福建省宁德市同心顺联盟2020学年高二物理下学期期中试题

福建省宁德市同心顺联盟2020学年高二物理下学期期中试题

宁德市高中“同心顺”联盟校2020学年第二学期期中考试 ‎ 高二物理试题 ‎（考试时间：90分钟；满分：100分）‎ 温馨提示：请将答案填写在答题卡的相应位置上，在本卷作答无效。‎ 一选择题：（1-8题每题只有一个选项正确，9-12题每题有两个或两个以上选项正确；每题4分，共48分）‎ ‎1．电磁感应现象揭示了电和磁之间的内在联系，根据这发现，发明了许多电器设备。下列用电器中，哪个没有利用电磁感应原理(　　)‎ A．电磁炉　　　　　　　　 　B．日光灯镇流器 C．磁带录音机 D．白炽灯泡 ‎2．如图所示，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下列说法中正确的是（ ）‎ A．合上开关K接通电路时，A2始终比A1亮 B．合上开关K接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后一样亮 C．断开开关K切断电路时，A2先熄灭，A1过一会儿才熄灭 D．断开开关K切断电路时，A1先熄灭，A2都要过一会儿才熄灭 ‎3．交流发电机正常工作时，电动势的变化规律为．如果把发电机转子的转速减小一半，并且把电枢线圈的匝数增加一倍，其他条件不变，则：（ ）‎ A. 只是频率减小一半，周期增加一倍 B.电动势的最大值和周期都增加一倍 C.电动势的最大值和周期都减小一半 D. 只是电动势的最大值增加一倍 ‎4．‎ 如图电阻R，电容C与一线圈相连成闭合电路，条形磁铁静止与线圈的正上方，N极朝下，如图所示，现使磁铁自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是（ ）‎ A、从a到b，上极板带正电 B、从a到b，下极板带正电 C、从b到a，上极板带正电 D、从b到a，下极板带正电 ‎5．两只阻值相等的电阻分别通以正弦交流电与方形交流电，它们电流的最大值相等，如图所示，则两只电阻的热功率之比是（ ）‎ A．1：4‎ ‎-Im ‎-Im B．1：‎ C. 1：2‎ D. 1：1‎ ‎6．电站向远方送电，输送的电功率恒定，若将送电电压提高到原来的K倍，则:( )‎ A．输电电流也为原来的K倍 B．输电导线上损失的电压为原来的1/K C．输电导线上损失的电功率为原来的K2倍 D．输电导线上损失的电功率为原来的1/K ‎7．如图所示，两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为L，磁场方向垂直纸面向里，abcd是位于纸面内的梯形线圈，ad与bc间的距离也为L，t=0时刻，bc边与磁场区域左边界重合。现令线圈以向右的恒定速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域，取沿a→d→c→b→a方向的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I随时间t变化的图线是：（ ）‎ O t I A O t I B O t I C O t I D ‎8．如图所示，从匀强磁场中把不发生形变的矩形线圈匀速拉出磁场区，如果两次拉出的速度之比为1∶2，则两次线圈所受外力大小之比F1∶F2、线圈发热之比Q1∶Q2、通过线圈截面的电量q1∶q2之比分别为（ ）‎ A．F1∶F2＝2∶1，Q1∶Q2＝2∶1，q1∶q2＝2∶1‎ B．F1∶F2＝1∶2，Q1∶Q2＝1∶2，q1∶q2＝1∶1‎ C．F1∶F2＝1∶2，Q1∶Q2＝1∶2，q1∶q2＝1∶2‎ D．F1∶F2＝1∶1，Q1∶Q2＝1∶1，q1∶q2＝1∶1‎ i/A ‎0‎ ‎0.01‎ ‎0.02‎ t/s ‎0.03‎ ‎9．一个闭合矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，产生的感应电流如图所示。由该图可得出的正确判断是( )‎ A．该交变电流的频率为100Hz B．0.02s时，线圈平面与磁感线平行 C．0.01s时，线圈平面处于中性面位置 D．1s内电流的方向变化100次 ‎10.为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L1、L2，电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1，A2，导线电阻不计，如图所示。当开关S闭合后 ( )‎ A. A1示数变大，A1与A2示数的比值不变 B. A1示数变大，A1与A2示数的比值变大 C. V2示数变小，V1与V2示数的比值变大 D. V2示数不变，V1与V2示数的比值不变 ‎11.如图（a)所示，半径为r的带缺口刚性金属圆环固定在水平面内，缺口两端引出两根导线，与电阻R构成闭合回路。若圆环内加一垂直于纸面变化的磁场，变化规律如图(b)所示。规定磁场方向垂直纸面向里为正，不计金属圆环的电阻。以下说法正确的是： （ ）‎ A．t=2s时，流过电阻R的电流为0‎ B．t=2s时，Uab＝‎ C．2-3s内，穿过金属圆环的磁通量在增大 D．1-2s内，回路中的电流逐渐减小 ‎12.如图所示，固定放置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中．一质量为m(质量分布均匀)的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为μ.现杆在水平向左、垂直于杆的恒力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(运动过程中杆始终与导轨保持垂直)．设杆接入电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度大小为 g．则此过程(　　)‎ A．杆的速度最大值为 B．流过电阻R的电量为 C．恒力F做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量 D．恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量 二、实验题: （本题共2小题，共计12分）。‎ ‎13、如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置。‎ ‎（1）将图中所缺的导线补接完整。‎ G ‎+‎ ‎－‎ A B ‎（2）如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上电键后，以下操作中可能出现的情况是：‎ A．将A线圈迅速插入B线圈时，灵敏电流计指针将向_________（填“左”或“右”）偏一下；‎ B．A线圈插入B线圈后，将滑动变阻器触头迅速向右拉时，灵敏电流计指针将向_________（填“左”或“右”）偏一下。‎ ‎14.(4分)在电子技术中，从某一装置输出的电流常常既有交流成分，又有直流成分，如果要把交流成分输送到下一级，应该用如图所示的电路中的 电路（填“a”或“b”)．其中电容器的作用是 。‎ 三、计算题：(本题共4小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.)‎ ‎15.（8分)一个小型应急交流发电机，内部为n＝75匝边长L＝20cm的正方形线圈，总电阻为r＝2.0Ω。线圈在磁感应强度为B＝0.1T的匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴匀速转动。发电机对一电阻为R＝8.0Ω的电灯供电，线路中其它电阻不计，若发电机的转动角速度为 ω＝100 rad/s时，电灯正常发光。求：‎ ‎（1）交流发电机发出的电动势的最大值；‎ ‎（2）电灯正常发光的功率；‎ ‎（3）线圈每转动一分钟，整个回路上产生的热量。‎ ‎16.（9分）如图，发电机输出功率为100kW，输出电压为，用户需要的电压为，两变压器之间输电线的总电阻为R=10Ω，其它电线的电阻不计，若输电线中因发热而损失的功率为总功率的4％，试求：（变压器是理想的）‎ ‎（1）输电线上的电流大小 I2；‎ ‎（2）升变压器原副线圈的匝数比n1：n2；‎ ‎（3）降压变压器的匝数比n3：n4．‎ ‎17. (10分)小明在研究性学习中设计了一种可测量磁感应强度的实验，其装置如图所示。在该实验中，磁铁固定在水平放置的电子测力计上，此时电子测力计的读数为G1，磁铁两极之间的磁场可视为水平匀强磁场，其余区域磁场不计。直铜条AB的两端通过导线与一电阻连接成闭合回路，总阻值为R。若让铜条水平且垂直于磁场，以恒定的速率v在磁场中竖直向下运动，这时电子测力计的读数为G2，铜条在磁场中的长度为L。‎ ‎(1)判断铜条所受安培力的方向? G1和G2哪个大？‎ ‎(2)求铜条匀速运动时所受安培力的大小? 该磁场的磁感应强度的大小?‎ ‎18. （13分）如图所示，两平行导轨间距L＝0.1 m，足够长光滑的倾斜部分和粗糙的水平部分圆滑连接，倾斜部分与水平面的夹角θ＝30°，垂直斜面方向向上的磁场的磁感应强度B＝0.5 T，水平部分没有磁场．金属棒ab质量m＝0.01 kg、电阻r＝0.02 Ω，运动中与导轨有良好接触，并且垂直于导轨，电阻R＝0.08 Ω，其余电阻不计，当金属棒从斜面上离地高h＝1.0 m以上任何地方由静止释放后，在水平面上滑行的最大距离x都是2 m．(取g＝10 m/s2)求：‎ ‎(1)棒在斜面上的最大速度。‎ ‎(2)水平面的动摩擦因数。‎ ‎(3)从高度h＝1.0 m处滑下后电阻R上产生的热量。‎ 宁德市高中“同心顺”联盟校2020学年第二学期期中考试 高二物理试卷评分标准 一、 选择题：（1-8题每题只有一个选项正确，9-12题每题有二个或二个以上选项正确；每题4分，共48分）‎ 题号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ ‎11‎ ‎12‎ 答案 D B A D C B A B CD AD BC BC 二、实验题: （本题共2小题，共计12分）‎ G ‎+‎ ‎－‎ A B ‎13. （1）（2分）‎ ‎（2）（6分）A、右 B、 右 ‎14.（4分）ｂ　隔直流　通交流 三、计算题：(本题共4小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.)‎ ‎15（8分）‎ ‎(1) 电动势的最大值为Em＝nBSω＝nBωL2＝30 V （2分）‎ ‎(2) 电动势的有效值为E＝Em/＝15 V （1分）‎ 流过电灯的电流为I＝E/(R+r)＝3/2A （1分）‎ 电灯正常发光的功率P＝I2R＝36W （2分）‎ ‎（３）整个回路上产生的热量为 Q=I2(R+r)t=2700 J （2分）‎ ‎16.（9分）‎ 解：（3分）（1）输电线损耗功率，又 输电线电流 ‎（3分）（2）原线圈中输入电流 n1：n2＝I2：I1＝20：400＝1：20‎ ‎（3分）（3）‎ ‎17. (10分)‎ ‎(1)根据楞次定律，导体棒所受的安培力阻碍其相对运动，所以铜条所受安培力的方向竖直向上，（2分）‎ 由牛顿第三定律知，磁铁受到竖直向下的力，则G2>G1。（2分）‎ ‎(2)铜条向下匀速运动时，有E＝BLv （1分）‎ ‎，I＝，（1分）‎ F＝BIL（1分）‎ 磁铁受力平衡，F′＝G2－G1，（1分）‎ 又由牛顿第三定律，F′＝F 联立解得安培力大小F＝G2－G1（1分）‎ 磁感应强度的大小B＝。（1分）‎ ‎18.（13分）‎ ‎（1）金属棒从离地高h＝1.0 m以上任何地方由静止释放后，在到达水平面之前已经开始匀速运动 ‎ 设最大速度为v，则感应电动势E＝BLv （1分）‎ 感应电流I＝ （1分）‎ 安培力F＝BIL （1分）‎ 匀速运动时，有mgsin θ＝F （1分）‎ 解得v＝2m/s （1分）‎ ‎(2)在水平面上运动时，金属棒所受滑动摩擦力Ff＝μmg （1分）‎ 金属棒在摩擦力作用下做匀减速运动，有 Ff＝ma （1分）‎ v2＝2ax （1分）‎ 解得μ＝0.1 （1分）‎ ‎(3)下滑的过程中，由动能定理可得：‎ mgh－W＝mv2 （1分）‎ 安培力所做的功等于电路中产生的焦耳热，有W＝Q （1分）‎ 电阻R上产生的热量：QR＝Q （1分）‎ 解得QR＝6.4×10－2 J （1分）‎