【物理】安徽省蚌埠市第二中学2019-2020学年高二下学期4月试题（解析版）

【物理】安徽省蚌埠市第二中学2019-2020学年高二下学期4月试题（解析版）

蚌埠二中2019－2020学年第二学期4月检测高二物理试题 一、选择题 ‎1.如图中能产生感应电流的（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】A.图中，导线框不闭合，不会产生感应电流，故A错误； B.左右两根导线向两边移动的过程中，穿过闭合回路磁通量增大，会产生感应电流，故B正确； C.通电直导线在铁环的正上方，根据安培定则可知，穿过铁环的磁通量始终是0，增大电流不能在铁环中产生感应电流，故C错误； D.闭合铁框水平向右运动的过程中，前后两根导线均切割产生感应电动势，但是回路中的磁通量保持不变，所以回路中不会产生感应电流，故D错误；故选B。‎ ‎2.如图所示，光滑导轨MN水平放置，两根导体棒平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁下落穿出导轨平面的过程中，导体P、Q运动情况是 A. P、Q互相靠扰 B. P、Q互相远离 C. P、Q均静止 D. 因磁铁下落的极性未知，无法判断 ‎【答案】A ‎【解析】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正确，BCD错误．‎ ‎3.如图所示，将直径为d，电阻为R的闭合金属环从匀强磁场B中拉出，这一过程中通过金属环某一截面的电荷量为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】金属环的面积：‎ 由法拉第电磁感应定律得：‎ 由欧姆定律得，感应电流：‎ 感应电荷量：‎ q=I△t，‎ 解得：‎ 故A正确，BCD错误；故选A．‎ ‎4.交流发电机在工作时产生电动势为的正弦交流电，若将其电机即线的转速提高1倍，其它条件不变，则其电动势变为（　　）‎ A. B. ‎ C D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】感应电动势的瞬时值表达式为，其中，当将其电枢的转速提高一倍时，和都增加一倍，其表达式变为：‎ 故ABC错误，D正确；故选D。‎ ‎5.如图所示，表示一交流电的电流随时间而变化的图像。此交流电流的有效值是（ ）‎ A. B. 5A C. D. 3.5A ‎【答案】B ‎【解析】由图可知，该交流电周期为T=0.02s，假设这个电流流过一个电阻R，一个周期内产生的热量有：‎ 解得有效值为：‎ B正确。故选B。‎ ‎6.如图为一交流发电机发出的电流随时间的变化图象，则下列说法正确的是 A. 在A点时穿过线圈的磁通量最大 B. 在B点时穿过线圈的磁通量变化率最大 C. 在A点时线圈处在中性面，电流方向改变 D. 在B点时线圈处在中性面，电流方向改变 ‎【答案】D ‎【解析】在A点时交变电流电流最大，磁通量变化率最大，磁通量为零，所以此时的线框平面于磁场平行，A错误；在B 点时交变电流为零，穿过线圈的磁通量变化率最小，B错误；在A点时交变电流的电流最大，所以此时的线框平面于磁场平行，电流方向不变，C错误；在B点时交变电流为零，通过线框的磁通量最大，线圈处在中性面，电流方向改变，D正确．‎ ‎7.水平面上有质量相等的a、b两个物体，水平推力F1、F2分别作用在a、b上，一段时间后撤去推力，物体继续运动一段距离后停下，两物体的图象如图所示，图中AB//CD.则整个过程中 A. F1的冲量等于F2的冲量 B. F1的冲量大于F2的冲量 C. 摩擦力对a物体的冲量等于摩擦力对b物体的冲量 D. 合外力对a物体的冲量等于合外力对b物体的冲量 ‎【答案】D ‎【解析】C．由图，AB与CD平行，说明推力撤去后两物体的加速度相同，而撤去推力后物体的合力等于摩擦力，根据牛顿第二定律可知，两物体受到的摩擦力大小相等．但a的运动总时间小于b的时间，根据I=ft可知，摩擦力对a物体的冲量小于摩擦力对b物体的冲量，故C错误．‎ AB．根据动量定理，对整个过程研究得 F1t1-ftOB=0‎ F2t2-ftOD=0‎ 由图看出，tOB＜tOD，则有 F1t1＜F2t2‎ 即F1冲量小于F2的冲量．故AB错误．‎ D．根据动量定理可知，合外力的冲量等于物体动量的变化量，ab两个物体动量的变化量都为零，所以相等，故D正确；‎ ‎8.如图所示，在光滑的水平面上，有一质量为M=3kg的足够长薄板和一质量为m的物块分别以大小v=4m/s的初速度向左、向右运动，它们之间有摩擦．当薄板的速度大小为2.4m/s且方向向左时，物块的速度大小为v′=0.8m/s，方向向左，则物块的质量为 A. 1 kg B. 2 kg C. 0.8 kg D. 1.6k ‎【答案】A ‎【解析】设向左为正方向，由动量守恒定律可知： ，即，解得m=1kg，故选A.‎ ‎9.如图所示，足够长的U形光滑金属导轨平面与水平面成角，其中MN与 PQ平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计。金属棒 ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且接触良好，ab棒接入电路的电阻为R，当流过ab棒某一横截面的电荷量为q时，棒的速度大小v，则金属棒ab在这一过程中（　　）‎ A. 加速度为 B. 下滑的位移为 C. 产生的焦耳热 D. 受到的最大安培力 ‎【答案】BD ‎【解析】A.金属棒ab开始做加速运动，速度增大，感应电动势增大，所以感应电流也增大，导致金属棒受到的安培力增大，所以加速度减小，即金属棒做加速度逐渐减小的变加速运动，根据牛顿第二定律，有：‎ ‎ ‎ 其中：‎ 故：‎ 故A错误； B.由电量计算公式：‎ 可得，下滑的位移大小为：‎ 故B正确； C.根据能量守恒定律：产生的焦耳热为：‎ 故C错误； D.金属棒ab受到的最大安培力大小为：‎ 故D正确；故选BD。‎ ‎10.如图所示，开始时矩形线圈平面与磁场垂直，且一半在匀强磁场内一半在匀强磁场外，若要使线圈产生感应电流，则下列方法中可行的（　　）‎ A. 以ab为轴转动 B. OO‘为轴转动 C. 以ad为轴转（小于） D. 以bc为轴转（小于）‎ ‎【答案】ABC ‎【解析】A.以ab边为轴转动，穿过线圈的磁通量发生变化，有感应电流产生，故A正确； B.以为轴转动，穿过线圈的磁通量发生变化，有感应电流产生，故B正确； C.以ad边为轴转动（小于），穿过线圈的磁通量从 减小到零，有感应电流产生，故C正确； D.以bc边为轴转动（小于），穿过线圈的磁通量为：‎ 保持不变，没有感应电流产生，故D错误；故选ABC。‎ ‎11.如图所示的电路中，P为滑动变阻器的滑片．保持理想变压器的输入电压不变，闭合电建S，下列说法正确的是 ‎ ‎ A. P向下滑动时，灯L变亮 B. P向下滑动时，变压器的输出电压不变 C. P向上滑动时，变压器的输入电流减小 D. P向上滑动时，变压器的输出功率变大 ‎【答案】BD ‎【解析】A．由于理想变压器输入电压不变，则副线圈电压不变，滑片P滑动时，对灯泡电压没有影响，故灯泡亮度不变，则选项A错误；‎ B．滑片P下滑，电阻变大，但副线圈电压由原线圈电压决定，则副线圈电压不变，故选项B正确；‎ C．滑片P上滑，电阻减小，电流增大，则原线圈输入电流也增大，故选项C错误；‎ D．此时变压器输出功率将变大，故选项D正确．‎ ‎12.一质量为2kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图线如图所示，则（）‎ A. 时物块的速率为 B. 时物块的动量大小为 C. 时物块的动量大小为 D. 时物块的速度为零 ‎【答案】AB ‎【解析】A．前两秒，根据牛顿第二定律 则0-2s的速度规律为：‎ v=at；‎ t=1s时，速率为1m/s，A正确；‎ B．t=2s时，速率为2m/s，则动量为 P=mv=4kg•m/s B正确；‎ CD．2-4s，力开始反向，物体减速，根据牛顿第二定律，a=-0.5m/s2，所以3s时的速度为1.5m/s，动量为3kg•m/s，4s时速度为1m/s，CD错误；‎ 二、填空题 ‎13.如图所示，A、B两个闭合线圈用同样的导线制成，匝数均为 10 匝，半，图示区域内有匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀减小。A、B线圈中产生的感应电动势之比为_____ ，两线圈的感应电流之比为______。‎ ‎【答案】 (1). (2). ‎ ‎【解析】[1]对任一半径为的线圈，根据法拉第电磁感应定律：‎ 由于相同，相同，则得：‎ 因，故A、B线圈中产生的感应电动势之比为：‎ ‎[2]根据电阻定律得：线圈的电阻为：‎ 由于相同，两线圈电阻之比：‎ 线圈中感应电流：‎ ‎ ‎ 联立得到：‎ ‎14.在远距离输电中，输送电压为220伏，输送的电功率为44千瓦，输电线的总电阻为0.2欧，在使用原副线圈匝数比为1：10的升压变压器升压，再用10：1的降压变压器降压方式送电时．输电线上损失的电压为______ V，损失的电功率为______ W．‎ ‎【答案】 (1). 4 (2). 80‎ ‎【解析】根据电压与匝数成正比，有，可得升压变压器的输出电压为U2=2200V，根据P=UI，输出电流为：，故电压损失为：△U=Ir=20A×0.2Ω=4V，电功率损失为：△P=I2r=202×0.2=80W．‎ ‎15.如图所示，质量为的小球在距离车底面高20m处以一定的初速度向左平抛，落在以速度沿光滑水平面向右匀速行驶的敞篷小车中，车底涂有一层油泥，车与油泥的总质量为4kg，设小球落在车底前瞬间速度大小是，则当小球与小车相对静止时，小车的速度大小为_____ ，方向向______。（取g=）‎ ‎【答案】 (1). 5 (2). 水平向右 ‎【解析】[1][2]小球抛出后做平抛运动，初速度为，则根据动能定理得：‎ 解得：‎ 小球和车作用过程中，水平方向动量守恒，选向右为正方向，则有：‎ 解得：‎ 方向水平向右。‎ 三、本大题4小题，共40分 ‎16.如图，两平行金属导轨位于同一水平面上，相距L，左端与一电阻R相连，整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向竖直向下。一质量为m的导体棒置于导轨上，在水平外力作用下沿导轨以速率v 匀速向右滑动，滑动过程中始终保持与导轨垂直并接触良好，已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g，导轨和导体棒的电阻均可忽略，求：‎ ‎（1）电阻 R消耗的功率； ‎ ‎（2）水平外力的大小。‎ ‎【答案】（1）；（2）‎ ‎【解析】（1）根据法拉第电磁感应定律有：‎ 则导体棒中的电流大小为：‎ 电阻R消耗的功率：‎ 联立可解得：‎ ‎（2）由于导体棒ab匀速运动，根据平衡条件可知：‎ 安培力为：‎ 则拉力为：‎ ‎17.如图所示，交流发电机线圈abcd的面积为S=0.05，线圈匝数n=100，在磁感应强度为的匀强磁场中，以的角速度匀速转动，电阻的阻值均为50Ω，线圈的内阻忽略不计，若从图示位置开始计时．‎ ‎（1）推导线圈中电动势最大值的表达式，并求出其值；‎ ‎（2）写出线圈中电动势瞬时值的表达式；‎ ‎（3）分别计算电压表的示数U、电流表的示数I和电阻上消耗的电功率各为多大？‎ ‎【答案】（1） （2）（3）；；25W；25W ‎【解析】（1）线圈转动到图示位置，电动势最大．ad、bc两边切割磁感线产生的感应电动势的大小均为 所以 代入数据解得 ‎（2）线圈从垂直于中性面开始计时；故瞬时表达式为 ‎（3）电压表所测为电源电动势的有效值；故 ‎；‎ 与并联，总电阻；电流 消耗的功率均为 ‎18.如图所示，甲、乙两船的总质量（包括船、人和货物）分别为10m、12m，两船沿同一直线、同一方向运动，速度分别为2v0、v0．为避免两船相撞，乙船上的人将一质量为m的货物沿水平方向抛向甲船，甲船上的人将货物接住，求抛出货物的最小速度．（不计水的阻力）‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】设抛出货物的速度为v，以向右为正方向，由动量守恒定律得：乙船与货物：12mv0=11mv1-mv，甲船与货物：10m×2v0-mv=11mv2，两船不相撞的条件是：v2≤v1‎ ‎，解得：v≥4v0，则最小速度为4v0．‎ ‎19.如图所示，足够长平行光滑的金属导轨、相距，导轨平面与水平面夹角，导轨电阻不计.磁感应强度的匀强磁场垂直导轨平面斜向下，金属棒垂直于、放置在导轨上且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为、电阻不计.定值电阻，电阻箱电阻调到，电容，重力加速度取.现将金属棒由静止释放.‎ ‎（1）在开关接到1的情况下，求金属棒下滑的最大速度；‎ ‎（2）在开关接到1的情况下，当调至后且金属棒稳定下滑时，消耗的电功率为多少；‎ ‎（3）在开关接到2的情况下，求经过时间时金属棒的速度.‎ ‎【答案】（1）7.5m/s；（2）0.075W；(3)5m/s ‎【解析】(1)当金属棒匀速下滑时速度最大，设最大速度为，此时棒处于平衡状态，故有 而 其中 ，由以上各式得 解得最大速度 ‎(2)当调整后，棒稳定下滑的速度由(1)知 故上消耗的功率 其中 解得 ‎(3)对任意时刻，由牛顿第二定律有 解得 上式表明棒在下滑过程中，加速度保持不变，棒做匀加速运动，代入数据可得：‎ ‎．‎