【物理】安徽省庐江中学2019-2020学年高二下学期期中考试试题（解析版） 10页

庐江中学高二下学期物理期中考试 一、选择题【1-6 为单选题，7-12 为多选题，每个四分】‎ ‎1.一个正常工作的铁芯是“口”形的理想变压器的原、副线圈中，下列的哪个物理量不一定相等(　　)‎ A. 交变电流的频率 B. 电流的有效值 C. 电功率 D. 磁通量的变化率 ‎【答案】B ‎【解析】变压器原理是电磁感应原副线圈是同一个铁芯，所以磁通量的变化率，交变电流的频率均相同，又因为理想变压器忽略漏磁现象，所以原副线圈能量守恒电功率相同．所以选项ACD不符合题意，选项B符合题意。故选B ‎2.如图所示，光滑导轨M、N水平固定放置，两根导体棒P、Q平行放于导轨上，形成一个闭合电路。当一条形磁铁从上方下落（未到达导轨平面）的过程中，导体棒P、Q的运动情况是（　　）‎ A. P、Q互相靠拢 B. P、Q互相远离 C. P、Q均静止 D. 因磁铁极性不明，无法确定 ‎【答案】A ‎【解析】ABCD．设磁铁的下端为N极，则磁铁下落时，回路中的磁通量向下增大，根据楞次定律和安培定则，回路中的电流为逆时针，则由左手定则可得，P受力向左，Q受力向右，相互靠拢；设磁铁的下端为S极，则在磁铁下落时，回路中的磁通量向上增大，根据楞次定律和安培定则，回路中的电流为顺时针，则由左手定则可得，P受力向左，Q受力向右，相互靠拢，BCD错误A正确。故选A。‎ ‎3.穿过某线圈的磁通量随时间的变化的关系如图所示，在线圈内产生感应电动势最大值的时间是(　　)‎ A. 0～2 s B. 2～4 s C. 4～6 s D. 6～8 s ‎【答案】C ‎【解析】‎ 图线斜率表示磁通量的变化率，根据法拉第电磁感应定律知，在4～6s内磁通量与时间的图线斜率最大，则磁通量变化率最大，感应电动势最大．故C正确，ABD错误．故选C．‎ ‎4.一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化图象如图所示，下列说法中正确的是（　　）‎ A. t1时刻通过线圈的磁通量为零 B. t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大 C. t4时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大 D. 每当e改变方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大 ‎【答案】CD ‎【解析】A．由图可知，时刻线圈的感应电动势为零，则磁通量的变化率也为零，所以通过线圈的磁通量为最大，A错误；‎ B．由图可知，时刻线圈的感应电动势最大，则磁通量为零，B错误；‎ C．由图可知，时刻线圈的感应电动势最大，则磁通量的变化率也最大，C正确；‎ D．每当电流转换方向时，线圈与磁场垂直，线圈通过中性面时，磁通量最大，D正确。‎ 故选CD。‎ ‎5.如图，一条形磁铁用线悬挂于0点，在O点的正下方固定放置一水平的金属圆环l．现使磁铁沿竖直平面来回摆动，则( )‎ A. 在一个周期内，圆环中感应电流方向改变二次．‎ B. 磁铁始终受到感应电流磁场的斥力作用．‎ C. 磁铁所受感应电流磁场的作用力有时是阻力，有时是动力．‎ D. 磁铁所受感应电流磁场的作用力始终是阻力．‎ ‎【答案】D ‎【解析】在一个周期之内，穿过线圈的磁通量先增大，后减小，再增大，最后又减小，穿过线圈磁场方向不变，磁通量变化趋势改变，感应电流方向发生改变，因此在一个周期内，感应电流方向改变4次，故A错误；根据楞次定律可知，磁铁靠近铝线圈时受到斥力作用，远离铝线圈时受到引力作用，故B错误；由楞次定律可知，感应电流总是阻碍磁铁的相对运动，感应电流对磁铁的作用力总是阻力，故D正确，C错误．所以D正确，ABC错误．‎ ‎6.如图所示为一交流电压随时间变化的图象．每个周期的前三分之一周期内电压按正弦规律变化，后三分之二周期电压恒定．根据图中数据可得，此交流电压的有效值为(　　)‎ A. 7.5V B. 8V C. V D. V ‎【答案】C ‎【解析】取一个周期进行分段，在0-1s 是正弦式电流，则电压的有效值等于3V．在1s-3s是恒定电流，则有效值等于9V．则在0-3s内，产生的热量 解得：‎ A．7.5V，与结论不相符，选项A错误；B．8V，与结论不相符，选项B错误；‎ C．V，与结论相符，选项C正确；D．V，与结论不相符，选项D错误；‎ ‎7.如图，匀强磁场垂直于软导线回路平面，由于磁场发生变化，回路变为圆形．则该磁场(　　)‎ A. 逐渐增强，方向向外 B. 逐渐增强，方向向里 C. 逐渐减弱，方向向外 D. 逐渐减弱，方向向里 ‎【答案】CD ‎【解析】磁场发生变化，回路变为圆形，是由线圈受到的安培力的方向向外，导线围成的面积扩大，根据楞次定律的推广形式可得，导线内的磁通量一定正在减小，磁场在减弱，故CD正确，AB错误．故选CD．‎ ‎8.用细线悬挂一个金属铜环，过圆环的圆心且与环面垂直的直线上有一条形磁铁如图，当磁铁远离圆环平移时，下列说法中正确的是(　 　)‎ A. 圆环将向左运动 B. 圆环将向右运动 C. 圆环中的感应电流方向沿顺时针方向(从左向右看)‎ D. 圆环中的感应电流方向沿逆时针方向(从左向右看)‎ ‎【答案】AC ‎【解析】当条形磁铁N极远离线圈时，根据楞次定律：“来拒去留”，可知远离时受到圆环的吸引，则圆环向左运动，故A正确，B错误；当条形磁铁N极远离时，导线线圈的磁通量减小，由楞次定律：增反减同，可知，线圈中产生感应电流的方向顺时针（从左向右看）；故C正确，D错误．所以AC正确，BD错误．‎ ‎9.如图所示，电路中A、B是规格相同的灯泡，L是电阻可忽略不计的电感线圈，那么 A. 合上S，A、B一起亮，然后A变暗后熄灭 B. 合上S，B先亮，A逐渐变亮，最后A、B一样亮 C. 断开S，A立即熄灭，B由亮变暗后熄灭 D. 断开S，B立即熄灭，A闪亮一下后熄灭 ‎【答案】AD ‎【解析】AB．闭合S时，电源的电压同时加到两灯上，A、B同时亮，随着L中电流增大，由于线圈L直流电阻可忽略不计，分流作用增大，A 逐渐被短路直到熄灭，外电路总电阻减小，总电流增大，B变亮．A正确，B错误;‎ CD．断开S，B立即熄灭，线圈中电流减小，产生自感电动势，感应电流流过A灯，A闪亮一下后熄灭． D正确，C错误；故选AD。‎ ‎10.某正弦交流电的i－t图象如图所示，则该电流的(　 　)‎ A. 频率f＝0.02 Hz B. 有效值I＝10 A C. 峰值Im＝10 A D. 瞬时值表达式i＝20sin 100πt(A)‎ ‎【答案】BD ‎【解析】由图可知，周期T=0.02s，频率为，故A错误；正弦交流电峰值Im=20A，有效值，故B正确，C错误；角速度ω=2πf=100πrad/s，所以瞬时值表达式i=20sin100πt A，故D正确．所以BD正确，AC错误．‎ ‎11.某发电站采用高压输电向外输送电能．若输送的总功率为P0，输电电压为U，输电导线的总电阻为R．则下列说法正确的是 A. 输电线上的电流 B. 输电线上的电流 C. 输电线上损失的功率 D. 输电线上损失的功率 ‎【答案】BC ‎【解析】根据得，输电线上的电流，由于U不是输电线上损失的电压，不能通过求解输电线上的电流，A错误B正确；输电线上损失的功率，C正确D错误．‎ ‎12.如图所示，金属杆ab以恒定的速率v在光滑的平行导轨上向右滑行，设整个电路中总电阻为R（恒定不变），整个装置置于垂直于纸面向里的匀强磁场中，下列说法正确的是（　　）‎ A. ab杆中的电流与速率v成正比 B. 磁场作用于ab杆的安培力与速率v成正比 C. 电阻R上产生的电热功率与速率v成正比 D. 外力对ab杆做功的功率与速率v成正比 ‎【答案】AB ‎【解析】A．切割磁感线产生的电动势 则电流强度 知电流强度与速率成正比，A正确；‎ B．根据 知安培力与速率成正比，B正确；‎ C．根据 知电阻R产生的热功率与速率的平方成正比，C错误；‎ D．杆做匀速运动，由平衡条件可知，外力为 根据 知外力的功率与速率的平方成正比，D错误。故选AB。‎ 二、计算题【解答过程中必须有一定的文字说明13，14题各10分，15题12分，16题20分】‎ ‎13.如图所示，一个变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在U1=220V的市电上，向额定电压为U2=1.80×104V的霓虹灯供电，使它正常发光．为了安全，需在原线圈回路中接入熔断器，使副线圈电路中电流超过12mA时，熔丝就熔断．‎ ‎（1）熔丝的熔断电流是多大?‎ ‎（2）当副线圈电路中电流为10mA时．变压器的输入功率是多大?‎ ‎【答案】（1）0.98A；（2）180W。‎ ‎【解析】（1）设原、副线圈上的电压、电流分别为U1、U2、I1、I2‎ 根据理想变压器的输入功率等于输出功率，有：‎ I1U1=I2U2‎ 当I2=12mA时，I1即为熔断电流.代入数据得 I1=0.98A.‎ ‎（2）设副线圈中电流为=10mA时，变压器的输入功率为P1，根据理想变压器的输入功率等于输出功率，有：‎ 代入数据得 P1=180W ‎14.有一面积为S＝100 cm2的金属环如图甲所示，电阻为R＝0.1 Ω，环中磁场变化规律如图乙所示，且磁场方向垂直环面向里，在t1到t2时间内 ‎(1)环中感应电流的方向如何？‎ ‎(2)通过金属环的电荷量为多少？(要有公式的推导过程)‎ ‎【答案】（1）逆时针方向（2）0.01C ‎【解析】(1)由楞次定律可以判断环中感应电流方向逆时针方向． ‎ ‎(2)由图可知：磁感应强度的变化率为 ‎＝①‎ 金属环中磁通量的变化率 ‎＝S＝·S②‎ 环中形成的感应电流 I＝＝＝③‎ 通过金属环的电荷量 Q＝IΔt④‎ 由①②③④解得 Q＝＝C＝0.01 C 答案　逆时针方向　0.01 C ‎15.如图所示，P、Q为水平面内平行放置的光滑金属长直导轨，间距为L1，处在竖直向下、磁感应强度大小为B1的匀强磁场中．一导体杆ef垂直于P、Q放在导轨上，在外力作用下向左做匀速直线运动．质量为m、每边电阻均为r、边长为L2的正方形金属框abcd置于竖直平面内，两顶点a、b通过细导线与导轨相连，磁感应强度大小为B2的匀强磁场垂直金属框向里，金属框恰好处于静止状态．不计其余电阻和细导线对a、b点的作用力．‎ ‎(1)通过ab边的电流Iab是多大？‎ ‎(2)导体杆ef的运动速度v是多大？‎ ‎【答案】（1） （2） ‎ ‎【解析】(1)设通过正方形金属框的总电流为I，ab边的电流为Iab，dc边的电流为Idc，有 ‎ ‎ 金属框受重力和安培力，处于静止状态，有mg＝B2IabL2＋B2IdcL2 ‎ 联立以上解得： ‎ ‎(2)由(1)可得 设导体杆切割磁感线产生的电动势为E，有E＝B1L1v ‎ 设ad、dc、cb三边电阻串联后与ab边电阻并联的总电阻为R，则 根据闭合电路欧姆定律，有 联立以上解得：‎ ‎16.如图所示,C是放在光滑的水平面上的一块木板,木板的质量为3m,在木板的上面有两块质量均为m的小木块A和B,它们与木板间的动摩擦因数均为μ，最初木板静止,A、B两木块同时以方向水平向右的初速度v0和2v0在木板上滑动,木板足够长,A、B始终未滑离木板,重力加速度为g，求:‎ ‎(1)木块B从刚开始运动到与木板C速度刚好相等的过程中,木块B所发生的位移；‎ ‎(2)木块A在整个过程中的最小速度；‎ ‎(3)整个过程中,A、B两木块相对于木板滑动的总路程是多少?‎ ‎【答案】（1），（2），（3）‎ ‎【解析】试题分析：（1）木块A先做匀减速直线运动，后做匀加速直线运动；木块B一直做匀减速直线运动；木板C做两段加速度不同的匀加速直线运动，直到A、B、C三者的速度相等为止，设为v1．对A、B、C三者组成的系统，由动量守恒定律得：mv0+2mv0=（m+m+3m）v1‎ 解得：v1=0．6 v0‎ 对木块B运用动能定理，有：‎ 解得：‎ ‎（2）设木块A在整个过程中的最小速度为v′，所用时间为t，由牛顿第二定律：‎ 对木块A：a1=μmg/m=μg，对木块C：a2=2μmg/3m=2μg/3，‎ 当木块A与木板C的速度相等时，木块A的速度最小，因此有：v0-μgt=（2μg/3）t 解得t=3v0/（5μg）‎ 木块A在整个过程中的最小速度为：v′=v0-a1t=2v0 /5．‎ ‎（3）Q总=Q1+Q2 = fs相1+fs相2=ΔEk损 所以