西藏拉萨市那曲二中2018-2019学年高二下学期期中考试物理试题 14页

高二物理 试题 一、单选题（共12小题，每小题4分，共48分；其中第1—8题为单选，第9—12题为多选，全对得4分，选不全2分，错选0分）‎ ‎1.下列对电磁感应的理解，正确的是（　　）‎ A. 发生电磁感应现象时一定会产生感应电流 B. 穿过某闭合回路的磁通量发生变化时，回路中不一定产生感应电流 C. 感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化 D. 穿过线圈的磁通量均匀变化时，感应电动势均匀变化 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A、发生电磁感应现象时，若电路不闭合，只产生感应电动势，不产生感应电流，故A错误； ‎ B、穿过某闭合回路的磁通量发生变化时，一定会产生感应电流，故B错误； ‎ C、根据楞次定律可知：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，即增反减同；故C正确.‎ D、穿过线圈的磁通量均匀变化时，磁通量的变化率恒定，根据法拉第电磁感应定律知，线圈中产生的感应电动势恒定不变，故D错误；‎ 故选C.‎ ‎2.下列四幅图中能产生感应电流的情形是( )‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据产生感应电流的条件，A中电路没有闭合，无感应电流，故A错误；‎ B．穿过回路的磁感应强度不变，面积增大，闭合电路的磁通量增大，有感应电流，故B正确；‎ C．穿过线圈的磁感线相互抵消，磁通量恒为零，无感应电流，故C错误；‎ D．磁通量不发生变化，无感应电流，故D错误。‎ 故选B ‎3.如图所示，M是一小型理想变压器，接线柱a、b接在电压的正弦交流电源上，变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表A2为值班室的显示器，显示通过R1的电流；电压表V2显示加在报警器上的电压(报警器未画出)，R3为一定值电阻．当传感器R2所在处出现火警时，以下说法中正确的是 A. A1的示数不变，A2的示数增大 B. A1的示数增大，A2的示数增大 C. V1的示数增大，V2的示数增大 D. V1的示数不变，V2的示数减小 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】当传感器R2所在处出现火情时，R2的电阻减小，导致电路的总的电阻减小，所以电路中的总电流将会增加，A1测量的是原线圈中的总的电流，由于副线圈的电流增大了，所以原线圈的电流A1示数也要增加；由于电源的电压不变，原副线圈的电压也不变，所以V1的示数不变，由于副线圈中电流增大，R3的电压变大，所以V2的示数要减小，即R1的电压也要减小，所以A2的示数要减小，故ABC错误，D正确．‎ ‎4.如图所示的电路中，有一自耦变压器，左侧并联一只理想电压表V1后接在稳定的交流电源上；右侧串联灯泡L和滑动变阻器R，R上并联一只理想电压表V2.下列说法中正确的是（ ）‎ A. 若F不动，滑片P向下滑动时，V1示数变大，V2示数变小 B. 若F不动，滑片P向下滑动时，灯泡消耗的功率变大 C. 若P不动，滑片F向下移动时，V1、V2的示数均变小 D. 若P不动，滑片F向下移动时，灯泡消耗的功率变小 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．设变压器的输入电压为U1，输出电压为U2；输入电压U1不变，则V1示数不变；若F不动，根据变压比公式，则输出电压U2也不变；滑片P向下滑动时，电阻R增大，根据欧姆定律，副线圈回路电流减小，电阻R的电压：U=U2-IRL，由于电流减小，故电压U增大，电压表V2读数增大，故A错误；‎ B．由A项的分析可知，当滑片向下滑动时，滑动变阻器的电阻增大，副线圈回路电流减小，小灯泡中电流减小，功率减小，故B错误；‎ CD．输入电压U1不变，则V1示数不变，若P不动，滑片F向下移动时，根据变压比公式，由于n2减小，故输出电压U2也减小；所以副线圈回路电流减小，灯泡消耗的功率减小，电阻R的电压减小，V2的示数也变小，故C错误，D正确．‎ ‎5.在匀强磁场中有一不计电阻的矩形线圈，绕垂直磁场的轴匀速运动，产生如图甲所示的正弦交流电，把该交流电在图乙中理想变压器的、两端，电压表和电流表均为理想电表，为热敏电阻（温度升高时其电阻减小），为定值电阻．下列说法正确的是 A. 在s时，穿过该矩形线圈的磁通量的变化率为零 B. 变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为(V)‎ C. 处温度升高时，由于变压器线圈匝数比不变，所以电压表、示数的比值不变 D. 处温度升高时，电流表的示数变小，变压器输入功率变小 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由图知当t=0.01s时，u=0，此时穿过该线圈的磁通量最大，穿过线圈的磁通量的变化率为零，故A正确；‎ B．原线圈接的图甲所示的正弦交流电，由图知最大电压36V，周期0.02s，故角速度是ω=100π，u=36sin100πt（V）．故B错误；‎ C．Rt处温度升高时，原线圈的电压不变；原副线圈电压比不变，但是V2不是测量副线圈电压，Rt温度升高时，阻值减小，电流增大，则R2电压增大，所以V2示数减小，则电压表V1、V2示数的比值增大，故C错误；‎ D．Rt温度升高时，阻值减小，电流增大，而输出电压不变，所以变压器输出功率增大，而输入功率等于输出功率，所以输入功率增大，故D错误．‎ ‎6.如图所示，导体棒ab沿水平面内的光滑导线框向右做匀速运动，速度v=‎6.0m/s．线框宽度L=‎0.3m，处于垂直纸面向下的匀强磁场中，磁感应强度B=0.1T．则感应电动势E的大小为 A. 0.18‎V B. 0.20 V C. 0.30V D. 0.40V ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】ab棒切割磁感线产生的感应电动势为：E=Blv=0.1×0.3×6.0V=0.18V，故选A．‎ ‎7.一平面线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动．已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置I和位置Ⅱ时，顺着磁场的方向看去，线圈中感应电流的方向分别为：( )‎ A. 逆时针方向 逆时针方向 B. 逆时针方向 顺时针方向 C. 顺时针方向 顺时针方向 D. 顺时针方向 逆时针方向．‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】线圈第一次经过位置Ⅰ时，穿过线圈的磁通量增加，由楞次定律，线圈中感应电流的磁场方向向左，根据安培定则，顺着磁场看去，感应电流的方向为逆时针方向.当线圈第一次通过位置Ⅱ时，穿过线圈的磁通量减小，可判断出感应电流为顺时针方向，故选项B正确.‎ ‎8.一正弦交流电的电流随时间变化的规律如图所示．由图可知 A. 该交流电的电流瞬时值的表达式为i＝2sin50πt（A）‎ B. 该交流电的频率是25 Hz C. 该交流电的电流有效值为A D. 若该交流电流通过R＝10 Ω电阻，则电阻消耗的功率是40 W ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据图像可求得周期，所以角速度 所以瞬时值表达式 ‎（A）‎ 选项A正确；‎ B．交流电频率 选项B正确；‎ C．正弦交流电有效值 选项C错误；‎ D．根据焦耳定律：‎ 选项D错误．‎ ‎9.如图，在同一平面内固定有一长直导线PQ和一导线框R，R在PQ的右侧．导线PQ中通有正弦交流电i，i的变化如图所示，规定从Q到P为电流正方向．导线框R中的感应电动势　　‎ A. 在时为零 B. 在时改变方向 C. 在时最大，且沿顺时针方向 D. 在时最大，且沿顺时针方向 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】本题考查交变电流图象、法拉第电磁感应定律、楞次定律及其相关的知识点．‎ 解析 由图（b）可知，导线PQ中电流在t=T/4时达到最大值，变化率为零，导线框R中磁通量变化率为零，根据法拉第电磁感应定律，在t=T/4时导线框中产生的感应电动势为零，选项A正确；在t=T/2时，导线PQ中电流图象斜率方向不变，导致导线框R中磁通量变化率的正负不变，根据楞次定律，所以在t=T/2时，导线框中产生的感应电动势方向不变，选项B错误；由于在t=T/2时，导线PQ中电流图象斜率最大，电流变化率最大，导致导线框R中磁通量变化率最大，根据法拉第电磁感应定律，在t=T/2时导线框中产生的感应电动势最大，由楞次定律可判断出感应电动势的方向为顺时针方向，选项C正确；由楞次定律可判断出在t=T时感应电动势的方向为逆时针方向，选项D错误．‎ ‎10.如图甲所示，一单匝圆形闭合导线框半径为r，线框电阻为R，连接一交流电流表(内阻不计)．线框内充满匀强磁场，已知该磁场磁感应强度B随时间按正弦规律变化，如图乙所示(规定向下为B的正方向)，则下列说法正确的是(　　)‎ A. t＝0.005 s时线框中的感应电流最大 B. t＝0.01 s时线框中感应电流方向从上往下看为顺时针方向 C. t＝0.015 s时电流表的示数为零 D. 0～0.02 s内闭合导线框上产生热量为 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】t=0.005 s时，磁感应强度最大，磁通量最大，而，故A错误；t=0.01 s时感应电流方向与0.005～0.01 s内电流方向相同，由楞次定律可知，感应电流的方向沿顺时针方向，B正确；t=0.015 s时的瞬时电流为零，但电流表的示数为有效值不等于零，C错误；线框中产生的感应电动势的最大值，一个周期内产生的热量 ‎，D正确．‎ ‎11.如图所示，理想变压器原、副线图的应数些为n1:n2=2:1，输人端接在 (V)的交流电源上，R1为电阻箱，副线圈连在电路中的电阻R=10Ω，电表均为理想电表．下列说法正确的是( )‎ A. 当R1=0时，电压表的读数为30V B. 当R1=0时，若将电流表换成规格为“5V 5W”的灯泡，灯泡能够正常发光 C. 当R1=10Ω时，电流表的读数为‎1.2A D. 当R1=10Ω时，电压表的读数为6V ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】输入端电压的有效值为30V，当R1=0时，电压表的读数为，选项A错误；当R1=0时，若将电流表换成规格为“5V， 5W”的灯泡，灯泡电阻为 ，此时次级电流，因灯泡的额定电流为，则此时灯泡能够正常发光，选项B正确；当R1=10Ω时，设电流表的示数为I，则此时初级电流为0.5I，初级电压： ，则次级电压为，则，解得I=‎1.2A，此时电压表读数为IR=12V，选项C正确，D错误；‎ ‎12.如图所示，A、B两个闭合线圈用同样的导线制成，匝数均为20匝，半径rA=3rB，图示区域内有匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀减小，下列说法正确的是 A. 两线圈中产生的电动势之比EA：EB=3:1‎ B. 两线圈中感应电流之比IA：IB=3:1‎ C. 两线圈中感应电流的方向均为顺时针 D. 两线圈面积均有扩张的趋势 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】A、， ，联立得：，则；故A错误．B、，代入数据得：，故B正确．C、由楞次定律得：原磁通量减小，感应电流的磁场阻碍减少，所以两线圈中感应电流的方向均为顺时针．故C正确．D、穿过线圈的磁通量减少，线圈的面积增大，减缓变化．故D正确．故本题选BCD．‎ 二、填空题（每空2分，共18分）‎ ‎13.如图所示，水平面上有两根相距‎0.5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ，它们的电阻可忽略不计，在M和P之间接有阻值为R＝3.0Ω的定值电阻．导体棒ab长l＝‎0.5m，其电阻为r＝1.0Ω，，与导轨接触良好．整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.4T．现使ab以v＝‎10m/s的速度向右做匀速运动．则ab中产生的感应电动势大小为___________v，通过ab棒的电流方向___________（填“a→b”或“b→a”），电流大小为___________A，ab棒所受安培力的大小为___________N，方向___________．‎ ‎【答案】 (1). 2 (2). b→a (3). 0.5 (4). 0.1 (5). 水平向左 ‎【解析】‎ ‎【详解】电路中电动势：E=Blv=0.4×0.5×10=2V；由右手定则可知，通过ab棒的电流方向 b→a；‎ 电路中电流：； ‎ ab棒所受的安培力：F=BIl=0.4×0.5×0.5=0.1N，由左手定则可知水平向左.‎ ‎14.如图所示，匀强磁场的磁感应强度B＝T，边长L＝‎10cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r＝1Ω，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动，角速度ω＝2π rad/s，外电路电阻R＝4Ω，从图示位置开始计时，转动过程中感应电动势瞬时值表达式为e=____________V；电压表的示数为____________V.‎ ‎【答案】 (1). e=10cos2πt (2). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】[1]电动势的峰值为 从图示位置开始计时，转动过程中感应电动势瞬时值表达式为 ‎[2]根据电压分配原理可得，路端电压的峰值为 则电压表示数为 ‎15.如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比n1∶n2＝4∶1，原线圈回路中的电阻A与副线圈回路中的负载电阻B的阻值相等．a、b两端加一定交流电压后，求两电阻消耗的电功率之比和两电阻两端电压之比．‎ ‎【答案】 ‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 变压器原副线圈电流与匝数成反比，求出电流之比，根据电阻消耗的功率P=I2R，电阻两端的电压U=IR即可求解．‎ ‎【详解】变压器原、副线圈电流比 ‎ 设流过A电阻电流，则流过B电阻电流 所以两电阻功率之比 ‎ 两电阻两端电压之比 三、解答题（3小题，共34分）‎ ‎16.如图所示，两根平行光滑金属导轨 MN 和 PQ 放置在水平面内，其间距 L=‎0.4m，磁感应强度 B=0.5T 的匀强磁场垂直轨道平面向下，两导轨之间连接的电阻 R=4.8Ω，在导轨上有一金属棒 ab，其电阻 r=0.2Ω， 金属棒与导轨垂直且接触良好，如图所示，在 ab 棒上施加水平拉力使其以速度 v=‎0.5m/s 向右匀速运动，设金属导轨足够长．求：‎ ‎（1）金属棒 ab 产生的感应电动势；‎ ‎（2）通过电阻 R 的电流大小和方向；‎ ‎（3）水平拉力的大小 F ‎【答案】(1) E=0.1V (2) I=‎0.02A , 从M通过R流向P (3) 0.004N ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）设金属棒中感应电动势为E，则：‎ 代入数值得E=01V ‎ ‎（2）设过电阻R的电流大小为I ，则：‎ 代入数值得I=‎‎0.02A 由右手定则可得，通过电阻R的电流方向从M通过R流向P ‎ ‎（3）棒受到的安培力为：，ab棒匀速直线运动拉力等于安培力则：F =0.004N ‎17.如图所示，正方形线圈abcd绕对称轴OO′在匀强磁场中匀速转动，转数n=60r/min.若已知ab=bc=‎10cm，匝数N=100，线圈总电阻r=2Ω，外接电阻R=8Ω，磁感应强度B=T，若从图示位置开始计时，求：‎ ‎(1)线圈转动过程中产生电动势的有效值；‎ ‎(2)线圈中感应电动势的瞬时表达式；‎ ‎(3)线圈转一圈电阻R上产生的焦耳热.‎ ‎【答案】(1) (2) (3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)线圈的转速：‎ 频率：‎ 角速度：‎ 最大电动势：‎ 电动势的有效值为：‎ ‎(2)瞬时电动势为：V ‎(3)电阻R的发热量为：‎ ‎18.水力发电的基本原理就是将水流的机械能（主要指重力势能）转化为电能．某小型水力发电站水流量为Q＝‎5m3‎/s（流量是指流体在单位时间内流过某一横截面的体积），落差为h＝‎10m，发电机（内阻不计）的输出电压为U1＝250V，输电线总电阻为r＝4Ω，为了减小损耗采用了高压输电．在发电机处安装升压变压器，而在用户处安装降压变压器，其中，用户获得电压U4＝220V，用户获得的功率W，若不计变压器损失的能量，已知水的密度、重力加速度g取‎10m/s2．求：‎ ‎（1）高压输电线中的电流强度I2；‎ ‎（2）升压变压器原、副线圈的匝数比；‎ ‎（3）该电站将水能转化为电能的效率有多大？‎ ‎【答案】（1）‎50A （2）1：16 （3）40%‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）根据理想变压器变压规律得，解得= 又根据理想变压器无能量损失知 ‎ 再根据得 ‎ ‎（2）高压输电线电阻损失电压 得= 故 ‎ ‎（3）高压输电线电阻损失电功率 故发电机输出电功率 ‎ 又水流每秒带来的机械能 故水能转化为电能的效率 ‎ ‎