山西省陽泉市第二中學(xué)2020學(xué)年高二物理下學(xué)期期中試題(含解析)

陽泉二中2020學(xué)年度第二學(xué)期期中考試一試題高二物理一、單項(xiàng)選擇題：（每題4分，共計(jì)40分）1.以下說法中正確的有：（）只要閉合電路內(nèi)有磁通量，閉合電路中就有感覺電流產(chǎn)生電流周圍必然有磁場，閉合線圈在磁場中必然能產(chǎn)生電流線框不閉合時，若穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈中沒有感覺電流和感覺電動勢線框不閉合時，若穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈中沒有感覺電流，但有感覺電動勢【答案】D【解析】【詳解】A.閉合電路內(nèi)有磁通量，若磁通量不變化，則閉合電路中就沒有感覺電流產(chǎn)生。故A錯誤；依照電流的磁效應(yīng)，電流周圍必然有磁場；當(dāng)穿過閉合線圈的磁通量發(fā)生變化時，閉合電路中必然有感覺電流產(chǎn)生。故B錯誤；CD.線框不閉合時，若穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈中沒有感覺電流，但有感應(yīng)電動勢。故C錯誤，D正確。應(yīng)選：D2.依照楞次定律可知感覺電流的磁場必然是：（）阻攔引起感覺電流的磁通量的變化與引起感覺電流磁場反向阻攔引起感覺電流的磁通量與引起感覺電流的磁場方向同樣?！敬鸢浮緾【解析】依照楞次定律知：感覺電流的磁場必然阻攔引起感覺電流的磁通量的變化，應(yīng)選C.以下列圖，在水平面上有一固定的U形金屬框架，框架上置一金屬桿ab，不計(jì)摩擦.在豎直方向上有勻強(qiáng)磁場，則（）A.若磁場方向豎直向上并增大時，桿ab將向右搬動B.若磁場方向豎直向下并增大時，桿ab將向右搬動C.若磁場方向豎直向上并減小時，桿ab將向右搬動D.若磁場方向豎直向下并減小時，桿ab將向左搬動【答案】C【解析】【詳解】A.若磁場方向豎直向上并增大時，由楞次定律獲取ab中感覺電流方向：a→b，依照左手定則，

ab碰到的安培力向左，則

ab向左搬動。故

A錯誤；B.若磁場方向豎直向下并增大時，由楞次定律獲取

ab中感覺電流方向：

b→a，根據(jù)左手定則，

ab碰到的安培力向左，則

ab向左搬動。故

B錯誤；C.若磁場方向豎直向上并減小時，由楞次定律獲取

ab中感覺電流方向：

b→a，根據(jù)左手定則，

ab碰到的安培力向右，則

ab向右搬動。故

C正確；D.若磁場方向豎直向下并減小時，由楞次定律獲取

ab中感覺電流方向：

a→b，根據(jù)左手定則，ab碰到的安培力向右，則ab向右搬動。故D錯誤。應(yīng)選：C.4.關(guān)于磁場中的導(dǎo)線框產(chǎn)生的感覺電動勢，以下說法正確的選項(xiàng)是()A.穿過導(dǎo)線框的磁通量為零的剎時，線框的感覺電動必然定為0穿過導(dǎo)線框的磁通量很大，線框的感覺電動勢也最大穿過導(dǎo)線框的磁通量變化量越大，線框的感覺電動必然定越大穿過導(dǎo)線框的磁通量變化率越小，線框的感覺電動必然定越小【答案】D【解析】依照法拉第電磁感覺定律可知，穿過導(dǎo)線框的磁通量變化率越大，線框的感覺電動必然定越大；磁通量為零，感覺電動勢不用然為零；磁通量很大，但磁通量的變化率不用然很大，感覺電動勢不用然大，應(yīng)選項(xiàng)AC錯誤，BD正確；應(yīng)選BD.在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，水平放置一個不變形的單匝金屬圓線圈，規(guī)定線圈中感覺電流的正方向如圖1所示，當(dāng)磁場的磁感覺強(qiáng)度B隨時間如圖2變化時，以下列圖中正確表示線圈中感覺電動勢E變化的是（）A.B.C.D.【答案】A【解析】在0-1s內(nèi)，依照法拉第電磁感覺定律，．依照楞次定律，感覺電動勢的方向與圖示箭頭方向同樣，為正當(dāng)；在1-3s內(nèi)，磁感覺強(qiáng)度不變，感覺電動勢為零；在3-5s內(nèi)，依照法拉第電磁感覺定律，．依照楞次定律，感覺電動勢的方向與圖示方向相反，為負(fù)值，故A正確．以下列圖,閉合線圈上方有一豎直放置的條形磁鐵,磁鐵的N極朝下。當(dāng)磁鐵向下運(yùn)動時(但未插入線圈內(nèi)部)()線圈中感覺電流的方向與圖中箭頭方向同樣線圈中感覺電流的方向與圖中箭頭方向相反線圈中感覺電流的方向與圖中箭頭方向相反線圈中感覺電流的方向與圖中箭頭方向同樣

磁鐵與線圈相互吸引磁鐵與線圈相互排斥磁鐵與線圈相互吸引磁鐵與線圈相互排斥【答案】D【解析】【詳解】當(dāng)磁鐵N極朝下，向下運(yùn)動時，穿過線圈的磁通量向下，且增大，依照楞次定律，感覺電流的磁場阻攔磁通量的增加，方向向上，則線圈中的電流方向與箭頭方向同樣，磁鐵與線圈相互排斥。故ABC錯誤，D正確；應(yīng)選：D7.交流發(fā)電機(jī)分兩類，電樞轉(zhuǎn)動，磁極不動發(fā)電機(jī)叫做旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機(jī)；磁極轉(zhuǎn)動，電樞不動的發(fā)電機(jī)叫做旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)。一臺旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)，其電樞線圈有n匝，磁極轉(zhuǎn)動過程中，穿過線圈的磁通量φ隨時間t變化的規(guī)律以下列圖。以下判斷正確的選項(xiàng)是()A.t=0時刻線圈位于中性面，感覺電動勢為零B.該發(fā)電機(jī)磁極的轉(zhuǎn)速為2πωC.該發(fā)電機(jī)電動勢的最大值為nφmωD.外電路斷開時，該發(fā)電機(jī)的端電壓為nφmω【答案】C【解析】【詳解】A.線圈位于中性面的地址時，穿過線圈的磁通量最大，由圖可知，t=0時刻線圈不是位于中性面地址，故A錯誤；B.從Φ-t圖線可以看出，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動的周期為，所以轉(zhuǎn)速為，故B錯誤；C.感覺電動勢的最大值Emax=nωφm，故C正確；D.發(fā)電機(jī)的端電壓是交變電流電壓的有效值，即U=，故D錯誤。應(yīng)選：C家用電子調(diào)光燈的調(diào)光原理是用電子線路將輸入的正弦交流電壓的波形截去一部分來實(shí)現(xiàn)的，由截去部分的多少來調(diào)治電壓，從而實(shí)現(xiàn)燈光的可調(diào)，比過去用變壓器調(diào)壓方便且體積較?。畴娮诱{(diào)光燈經(jīng)調(diào)整后的電壓波形以下列圖，若用多用電表測燈泡兩端的電壓，多用電表示數(shù)為()A.UmB.UmC.UmD.Um【答案】B【解析】【詳解】設(shè)交流電的有效值為U，將交流電與直流電分別經(jīng)過同樣電阻R，解析一個周期內(nèi)熱量：交流電直流電依照熱效應(yīng)等效，聯(lián)立解得：。故B正確，ACD錯誤。應(yīng)選：B以下列圖，某小型發(fā)電站發(fā)電機(jī)輸出的交流電壓為500V，輸出的電功率為50kW，用電阻為3Ω的輸電線向遠(yuǎn)處送電，要求輸電線上損失功率為輸電功率的0.6%，則發(fā)電站要安裝一升壓變壓器，到達(dá)用戶再用降壓變壓器變?yōu)?20V供用戶使用(兩個變壓器均為理想變壓器)。對整個送電過程，以下說法正確的選項(xiàng)是()A.輸電線上的損失功率為300WB.升壓變壓器的匝數(shù)比為1︰100C.輸電線上的電流為100AD.降壓變壓器的輸入電壓為4700V【答案】A【解析】【詳解】A、線路上損失的功率P損=0.6%P=300W，故A正確；B、依照P損=0.6%P==300W，得輸電線上的電流為：I2=10A，升壓變壓器原線圈的輸入電流為：

I1=P/U1=50000/500A=100A，則升壓變壓器的匝數(shù)之比為：

n1：n2=I2：I1=1：10.故B錯誤，C錯誤；輸電線上損失的電壓為：△U=I2R=10×3V=30V，升壓變壓器的輸出電壓為：U2=10U=5000V，則降壓變壓器的輸入電壓為：U3=U2-△U=5000-30=4970V.故D錯誤。應(yīng)選：A。粗細(xì)均勻的電阻絲圍成的正方形線框置于有界勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于線框平面，其界線與正方形線框的邊平行，現(xiàn)使線框以同樣大小的速度沿四個不同樣方向平移出磁場，以下列圖，則在搬動過程中線框的一邊a、b兩點(diǎn)間電勢差絕對值最大的是（）A.B.C.D.【答案】C【解析】【詳解】磁場中切割磁感線的邊相當(dāng)于電源，外電路由三個同樣電阻串通形成，ABD圖中

a、b兩點(diǎn)間電勢差為外電路中一個電阻兩端電壓為：

，C圖中

a、b兩點(diǎn)間電勢差為路端電壓為：

，所以

a、b兩點(diǎn)間電勢差絕對值最大的是應(yīng)選：C。

C圖所示。二、多項(xiàng)選擇題：（每題5分，共計(jì)25分）11.以下列圖，a、b燈分別標(biāo)有“36V40W”和“36V25W”，閉合電鍵，調(diào)治R，使a、b都正常發(fā)光。這時斷開電鍵后重做實(shí)驗(yàn)：閉合電鍵，牢固后再斷開電鍵，則電鍵閉合時a、b一起變亮電鍵閉合時a逐漸變亮、b立刻變亮斷開電鍵后b立刻熄滅，a突然變亮此后逐漸熄滅斷開電鍵后a、b一起逐漸熄滅【答案】BD【解析】【詳解】AB.閉合剎時，L相當(dāng)于斷路，b立刻變亮，a逐漸變亮，故A錯誤，B正確；CD.電鍵斷開，L相當(dāng)于電源與兩個燈泡串通，a、b燈泡一起逐漸熄滅，故C錯誤，正確應(yīng)選：BD以下列圖，導(dǎo)線AB可在平行導(dǎo)軌MN上滑動，接觸優(yōu)異，軌道電阻不計(jì)電流計(jì)中如同下列圖方向感覺電流經(jīng)過時，AB的運(yùn)動情況是：（）向右加速運(yùn)動向右減速運(yùn)動向左減速運(yùn)動向左加速運(yùn)動【答案】AC【解析】【詳解】產(chǎn)生以下列圖的電流時，右邊螺線管內(nèi)的磁場方向是向上的，依照楞次定律，感覺電流產(chǎn)生的磁場要阻攔原磁場的變化。那么左側(cè)就是兩種情況：1.向左減速運(yùn)動，左側(cè)螺線管的磁場方向向下減弱；2.向右加速運(yùn)動，左側(cè)螺線管中磁場方向向上增強(qiáng)。故AC正確，BD錯誤。應(yīng)選：AC13.以下列圖，把金屬圓環(huán)勻速拉出磁場，下邊表達(dá)正確的選項(xiàng)是()無論向什么方向拉出，只要產(chǎn)生感覺電流方向都是順時針向左拉出和向右拉出所產(chǎn)生的感覺電流方向相反向右勻速拉出時，感覺電流大小不變要將金屬環(huán)勻速拉出，拉力大小要改變【答案】AD【解析】【詳解】AB.無論沿什么方向?qū)⒕€圈拉出磁場，穿過線圈的磁通量都減小，依照楞次定律判斷可知，線圈中感覺電流的方向都是沿順時針方向。故A正確，B錯誤；C.感覺電流的大小與感覺電動勢有關(guān)，而感覺電動勢與線圈搬動時切割磁感線的有效長度有關(guān)，由于勻速搬動過程中有效的切割長度先增大后減小，則感覺電動勢也先增大后減小，感覺電流先增大后減小。故C錯誤；D.線圈在切割磁感線的過程中，安培力的大?。篎=BIL，與電流的大小以及安培力的有效長度有關(guān)，由于感覺電流先增大后減小，搬動過程中有效長度先增大后減小，所以對金屬環(huán)的拉力大小先增大后減小，會發(fā)生變化。故D正確。應(yīng)選：AD.以下列圖，閉合小金屬環(huán)從高h(yuǎn)處的圓滑曲面上端無初速度滾下，又沿曲面的另一側(cè)上升，則以下說法正確的選項(xiàng)是（）A.若是勻強(qiáng)磁場，環(huán)在左側(cè)滾上的高度小于hB.若是勻強(qiáng)磁場，環(huán)在左側(cè)滾上的高度等于hC.若是非勻強(qiáng)磁場，環(huán)在左側(cè)滾上的高度等于hD.若是非勻強(qiáng)磁場，環(huán)在左側(cè)滾上的高度小于h【答案】BD【解析】【詳解】A.若是勻強(qiáng)磁場，穿過閉合金屬環(huán)的磁通量不變，沒有感覺電流產(chǎn)生，機(jī)械能守恒，環(huán)在左側(cè)滾上的高度不變，等于h.故A錯誤，B正確；C.若是非勻強(qiáng)磁場，閉合小金屬環(huán)中由于電磁感覺產(chǎn)生感覺電流，機(jī)械能減小轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能，高度減小，則環(huán)在左側(cè)滾上的高度小于h，故C錯誤，D正確。應(yīng)選：BD.以下列圖，長L1寬L2的矩形線圈電阻為R，處于磁感覺強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場邊緣，線圈與磁感線垂直．將線圈以向右的速度v勻速拉出磁場，則拉力F大小為拉力做的功為C.線圈中產(chǎn)生的電熱D.經(jīng)過線圈某一截面的電荷量【答案】CD【解析】【詳解】A.感覺電動勢：E=BL2v，電流：I=E/R，安培力：F安=BIL2，線框做勻速直線運(yùn)動，由平衡條件得：F=F安=，故A錯誤；B.依照功W=FS，拉力的功：W=FL1=，故B錯誤；C.依照功能關(guān)系，線框拉出的過程，拉力做正功，動能不變，線框中產(chǎn)生內(nèi)能，增加的內(nèi)能等于拉力所做的功，故Q=，故C正確；D.經(jīng)過線圈某一截面的電荷量：q=I?t===，故D正確。應(yīng)選：CD三、實(shí)驗(yàn)題(本題共5分)在研究電磁感覺現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)中所用的器材以下列圖。它們是：①電流計(jì)、②直流電源、③帶鐵芯的線圈A、④線圈B、⑤電鍵、⑥滑動變阻器（用來控制電流以改變磁場強(qiáng)弱）。試按實(shí)驗(yàn)的要求在實(shí)物圖上連線______________（圖中已連好一根導(dǎo)線）。若連接滑動變阻器的兩根導(dǎo)線接在接線柱C和D上，而在電鍵剛閉合時電流表指針左偏，則電鍵閉合后滑動變阻器的滑動觸頭向接線柱C搬動時，電流計(jì)指針將_________（填“左偏”、“右偏”、“不偏”）?！敬鸢浮?1).(2).右偏【解析】【詳解】(1)將電源、電鍵、變阻器、線圈A串通成一個回路，注意滑動變阻器接一上一下接兩個接線柱，再將電流計(jì)與線圈B串通成另一個回路，電路圖以下列圖。閉合開關(guān)，穿過副線圈的磁通量增大，矯捷電流表的指針向左偏；由電路圖可知，電鍵閉合后滑動變阻器的滑動觸頭向接線柱C搬動時，滑動變阻器接入電路的阻值變大，經(jīng)過線圈A的電流變小，磁場變?nèi)?，穿過線圈B的磁場方向不變，磁通量變小，則電流表指針向右偏。四、計(jì)算題（30分，解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟,只寫出最后答案的不得分。有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必定寫明數(shù)值和單位）以下列圖，寬度為L＝0.20m的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上，導(dǎo)軌的一端連接阻值為R=1.0Ω的電阻。導(dǎo)軌所在空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感覺強(qiáng)度大小為B=0.50T。一根質(zhì)量為m=0.1kg的導(dǎo)體棒MN與導(dǎo)軌接觸優(yōu)異，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計(jì)，導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒間的動摩擦因數(shù)μ=0.2。導(dǎo)體棒在平行于導(dǎo)軌的拉力F作用下沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動，運(yùn)動速度v=20m/s，在運(yùn)動過程中保持導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌垂直。求：（1）在閉合回路中產(chǎn)生的感覺電流的大小和方向；（2）作用在導(dǎo)體棒上的拉力的大小?！敬鸢浮浚?）2.0A，N到M（2）0.40N【解析】【詳解】(1)導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感覺電動勢為E=BLv=2.0V感覺電流為I=E/R=2.0A；依照右手定則，閉合回路中產(chǎn)生的感覺電流的方向?yàn)閺腘到M；(2)導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動，安培力與拉力平衡即有F=F安+μmg=BIL+μmg=0.40N18.小型發(fā)電廠經(jīng)過升壓變壓器向輸電線路輸出的正弦交變電壓為U0=50kV，輸送功率為P=5.0×106W，現(xiàn)在用戶處安裝一降壓變壓器，用戶的電壓為U=220V，升壓變壓器到降壓變壓器間的輸電導(dǎo)線總電阻為R=20Ω．求：（1）輸電導(dǎo)線上的電流；（2）輸電導(dǎo)線上的電壓損失；（3）降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比；（4）用戶獲取的電功率?！敬鸢浮浚?）100A；（2）2000V；（3）2400:11；（4）4.8×106W【解析】【詳解】（1）輸電導(dǎo)線電流為I1，輸電線路的耗費(fèi)功率為P損，輸電導(dǎo)線的電壓損失為UR，降壓變壓器的輸入電壓為U1，輸出電壓為U2，降壓變壓器的線圈匝數(shù)比為n1:n2，用戶獲取的電功率為P1.依照題意有：=100A（2）輸電導(dǎo)線的電壓損失：UR=I1R=100×20V=2000V.（3）由于U0=UR+U1故U1=U0-UR=50000-2000=48000V故n1：n2=U1：U2=48000:220=2400:11（4）用戶獲取的電功率等于降壓變壓器的輸入功率，則P1=U1I1=48000×100W=4.8×106W以下列圖，水平的平行虛線間距為d=0.4m，此間有B=1.0T的勻強(qiáng)磁場。一個正