山西省沁縣中學2020學年高二物理下學期期中試題（含解析）

1、山西省沁縣中學2020學年高二物理下學期期中試題（含解析） 一、選擇題1. 關于電磁感應，下列說法正確的是（ ）A. 導體相對磁場運動，導體內(nèi)一定會產(chǎn)生感應電流B. 穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，電路中一定會產(chǎn)生感應電流C. 閉合電路在磁場中作切割磁感線運動，電路中一定會產(chǎn)生感應電流D. 導體作切割磁感線運動，導體內(nèi)一定會產(chǎn)生感應電流【答案】B【解析】試題分析：感應電流產(chǎn)生的條件為：閉合回路；回路中有磁通量的變化。AD沒強調(diào)閉合回路，AD錯；C沒強調(diào)回路中的磁通量發(fā)生變化，C錯；穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，電路中一定會產(chǎn)生感應電流,B對?？键c：感應電流產(chǎn)生的條件?！久麕燑c睛】電場感應現(xiàn)象：1

2、電磁感應現(xiàn)象：當穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時，電路中有感應電流產(chǎn)生的現(xiàn)象2產(chǎn)生感應電流的條件(1)條件：穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化(2)特例：閉合電路的一部分導體在磁場內(nèi)做切割磁感線運動3產(chǎn)生電磁感應現(xiàn)象的實質(zhì)：電磁感應現(xiàn)象的實質(zhì)是產(chǎn)生感應電動勢，如果回路閉合則產(chǎn)生感應電流；如果回路不閉合，則只有感應電動勢，而無感應電流2.如圖，在勻強磁場中，MN、PQ 是兩條平行金屬導軌，而 ab、cd 為串有電壓表和電流表的 兩根金屬棒，當兩棒以相同的速度向右運動時（ ）A. 電壓表有讀數(shù)，電流表有讀數(shù)B. 電壓表無讀數(shù)，電流表無讀數(shù)C. 電壓表有讀數(shù)，電流表無讀數(shù)D. 電壓表無讀數(shù)，電流表有讀數(shù)【答

3、案】B【解析】【詳解】兩根金屬棒產(chǎn)生感應電動勢大小相等，都為E=BLv，由右手定則可知，兩個感應電動勢方向相反，相互抵消，整個回路總的感應電動勢為零，沒有感應電流，所以電壓表和電流表讀數(shù)都是0，兩電表均無示數(shù)。故選：B。3.一個匝數(shù)為 100 匝，電阻為 1 的閉合線圈處于某一磁場中，磁場方向垂直于線圈平面，從某時刻起穿過線圈的磁通量按圖示規(guī)律變化。則線圈中產(chǎn)生交變電流的有效值為 ( )A. AB. 2AC. 4 AD. A【答案】D【解析】【詳解】01s內(nèi)的磁通量變化率為：K1=0.01/1Wb/s=0.01Wb/s，則感應電動勢=1V，11.2s內(nèi)的磁通量變化率為：K2=0.01/0.2W

4、b/s=0.05Wb/s，則感應電動勢=5V對一個定值電阻，在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量：Q=Q1+Q2=6J，根據(jù)有交流電有效值的定義：Q=I2RT=I211.2聯(lián)立解得：I=A，故ABC錯誤，D正確；故選：D4.如圖所示的電路中，a，b為兩個完全相同的燈泡，L為自感線圈，線圈的電阻不可忽略，E為電源，S為開關。下列說法正確的是（ ）A. 合上開關，a先亮，b逐漸變亮，斷開開關，a、b同時熄滅B. 合上開關，b先亮，a逐漸變亮，斷開開關，a先熄滅，b后熄滅C. 合上開關，b先亮，a逐漸變亮，斷開開關，a、b同時熄滅，但b燈要閃亮一下再熄滅D. 合上開關，b先亮，a逐漸變亮，斷開開關，a、b同時熄滅

5、，但b燈不會閃亮一下再熄滅【答案】D【解析】【詳解】合上開關K接通電路，b立即亮，線圈對電流的增大有阻礙作用，所以通過a的電流慢慢變大，因線圈L電阻不可忽略，最后b比a亮；斷開開關K切斷電路時，通過b的原來的電流立即消失，線圈對電流的減小有阻礙作用，所以通過線圈和a的電流會慢慢變小，并且通過b，所以兩燈泡一起過一會兒熄滅；由于電流穩(wěn)定時提供b的電流大于通過a的電流，所以b燈不會閃亮一下再熄滅。故ABC 錯誤，D正確。5.如圖所示，將硬導線中間一段折成不封閉的正方形，每邊長為l，它在磁感應強度為B、方向如圖所示的勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為n，導線在a、b兩處通過電刷與外電路連接，外電路有額定功率

6、為P的小燈泡并正常發(fā)光，電路中除燈泡外，其余部分的電阻不計，燈泡的電阻應為()A. B. C. D. 【答案】B【解析】單匝正方形線圈繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動，將產(chǎn)生正弦式電流，則電動勢的最大值EmBl22nBl2，其有效值E，計算小燈泡的額定功率P要用其有效值，即P.R，故只有B選項正確6.在遠距離輸電時，輸送的電功率為P，輸電電壓為U，所用導線電阻率為，橫截面積為S，兩根輸電線總長度為L，輸電線損失的電功率為P，用戶得到的電功率為P用，則A. B. C. D. 【答案】B【解析】【詳解】AB、輸電線電阻R，輸出電流I，故輸電線上損失的電功率為I2R，故A錯誤B正確；CD、用戶得到的電功

7、率為：P用PP（1），故CD錯誤。7.如圖甲所示，光滑導軌水平放置在與水平方向夾角為 60的勻強磁場中，勻強磁場的磁感應強度 B 隨時間 t 的變化規(guī)律如圖乙所示(規(guī)定圖甲中 B 的方向為正方向)，導體棒 ab 垂直導軌放置且與導軌接觸良好， 除電阻 R 的阻值外，其余電阻不計，導體棒 ab 在水平拉力作用下始終處于靜止狀態(tài)，規(guī)定 ab 的方向為電流的正方向，水平向右的方向為拉力的正方向，則在 0t1 時間內(nèi)，能正確反映流過導體棒 ab 的電流 I 和導體棒 ab 所受水平拉力 F 隨時間 t 變化的圖象是 ( )A. B. C. D. 【答案】BD【解析】【分析】由法拉第電磁感應定律可分析電

8、路中的電動勢，則可分析電路中的電流，根據(jù)楞次定律判斷感應電流的方向；由安培力公式可得出安培力的表達式，則可得出正確的圖象【詳解】由，由圖乙知，B的變化率不變，即保持不變，則感應電動勢保持不變，電路中電流I不變；根據(jù)楞次定律判斷得知ab中感應電流沿ba，為負值。故AB錯誤。由安培力F=BIL可知，電路中安培力隨B的變化而變化，當B為負值時，根據(jù)楞次定律判斷可知ab中感應電流從b到a，安培力的方向垂直于磁感線斜向右下方，如圖所示，根據(jù)平衡條件可知，水平外力水平向左，為負，大小為 ，同理，B為正值時，水平外力水平向右，為正，大小為，故C錯誤，D正確；故選D。【點睛】對于圖象問題，關鍵要熟練運用法拉第

9、電磁感應定律、安培力、左手定則等規(guī)律，得到物理量的表達式，再研究圖象的意義可定性判斷與定量、排除法和直判法相結(jié)合的方法進行解答8.如圖所示，足夠長的U型光滑金屬導軌平面與水平面成角(090)，其中MN與PQ平行且間距為L，N、Q間接有阻值為R的電阻，勻強磁場垂直導軌平面，磁感應強度為B，導軌電阻不計質(zhì)量為m的金屬棒ab由靜止開始沿導軌下滑，并與兩導軌始終保持垂直且接觸良好，ab棒接入電路的電阻為r，當金屬棒ab下滑距離x時達到最大速度v，重力加速度為g，則在這一過程中()A. 金屬棒做勻加速直線運動B. 當金屬棒速度為時，金屬棒的加速度大小為0.5gsinC. 電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為D. 通過

10、金屬棒某一橫截面的電量為【答案】D【解析】【詳解】A根據(jù)牛頓第二定律可得：，即：，當速度增大時，安培力增大，加速度減小，所以金屬棒ab開始做加速度逐漸減小的變加速運動，不是勻加速直線運動，故A錯誤；B金屬棒ab勻速下滑時，則有： ，即，當金屬棒速度為時，金屬棒的加速度大小為，故B錯誤；C根據(jù)動能定理可得：，解得產(chǎn)生的焦耳熱為：，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為：，故C錯誤；D通過金屬棒某一橫截面的電量為，故D正確；9.如圖，兩同心圓環(huán) A、B 置于同一水平面上，其中 B 為均勻帶正電絕緣環(huán)，A 為導體環(huán)。當 B 繞軸心順時針轉(zhuǎn)動且轉(zhuǎn)速增大時，下列說法正確是 ( )A. A 中產(chǎn)生逆時針的感應電流B. A

11、 中產(chǎn)生順時針的感應電流C. A 具有收縮的趨勢D. A 具有擴展的趨勢【答案】BD【解析】【詳解】由圖可知，B為均勻帶負電絕緣環(huán)，B中電流為逆時針，由右手螺旋定則可知，電流磁場向外且增大A、B項：由楞次定律可知，磁場增大時，感應電流的磁場與原磁場方向相反，所感應電流的磁場方向向里，所以感應電流的方向為順時針方向，故A錯誤，B正確；C、D項：B環(huán)外的磁場方向與B環(huán)內(nèi)的磁場方向相反即向里，由左手定則可知，A受的安培力方向背離圓心向外，所以 A環(huán)具有面積擴展的趨勢，故C錯誤，D正確。故選：BD。10.圖甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比n1n2=51，電阻R=10，L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡

12、，S1為單刀雙擲開關。原線圈接正弦交變電源，輸入電壓u隨時間t的變化關系如圖乙所示?，F(xiàn)將S1接1、S2閉合，此時L2正常發(fā)光。下列說法正確的是 ( )A. 輸入電壓u的表達式u=20sin314tVB. 只斷開S2后，L1、L2均正常發(fā)光C. 只斷開S2后，原線圈的輸入功率減小D. 若S1換接到2后，R消耗的電功率為1.6W【答案】ACD【解析】【詳解】A.由圖可得，周期T=0.02s，=2/T=100，輸入電壓最大值Um=20V，所以輸入電壓u的表達式u=20sin314t（V），故A正確；B.只斷開S2后，負載電阻變大為原來的2倍，電壓不變，副線圈電流變小為原來的一半，L1、L2均不能正常

13、發(fā)光，故B錯誤；C. 只斷開S2后，負載電阻變大為原來的2倍，電壓不變，輸出功率減小、則輸入功率也減小，故C正確；D.若S1換接到2后，電阻R電壓有效值為U2=4V，R消耗的電功率為=1.6W，故D正確。故選：ACD。11.調(diào)壓變壓器是一種自耦變壓器，其構(gòu)造如圖所示。線圈AB繞在一個圓環(huán)形的鐵芯上。AB間加上正弦交流電壓U，移動滑動觸頭P的位置，就可以調(diào)節(jié)輸出電壓。在輸出端連接了滑動變阻器R和理想交流電流表，變阻器的滑動觸頭為Q。則A. 保持P的位置不動，將Q向下移動時，電流表的讀數(shù)變大B. 保持P的位置不動，將Q向上移動時，電流表的讀數(shù)變大C. 保持Q的位置不動，將P沿逆時針方向移動時，電流

14、表的讀數(shù)變大D. 保持Q的位置不動，將P沿逆時針方向移動時，電流表的讀數(shù)變小【答案】BC【解析】【詳解】AB、保持P的位置不動，即是保持變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比不變，則滑動變阻器R兩端的電壓不變，當將Q向下移動時，連入電路的電阻的阻值變大，因而電流減?。?，當將Q向上移動時，連入電路的電阻的阻值變小，因而電流變大，因而A錯誤，B正確；CD、保持Q的位置不動，即是保持滑動變阻器R連入電路的阻值不變，將P沿逆時針方向移動時，變壓器的原線圈的匝數(shù)不變，副線圈的匝數(shù)增多，滑動變阻器R兩端的電壓將增大，所以電流表的讀數(shù)變大，C正確D錯誤。12.如圖所示，在光滑水平面上方，有兩個磁感應強度大小均為B、方向

15、相反的水平勻強磁場，如圖所示，PQ為兩個磁場的邊界，磁場范圍足夠大。一個邊長為a ，質(zhì)量為m，電阻為R的正方形金屬線框垂直磁場方向，以速度v從圖示位置向右運動，當線框中心線AB運動到PQ重合時，線框的速度為v/2，則 ( )A. 此時線框中的電功率為2B2a2v2/RB. 此時線框的加速度為2B2a2v/(mR)C. 此過程通過線框截面的電量為Ba2/RD. 此過程回路產(chǎn)生的電能為0.75mv2【答案】BC【解析】【詳解】A、當線框中心線AB運動到與PQ重合時，回路中產(chǎn)生感應電動勢為：E=2Ba=Bav，感應電流為：I=，此時線框中的電功率為：P=I2R=，故A錯誤；B、左右兩邊所受安培力大小

16、均為：F=BIa=，安培力方向均向左，合力為2F，則加速度為：a=，故B正確；C、此過程線框磁通量的變化量為：=Ba2-0=Ba2，通過線框截面的電量為：q=，故C正確；D、根據(jù)能量守恒定律得到，此過程回路產(chǎn)生的電能為：Q=mv2-m（）2=0.375mv2，故D錯誤。故選：BC。二、實驗題和填空題13.如圖所示的是“研究電磁感應現(xiàn)象”的實驗裝置(1) 將圖中所缺導線補接完整_ .(2)如果在閉合開關時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針向右偏了一下，那么合上開關后將線圈A迅速從線圈B中拔出時，電流計指針將_（選填“向右偏”、“向左偏”或“不偏轉(zhuǎn)”）.【答案】 (1). 將圖中所缺導線補接完整如圖. (2).

17、 向左【解析】將電源、電鍵、變阻器、小螺線管串聯(lián)成一個回路，再將電流計與大螺線管串聯(lián)成另一個回路，電路圖如圖所示如果在閉合開關時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針向右偏了一下，即當穿過線圈的磁通量增加時，靈敏電流計的指針右偏，那么合上開關后線圈A迅速從線圈B中拔出時，穿過線圈的磁通量減小，靈敏電流計的指針左偏；14.如圖所示，勻強磁場 B0.05T，矩形線圈的匝數(shù) N100，邊長 Lab0.20m，Lbc0.10m， 以 300r/min 的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動，線圈總電阻為 2，線圈外接電阻為 8從通過中性面時開始計時，（1）交變電動勢的瞬時值表達式為_V；（2）交變電壓表的示數(shù)為_V；（3）線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過/

18、2的過程中，電阻 R 上產(chǎn)生的熱量為_J【答案】 (1). esin10t V (2). (3). 【解析】【詳解】（1）線圈的角速度：=2n=2300/60rad/s=10rad/s感應電動勢的最大值：Em=NBS=1000.05(0.20.1)10=（V），故線圈中感應電動勢的瞬時值表達式為：e=Emsint=sin10t（V）（2）電壓表測量電阻R兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律，（3）周期T=2/=0.2s，轉(zhuǎn)過/2所用時間為T/4，根據(jù)法拉第電磁感應定律，線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過/2的過程中，R產(chǎn)生的熱量為：代入數(shù)據(jù)解得：三、計算題15.如圖，間距 L1 m 的兩根足夠長的固定水平平行導軌間存在著

19、勻強磁場，其磁感應強度大小B1 T、方向垂直于紙面向里，導軌上有一金屬棒 MN 與導軌垂直且在水平拉力 F 作用下以 v2 m/s 的速度水平向左勻速運動。R18 ，R212 ，C6F，導軌和棒的電阻及一切摩擦均不計。開關 S1、S2 閉合，電路穩(wěn)定后，求：（1）通過 R2 的電流 I 的大小和方向；（2）拉力 F 的大?。唬?）開關 S1 切斷后通過 R2 的電荷量 Q。【答案】（1）0.1A（2）0.1N（3）7.210-6C【解析】（1）開關S1、S2閉合后，根據(jù)右手定則知棒中感應電流方向是由MN，所以通過R2的電流方向是由ba.MN中產(chǎn)生的感應電動勢的大小E=BLv.流過R2的電流I=

20、.代入數(shù)據(jù)解得I=0.1A。.(2)棒受力平衡，有，.代入數(shù)據(jù)解得(3)開關S1、S2閉合，電路穩(wěn)定后，電容器所帶電荷量Q1=CIR2S1切斷后，流過R2的電荷量Q等于電容器所帶電荷量的減少量，即Q=Q1-0代入數(shù)據(jù)解得Q=7.210-6C.16.如圖，abcd 是一個質(zhì)量為 m，邊長為 L 的正方形金屬線框，從圖示位置自由下落，在下落 h 后進入磁感應強度為 B 的勻強磁場，恰好做勻速直線運動，該磁場的寬度也為 L在這個磁場的正下方 h+L 處以下，還充滿一個強度未知的勻強磁場（寬度足夠?qū)?，且圖中未畫出），金屬線框 abcd 在進入這個磁場時也恰好做勻速直線運動。（不計空氣阻力影響）求：（1

21、）線框 cd 邊剛進入未知磁場時的速度大小？（2）未知磁場的磁感應強度大小？（3）線框從開始下落到完全進入未知磁場的全過程中，產(chǎn)生的電能是多少？【答案】(1)；(2) ；(3)3mgL【解析】【詳解】（1）線框進入第一個磁場前做自由落體運動，機械能守恒，由機械能守恒定律得：mghmv12解得：v1 ，線框離開第一個磁場后到進入第二個磁場前做勻加速運動，由勻變速運動的速度位移公式得：v22v122gh解得：v22；（2）線框進入第一個磁場過程所受安培力：FBIL ，線框進入磁場過程做勻速直線運動，由平衡條件得：mg，線框進入第二個磁場過程受到的安培力：FBIL，線框進入第二個磁場過程做勻速直線運動，由平衡條件得：mg 解得，磁感應強度：B ；（3）線框穿過兩個磁場時都做勻速直線運動，減少的重力勢能都轉(zhuǎn)化為電能