河北省邢台市第八中学2020学年高二物理下学期期中试题（含解析）

河北省邢台市第八中学2020学年高二物理下学期期中试题（含解析）

邢台市第八中学2020年度第二学期期中考试试卷 ‎ 高二物理 一、单选题 ‎1.如图所示，AOC是光滑的金属导轨，AO沿竖直方向，OC沿水平方向，ab是一根金属棒，立在导轨上，它从静止开始在重力作用下运动，运动过程中b端始终在OC上，a端始终在OA上，直到完全落在OC上，空间存在着匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，则ab棒在上述过程中( )‎ A. 感应电流方向是b→a B. 感应电流方向是a→b C. 感应电流方向先是b→a，后是a→b D. 感应电流方向先是a→b，后是b→a ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：在ab杆滑动的过程中，△aob的面积先增大，后减小，穿过△aob磁通量先增大，后减小，根据楞次定律可知：感应电流的方向先是由b→a，后是由a→b．故ABD错误，C正确．故选C．‎ 考点：楞次定律 ‎【名师点睛】本题是楞次定律的应用，难点是分析△aob的面积变化．尤其要注意到面积在变化的过程中存在最大值，即在ab杆滑动的过程中，△aob的面积先增大，后减小，穿过△aob磁通量先增大，后减小，根据楞次定律来判断电流的方向．‎ ‎2.一根弯成直角的导线放在B=0.4T的勻强磁场中，如图所示，ab=‎30cm，bc=‎‎40cm ‎，当导线以‎5m/s的速度做切割磁感线运动时可能产生的最大感应电动势的值为( )‎ A. 1.4‎V B. 1.0V C. 0.8V D. 0.6V ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】由题可得，当切割磁感线的有效长度时，产生的感应电动势最大，最大值。选项B正确。‎ ‎3.如图所示，由一根金属导线绕成闭合线圈，线圈的半径分别为R，2R磁感应强度B随时间t的变化规律是B=kt(k为大于零的常数)，方向垂直于线圈平面。闭合线圈中产生的感应电动势为( )‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 明确有效面积及磁通量的变化，由法拉第电磁感应定律即可求出产生的感应电动势；‎ ‎【详解】由图可知，闭合部分的面积为：；‎ 故根据法拉第电磁感应定律得到感应电动势为：，故选项B正确，选项ACD错误。‎ ‎【点睛】本题考查法拉第电磁感应定律，要注意明确公式中的面积为封闭线圈的面积。‎ ‎4.如图所示的电路中，a、b、c为三个完全相同的灯泡，L是一个自感系数很大、直流电阻为零的自感线圈，E为电源，S为开关。关于三个灯泡，下列说法正确的是( )‎ A. 合上开关，c、b先亮，a后亮 B. 合上开关一段时间后，a、b、c一样亮 C. 断开开关，b、c同时熄灭，a缓慢熄灭 D. 断开开关，c马上熄灭，b闪一下后和a一起缓慢熄灭 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A.开关S闭合瞬间，因线圈L电流增大，导致出现自感电动势，阻碍电流的增大，则b、c先亮，a后亮。故A正确 B.合上开关一段时间后，因线圈中电流恒定，则相当于导线，所以a、b一样亮，通过c的电流是a、b的电流之和，故c比a、b更亮。故B错误 CD.断开开关S的瞬间，由自感的特性可知L和a、b组成的回路中有电流，导致a、b一起缓慢熄灭，而c没有电流通过，则马上熄灭，a、b、c为三个完全相同的灯泡，而线圈的直流电阻不计，则开关断开之前a与b的电流是相等的，b不能闪一下，故CD错误。‎ ‎5.如图所示，在光滑绝缘水平面上，有一铝质金属球以一定的初速度通过有界匀强磁场，则从球开始进入磁场到完全穿出磁场过程中(磁场宽度大于金属球的直径)，小球( )‎ A. 整个过程都做匀速运动 B. 进入磁场过程中球做减速运动，穿出过程中球做加速运动 C. 整个过程都做匀减速运动 D. 穿出时的速度一定小于初速度 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】小球在进、出磁场过程中穿过小球的磁通量发生变化，有感应电流产生，小球要受到阻力，球的机械能一部分转化为电能，再转化为内能， 故进、出磁场过程中均做减速运动，但小球完全进入磁场中运动时， 无感应电流产生，小球匀速运动，故A、B、C均错误，D正确。‎ ‎6.如图所示，条形磁铁从高h处自由下落，中途穿过一个固定的空心线圈，开关S断开时，至落地用时t1，落地时速度为v1；S闭合时，至落地用时t2，落地时速度为v2，则它们的大小关系正确的是(　　)‎ A. t1＞t2，v1＞v2 B. t1＝t2，v1＝v2‎ C. t1＜t2，v1＜v2 D. t1＜t2，v1＞v2‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：开关S断开时，线圈中无感应电流，对磁铁无阻碍作用，故磁铁自由下落，a＝g；当S闭合时，线圈中有感应电流，对磁铁有阻碍作用，故a＜g所以。故选D 考点：考查了感应电流产生的条件 点评：做本题的关键是判断两种情况下线圈中是否有感应电流的产生，‎ ‎7.电阻接一直流电，通过‎4A的电流时热功率为P，若换接一正弦交流电，它的热功率变为，则该交流电电流的最大值为( )‎ A. ‎4A B. ‎6A C. ‎2A D. ‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ A 试题分析：先根据直流电通过电阻功率和交流电通过时功率之比。求解出交流电的有效值，再根据有效值求最大值。‎ 根据有效值的物理意义，I2R=（）2R，‎ 所以Im=‎‎4A 故答案选A.‎ 考点： 考查交流电的有效值和最大值的计算 点评：有效值的物理意义是相同时间内通过同一电阻产生的热量相同，理解有效值的物理意义是解决本题的关键，基础题。‎ ‎8.如图所示，电压的最大值为Um，周期为T，曲线为正弦曲线的一部分，则其有效值为( )‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】根据有效值的定义可得解得选项B正确.‎ ‎9.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变暗，L2不变、L3变亮 C. L1变暗、L2变亮、L3不变 D. L1变亮、L2变暗、L3不变 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 感抗为XL=2πfL，当角速度变小即频率f减小时，感抗XL变小，对交流电的阻碍作用变小，所以L1变亮；容抗为，角速度变小则容抗XC变大，对交流电的阻碍作用变大，所以L2变暗；电阻器的对交流电的阻碍作用不随频率改变，所以L3亮度不变。故A、B、C错误，D正确。故选D。‎ ‎【点睛】‎ 还可以根据电容器和电感线圈的特性分析选择．电容器内部是真空或电介质，隔断直流．能充电、放电，能通交流，具有隔直通交、通高阻低的特性．电感线圈可以通直流，通过交流电时产生自感电动势，阻碍电流的变化，具有通直阻交，通低阻高的特性．‎ ‎10.如图所示的电路中，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻，LED为发光二极管(电流越大，发出的光越强)，且R与LED之间的距离不变，下列说法正确的是( )‎ A. 当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率增大 B. 当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率减小 C. 当滑动触头P向右移动时，L消耗的功率可能不变 D. 无论怎样移动滑动触头P，L消耗的功率都不变 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】ABD.滑动触头P左移，滑动变阻器接入电路的电阻减小，流过二极管的电流增大，从而发光增强，使光敏电阻阻值减小，最终达到增大流过灯泡的电流的效果，即灯泡消耗的功率增大。故A正确，BD错误 C.滑动触头P右移，滑动变阻器接入电路的电阻增大，流过二极管的电流减小，发光减弱，光敏电阻阻值增大，灯泡消粍的功率减小。故C错误。‎ 二、多选题 ‎11.图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，为交流电流表。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴 沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示，以下判断正确的是 （ ）‎ A. 电流表的示数为‎10A B. 线圈转动的角速度为50πrad/s C. 0.01s时线圈平面与磁场方向平行 D. 0.02s时电阻R中电流方向自右向左 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ 由题图乙可知交流电电流的最大值是=A，交流电的周期T=0.02s，电流表的示数为交流电的有效值即=‎10A，选项A正确； 线圈转动的角速度rad/s，选项B错误；0.01s时流过线圈的感应电流达到最大，线圈中产生的感应电动势最大，磁通量的变化率最大，则穿过线圈的磁通量为0，即线圈平面与磁场方向平行，选项C正确；由楞次定律可知0.02s时流过电阻的电流方向自左向右，选项D错误。本题选AC。‎ ‎【考点定位】交变电流的产生及有效值与最大值的关系，楞次定律。‎ ‎12.如图所示为电熨斗的结构图，下列关于电熨斗的说法正确的是( )‎ A. 电熨斗能自动控制温度主要利用了双金属片，两片金属的膨胀系数相同 B. 常温下，上下触点是接触的，温度过高时，双金属片发生弯曲使上下触点分离 C. 需要较高温度熨烫时，要调节调温旋钮，使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移 D. 电熨斗中的双金属片是一种半导体材料 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ A、当温度升高时，金属片向膨胀系数小的发生弯曲，触点断开，故双金属片上层金属的膨胀系数大于下层金属片，故A错误；‎ B、常温下，上下触点接触，温度过高时，双金属片发生弯曲使上下触点分开，起到调温作用，故B正确；‎ C、需要较高温度熨烫时，要调节调温旋钮，使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移，当温度升到较高，金属片发生弯曲较厉害触点才断开，故C正确；‎ D、双金属片是一种导体材料，故D错误；‎ 点睛：考查了双金属片传感器的工作原理，知道双金属温度传感器是利用金属的热胀冷缩的物理特性制成的。‎ 三、实验题 ‎13.在“探究法拉第电磁感应现象”的实验中，现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈，线圈、电表及开关如图所示部分连接.‎ ‎（1）请使用两根导线，将电路补充完整__________.‎ ‎（2）此实验中使用的电表是__________.‎ A.灵敏电流计 B.倍率适宜的欧姆表 ‎（3）正确选择电表，正确连接电路后，开始实验探究，下列说法正确的是_______‎ A.开关闭合后，线圈插入线圈或从线圈中拔出，都会引起电表指针偏转 B.线圈插入线圈后，开关闭合和断开的瞬间电表指针均不会偏转 C.开关闭合后，滑动变阻器的滑片匀速滑动，会使电表指针静止在中央零刻度 D.开关闭合后，只有滑动变阻器的滑片加速滑动，电表指针才能偏转 ‎【答案】 (1). (2). A; (3). A;‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 注意该实验中有两个回路，一是电源、电键、变阻器、小螺线管串联成回路，二是电流计与大螺线管串联成的回路，据此可正确解答；应该选择分度值小灵敏度高的电流表；穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合电路中会产生感应电流，根据题意判断磁通量是否变化，然后答题。‎ ‎【详解】（1）将电源、电键、变阻器、线圈A串联成一个回路，注意滑动变阻器接一上一下两个接线柱，再将电流计与线圈B串联成另一个回路，电路图如图所示：‎ ‎（2）应该选择灵敏度高的电表，故选电表A；‎ ‎（3）电键闭合后，线圈A插入或拔出时，穿过B的磁通量都会发生变化，都会产生感应电流，电流计指针都会偏转，故A正确；线圈A插入线圈B中后，电键闭合和断开的瞬间穿过B的磁通量都会发生变化，线圈B中会产生感应电流，电流计指针都会偏转，故B错误；电键闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，线圈A中的电流发生变化，穿过B的磁通量发生变化，B中会产生感应电流，电流计指针发生偏转，故C错误；电键闭合后，只要滑动变阻器的滑片P移动，不论是加速还是匀速，穿过B的磁通量都会变化，都会有感应电流产生，电流计指针都会偏转，故D错误。所以A正确，BCD错误。‎ ‎【点睛】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．知道感应电流产生的条件即可正确解题．‎ ‎14.某实验小组利用如图（a）所示的电路探究在‎25℃‎~‎80℃‎范围内某热敏电阻的温度特性，所用器材有：置于温控室（图中虚线区域）中的热敏电阻RT，其标称值（‎25℃‎时的阻值）为900.0 Ω：电源E（6V，内阻可忽略）：电压表V （量程150 mV）：定值电阻R0（阻值20.0 Ω），滑动变阻器R1（最大阻值为1 000 Ω）：电阻箱R2（阻值范围0-999.9 Ω）：单刀开关S1，单刀双掷开关S2。‎ 实验时，先按图（a）连接好电路，再将温控室的温度t升至‎80.0℃‎，将S2与1‎ 端接通，闭合S1，调节R1的滑片位置，使电压表读数为某一值U0：保持R1的滑片位置不变，将R2置于最大值，将S2与2端接通，调节R2，使电压表读数仍为U0：断开S1，记下此时R2的读数，逐步降低温控室的温度t，得到相应温度下R2的阻值，直至温度降到‎25.0°C，实验得到的R2-t数据见下表。‎ t/℃‎ ‎25.0‎ ‎30.0‎ ‎40.0‎ ‎50.0‎ ‎60.0‎ ‎70.0‎ ‎80.0‎ R2/Ω ‎900.0‎ ‎680.0‎ ‎500.0‎ ‎390.0‎ ‎320.0‎ ‎270.0‎ ‎240.0‎ 回答下列问题：‎ ‎（1）在闭合S1前，图（a）中R1的滑片应移动到_____填“a”或“b”）端；‎ ‎（2）在图（b）的坐标纸上补齐数据表中所给数据点，并做出R2-t曲线_____‎ ‎（3）由图（b）可得到RT，在‎25℃-80°C范围内的温度特性，当t=‎44.0℃‎时，可得RT=____Ω；‎ ‎（4）将RT握于手心，手心温度下R2的相应读数如图（c）所示，该读数为____Ω，则手心温度为______℃。‎ ‎【答案】 (1). 见解析； (2). 见解析； (3). 见解析； (4). 见解析； (5). 见解析；‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1）根据实验原理图以及实验安全性要求可明确滑片对应的位置；‎ ‎（2）根据描点法可得出对应的图象如图所示；‎ ‎（3）根据作出的图象进行分析，由图可找出对应的电阻值；‎ ‎（4）根据电阻箱的读数方法可明确对应的电阻值，再根据图象确定对应的温度。‎ ‎【详解】（1）由图可知，滑动变阻器采用限流接法，实验开始时应让电路中电流最小，所以滑动变阻器接入电阻应为最大，故开始时滑片应移动到b端；‎ ‎（2）根据描点法可得出对应的图象如图所示；‎ ‎（3）由图b可知，当t=‎44.0℃‎时，对应在的坐标约为450Ω；可得：RT=450Ω；‎ ‎（4）根据电阻箱的读数方法可知，电阻箱的读数为：6×100+2×10=620.0Ω，由图可知对应的温度为‎33.0℃‎；‎ ‎【点睛】本题考查电学中描绘图象和应用图象的能力，只需要明确图象的基本性质即可正确解答，是历年高考电学实验中较为简单的一题。‎ 四、计算题 ‎15.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.‎ ‎16.如图18（a）所示，一个电阻值为R，匝数为n的圆形金属线与阻值为2R的电阻R1连结成闭合回路。线圈的半径为r1 . 在线圈中半径为r2的圆形区域存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图18（b）所示。图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0. 导线的电阻不计。求0至t1时间内 ‎（1）通过电阻R1上的电流大小和方向；www..com ‎（2）通过电阻R1上的电量q及电阻R1上产生的热量。‎ ‎【答案】见解析 ‎【解析】‎ 试题分析：（1）由法拉第电磁感应定律知0至t1时间内的电动势为;‎ 由闭合电路欧姆定律知通过R1的电流为：‎ 由楞次定律可判断通过R1的电流方向为：从b到a。‎ ‎（2）通过R1的电荷量为：‎ 电阻R1上产生的热量为：‎ 考点:法拉第电磁感应定律、焦耳定律、楞次定律。‎ ‎【此处有视频，请去附件查看】‎ ‎17.某小型水力发电站的发电输出功率为，发电机的输出电压为250，输电线总电阻.为了使输电线上损失的功率为发电机输出功率的4%，必须采用远距离高压输电的方法，在发电机处安装升压变压器，而在用户处安装降压变压器.设用户所需电压为220，不计变压器的损失.求:(取10)‎ ‎(1)输电线上的电流 ‎(2)升、降压变压器原、副线圈的匝数比 ‎(3)可供多少盏“220‎40‎”的白炽灯正常工作.‎ ‎【答案】(1)‎20A(2) ；(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】画出输电的示意图 ‎（1）输电线中的功率损失为:‎ 化简可得得：‎ ‎（2）由公式，可得升压变压器的副线圈两端的电压为：‎ 升压变压器的原副线圈的匝数比为: ‎ 降压变压器得到的电压为：‎ 由题意可知降压变压器的副线圈的电压为：‎ 降压变压器的原副线圈的匝数比为: ‎ ‎（3）可供 “220‎40‎”的白炽灯正常工作的盏数为：(盏)‎