贵州省毕节四中高二物理下学期期末试卷（含解析）.doc

2014-2015学年贵州省毕节四 中高二（下）期末物理试卷一、选择题（共8小题，每小题6分，满分48分）1如图，一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内，线框在长直导线右侧，且其长边与长直导线平行已知在t=0到t=t1的时间间隔内，直导线中电流i发生某种变化，而线框中感应电流总是沿顺时针方向，线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右设电流i正方向与图中箭头方向相同，则i随时间t变化的图线可能是（）a b c d 2铁路上使用一种电磁装置向控制中心传输信号以确定火车的位置能产生匀强磁场的磁铁，被安装在火车首节车厢下面，如图（甲）所示（俯视图）当它经过安放在两铁轨间的线圈时，便会产生一电信号，被控制中心接收当火车通过线圈时，若控制中心接收到的线圈两端的电压信号为图（乙）所示，则说明火车在做（）a 匀速直线运动b 匀加速直线运动c 匀减速直线运动d 加速度逐渐增大的变加速直线运动3如图所示，理想变压器原线圈输入电压u=umsint，副线圈电路中r0为定值电阻，r是滑动变阻器；v1和v2是理想电压表，示数分别是u1和u2，a1和a2是理想电流表，示数分别是i1和i2下列说法正确的是（）a i1和i2表示电流的瞬时值b u1和u2表示电压的最大值c 滑片p向下滑动过程中，u2不变、i1变小d 滑片p向下滑动过程中，u2不变、i1变大4一个圆形闭合线圈固定在垂直纸面的匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，如图甲所示设垂直于纸面向内的磁感应强度方向为正，垂直于纸面向外的磁感应强度方向为负线圈中顺时针方向的感应电流为正，逆时针方向的感应电流为负已知圆形线圈中感应电流i随时间变化的图象如图乙所示，则线圈所在处的磁场的磁感应强度随时间变化的图象可能是图中的（）a b c d 5如图电路（a）、（b）中，电阻r和自感线圈l的电阻值都是很小接通s，使电路达到稳定，灯泡a发光（）a 在电路（a）中，断开s，a将立即变暗b 在电路（a）中，断开s，a将先变得更亮，然后渐渐变暗c 在电路（b）中，断开s，a将渐渐变暗d 在电路（b）中，断开s，a将先变得更亮，然后渐渐变暗6实验室里的交流发电机可简化为如图所示的模型，正方形线圈在水平匀强磁场中，绕垂直于磁感线的oo轴匀速转动，今在发电机的输出端接一个电阻r和理想电压表，并让线圈每秒转25圈，读出电压表的示数为10v已知r=10，线圈电阻忽略不计，下列说法正确的是（）a 线圈位于图中位置时，线圈中的瞬时电流为零b 从中性面开始计时，线圈中电流瞬时值表达式为i=sin50t（a）c 流过电阻r的电流每秒钟方向改变50次d 电阻r上的热功率等于20w7阻值为10的电阻接到电压波形如图所示的交流电源上，以下说法正确的是（）a 电压的有效值为10vb 通过电阻的电流有效值为ac 电阻消耗电功率为5wd 电阻每秒钟产生的热量为10j8竖直放置的平行光滑导轨，其电阻不计，磁场方向如图所示，磁感强度b=0.5t，导体ab及cd长均为0.2m，电阻均为0.1，重均为0.1n，现用力向上推动导体ab，使之匀速上升（与导轨接触良好），此时，cd恰好静止不动，那么ab上升时，下列说法正确的是（）a ab受到的推力大小为2nb ab向上的速度为2m/sc 在2s内，推力做功转化的电能是0.4jd 在2s内，推力做功为0.6j二、解答题（共6小题，满分52分）9在研究电磁感应现象实验中，（1）为了能明显地观察到实验现象，请在如图所示的实验器材中，选择必要的器材，在图中用实线连接成相应的实物电路图； （2）将原线圈插人副线圈中，闭合电键，副线圈中感生电流与原线圈中电流的绕行方向（填“相同”或“相反”）；（3）将原线圈拔出时，副线圈中的感生电流与 原线圈中电流的绕行方向（填“相同”或“相反”）10如图所示是工业生产中大部分光电控制设备用到的光控继电器的示意图，它由光源、光电管、放大器、电磁继电器等几部分组成（1）示意图中，a端就是电源极；（2）光控继电器的原理是：当光照射光电管时，11如图所示，面积为0.2m2的100匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，已知磁感应强度随时间变化的规律为b=（2+0.1t）t，定值电阻r1=6，线圈电阻r2=4求：a、b两点间的电压uab12如图，一交流发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动，线圈匝数n=100，线圈电阻r=3，ab=cd=0.5m，bc=ad=0.4m，磁感应强度b=0.5t，电阻r=311，当线圈以n=300r/min的转速匀速转动时求：（1）感应电动势的最大值；（2）t=0时线圈在图示位置，写出此交变电流电动势瞬时值表达式；（3）此电压表的示数是多少13如图所示，水平放置的u形光滑导轨足够长，处于磁感应强度b=5t的匀强磁场中，导轨宽度l=0.2m，可动导体棒ab质量m=2.0kg，电阻r=0.1，其余电阻可忽略不计现在导体棒ab在水平外力f=10n的作用下，由静止开始运动了s=40cm后，速度达到最大求：（1）导体棒ab运动的最大速度（2）当导体棒ab的速度为最大速度的一半时，棒ab的加速度（3）导体棒ab由静止达到最大速度的过程，棒ab上产生的热量14如图所示，变压器原线圈输入电压为220v，副线圈输出电压为36v，两只灯泡的额定电压均为36v，l1额定功率为12w，l2额定功率为6w，试求：（1）该变压器的原副线圈匝数比；（2）两灯均正常工作时原线圈的电流，以及只有l1正常工作时原线圈中的电流2014-2015学年贵州省毕节四中高二（下）期末物理试卷参考答案与试题解析一、选择题（共8小题，每小题6分，满分48分）1如图，一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内，线框在长直导线右侧，且其长边与长直导线平行已知在t=0到t=t1的时间间隔内，直导线中电流i发生某种变化，而线框中感应电流总是沿顺时针方向，线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右设电流i正方向与图中箭头方向相同，则i随时间t变化的图线可能是（）a b c d 考点：楞次定律专题：电磁感应与图像结合分析：感应电流沿顺时针方向，由安培定则判断出感应电流磁场方向；然后由楞次定律判断出原磁场如何变化，直线电流如何变化；由楞次定律判断导线框受到合力的方向解答：解：线框中感应电流沿顺时针方向，由安培定则可知，感应电流的磁场垂直于纸面向里；由楞次定律可得：如果原磁场增强时，原磁场方向应垂直于纸面向外，由安培定则可知，导线电流方向应该向下，为负的，且电流越来越大；由楞次定律可知：如果原磁场方向垂直于纸面向里，则原磁场减弱，直线电流变小，由安培定则可知，直线电流应竖直向上，是正的；a、由图示可知，直线电流按a所示变化，感应电流始终沿顺时针方向，由楞次定律可知，在i大于零时，为阻碍磁通量的减小，线框受到的合力水平向左，在i小于零时，为阻碍磁通量的增加，线框受到的合力水平向右，故a正确；b、图示电流不能使线框中的感应电流始终沿顺时针方向，故b错误；c、图示电流使线框中的感应电流沿顺时针方向，但线框在水平方向受到的合力始终水平向左，故c错误；d、图示电流使线框中产生的感应电流沿逆时针方向，故d错误；故选：a点评：正确理解楞次定律中“阻碍”的含义是正确解题的关键，熟练应用楞次定律、安培定则即可正确解题2铁路上使用一种电磁装置向控制中心传输信号以确定火车的位置能产生匀强磁场的磁铁，被安装在火车首节车厢下面，如图（甲）所示（俯视图）当它经过安放在两铁轨间的线圈时，便会产生一电信号，被控制中心接收当火车通过线圈时，若控制中心接收到的线圈两端的电压信号为图（乙）所示，则说明火车在做（）a 匀速直线运动b 匀加速直线运动c 匀减速直线运动d 加速度逐渐增大的变加速直线运动考点：导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的能量转化专题：电磁感应中的力学问题分析：根据电压时间图象得到电压与时间的关系式，由法拉第电磁感应定律得到火车速度与时间关系式，确定火车的运动性质解答：解：由ut图象得到，线圈两端的电压大小与时间成正比，即有u=kt，由图象可知，u随t减小，则k是负的，由法拉第电磁感应定律u=blv，则v=，b、l、k均一定，则速度v与时间t成正比，k为负值，v减小，所以火车做匀减速直线运动故选：c点评：分析物体的运动性质时，可以根据速度与时间的关系进行判断，有时根据位移与时间的关系判断基础题3如图所示，理想变压器原线圈输入电压u=umsint，副线圈电路中r0为定值电阻，r是滑动变阻器；v1和v2是理想电压表，示数分别是u1和u2，a1和a2是理想电流表，示数分别是i1和i2下列说法正确的是（）a i1和i2表示电流的瞬时值b u1和u2表示电压的最大值c 滑片p向下滑动过程中，u2不变、i1变小d 滑片p向下滑动过程中，u2不变、i1变大考点：变压器的构造和原理专题：交流电专题分析：在交流电中电表显示的都是有效值，根据表达式知道输入电压的有效值，在根据匝数与电压、电流的比例关系分析解答：解：a、b、在交流电中电表显示的都是有效值，故a、b错误c、滑片p向下端滑动过程中，电阻减小，电压不变即u2不变，则i2变大，故c错误；d、由c分析知u2不变，i2变大、则功率变大，故i1变大，故d正确；故选：d点评：本题考查了变压器的构造和原理，同时考查了电路的动态分析4一个圆形闭合线圈固定在垂直纸面的匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，如图甲所示设垂直于纸面向内的磁感应强度方向为正，垂直于纸面向外的磁感应强度方向为负线圈中顺时针方向的感应电流为正，逆时针方向的感应电流为负已知圆形线圈中感应电流i随时间变化的图象如图乙所示，则线圈所在处的磁场的磁感应强度随时间变化的图象可能是图中的（）a b c d 考点：法拉第电磁感应定律；闭合电路的欧姆定律专题：电磁感应与图像结合分析：线圈中因磁通量发生变化，才导致线圈产生感应电动势，从而形成感应电流由楞次定律可推断出磁场的变化及磁通量的变化解答：解：设垂直纸面向里的磁感应强度方向为正，线圈中顺时针方向的感应电流为正，则由乙可知：线圈中在前0.5s内产生了逆时针方向的感应电流，由楞次定律可得：当磁通量增加时，感应磁场方向与原磁场方向相反；当磁通量减小时，感应磁场方向与原磁场方向相同a、在前0.5s内由乙图根据楞次定律可知，若磁场方向垂直向里（正方向）时，必须是磁场增强的；若磁场方向垂直向外（负方向）时，必须是磁场减弱的而在0.5s1.5s，若磁场方向垂直向里（正方向）时，必须是磁场减弱的；若磁场方向垂直向外（负方向）时，必须是磁场增加的所以a选项错误；b、在前0.5s内，若磁场方向垂直向里（正方向）时，必须是磁场增强的；若磁场方向垂直向外（负方向）时，必须是磁场减弱的而在0.5s1.5s，由感应电流方向，结合楞次定律可得：若磁场方向垂直向里（正方向）时，必须是磁场减弱的；若磁场方向垂直向外（负方向）时，必须是磁场增加的故b错误；c、在前0.5s内由乙图根据楞次定律可知，若磁场方向垂直向里（正方向）时，必须是磁场增强的；若磁场方向垂直向外（负方向）时，必须是磁场减弱的而在0.5s1.5s，若磁场方向垂直向里（正方向）时，必须是磁场减弱的；若磁场方向垂直向外（负方向）时，必须是磁场增加的所以c正确；d、d中磁场的变化引起的感应电流与a中完全相同，故可知d错误；故选：c点评：本题考查法拉第电磁感应定律的图象应用，要注意正确掌握楞次定律的应用，同时要注意正确分析图象的性质，能正确应用排除法进行分析5如图电路（a）、（b）中，电阻r和自感线圈l的电阻值都是很小接通s，使电路达到稳定，灯泡a发光（）a 在电路（a）中，断开s，a将立即变暗b 在电路（a）中，断开s，a将先变得更亮，然后渐渐变暗c 在电路（b）中，断开s，a将渐渐变暗d 在电路（b）中，断开s，a将先变得更亮，然后渐渐变暗考点：自感现象和自感系数分析：电感总是阻碍电流的变化线圈中的电流增大时，产生自感电流的方向更原电流的方向相反，抑制增大；线圈中的电流减小时，产生自感电流的方向更原电流的方向相同，抑制减小，并与灯泡构成电路回路解答：解：ab、在电路a中，断开s，l、a串联，由于线圈阻碍电流变小，l相当于电源，导致a将逐渐变暗，流过a的电流方向不会发生变化故a错误，b错误；cd、在电路b中，由于电阻r和自感线圈l的电阻值都很小，所以通过灯泡的电流比线圈的电流小，断开s时，由于线圈阻碍电流变小，导致a将变得更亮，然后逐渐熄灭故c错误，d正确；故选：d点评：线圈中电流变化时，线圈中产生感应电动势；线圈电流增加，相当于一个瞬间电源接入电路，线圈左端是电源正极当电流减小时，相当于一个瞬间电源，线圈右端是电源正极6实验室里的交流发电机可简化为如图所示的模型，正方形线圈在水平匀强磁场中，绕垂直于磁感线的oo轴匀速转动，今在发电机的输出端接一个电阻r和理想电压表，并让线圈每秒转25圈，读出电压表的示数为10v已知r=10，线圈电阻忽略不计，下列说法正确的是（）a 线圈位于图中位置时，线圈中的瞬时电流为零b 从中性面开始计时，线圈中电流瞬时值表达式为i=sin50t（a）c 流过电阻r的电流每秒钟方向改变50次d 电阻r上的热功率等于20w考点：正弦式电流的图象和三角函数表达式专题：交流电专题分析：图示位置是与中性面垂直的位置，电动势最大，电压表的示数为电动势的有效值，每个周期电流方向改变两次解答：解：a、线圈位于图中位置时，线圈中的瞬时电流不为零反而为最大，故a错误；b、电压最大值为um=10v，=50rsd/s，所以电流最大值为im=a，所以从中性面开始计时，线圈中电流瞬时值表达式为i=sin50t（a），故b正确；c、一秒钟25个周期，每个周期电流方向改变两次，所以流过电阻r的电流每秒钟方向改变50次，故c正确；d、电阻r上的热功率等于p=10w，故d错误；故选：bc点评：本题考查了交流电的基础知识，根据是正确写出交流电瞬时值的表达式，注意计时的位置是中性面还是与之垂直的地方7阻值为10的电阻接到电压波形如图所示的交流电源上，以下说法正确的是（）a 电压的有效值为10vb 通过电阻的电流有效值为ac 电阻消耗电功率为5wd 电阻每秒钟产生的热量为10j考点：正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率；电功、电功率专题：交流电专题分析：通过图象得出电压的峰值，根据，求出有效值根据欧姆定律求出电流的有效值；根据p=i2r，求出电阻消耗的电功率；根据q=pt，求出电阻每秒钟产生的热量解答：解：a、由ut图象，交流电压最大值为10v，有效值u=故a错误 b、通过电阻的电流i=a故b正确 c、根据p=i2r，知电阻消耗的电功率p=5w故c正确， d、电阻每秒产生热量q=pt=5j故d错误故选bc点评：解决本题的关键能够从图象中获取电压的峰值，根据峰值与有效值的关系求出有效值知道功率、热量的求解都用有效值8竖直放置的平行光滑导轨，其电阻不计，磁场方向如图所示，磁感强度b=0.5t，导体ab及cd长均为0.2m，电阻均为0.1，重均为0.1n，现用力向上推动导体ab，使之匀速上升（与导轨接触良好），此时，cd恰好静止不动，那么ab上升时，下列说法正确的是（）a ab受到的推力大小为2nb ab向上的速度为2m/sc 在2s内，推力做功转化的电能是0.4jd 在2s内，推力做功为0.6j考点：导体切割磁感线时的感应电动势；功能关系专题：电磁感应功能问题分析：要使cd始终保持静止不动，cd棒受到的安培力与重力平衡，ab匀速上升，受力也平衡，对两棒组成的整体研究，由平衡条件可求得推力的大小对ab研究，根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律求解速度由焦耳定律求解2s内产生的电能，由w=fs=fvt求解推力做功解答：解：a、导体棒ab匀速上升，受力平衡，cd棒静止，受力也平衡，对于两棒组成的整体，合外力为零，根据平衡条件可得：ab棒受到的推力f=2mg=0.2n，故a错误b、对cd棒，受到向下的重力g和向上的安培力f安，由平衡条件得：f安=g，即bil=g，又i=，联立得：v=2m/s，故b正确c、在2s内，电路产生的电能q=t=t=2j=0.4j，故c正确d、在2s内拉力做的功，w=f推vt=0.222j=0.8j，故d错误故选：bc点评：本题是电磁感应现象中的力平衡问题，关键是对安培力和电路的分析和计算要灵活选择研究对象，本题运用整体法和隔离法结合，比较简洁二、解答题（共6小题，满分52分）9在研究电磁感应现象实验中，（1）为了能明显地观察到实验现象，请在如图所示的实验器材中，选择必要的器材，在图中用实线连接成相应的实物电路图； （2）将原线圈插人副线圈中，闭合电键，副线圈中感生电流与原线圈中电流的绕行方向相反（填“相同”或“相反”）；（3）将原线圈拔出时，副线圈中的感生电流与 原线圈中电流的绕行方向相同（填“相同”或“相反”）考点：研究电磁感应现象专题：实验题分析：（1）注意该实验中有两个回路，一是电源、电键、变阻器（上、下各连一个接线柱）、小螺线管串联成的回路，二是电流计与大螺线管串联成的回路，据此可正确解答（2）闭合电键时，正确判断副线圈中磁通量的变化情况，然后根据楞次定律判断感应电流方向，即可正确解答（3）同理判断原线圈拔出时，正确判断副线圈中磁通量的变化，则根据楞次定律即可解答解答：解：（1）将电源、电键、变阻器（上、下各连一个接线柱）、小螺线管串联成一个回路，再将电流计与大螺线管串联成另一个回路，实物图如下：（2）闭合电键瞬间，副线圈中磁通量增大，根据楞次定律可知，副线圈中的感应电流磁场阻碍其磁通量的增大，形成与原线圈中电流的绕行方向相反的感应电流故答案为：相反（3）同理将原线圈拔出时，副线圈中的磁通量减小，同理根据楞次定律可知副线圈中形成与原线圈中电流的绕行方向相同的感应电流故答案为：相同点评：本题考查研究电磁感应现象及验证楞次定律的实验，对于该实验注意两个回路的不同10如图所示是工业生产中大部分光电控制设备用到的光控继电器的示意图，它由光源、光电管、放大器、电磁继电器等几部分组成（1）示意图中，a端就是电源正极；（2）光控继电器的原理是：当光照射光电管时，阴极k发射电子，电路中产生电流，经放大器放大后的电流使电磁铁m被磁化，将衔铁n吸住；无光照射光电管时，电路中无电流，n自动离开m考点：自感现象和自感系数分析：光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，根据光电效应方程判断光电子最大初动能的变化解答：解：电路中要产生电流，则a端接电源的正极，阴极k发射电子，电路中产生电流，经放大器放大后的电流使电磁铁m被磁化，将衔铁n吸住；无光照射光电管时，电路中无电流，n自动离开m故答案为：（1）正（2）阴极k发射电子，电路中产生电流，经放大器放大后的电流使电磁铁m被磁化，将衔铁n吸住；无光照射光电管时，电路中无电流，n自动离开m点评：解决本题的关键知道光电效应的条件，以及掌握光电效应方程，知道光电子的最大初动能与什么因素有关11如图所示，面积为0.2m2的100匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，已知磁感应强度随时间变化的规律为b=（2+0.1t）t，定值电阻r1=6，线圈电阻r2=4求：a、b两点间的电压uab考点：法拉第电磁感应定律；闭合电路的欧姆定律专题：电磁感应与电路结合分析：线圈平面垂直处于匀强磁场中，当磁感应强度随着时间均匀变化时，线圈中的磁通量发生变化，从而导致出现感应电动势，产生感应电流由楞次定律可确定感应电流方向，由法拉第电磁感应定律可求出感应电动势大小解答：解：由法拉第电磁感应定律有：e=n=ns=1000.20.1v=2v；线圈相当于电源，ab两点间电压相当于路端电压，根据闭合电路欧姆定律可得：uab=r1=6v=1.2v答：a、b两点间的电压1.2v点评：考查楞次定律来判定感应电流方向，由法拉第电磁感应定律来求出感应电动势大小当然本题还可求出电路的电流大小，及电阻消耗的功率同时磁通量变化的线圈相当于电源12如图，一交流发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动，线圈匝数n=100，线圈电阻r=3，ab=cd=0.5m，bc=ad=0.4m，磁感应强度b=0.5t，电阻r=311，当线圈以n=300r/min的转速匀速转动时求：（1）感应电动势的最大值；（2）t=0时线圈在图示位置，写出此交变电流电动势瞬时值表达式；（3）此电压表的示数是多少考点：交流发电机及其产生正弦式电流的原理；闭合电路的欧姆定律专题：交流电专题分析：（1）先求出角速度，再根据em=nbs求出最大电动势；（2）先根据闭合电路欧姆定律求出电流的最大值，再根据感应电流与感应电动势的瞬时值表达式的关系即可求解；（3）先求出电流的有效值，根据公式u=ir求解解答：解：（1）根据角速度与转速的关系得：=2n=10rad/s感应电动势的最大值为：em=nbs=1000.50.50.410v=100v314v（2）在图示的位置，导线切割磁感线的有效速度为零，瞬时电压为零；故此交变电流电动势的瞬时值表达式为e=314sin10t（3）电动势的有效值：由闭合电路的欧姆定律：，部分闭合电路的欧姆定律：代人数据，求得：u=ir=220v答：（1）感应电动势的最大值314v；（2）此交变电流电动势的瞬时值表达式e=314sin10t；（3）此电压表的示数是220v点评：解决本题的关键知道正弦式交流电峰值的表达式em=nbs，以及知道峰值与有效值的关系13如图所示，水平放置的u形光滑导轨足够长，处于磁感应强度b=5t的匀强磁场中，导轨宽度l=0.2m，可动导体棒ab质量m=2.0kg，电阻r=0.1，其余电阻可忽略不计现在导体棒ab在水平外力f=10n的作用下，由静止开始运动了s=40cm后，速度达到最大求：（1）导体棒ab运动的最大速度（2）