的电流随时间而变化的图象。此交流电流的有效值是(  )‎ A. 3.5A B. ‎3.5A C. ‎5A D. 5A ‎【答案】C ‎【解析】交流电流的有效值的定义有 解得,选项C正确,ABD错误。‎ ‎7.调光台灯是利用闸流晶体管来实现无级调节灯的亮度的.现将某无级调光台灯接在220 V的正弦交变电流上,如图甲所示,经过闸流晶体管调节后加在灯管两端的电压如图乙所示,图中每一小段是正弦函数,则此时电压表的示数是( ) ‎ A. 220 V B. 156 V C. 110 V D. 78 V ‎【答案】B ‎【解析】‎ 设交流电的有效值为U,将交流电与直流电分别通过相同电阻R,分析一个周期内热量:,代入数据解得:U=156V,故B正确,ACD错误.‎ ‎8.如图1中所示,在竖直向上的匀强磁场中,水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈,规定线圈中感应电流的正方向,当磁场的磁感应强度B随时间t按如图2变化时,下列四图中正确表示线圈中感应电动势E随时间t变化的是(  )‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】在0~1s内,根据法拉第电磁感应定律有:‎ 根据楞次定律可知感应电动势的方向与图示箭头方向相同,为正值;在1~3s内,磁感应强度不变,感应电动势为零;在3~5s内,根据法拉第电磁感应定律有:‎ 根据楞次定律可知感应电动势的方向与图示方向相反,为负值;故A正确,BCD错误。‎ ‎9.如图所示,A、B是两个相同的小灯泡,L是一个自感系数相当大的线圈,线圈的直流电阻与定值电阻R的阻值相同。下列关于这个电路的说法正确的是( )‎ A. 闭合开关S的瞬间,A、B两灯的亮度相同 B. 闭合并关S的瞬间,B灯比A灯先达到最亮 C. 闭合开关S,待电路稳定后,断开开关S,A、B两灯同时熄灭 D 闭合开关S,待电路稳定后,断开开关S,B灯立即熄灭,A灯稍迟熄灭 ‎【答案】D ‎【解析】AB.开关闭合瞬间,L相当于断路,AB同时亮,A的电流大于B的,故A比B先达最亮,故AB错误;‎ CD.开关S闭合,电路达到稳定后,断开开关S时,B灯立即熄灭,L相当于电源与A灯串联,A灯稍迟熄灭,故C错误,D正确。‎ ‎10.如图所示,理想变压器原、副线圈回路中的输电线的电阻忽略不计,当S闭合时( )‎ A. 电流表A1的读数变大,电流表A2的读数变小 B. 电流表A1的读数变大,电流表A2的读数变大 C. 电流表A1的读数变小,电流表A2的读数变小 D. 电流表A1的读数变小,电流表A2的读数变大 ‎【答案】B ‎【解析】当S闭合时,副线圈的总电阻变小,由于副线圈两端电压不变,则副线圈中的电流变大,即电流表A2示数变大,由可知,电流表A1示数也变大,故B正确,ACD错误。‎ ‎11.有一交变电流如图所示,则由此图象可知 A. 它的周期是0.8 s B. 它的峰值是‎4 A C. 它的有效值是2 A D. 它的频率是0.8 Hz ‎【答案】AB ‎【解析】A、由此图象可知它的周期是0.8 s,故A正确;‎ B、它的峰值是‎4 A,故B正确;‎ C、它不是正弦式电流,因此峰值不是有效值的倍关系,故C错误;‎ D、它的周期是0.8 s,频率为,故D错误;‎ 故选AB.‎ ‎12.如图所示,光滑固定金属导轨M、N水平放置,两根导体棒P、Q平行放于导轨上,形成一个闭合回路,当条形磁铁从高处下落接近回路的过程中,下列说法正确的是(  )‎ A. P、Q将相互远离 B. P、Q将相互靠近 C. 磁铁的加速度小于g D. 磁铁的加速度仍为g ‎【答案】BC ‎【解析】AB.当一条形磁铁从高处下落接近回路时,穿过回路的磁通量增加,根据楞次定律:感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化,可知,P、Q将互相靠拢,回路的面积减小一点,使穿过回路的磁场减小一点,起到阻碍原磁通量增加的作用,故A错误,B正确;‎ CD.由楞次定律中的来去拒留可知,磁铁受到向上的安培力作用,所以合力小于重力,磁铁的加速度一定小于g,故C正确,D错误。‎ 故选BC。‎ ‎13.单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速运动,转轴垂直于磁场,若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示,则O~D过程中( )‎ A. 线圈中O时刻感应电动势最大 B. 线圈中D时刻感应电动势为零 C. 线圈中D时刻感应电动势最大 D. 线圈中O至D时间内平均感应电动势为0.4 V ‎【答案】ABD ‎【解析】线圈中O时刻切线斜率最大,即磁通量的变化率为最大,则感应电动势最大,线圈中D时刻磁通量的变化率为零,则感应电动势为零,故AB正确,C错误.根据法拉第电磁感应定律得:,故D正确.‎ ‎14.如图所示,在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T,转轴O1O垂直于磁场方向,线圈电阻为2Ω.从线圈平面与磁场方向平行时开始计时,线圈转过60°时的感应电流为‎1A.那么( )‎ A. 线圈中感应电流的有效值为‎2A ‎B. 线圈消耗的电功率为4W C. 任意时刻线圈中的感应电动势为 D. 任意时刻穿过线圈的磁通量为 ‎【答案】BC ‎【解析】AB.从垂直中性面开始其瞬时表达式为i=Imcosθ,则电流的最大值为:,电流有效值为,线圈消耗的电功率为:,故A错误,B正确;‎ C.感应电动势最大值为Em=Imr=2×2V=4V,任意时刻线圈中的感应电动势为,故C正确;‎ D.根据,可得:,所以任意时刻穿过线圈的磁通量为,故D错误.所以BC正确,AD错误.‎ 第Ⅱ卷(非选择题,共44分)‎ 二、计算题(共3小题,共44分。请写出必要的过程和文字说明)‎ ‎15.有一理想变压器原、副线圈的匝数比为100:1,原线圈上所加电压为23kV,副线圈通过总电阻为1Ω的输电线向用户供电,用户用电器得到的电压是220V,求输电导线上损耗的功率。‎ ‎【答案】100W ‎【解析】由理想变压器电压规律有 得 通过变压器副线圈的电流为 I2==‎‎10A 供电导线上损耗的功率为 ‎16.如图所示,两端开口半径为r 的裸导体圆环,右端与固定电阻相连,左端上架一长度大于2r的裸导线MN,电路的固定电阻为R,其余电阻忽略不计,圆内有垂直于平面的匀强磁场。如果环内匀强磁场的磁感应强度为B,MN从圆环的左端滑到右端所经过的时间t,试求这一过程中电阻R上通过的电荷量。‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】整个过程磁通量的变化 由法拉第电磁感应定律有 由闭合电路欧姆定律有 由电量计算公式有 ‎17.如图所示,cd、ef是两根电阻不计的光滑金属导轨,其所在平面与水平面之间的夹角为,将两导轨用开关S连接,在两导轨间有垂直于导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度为B,可在导轨上自由滑动的金属棒ab长为L、质量为m、电阻为R,设导轨足够长,则:‎ ‎(1)先将开关S断开,金属棒ab由静止开始释放后,经过多长时间S接通,ab必将做匀速运动?‎ ‎(2)若先将开关S闭合,将金属棒由静止开始释放,在运动过程中ab上的最大热功率为多大?‎ ‎【答案】(1);(2)‎ ‎【解析】(1)设ab棒匀速运动时的速度大小为v,由法拉第电磁感应定律有E=BLv ‎,由闭合电路欧姆定律有,由安培力计算公式有 由平衡条件有 联立解得 开关S闭合前,棒ab做匀加速直线运动,由牛顿第二定律有 由运动学公式有,联立解得 ‎(2)若先将开关S闭合,将金属棒由静止开始释放,ab棒先做加速度减小的加速运动,后做匀速运动,此时速度最大,感应电流最大,热功率最大。根据平衡条件得知,最大速度仍等于v,则由功能关系有
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