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福建省福州市八县(市)一中2018-2019学年高二物理下学期期中联考试题(含解析)一、选择题 1.关于电磁感应现象,下列说法中正确的是( )A. 导体在磁场中运动一定能产生感应电流B. 闭合线圈整个放在磁场中一定能产生感应电流C. 感应电流的磁场总跟原来的磁场方向相反D. 感应电流的磁场总是阻碍原来的磁通量的变化【答案】D【解析】【详解】A导体在磁场中运动,如果速度方向与磁场方向平行,就不会产生感应电动势,也不会有感应电流,所以导体在磁场中运动不一定能产生感应电流,A错误B要形成感应电流必须是闭合回路且磁通量发生改变,所以导体如果没有围成闭合回路,在磁场中运动不一定产生感应电流,B错误CD感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流磁通量的变化,不一定与原磁场方向相反,C错误D正确2.在匀强磁场中,一个100匝的闭合矩形金属线圈,绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动,如图所示,穿过该线圈的磁通量随时间按正弦规律变化。则( )A. t0时,线圈位于中性面位置B. t0.5 s时,线圈中的磁通量变化率为零C. t0.8 s时,线圈产生的感应电动势处于减小的过程中D. t1.0 s时,线圈产生的感应电动势为零【答案】B【解析】【详解】At0时,磁通量最小为零,所以磁场与线圈平行,线圈位于与中性面垂直的位置,A错误B图像的斜率表示磁通量的变化率,t0.5 s时,斜率为零,磁通量变化率为零,B正确C.t0.8 s时,线圈处于斜率变大的过程中,所以感应电动势处于增大的过程中,C错误Dt1.0 s时,磁通量为零,但是斜率不为零,感应电动势不为零,D错误3.一质量为M的航天器正以速度v0在太空中飞行,某一时刻航天器接到加速的指令后,发动机瞬间向后喷出质量为m的气体,气体喷出时速度大小为v1,则喷出气体后航天器的速度大小v2为( )A. B. C. D. 【答案】A【解析】【详解】设航天器的速度为正方向,根据动量守恒定律得:,解得:,BCD错误A正确4.如图所示电路中,L 是一直流电阻可忽略不计的电感线圈,a、b 为 L 的左、右两端点,A、B、C 为完全相同的三个灯泡,某时刻将开关 K 闭合,稳定后三个灯泡均正常发光,之后又将开关 K断开。则下列说法正确的是( )A. 开关闭合瞬间,A、B、C 灯同时变亮B. 开关断开瞬间,a 点电势高于 b 点,B、C 灯闪亮后缓慢熄灭C. 开关断开瞬间,b 点电势高于 a 点,B、C 灯闪亮后缓慢熄灭D. 开关断开瞬间,b 点电势高于 a 点,B、C 灯缓慢熄灭【答案】C【解析】【详解】A开关闭合瞬间,由于电感线圈会阻碍电流的增大,A灯泡支路电流逐渐变大,A灯泡缓慢变亮,A错误BCD开关断开瞬间,电感线圈要阻碍原电流的减小,产生与原电流方向相同的感应电流,即线圈内部从a流向b,所以b端电势高;由于线圈直流电阻可忽略不计,所以感应电流会大于原电流,导致流过B、C灯泡的电流比正常发光的电流大,所以B、C 灯闪亮后缓慢熄灭,BD错误C正确5.如图所示,横截面积为5 cm2的水柱以10 m/s的速度垂直冲到墙壁上,已知水的密度为1103 kg/m3,假设水冲到墙上后不反弹而顺墙壁流下,则墙壁所受水柱冲击力为( )A. 0.5 NB. 5 NC. 50 ND. 500 N【答案】C【解析】【详解】设冲水时间,墙对水柱的作用力为F,对水柱水平方向动量定理得:,且,代入数据解得:,ABD错误C正确6.如图所示,灯泡L1接在变压器初级电路中,灯泡L2、L3接在变压器次级电路中。变压器为理想变压器,交变电流电源电压为U,L1、L2、L3都是额定电压为U0的同种型号灯泡,若三个灯泡都能正常发光,则( )A. ,U=3U0B. ,U=3U0C. ,U=2U0D. ,U=2U0【答案】A【解析】【详解】设灯泡正常发光时电流为,所以原线圈电流,副线圈两灯泡并联:,根据电流关系:,根据电压关系:,解得:,BCD错误A正确7.如图所示,单匝矩形线圈放置在磁感应强度为B的匀强磁场中,以恒定的角速度绕ab边转动,磁场方向垂直于纸面向里,线圈所围面积为S,线圈导线的总电阻为R,t0时刻线圈平面与磁场垂直。则( )A. 线圈中感应电动势瞬时值表达式为eBScostB. 线圈中电流有效值为C. 线圈转过180通过的电量为零D. 线圈消耗的电功率为【答案】D【解析】【详解】A初始时刻,磁场与线圈平面垂直,从中性面位置开始计时:,A错误B电动势最大值:,所以有效值为:,电流有效值:,B错误C感应电动势:,电流:,电量:,联立解得:,转过180,磁通量变化量不是零,电量不为零,C错误D消耗电功率:,D正确8.有一等腰直角三角形形状的导线框abc,在外力作用下匀速地经过一个宽为d的有界匀强磁场区域,线圈中产生的感应电流i与沿运动方向的位移x之间的函数图象可能是如图中的( )A. B. C. D. 【答案】D【解析】【详解】根据题意得,感应电动势:,感应电流为,在进入磁场的过程中,切割的有效长度在减小,根据右手定则判断,感应电流为逆时针;在出磁场的过程中,切割的有效长度在减小,根据右手定则判断,感应电流为顺时针,所以感应电流方向相反,都在减小,ABC错误D正确9.如图所示,一个匝数n=100匝的圆形线圈,面积S1=0.4 m2,电阻r=1 。在线圈中存在面积S2=0.2 m2、垂直线圈平面向外的匀强磁场区域,磁感应强度B=0.3+0.15t。将线圈两端a、b与一个阻值R=2 的电阻相连接,b端接地。则下列说法正确的是( )A. 通过电阻R的电流方向向上B. 回路中的电流大小逐渐增大C. 电阻R消耗的电功率为3 WD. a端的电势a =2 V【答案】AD【解析】【详解】A根据题意得:磁感应强度在向外增强,感应电流的磁场向里,根据右手定则感应电流从b经电阻流向a,所以通过电阻的电流方向向上,A正确B感应电动势:,所以感应电流,不变,B错误CR消耗的功率:,C错误D因为电流从b流出线圈,所以b端相当于电源的正极,电势高,而电动势为2V,所以,而b端接地,所以,所以,D正确10.如图所示,电阻不计的正方形导线框abcd处于匀强磁场中,线框绕中心轴OO匀速转动时,产生的电动势e200cos (100t) V。线框的输出端与理想变压器原线圈相连,副线圈连接着一只“20 V、8 W”的灯泡,且灯泡能正常发光,电路中熔断器熔断电流为0.4 A,熔断器与输电导线的电阻忽略不计。下列判断正确的是( )A. t0 s时刻的线框中磁通量变化率最大B. 理想变压器原、副线圈匝数之比为101C. 若副线圈两端并联多只“20 V、8 W”的灯泡,则最多不能超过10只D. 若线框转速减半,产生电动势e100cos (100t) V【答案】AB【解析】试题分析:线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的转轴匀速转动,产生正弦式交变电流,最大值Em=NBS;然后结合变压器的变压比公式和输入、输出功率关系列式分析解:A、图示位置线圈与中性面垂直,感应电动势最大,故线框中磁通量变化率最大,故A正确;B、线框绕中心轴OO匀速运动时,产生的电压u=200sin100t,故输入变压器的电压的有效值为:U=200V;灯泡能正常发光,故变压器的输出电压为20V;根据变压比公式,有:,故B正确;C、电路中熔断器熔断电流为0.4A,此时根据能量守恒定律,有:U1I1=U2(nIL)解得:n=故副线圈两端并联“20V、8W”的灯泡最多不能超过14只,故C错误;D、若线框转速减半,根据公式Em=NBS,产生的电压也减半,=2n=50,则产生的电动势e=100cos(50t)V,故D错误;故选:AB点评:本题关键熟悉交流电的产生和变压器的变压比公式,同时要结合能量守恒定律分析,基础题11.如图所示,轻质弹簧的一端固定在墙上,另一端与质量为m的物体A相连,A放在光滑水平面上,有一质量与A相同的物体B,从高h处由静止开始沿光滑曲面滑下,与A相碰后一起将弹簧压缩,弹簧复原过程中某时刻B与A分开且沿原曲面上升。下列说法正确的是( )A. 弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为mghB. 弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为C. B能达到最大高度为D. B能达到的最大高度为【答案】BD【解析】【详解】A.设碰前瞬间B物体的速度为有:,解得:,根据动量守恒:,所以,从碰完到压缩弹簧最短,根据机械能守恒有:,A错误B正确CD.刚要分开时两物体具有相同的速度,设为,从压缩最短到分开,根据机械能守恒有:,解得:,之后B物体开始冲上斜面,根据机械能守恒,有:,解得:,C错误D正确12.如图所示,匀强磁场方向竖直向下,磁感应强度为B。正方形金属框abcd可绕光滑轴OO转动,边长为L,总电阻为R,ab边质量为m,其他三边质量不计,现将abcd拉至水平位置,并由静止释放,经一定时间到达竖直位置,ab边的速度大小为v,则下列说法正确的是( )A. 在竖直位置时金属框产生的电动势大小为零B. 从水平到竖直的过程中通过ab的电荷量为q=BL2/RC. 从水平到竖直的过程中金属框内产生热量大小等于mgLD. 从水平到竖直的过程中通过ab杆上b点电势大于a点电势【答案】BC【解析】【详解】A到达竖直位置时,根据法拉第电磁感应定律可知,感应电动势:,A错误B感应电动势:,电流:,电量:,联立解得:,B正确C根据能量守恒有:,所以产热,C正确D根据右手定则可以判断,ab杆(电源内部)上电流从b到a,所以a端电势高于b端电势,D错误二、填空实验题13.一些材料的电阻随温度的升高而变化。如图甲是由某材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图象,若用该电阻与电池(电动势E1.5 V,内阻不计)、电流表(量程为10mA,内阻不计)、电阻箱R串联起来,连接成如图乙所示的电路,用该电阻作测温探头,把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度,就得到了一个简单的“金属电阻温度计”。(1)电流刻度较大处对应的温度刻度_(选填“较大”或“较小”);(2)若电阻箱阻值R90 ,当电流为10 mA时对应的温度数值为_。【答案】 (1). (1)较大 (2). (2)50【解析】【详解】(1)根据闭合电路欧姆定律得:,所以电流较大,则较小,根据电阻R随摄氏温度t变化的图象,可知温度较大(2)若电阻箱阻值R90 ,当电流为10 mA时可求得:,根据电阻R随摄氏温度t变化的图象可知电阻随温度的关系为:,当,代入解得:14.如图所示为实验室中验证动量守恒定律的实验装置示意图。(1)实验中必须要求的条件是_。A斜槽轨道尽量光滑以减少误差B斜槽轨道末端的切线必须水平C入射球和被碰球的质量必须相等,且大小相同D入射球每次必须从轨道的同一位置由静止释放(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时,先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程OP,然后把被碰小球m2静置于水平轨道的末端,再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放,与小球m2相碰,并重复多次。本实验还需要完成的必要步骤是_(填选项前的符号)。A用天平测量两个小球的质量m1、m2B测量抛出点距地面的高度HC分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、ND测量平抛射程OM、ON(3)为了验证碰撞前后动量守恒,该同学只需验证表达式:_ 成立,即表示碰撞中动量守恒。(4)若两球发生弹性碰撞,则OM、ON、OP之间一定满足的关系是_(填选项前的符号)。AOP+OM=ONB2OP=ON+OMCOPON=2OM【答案】 (1). (1)BD (2). (2)ACD (3). (3)m1OP=m1OM+m2ON (4). (4)A【解析】【详解】(1)AB.本实验要通过平抛运动验证动量守恒定律,所以轨道末端必须水平,以保证小球做平抛运动;为了保证两次入射小球到达轨道末端具有相同速度,两次入射小球需从同一位置由静止释放;轨道不光滑,两次摩擦力做的负功相同,小球到达轨道末端速度依然相同,所以轨道不需要光滑,A错误BD正确C.为了避免入射小球反弹,要保证入射球质量大于被碰球质量,C错误(2)根据平抛运动规律:,所以抛出速度,小球均从相同高度平抛,且要验证的表达式为:,代入数据得:A.根据以上分析,两物体质量需要测量,A正确B.因为高度都相同,运动时间一样,所以不需测量高度,B错误CD.根据分析,需要找到碰后平均落地点的位置M、N,并测量平抛射程OM、ON,CD正确(3)根据(2)的分析需要验证的是:(4)如果发生的是弹性碰撞,除了满足动量守恒,还满足机械能守恒,即:,联立动量守恒方程:,解得:OP+OM=ON,A正确BC错误三、计算题15.如图所示,某发电机的输出功率为5104 W,输出电压为250 V,输电线路总电阻R=60 ,理想升压变压器的匝数比n1:n2=1:20,为使用户获得220 V电压,求:(1)输电线路损失的功率为多大?(2)降压变压器的匝数比是多少?【答案】P =6103 W;【解析】【详解】(1)根据变压器电压关系: = 得,U2=5103 V,变压器功率关系:P2=P1 ,输电线上的电流I2= =10 A ,输电线上的功率损失:P=I22R=6103 W(2)降压变压器的输入电压:U3=U2I2R=4400 V 根据降压变压器电压关系: = = 16.如图所示,固定在地面上的光滑圆弧面与车C的上表面平滑相接,有一个质量为mA2 kg的滑块A,从距车的上表面高h1.8 m 处由静止开始下滑,车 C的质量为mC6 kg,在车C的左端有一个质量mB4 kg的滑块B,滑块A与B均可看做质点,滑块A与B碰撞后黏合在一起共同运动,最终没有从车C上滑出,已知滑块 A、B 与车C的动摩擦因数均为0.2,车 C与水平地面的摩擦忽略不计。取 g10 m/s2,求:(1)滑块A滑到圆弧面末端时速度大小(2)滑块A与B碰撞后瞬间的共同速度的大小(3)车C的最短长度【答案】 ;v1=2 m/s;L=0.5 m【解析】【详解】(1)对A由动能定理:mAghmAvA2 ,代入数据解得vA6 m/s(2)A、B碰撞时由动量守恒定律:mAvA =(mA+mB)v1 ,代入数据解得v1=2 m/s(3)A、B与C系统由动量守恒定律:(mA+mB)v1 =(mA+mB+mC)v2,代入数据解得v2=1 m/s.,由能量守恒定律:(mA+mB)gL(mA+mB)v12(mA+mB+mC)v22 ,代入数据解得L=0.5 m17.如图所示,两根相距L=0.5 m的光滑平行金属导轨MN、PQ处于同一水平面内,导轨的左端用R=3 的电阻相连,导轨电阻不计,导轨上跨接一电阻r=1 的金属杆ab,质量m=0.2 kg,整个装置放在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=2 T,现对杆施加水平向右的拉力F=2 N,使它由静止开始运动,求:(1)杆能达到的最大速度vm为多大?(2)若已知杆从静止开始运动至最大速度的过程中通过的位移x1=10 m,电阻R上产生的电热QR为多少?(3)若杆达到最大速度后撤去拉力,则其继续向前运动的最大位移x2多大?【答案】vm=8 m/s;QR= 10.2 J;x2=6.4 m【解析】【详解】(1)当导体棒加速度为零时,速度最大,根据平衡条件,有:F=F安=ILB,感应电流:I= 代入数据联立可得vm=8 m/s(2)对导体棒由动能定理可得: Fx1+W安= mv2,根据功能关系有:Q=W安,因为外电阻与内阻为串联关系,根据焦耳定律可知:QR= Q ,联立可得QR= 10.2 J (3)对导体棒由动量定理可得:BLIt = 0mv,感应电动势:,电流:,电量:=

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