安徽省蚌埠市铁路中学2018_2019学年高二物理下学期期中试题（含解析）.docx

安徽省蚌埠市铁路中学2018-2019学年高二物理下学期期中试题（含解析）一、选择题1.自然界的电、热和磁等现象是相互联系的，许多物理学家为探寻它们之间的联系做出了卓越的贡献，以下说法不符合史实的是（ ）A. 法拉第发现了电磁感应现象，进一步完善了电与磁现象的内在联系B. 奥斯特发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的联系C. 法拉第提出了场的概念，并用电场线和磁感线形象地描述电场和磁场D. 伏特发现了电流热效应的规律，定性地给出了电能和热能之间的转化关系【答案】D【解析】【详解】A、1831年，英国科学家法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象与电现象之间的联系，故选项A正确；B、1820年，奥斯特发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的联系，故选项B正确；C、英国物理学家法拉第引入了“电场”和“磁场”的概念，并用画电场线和磁感线的方法来描述电场和磁场，为经典电磁学理论的建立奠定了基础，故选项C正确；D、焦耳发现了电流热效应的规律，定性地给出了电能和热能之间的转化关系，故选项D错误；故说法不符合史实的是选项D。2. 如图所示，将一个矩形小线圈放在一个大匀强磁场中，线圈平面平行于磁感线，则线圈中有感应电流产生的情况是（ ）A. 当矩形线圈作平行于磁感线的平动B. 当矩形线圈作垂直于磁感线的平动C. 当矩形线圈绕ab边作转动时D. 当矩形线圈绕ad边作转动时【答案】C【解析】试题分析：A、当矩形线圈作平行于磁感线的平动，线圈中的磁通量都一直为零，因此磁通量不发生变化，无感应电流产生；错误B、当矩形线圈作垂直于磁感线的平动，线圈中的磁通量都一直为零，因此磁通量不发生变化，无感应电流产生；错误C、当矩形线圈绕ab边作转动时，磁通量将发生变化，如当线圈转过90时磁通量最大，所以有感应电流产生；正确D、当矩形线圈绕ad边作转动时，线圈中的磁通量都一直为零，因此磁通量不发生变化，无感应电流产生；错误故选C考点：感应电流的产生条件点评：产生感应电流条件是：闭合回路中的磁通量发生变化因此无论线圈如何运动关键是看其磁通量是否变化，从而判断出是否有感应电流产。3. 如图所示，通电螺线管左侧和内部分别静止吊一环a和b，当变阻器R的滑动头c向左滑动时（ ）A. a向左摆，b不动B. a向右摆，b向左摆C. a 向左摆，b向右摆D. a向右摆，b不动【答案】A【解析】试题分析：当变阻器R的滑动头c向左滑动时，螺线管中的电流增大，产生的磁场增强，穿过线圈a和b的磁通量增大，都将产生感应电流，根据“增反减同”，a要向左摆，而b水平方向上受力平衡，保持不动.故选A考点：考查了楞次定律的应用点评：解决本题的关键掌握楞次定律的内容，知道感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化4.在两块平行金属板中间，有一个处于静止状态的带正电的粒子若在两板间加交变电压，下列判断中正确的是（ ）A. 粒子的位移一定按正弦规律变化B. 粒子的加速度一定按正弦规律变化C. 粒子的速度一定按正弦规律变化D. 粒子的运动轨迹一定是一条正弦曲线【答案】B【解析】【详解】平行金属板间有一静止的正电粒子，若两板间加电压粒子受到电场力作用，根据和，电场力为：，即粒子的电场力随着时间按照正弦规律变化，加速度：，故粒子的加速度也随着时间按照正弦规律变化；由于速度与加速度一直同方向，故粒子一直做单方向的直线运动，位移不断增加；物体的速度方向不变，大小经过一个周期减小为零，不是按照正弦规律变化，故选项B正确，A、C、D错误。5.如图所示，两个线圈绕在同一根软铁棒上，当导体棒A运动时，发现有感应电流从a向b流过灯，则关于A的运动情况的正确的是（ ）A. 向左加速运动B. 向右匀速运动C. 向左匀速运动D. 向右加速运动【答案】A【解析】【详解】A、当导体棒向左加速运动，由右手定则可知，导体棒A中感应电流方向沿棒向下，由安培定则可知，穿过线圈的磁场方向向下，由于棒做加速运动，感应电动势变大，感应电流变大，产生的磁场增强，穿过线圈的磁通量增大，由楞次定律与安培定则可知，通过灯泡的电流从a向b，故选项A正确；BC、当导体棒做匀速运动时，导体棒切割磁感线产生感应电动势，产生的感应电动势不变，感应电流不变，电流产生的磁感应强度不变，穿过线圈的磁通量不变，下面线圈中没有感应电流，故选项B、C错误；D、当导体棒向右加速运动，由右手定则可知，导体棒A中感应电流方向沿棒向上，由安培定则可知，穿过线圈的磁场方向向上，由于棒做加速运动，感应电动势变大，感应电流变大，产生的磁场增强，穿过线圈的磁通量增大，由楞次定律与安培定则可知，通过灯泡的电流从b向a，故选项D错误。6. 有理想变压器给负载供电，变压器输入电压不变，如图所示，如果负载电阻的滑动触头向上移动，则图中所有交流电表的读数及输入功率变化情况正确的是（ ）A. V1、V2不变，A1增大，A2减小，P增大B. V1、V2不变，A1、A2增大，P增大C. V1、V2不变，A1、A2减小，P减小D. V1不变，V2增大，A1减小，A2增大，P减小【答案】C【解析】电压与匝数成正比，则电表示数不变，D错误；滑片向上移动，则电阻变大，电流I2变小，由原、副线圈中功率相等，则I1也减小，P减小，AB错误、C正确。7.如图所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线、开关S 将其与一个n匝的线圈连接，线圈 置于方向竖直向上的变化的磁场中.两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面静止放置一个质量为m、电荷量为+q的小球.S断开时传感器上有示数，S闭合时传感器上恰好无示数.线圈中的磁感应强度B的变化情况和磁通量变化率应分别是（）A. B正在增强，B. B正在减弱，C. B正在减弱，D. B正在增强，【答案】D【解析】【详解】当开关S闭合时，传感器上恰好无示数，说明小球受到竖直向上的静电力,且静电力大小等于重力，由楞次定律可判断，磁感应强度B正在增强，根据法拉第电磁感应定律得E=n ,又q=mg，故 故D正确；ABC错误故选D【点睛】根据法拉第电磁感应定律可以求出两个极板上的电压，在根据小球的受力可以求出磁通量的变化情况。8.如图(a)所示, 在光滑水平面上用恒力F拉质量为m的单匝均匀正方形铜线框, 线框边长为a, 在1位置以速度v0进入磁感应强度为B的匀强磁场并开始计时, 若磁场的宽度为b(b3a), 在3t0时刻线框到达2位置, 速度又为v0, 并开始离开匀强磁场. 此过程中vt图像如图(b)所示, 则()A. t0时, 线框右侧边MN两端电压为Bav0B. 在t0时刻线框的速度为C. 线框完全离开磁场的瞬间位置3的速度一定比t0时刻线框的速度大D. 线框从1位置进入磁场到完全离开磁场位置3过程中线框中产生的电热为2Fb【答案】D【解析】【详解】A、时，线框右侧边MN的两端电压为外电压,总的感应电动势为，外电压，故选项A错误；B、根据图象可知在时间内，线框做匀加速直线运动，合力等于，则在时刻线框的速度为，故选项B错误；CD、因为时刻和时刻线框的速度相等，进入磁场和穿出磁场的过程中受力情况相同，故线框完全离开磁场时的速度与时刻的速度相等，进入磁场克服安培力做的功和离开磁场克服安培力做的功一样多，线框在位置1和位置3时的速度相等，根据动能定理可知线框从1位置进入磁场到刚好要离开磁场位置2过程中，外力做的功等于克服安培力做的功，即有，所以线框从1位置进入磁场到完全离开磁场位置3过程中线框中产生的电热为，故选项D正确，C错误。9.如图所示，在水平面内有两根间距为d的光滑长直导轨ab、cd，b、d之间连接一个阻值为R的定值电阻，一根电阻也为R的导体棒MN垂直放置在导轨上，整个装置处于磁感应强度为B的竖直方向匀强磁场中。现对导体棒MN施加一个向右的力F，使其以速度v向右匀速运动，设MN两端电压为U,R上消耗的功率为P，导轨电阻不计下列结论正确的是（ ）A. U=，电流从b经过定值电阻R流向dB. U=，电流从d经过定值电阻R流向bC. P=FvD. P=【答案】AD【解析】【详解】AB、导体棒MN切割磁感应线产生的感应电动势大小为，导体棒MN两端电压为，根据右手定则可知电流从b经过定值电阻流向d，故选项A正确，B错误；CD、匀速运动时拉力的功率等于克服安培力做功功率，所以克服安培力做功功率为，则上消耗的功率为，故选项D正确，C错误。10.在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n1 250匝，横截面积S20 cm2，螺旋管导线电阻r1 ，R14 ，R25 ，C20 F。在一段时间内，竖直向下穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化，下列说法正确的是()A. 螺线管中产生的感应电动势为1 000 VB. 闭合S，电路中的电流稳定后，电容器下极板带正电C. 闭合S，电路中的电流稳定后，通过电阻R1的电流为0.1 AD. 闭合S，电路中的电流稳定后，再断开S，以后流经R2的电荷量为1.0105 C【答案】BCD【解析】【详解】A、根据法拉第电磁感应定律可得螺线管中产生的感应电动势为：，故选项A错误；B、闭合S，电路中的电流稳定后，根据楞次定律可知回路中产生的电流方向是逆时针，所以电容器下极板带正电，故选项B正确；C、根据闭合电路欧姆定律，则通过电阻的电流为，故选项C正确；D、S断开后，流经的电量即为S闭合时C板上所带的电量，电容器两端的电压为，流经的电量为，故选项D正确。11.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】试题分析 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。点睛 此题以交变电流图象给出解题信息，考查电磁感应及其相关知识点。解答此题常见错误主要有四方面：一是由于题目以交变电流图象给出解题信息，导致一些同学看到题后，不知如何入手；二是不能正确运用法拉第电磁感应定律分析判断；三是不能正确运用楞次定律分析判断，陷入误区。12.如图所示的电路中，电感L的自感系数很大，电阻可忽略，D为理想二极管，则下列说法正确的有()A. 当S闭合时，L1立即变亮，L2逐渐变亮B. 当S闭合时，L1一直不亮，L2逐渐变亮C. 当S断开时，L2立即熄灭D. 当S断开时，L1突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭【答案】BD【解析】试题分析：当S闭合时，因二极管加上了反向电压，故二极管截止，L1一直不亮；通过线圈电流增加，感应电动势阻碍电流增加，故使得L2逐渐变亮，选项B正确，A错误；当S断开时，由于线圈自感电动势阻碍电流的减小，故通过L1的电流要在L2-L1-D-L之中形成新的回路，故L1突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭，选项C错误，D正确；故选BD考点：自感现象【名师点睛】此题是对自感现象的考查；要知道自感线圈的作用是当电流增加时，产生的自感电动势阻碍电流的增加；电流减弱时，感应电动势阻碍电流的减弱，若有回路要重新形成电流；二极管只能导通正向电流二、填空题13.如图甲，理想变压器的原线圈匝数n1350匝，副线圈匝数n270匝，电阻R20 ，V是理想交流电压表，原线圈加上如图乙所示的正弦交流电，则电阻R上消耗的电功率为_W，在t0.01 s时，电压表的示数为_V。 变压器的工作基础是_现象。 【答案】 (1). 0.8W； (2). 4V； (3). 互感【解析】【详解】理想变压器的原线圈的输入电压，根据电压与匝数成正比可得：，即电压表的示数为0.4V；电阻R上消耗的电功率，变压器的工作基础是互感现象。14. 在地球赤道距地面h高处，东西方向水平放置的长为L的金属杆由静止开始自由下落。落地时的感应电动势为，则该处地磁场的磁感应强度为_T。（赤道附近的地磁场近似为匀强场，忽略空气阻力及浮力）【答案】T【解析】试题分析：金属杆产生的感应电动势，根据自由落体运动规律可得，两式联立可得考点：考查了导体切割磁感应运动点评：基础题，非常简单，关键是对公式的正确掌握15.如图, 图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关系. 若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻, 则经过1 min的时间, 两电阻上电流做功之比W甲W乙为_【答案】1：3【解析】【详解】甲图中，在一个周期内，根据电流热效应则有：，解得电流的有效值；乙图中，在一个周期内，根据电流的热效应则有：，解得电流的有效值，根据知在1 min的时间内消耗的电功之比为。16. 一只理想变压器的原线圈接在220V交变电压上，将一根导线在铁芯上绕一圈后接上一只电压表时，电压表的示数为0.25V，将导线取走，换上一只副线圈时，副线圈所接的36V 4W的灯泡正好正常发光，则此副线圈的匝数是_匝，通过原线圈的电流是_A。【答案】144 1/55A【解析】试题分析：将一根导线在铁芯上绕一圈后接上一只电压表时，电压表的示数为0.25V，可得，解得变压器原线圈上的匝数为880，换上一只副线圈时，副线圈所接的36V 4W的灯泡正好正常发光则有：，解得，根据可得通过原线圈的电流是1/55A考点：考查了变压器的构造和原理点评：做本题的关键是正确掌握公式和三、计算题 17.如图所示，两根足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距，导轨上端连接着电阻，质量为m0.01kg、电阻为R2的金属杆ab与导轨垂直并接触良好，导轨电阻不计。整个装置处于与导轨平面垂直的磁感应强度为B1T的匀强磁场中。ab杆由静止释放，经过一段时间后达到最大速率，取g10m/s2，求此时：（1）杆的速率；（2）杆两端电压；（3）电阻R1消耗的电功率。【答案】(1)3m/s；(2)0.5V；(3)0.25W【解析】【详解】解：(1) 金属棒在重力作用下，先做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度为零时，速度达到最大，做匀速直线运动，则由平衡条件得：又感应电流为：感应电动势为：联立可得：(2)杆两端电压等于电阻两端的电压：(3)电阻消耗的电功率：18. 发电站通过升压变压器、输电导线和降压变压器把电能输送到用户(升压变压器和降压变压器都可视为理想变压器)，输电全过程的线路图如图所示，求：(1)若发电机的输出功率是100 kW，输出电压是250 V，升压变压器的原副线圈的匝数比为125，求升压变压器的输出电压和输电导线中的电流；(2)若输电导线中的电功率损失为输入功率的4%，求输电导线的总电阻。【答案】（1）6250 V；16 A（2）15.6 【解析】试题分析：（1）对升压变压器，据公式，有（2）P损R线，P损0.04P1所以：考点：变压器；远距离输电.19.如图所示，固定的光滑金属导轨间距为L，导轨电阻不计，上端A.b间接有阻值为R的电阻，导轨平面与水平面的夹角为，且处在磁感应强度大小为B.方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中，质量为m、电阻为r的导体棒与固定弹簧相连后放在导