【物理】云南省曲靖市罗平县第三中学2019-2020学年高二下学期开学考试试题（解析版）

【物理】云南省曲靖市罗平县第三中学2019-2020学年高二下学期开学考试试题（解析版）

物理试卷 一、选择题（本题共8小题，每小题6分，共48分。每小题给出的四个选项中，有的有一个选项正确，有的有多个选项正确，选对得6分，选对但不全得3分，选错或不选得0分）‎ ‎1.在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。下列叙述不符合史实的是（　　）‎ A. 奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系 B. 安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说 C. 法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流 D. 楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．1820年，丹麦物理学家奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，揭示了电和磁之间存在联系，故A符合史实；‎ B．安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说，很好地解释了软铁磁化现象，故B符合史实；‎ C．法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，不会出现感应电流，故C不符合史实；‎ D．楞次在分析了许多实验事实后提出楞次定律，即感应电流应具有这样的方向，感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故D符合史实；‎ 不符合史实的故选C。‎ ‎2.如图所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成闭合回路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环a，下列各种情况中铜环a中没有感应电流的是（ ）‎ A. 将电键突然断开的瞬间 B. 线圈中通以恒定的电流 C. 通电时，使滑动变阻器的滑片P做加速移动 D. 通电时，使滑动变阻器的滑片P做匀速移动 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A.将电键突然断开瞬间，线圈产生的磁场从有到无消失，穿过铜环a的磁通量减小，产生感应电流，故A不符合题意；‎ B.线圈中通以恒定的电流时，线圈产生稳恒的磁场，穿过铜环a的磁通量不变，没有感应电流产生，故B符合题意；‎ C.通电时，使变阻器的滑片P作加速滑动时，变阻器接入电路的电阻变化，回路中电流变化，线圈产生的磁场变化，穿过铜环a磁通量变化，产生感应电流，故C不符合题意；‎ D.通电时，使变阻器的滑片P作匀速滑动时，变阻器接入电路的电阻减小，回路中电流增大，线圈产生的磁场增强，穿过铜环a磁通量增大，产生感应电流，故D不符合题意；‎ ‎3.如图所示为一正弦交流电电压随时间变化的图象，下列表达式正确的 A. V B. V C. V D. V ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】由图可知，交流电为正弦交流电，其最大值为；周期为T=0.2s；，；所以瞬时表达式为：。‎ 故选B。‎ ‎4.关于电磁灶的加热原理，下列说法正确的是(　　)‎ ‎①电磁灶加热与微波炉加热原理是一样的　②电磁灶是利用电磁感应原理制成的　③电磁灶是热量从灶口传递给锅中的食物达到加热的目的　④电磁灶工作时，灶不会生热 A. ②④ B. ①③‎ C. ①② D. ②③‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】电磁灶里面线圈中变化的电流，产生变化的磁场，从而形成涡流，根据电流的热效应进行加热，电磁灶工作时，灶不会生热，故③错误，④正确；‎ 微波炉是接通电路后，220V交流电经变压器变压，在次级产生3.4V低压交流电对磁控管加热，同时在另一次级产生2000V高压电，经镇流系统加到磁控管的阴、阳两极之间，使磁控管产生微波，微波输送至金属制成的加热器（炉腔），被来回反射，微波的电磁作用使食物内的分子高频运动，从而使食物受热，故①错误，②正确。‎ 故选A。‎ ‎5.有一额定电压为55V的特种灯泡，要使它正常发光，则应通过一个理想变压器再接入家中的电源，则选用的变压器原、副线圈的匝数比n1：n2应为（ ）‎ A. 1:2 B. 1:4‎ C. 2:1 D. 4:1‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】额定电压为55V的特种灯泡，要使它正常发光，副线圈两端电压的有效值，理想变压器接入家中的电源，原线圈两端电压的有效值，变压器原、副线圈的匝数比 故选D ‎6.一闭合线圈置于磁场中，若磁感应强度B随时间变化的规律如图所示，则下图中能正确反映线圈中感应电动势E随时间t变化的图像可能是（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】设感应电动势沿顺时针方向为正，磁感应强度方向向上为正。在前半周内，磁感应强度均匀增大，一定，感应电动势 则E一定，根据楞次定律分析得到：感应电动势方向为负；同理，在后半周内，感应电动势E一定，方向为正，故D正确，ABC错误。‎ ‎7.安检门是一个用于安全检查的“门”，“门框”内有线圈，线圈里通有交变电流，交变电流在“门”内产生交变磁场，金属物品通过“门”时能产生涡流，涡流的磁场又反过来影响线圈中的电流，从而引起报警．以下关于这个安检门的说法正确的是(　　)‎ A. 这个安检门也能检查出毒品携带者 B. 这个安检门只能检查出金属物品携带者 C. 如果这个“门框”的线圈中通上恒定电流，也能检查出金属物品携带者 D. 这个安检门工作时，既利用了电磁感应现象，又利用了电流的磁效应 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB、安检门利用涡流探测人身上携带的金属物品原理是：线圈中交变电流产生交变的磁场，会在金属物品产生交变的感应电流，而金属物品中感应电流产生的交变磁场会在线圈中产生感应电流，引起线圈中交变电流发生变化，从而被探测到，不能检测到毒品，故A错误，B正确；‎ C、如果这个“门框”的线圈中通上恒定电流，只能产生恒定的磁场，则不能使块状金属产生电流，因而不能检查出金属物品携带者，故C错误；‎ D、根据A的分析可知，安检门工作时，既利用了电磁感应现象，又利用了电流的磁效应，故D正确．‎ 故选BD．‎ ‎【点睛】安检门中接有线圈，线圈中通以交变电流，在空间产生交变的磁场，金属物品会产生感应电流；反过来，金属物品中感应电流产生的交变磁场会在线圈中产生感应电流，从而被探测到；恒定电流，只能产生恒定的磁场，则不能使块状金属产生电流．‎ ‎8.如图所示的电路中，线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，A、B是两个相同的灯泡，下列说法中正确的是(　　)‎ A S闭合后，A、B同时发光且亮度不变 B. S闭合后，A立即发光，然后又逐渐熄灭 C. S断开的瞬间，A、B同时熄灭 D. S断开的瞬间，A再次发光，然后又逐渐熄灭 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】L是自感系数足够大的线圈，它的电阻可忽略不计，LA、LB是两个完全相同的小灯泡。‎ AB．S闭合瞬间，但由于线圈的电流增加，导致线圈中出现感应电动势从而阻碍电流的增加，所以两灯同时亮，当电流稳定时，由于电阻可忽略不计，所以以后LA熄灭，LB变亮，故A错误，B正确；‎ CD．S断开的瞬间， LB立即熄灭，但由于线圈的电流减小，导致线圈中出现感应电动势从而阻碍电流的减小，所以LA亮一下再慢慢熄灭，故C错误，D正确。‎ 故选BD。‎ 二、填空题（本题有1小题，共8分。请将答案写在题中的橫线上）‎ ‎9.如图是做“探究电磁感应的产生条件”实验的器材及示意图:‎ ‎（1）在图中用实线代替导线把它们连成实验电路_______；‎ ‎（2）由哪些操作可以使电流表的指针发生偏转:‎ ‎①_________________________；②______________________；‎ ‎（3）假设在开关闭合的瞬间，灵敏电流计的指针向左偏转，则当螺线管A向上拔出的过程中，灵敏电流计的指针向_______(选填“左”或“右”)偏转．‎ ‎【答案】 (1). (2). 将开关闭合(或者断开)； (3). 将螺线管A插入(或拔出)螺线管B (4). 右 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]将电流表与大线圈B组成闭合回路，电源、开关、小线圈A组成闭合回路，电路图如图所示．‎ ‎(2)[2][3]Ⅰ将开关闭合或断开，或Ⅱ将螺线管A插入(或拔出)螺线管B时穿过线圈B的磁通量发生变化，线圈B中产生感应电流，电流表指针偏转；‎ ‎(3)[4]在开关闭合的瞬间，穿过线圈B的磁通量增大，灵敏电流计的指针向左偏转，则当螺线管A向上拔出的过程中，穿过线圈B的磁通量减小，灵敏电流计的指针向右偏转。‎ 三、计算题（本题有4小题，共44分。解答应写出必要文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）‎ ‎10.如图所示，导体棒放在光滑水平金属导轨上，已知匀强磁场的磁感应强度为0.4，方向垂直纸面向里，导体棒长度与导轨宽度恰相等，，导体棒的电阻，外接电阻.不计金属导轨的电阻.当用水平拉力拉着棒以10的速度向右匀速运动时，求:‎ ‎(1)流经棒的电流大小及方向;‎ ‎(2)要维持导体棒匀速运动所需的水平外力多大?‎ ‎【答案】(1) D→C；‎0.02A(2) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)导体棒切割磁感线产生感应电动势为 由欧姆定律可得电流为，‎ 由右手定则可知，感应电流方向流经CD时为由D流向C ‎(2)当水平外力与导体棒所受安培力大小相等时， 棒匀速运动，所以，‎ 则所需的水平外力为.‎ ‎11.如图所示，在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，有两根水平放置且足够长的平行金属导轨AB、CD，在导轨的A、C端连接一阻值为R的电阻。一根质量为m、长度为L的金属棒ab垂直导轨放置，导轨和金属棒的电阻不计，金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ。若用恒力F沿水平方向向右拉金属棒使其运动，求金属棒的最大速度。‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】受力分析可知，当安培力与摩擦力的合力增大到大小等于拉力F时，金属棒的加速度减小到零，速度达到最大，此后做匀速运动，由平衡条件得 由闭合电路欧姆定律有 金属棒切割磁感线产生的感应电动势为 联立上式解得，金属棒的最大速度为 ‎12.如图所示, AB、CD是两根足够长的固定平行金属导轨, 两导轨间的距离为L, 导轨平面与水平面的夹角是θ, 在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜面向上方的匀强磁场, 磁感应强度为B. 在导轨的AC端连接一个阻值为R的电阻,导轨的电阻不计.一根垂直于导轨放置的金属棒ab, 电阻为r 质量为m, 从静止开始沿导轨下滑, 下滑高度为H时达到最大速度．不计摩擦，求在此过程中：‎ ‎（1）ab 棒的最大速度 ‎（2）通过电阻R的热量 ‎（3）通过电阻R的电量 ‎【答案】（1） （2） （3） ‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1）金属棒下滑时切割磁感线运动，产生感应电动势，产生感应电流，受到沿斜面向上的安培力，做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度为0时，速度最大． （2）下滑过程中，重力势能减小，动能增加，内能增加，根据能量守恒求出整个电路产生的热量，从而求出电阻R上产生的热量． （3）电量，求出磁通量的变化量，即可求出通过电阻R的电量．‎ ‎【详解】（1）金属棒向下做加速度减小的加速运动，当加速度a=0时，速度达到最大． 有mgsinθ=FA FA=BIL 联立三式得，mgsinθ=， 所以 ． （2）根据能量守恒得：mgH=mvm2+Q总 所以整个回路产生的热量Q总＝mgH−mvm2 则通过电阻R的热量 ‎ ‎（3）下滑高度为H的过程中磁通量的增加量为△Φ=． 通过电阻R的电量 ．‎ ‎【点睛】解决本题的关键掌握运用动力学分析金属棒的运动，知道当加速度为零时，速度最大．以及会灵活运用能量守恒定律和掌握电量的公式．‎ ‎13.如图甲所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd，线圈平面与磁场方向垂直，已知线圈的匝数N=100，边长ab=‎1.0m、bc=‎0.5m，电阻r=2Ω，磁感应强度B随时间变化的曲线如图乙所示，取垂直纸面向里为磁场的正方向，求：‎ ‎（1）3s时线圈内感应电动势的大小和感应电流的方向；‎ ‎（2）在1s~5s内通过线圈的电荷量q；‎ ‎（3）在0~5s内线圈产生的焦耳热Q。‎ ‎【答案】（1）5V，；（2）‎10C；（3）100J ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）3s时感应电动势为 代入数据解得 ‎ 感应电流方向为：‎ ‎（2）在1～5s内线圈中的感应电动势与3s时感应电动势相同，通过线圈的感应电流为 通过线圈的电荷量为 联立上式，代入数据解得 ‎（3）0～1s内线圈中的感应电动势为 ‎0～1s内线圈中感应电流为 产生的焦耳热为 ‎1～5s内线圈产生的焦耳热为 ‎ 0～5s内总的焦耳热为