福建省上杭县第一中学等六校2020学年高二物理下学期期中试题（含解析）
福建省上杭县第一中学等六校2020学年高二下学期期中考试
物理试题
一、选择题
1.某正弦式交流电的电流i随时间t变化的图象如图所示。由图可知（ ）
A. 该交流电的周期为0．03s
B. 该交流电的频率为0．02Hz
C. 电流的最大值为10A
D. 电流的有效值为10A
【答案】D
【解析】
【详解】由图像可知，该交流电的周期为T=0.02s；该交流电的频率为f=1/T=50Hz；电流的最大值为10A；电流的有效值为10A；故选D.
2.如图的交流电路中，若电源电动势的表达式由“”变为“”，且已知ω1<ω2，可以观察到三盏电灯亮度的变化情况是（ ）
A. L1、L2、L3亮度都不变
B. L1变亮、L2变暗、L3不变
C. L1变暗、L2变亮、L3不变
D. L1变暗，L2不变、L3变亮
【答案】C
【解析】
【详解】因为ω1<ω2，根据可知f1
【解析】
【详解】R1、R2起的作用是限流，防止指示灯(氖泡)因电流过大而烧毁，S2是自动控制温度开关，当温度低于70℃时自动闭合，当温度达到70～80℃时又自动断开，使电饭煲处于保温状态，由于R3的功率较大，因此R2＞R3；由于开关S1必须当温度达到103℃时才自动断开，而水的沸点只有100℃，因此用电饭煲烧水时，直到水被烧干后S1才会断开．
【点睛】本题考查了电阻的串联和并联通过以及电功率公式的灵活应用，关键是根据题意和电路图得出电饭煲的工作过程，对学生的分析能力和获取信息的能力要求较高
三、计算题
15.如图所示，半径为L的圆形金属框，电阻值为R，用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场中，金属框的下半部处于磁场内．磁场方向与线框平面垂直，磁场随时间变化规律为B＝kt(k>0)，求：
（1）线框中感应电流的方向；
（2）线框中感应电流的大小；
【答案】（1）逆时针方向（2）
【解析】
【详解】（1）根据楞次定律，则有感应电流的方向：逆时针方向；
（2）由法拉第电磁感应定律，则有：
那么
16.一小型水电站，其交流发电机的输出功率为W，输出电压为1 000
V，在输电过程中，输电线能量损耗6.5%，已知输电线总电阻2r=26 Ω，用户降压变压器的输出电压为220 V。(升、降压变压器均为理想变压器)
（1）求输电线电流I2的大小；
（2）分别求出升压变压器、降压变压器原副线圈的匝数比．
【答案】（1）（2）；
【解析】
【详解】(1)输电线上损失的电功率
则输电线上的流为
(2) 则升压变压器输出电压为
输电线上损失的电压.
降压变压器输入电压.
则
.
17.在图甲中，直角坐标系0xy的1、3象限内有匀强磁场，第1象限内的磁感应强度大小为2B，第3象限内的磁感应强度大小为B，磁感应强度的方向均垂直于纸面向里.现将半径为R，圆心角为900的扇形导线框OPQ以角速度绕O点在纸面内沿逆时针匀速转动，导线框回路电阻为r.
（1）求导线框中感应电流最大值.
（2）求导线框从图示位置开始转过900的过程中通过导线框横截面的电荷量.
（3）求线框匀速转动一周产生的热量.
【答案】（1）（2）（3）
【解析】
【详解】(1)线框从图甲位置开始(t=0)转过900的过程中，产生的感应电动势为:
由闭合电路欧姆定律得，回路电流为：
联立以上各式解得:
同理可求得线框进出第3象限的过程中，回路电流为:
故感应电流最大值为:
(2) 导线框从图示位置转过过程中
联立可得：
(3) 线框转一周产生的热量:
线框进出第3象限的过程中，回路电流为:
又
解得:
18.如图甲所示，MN、PQ为间距L=1.0m足够长的平行导轨，NQ⊥MN，导轨的电阻均不计．导轨平面与水平面间的夹角θ=37°，NQ间连接有一个R=6Ω的电阻．有一匀强磁场垂直于导轨平面且方向向上，磁感应强度为B0=1T．将一根质量为m=0.1kg电阻为r（大小未知）的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上，且与导轨接触良好．现由静止释放金属棒，当金属棒滑行至cd处时达到稳定速度，已知在此过程中金属棒沿斜面下滑的距离为S=4m，且金属棒的加速度a与速度v的关系如图乙所示，设金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行．取g=10m/s2． (sin370=0.6,sin530=0.8) 求：
（1）金属棒与导轨间的动摩擦因数μ；
（2）金属棒的电阻r；
（3）若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t=0，从此时刻起，让磁感应强度逐渐减小，为使金属棒中不产生感应电流，则磁感应强度B应怎样随时间t变化（写出B与t的关系式）。
【答案】（1）（2）（3）
【解析】
【详解】（1）当v=0时，a=2m/s2
.
解得：
（2）由图像可知：，当金属棒达到稳定速度时
.
联立得
（3）当回路中的总磁通量不变时，金属棒中不产生感应电流，此时金属棒将沿导轨做匀加速运动
.
=
