海南省海口市国兴中学高二物理上学期期末试卷（含解析）.doc

2015-2016学年海南省海口市国兴中学高二（上）期末物理试卷一、单项选择题1有一台使用交流电的电冰箱上标有额定电压为“220v”的字样，这“220v”是指（）a交流电电压的瞬时值b交流电电压的最大值c交流电电压的平均值d交流电电压的有效值2电荷在磁场中运动时受到洛仑兹力的方向如图所示，其中正确的是（）abcd3如图所示，当电流通过线圈时，磁针将发生偏转，以下的判断正确的是（）a当线圈通以沿顺时针方向的电流时，磁针s极将指向读者b当线圈通以沿逆时针方向的电流时，磁针s极将指向读者c当磁针n极指向读者，线圈中电流沿逆时针方向d不管磁针如何偏转，线圈中的电流总是沿顺时针方向4两个粒子，带电量相等，在同一匀强磁场中只受到磁场力作用而作匀速圆周运动（）a若速率相等，则半径必相等b若质量相等，则周期必相等c若动能相等，则半径必相等d若动能相等，则周期必相等5如图表示一交变电流的电流随时间而变化的图象，此交变电流的有效值为（）a5ab5ac2ad3.5a6如图所示，一宽40cm的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里一边长为20cm的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度v=20cm/s通过磁场区域在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行，取它刚进入磁场的时刻t=0，在下图所示的图线中，能正确反映感应电流随时间变化规律的是（）abcd二、多项选择题7如图所示，直导线处于足够大的匀强磁场中，与磁感线成=30角，导线中通过的电流为i为了增大导线所受的磁场力，采取了下列四种办法，其中正确的是（）a增大电流ib增加直导线的长度c使导线在纸面内顺时针转30d使导线在纸面内逆时针转608某线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律是正弦曲线，如图所示，d时刻的磁通量最大，则下列说法正确的是（）a线圈中0时刻感应电动势最大b线圈中d时刻感应电动势为零c线圈中d时刻感应电动势最大d线圈中0至d时刻内平均感应电动势为0.4v9如图所示的电路中，a1和a2是完全相同的灯泡，线圈l的直流电阻可以忽略，下列说法中正确的是（）a合上开关s接通电路时，a2先亮，a1后亮，最后一样亮b合上开关s接通电路时，a1和a2始终一样亮c断开开关s切断电路时，a2立刻熄灭，a1过一会熄灭d断开开关s切断电路时，a1和a2都要过一会儿才熄灭10如图所示，一理想变压器原线圈匝数n1=1100匝，副线圈匝数n2=180匝，交流电源的电压u1=220sin120tv，电阻r=45，电压表、电流表均为理想电表，则（）a交流电的频率为50hzba1的示数约为0.13ac该交变电压不能加在耐压值为300v的电容器上dv的示数为36v三、实验题11有一个电流表g，内阻rg=10，满偏电流ig=3ma，要把它改装成量程03v的电压表，要与之（选填“串联”或“并联”）一个的电阻？改装后电压表的内阻是12解答关于“测定某电阻丝的电阻率”实验的有关问题：（1）实验中，用螺旋测微器测量一种电阻值很大的电阻丝直径，刻度位置如图1所示，则电阻丝的直径是mm（2）用电流表和电压表精确测定此电阻丝的阻值（约为几十k），提供下列可选用的器材：电压表v（量程3v，内阻约50k）电流表a1（量程200a，内阻约200）电流表a2（量程5ma，内阻约20）电流表a3（量程0.6a，内阻约1）滑动变阻器r（最大阻值50）电源e（电源电压为4v）及开关s、导线若干a在所提供的电流表中应选用（填器材符号）；b在虚线框图2中画出测电阻的实验电路；（3）分别用l、d、rx表示电阻丝的长度、直径和阻值，则电阻率表达式为=四、计算题13如图，水平u形光滑框架，宽度为1m，电阻忽略不计，导体棒ab的质量m=0.2kg、电阻r=0.5，匀强磁场的磁感应强度b=0.2t，方向垂直框架向上现用f=1n的外力由静止开始向右拉ab棒，当ab棒的速度达到2m/s时，求：（1）ab棒产生的感应电动势的大小；（2）ab棒所受安培力的大小和方向；（3）ab棒加速度的大小和方向14如图所示，一个交流发电机线圈共50匝，ab=0.2m，bc=0.1m，总电阻r=10，它在b=0.5t的匀强磁场中从磁通量最大位置开始以100r/s的转速匀速转动，外电路接有r=40的电阻，当线圈转过周期时，求：（1）线圈转动过程中产生的感应电动势的最大值；（2）经过周期时外电阻r上产生的焦耳热q；（3）经过周期这段时间内通过外电阻r的电荷量15如图所示，一小型发电站通过升压变压器b1和降压变压器b2把电能输送给用户（b1和b2都是理想变压器），已知发电机的输出功率为500kw，输出电压为500v，升压变压器b1原、副线圈的匝数比为1：10，两变压器间输电导线的总电阻为2，降压变压器b2的输出电压为220v，求：（1）升压变压器副线圈的电压和电流；（2）输电导线上损失的功率；（3）降压变压器b2的原、副线圈的匝数比16一个质量为m电荷量为q的带电粒子从x轴上的p（a，0）点以速度v，沿与x正方向成60的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限求：（1）匀强磁场的磁感应强度b和射出点的坐标（2）带电粒子在磁场中的运动时间是多少？2015-2016学年海南省海口市国兴中学高二（上）期末物理试卷参考答案与试题解析一、单项选择题1有一台使用交流电的电冰箱上标有额定电压为“220v”的字样，这“220v”是指（）a交流电电压的瞬时值b交流电电压的最大值c交流电电压的平均值d交流电电压的有效值【考点】常见家用电器的基本工作原理【专题】恒定电流专题【分析】家用电器上所标的值均是有效值，而不是最大值；交流电表所测的也是有效值【解答】解：用交流电的电冰箱上标有额定电压为“220v”是指的有效值由于是交流电，所以电压的瞬时值是不断在发生变化故选：d【点评】家用交流电是正弦式变化规律，所以有效值等于最大值除以根号22电荷在磁场中运动时受到洛仑兹力的方向如图所示，其中正确的是（）abcd【考点】左手定则；洛仑兹力【分析】已知磁场方向与电荷速度方向，由左手定则可以判断出电荷所受洛伦兹力的方向【解答】解：a、由图示可知，电荷速度方向与磁场方向平行，电荷不受洛伦兹力作用，故a错误；b、由左手定则可知，电荷所受洛伦兹力方向竖直向下，故b错误；c、由左手定则可知，电荷所受洛伦兹力竖直向下，故c正确；d、由左手定则可知，电荷所受洛伦兹力方向垂直于纸面向外，故d错误；故选c【点评】熟练应用左手定则即可正确解题；应用左手定则时要注意，电荷的正负3如图所示，当电流通过线圈时，磁针将发生偏转，以下的判断正确的是（）a当线圈通以沿顺时针方向的电流时，磁针s极将指向读者b当线圈通以沿逆时针方向的电流时，磁针s极将指向读者c当磁针n极指向读者，线圈中电流沿逆时针方向d不管磁针如何偏转，线圈中的电流总是沿顺时针方向【考点】电流的磁场对磁针的作用【分析】一个通电线圈也有n极和s极，也按照安培定则判断，纸里是线圈的n极，纸外是线圈的s极线圈外部的磁场是从线圈的n极出来回到s极，线圈内部的磁场是从线圈的s极出来回到n极磁场中该点的磁体n极受到磁力方向和该点的磁场方向相同【解答】解：安培定则：用右手握着通电线圈，四指指向电流的方向，大拇指所指的方向是通电线圈的n极a、当线圈通以沿顺时针方向的电流时，根据安培定则知，纸里是通电线圈的n极，纸外是通电线圈的s极通电线圈内部的磁场是从s极出来回到n极，小磁针在通电螺线管的内部，小磁针n极受到的磁力和磁场方向相同，小磁针n极垂直指向纸里故a正确；b、当线圈通以沿逆时针方向的电流时，根据安培定则知，纸里是通电线圈的s极，纸外是通电线圈的n极通电线圈内部的磁场是从s极出来回到n极，小磁针在通电线圈的内部，小磁针n极受到的磁力和磁场方向相同，小磁针n极垂直指向纸外，故b错误；cd、由b的分析可知，当磁针n极指向读者，线圈中电流沿逆时针方向故c正确d错误故选：ac【点评】通电线圈内部的磁场方向和通电线圈外部的磁场方向不同通电线圈内部的磁场从s极出来回到n极；通电线圈外部的磁场从n极出来回到s极4两个粒子，带电量相等，在同一匀强磁场中只受到磁场力作用而作匀速圆周运动（）a若速率相等，则半径必相等b若质量相等，则周期必相等c若动能相等，则半径必相等d若动能相等，则周期必相等【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力【专题】带电粒子在磁场中的运动专题【分析】粒子在匀强磁场中只受到磁场力作用而作匀速圆周运动，根据半径公式r=，分析半径关系由周期公式t=分析周期关系【解答】解：a、由题，两个粒子的电量相等，若速率相等，由半径公式r=分析得知，半径不一定相等，还需要质量相等，半径才相等故a错误b、若质量和电量都相等，由周期公式t=分析得知，周期必定相等故b正确c、动能ek=，代入半径公式得，r=，若电量和动能都相等，半径不一定相等，当质量也相等时，半径才相等故c错误d、动能相等，粒子的质量不一定相等，则周期不一定相等故d错误故选b【点评】本题只要掌握半径公式和周期公式，以及动能与速度的关系，就能正解解答5如图表示一交变电流的电流随时间而变化的图象，此交变电流的有效值为（）a5ab5ac2ad3.5a【考点】交流的峰值、有效值以及它们的关系【专题】交流电专题【分析】根据有效值的定义求解取一个周期时间，将交流与直流分别通过相同的电阻，若产生的热量相同，直流的电流值，即为此交流的有效值【解答】解：将交流与直流通过阻值都为r的电阻，设直流电流为i，则根据有效值的定义有（2）2r=i2rt解得：i=2a故选：c【点评】对于非正弦式电流可根据有效值的定义求解有效值常见题型，要熟练掌握6如图所示，一宽40cm的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里一边长为20cm的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度v=20cm/s通过磁场区域在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行，取它刚进入磁场的时刻t=0，在下图所示的图线中，能正确反映感应电流随时间变化规律的是（）abcd【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律【专题】电磁感应与电路结合【分析】根据楞次定律判断感应电流的方向由感应电动势公式和欧姆定律分别研究各段感应电流的大小，再选择图象【解答】解：线框进入磁场过程：时间t1=1s，根据楞次定律判断可知感应电流方向是逆时针方向，感应电流大小i=不变线框完全在磁场中运动过程：磁通量不变，没有感应产生，经历时间t2=1s线框穿出磁场过程：时间t3=1s，感应电流方向是顺时针方向，感应电流大小i=不变故选c【点评】本题分三个过程分别研究感应电流大小和方向，是电磁感应中常见的图象问题，比较简单二、多项选择题7如图所示，直导线处于足够大的匀强磁场中，与磁感线成=30角，导线中通过的电流为i为了增大导线所受的磁场力，采取了下列四种办法，其中正确的是（）a增大电流ib增加直导线的长度c使导线在纸面内顺时针转30d使导线在纸面内逆时针转60【考点】安培力【分析】根据左手定则的内容，判定安培力的方向左手定则的内容是：伸开左手，让大拇指与四指方向垂直，并且在同一平面内，磁感线穿过掌心，四指方向与电流的方向相同，大拇指所指的方向为安培力的方向而安培力的大小f=bil，且b与i垂直； 若不垂直时，则将b沿导线方向与垂直方向进行分解【解答】解：a、由公式f=bil，当增大电流时，可增大通电导线所受的磁场力故a正确；b、由公式f=bil，当增加直导线的长度时，可增大通电导线所受的磁场力故b正确；c、当使导线在纸面内顺时针转30时，导线沿磁场方向投影长度缩短，则所受磁场力变小，故c错误；d、当使导线在纸面内逆时针转60时，导线沿磁场方向投影长度伸长，则所受磁场力变大，故d正确；故选：abd【点评】解决本题的关键会根据左手定则判断电流方向、磁场方向、安培力方向的关系同时考查安培力大小公式的成立条件8某线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律是正弦曲线，如图所示，d时刻的磁通量最大，则下列说法正确的是（）a线圈中0时刻感应电动势最大b线圈中d时刻感应电动势为零c线圈中d时刻感应电动势最大d线圈中0至d时刻内平均感应电动势为0.4v【考点】法拉第电磁感应定律【专题】定性思想；推理法；电磁感应与电路结合【分析】根据法拉第电磁感应定律知，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比通过法拉第电磁感应定律求出平均感应电动势的大小t图象切线的斜率大小等于磁通量的变化率【解答】解：a、由图知t=0时刻图象切线斜率最大，则磁通量的变化率为最大，则由法拉第电磁感应定律得知：感应电动势最大，故a正确b、c：在d时刻切线斜率为零，磁通量的变化率为零，则感应电动势为零故b正确，c错误d、根据法拉第电磁感应定律得：e=v=0.4v，故d正确故选：abd【点评】本题关键是掌握好图象的含义，磁通量比时间其物理含义为感应电动势，即图象的斜率表示感应电动势9如图所示的电路中，a1和a2是完全相同的灯泡，线圈l的直流电阻可以忽略，下列说法中正确的是（）a合上开关s接通电路时，a2先亮，a1后亮，最后一样亮b合上开关s接通电路时，a1和a2始终一样亮c断开开关s切断电路时，a2立刻熄灭，a1过一会熄灭d断开开关s切断电路时，a1和a2都要过一会儿才熄灭【考点】自感现象和自感系数【分析】当开关接通和断开的瞬间，流过线圈的电流发生变化，产生自感电动势，阻碍原来电流的变化，根据楞次定律及串联电路的特点来分析【解答】解：合上开关接通电路时，a2立即正常发光，线圈中电流要增大，由于自感电动势的阻碍，灯泡a1中电流只能逐渐增大，则a2先亮，a1后亮，最后一样亮故a正确，b错误断开开关时，a2原来的电流立即减小为零，线圈中产生自感电动势，两灯泡串联和线圈组成回路，回路中电流从原来值逐渐减小到零，则a1和a2都要过一会儿才熄灭故c错误，d正确故选ad【点评】自感现象是特殊的电磁感应现象，同样遵守电磁感应的普遍规律楞次定律，对本题这种类型问题就是利用楞次定律来分析10如图所示，一理想变压器原线圈匝数n1=1100匝，副线圈匝数n2=180匝，交流电源的电压u1=220sin120tv，电阻r=45，电压表、电流表均为理想电表，则（）a交流电的频率为50hzba1的示数约为0.13ac该交变电压不能加在耐压值为300v的电容器上dv的示数为36v【考点】变压器的构造和原理；正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率【专题】交流电专题【分析】根据电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，逐项分析即可得出结论【解答】解：a、交流电源的电压u1=220sin120tv，交流电的频率f=60hz，故a错误；b、对于与匝数成正比，电压表的示数为u2=220=36v，电流表a2的示数为 i2=0.8a，根据原副线圈的电流与匝数成反比可以求得原线圈的电流为0.8=0.13a，故bd正确；c、交流电源的电压u1=220sin120tv，电压最大值是um=220v300v，所以该交变电压不能加在耐压值为300v的电容器上，故c正确；故选：bcd【点评】考查交流电的表达式中各量的物理意义，明确电表的示数为有效值，最大值与有效值之间的关系三、实验题11有一个电流表g，内阻rg=10，满偏电流ig=3ma，要把它改装成量程03v的电压表，要与之串联（选填“串联”或“并联”）一个990的电阻？改装后电压表的内阻是1000【考点】把电流表改装成电压表【专题】实验题；恒定电流专题【分析】本题的关键是明确测量电阻具有分压作用，将电流表改装为电压表就是为了测量大电压，需要串联一个分压电阻，然后再根据欧姆定律即可求解【解答】解：根据测量电阻具有分压作用可知，将电流表改装为电压表应串联一个分压电阻r，由=可求出r=990，改装后的电压表的内阻为=1000故答案为：串联，990，1000【点评】要熟记串联电阻具有分压作用，并联电阻具有分流作用，即当需要扩大电压表的量程时，应与一电阻串联；当需要扩大电流表的量程时，应与一电阻并联12解答关于“测定某电阻丝的电阻率”实验的有关问题：（1）实验中，用螺旋测微器测量一种电阻值很大的电阻丝直径，刻度位置如图1所示，则电阻丝的直径是0.642mm（2）用电流表和电压表精确测定此电阻丝的阻值（约为几十k），提供下列可选用的器材：电压表v（量程3v，内阻约50k）电流表a1（量程200a，内阻约200）电流表a2（量程5ma，内阻约20）电流表a3（量程0.6a，内阻约1）滑动变阻器r（最大阻值50）电源e（电源电压为4v）及开关s、导线若干a在所提供的电流表中应选用a1（填器材符号）；b在虚线框图2中画出测电阻的实验电路；（3）分别用l、d、rx表示电阻丝的长度、直径和阻值，则电阻率表达式为=【考点】测定金属的电阻率【专题】实验题；恒定电流专题【分析】（1）螺旋测微器的读数由固定刻度与可动刻度读数之和，需要估读到0.001mm；（2）a、根据欧姆定律估算电路中电流的最大值，即可选择电流表b、根据伏安法测电阻原理作出实验电路图（3）根据电阻定律和截面积公式结合，求得电阻率表达式【解答】解：（1）固定刻度读数为0.5mm，可动刻度读数为0.01mm14.2=0.142mm，则电阻丝的直径 d=0.5mm+0.142mm=0.642mm（2）a、电=路中最大电流约为i=3104a=300a，故电流表应选a1；b、待测电阻阻值约为几十k，滑动变阻器最大阻值为50，故滑动变阻器应采用分压接法电流表内阻为200，电压表内阻为50k，相对来说，待测电阻阻值远大于电流表内阻，电流表应采用内接法，实验电路图如图所示（3）根据电阻定律得：rx=，又 s=联立可得：故答案为：（1）0.6410.643（2）a、a1b、变阻器分压接法，电流表内接（图略）（3）【点评】此题要掌握螺旋测微器的读数方法：固定刻度与可动刻度读数之和，要注意螺旋测微器需要估读根据“大内小外”选择电流表的接法，根据变阻器总电阻与待测电阻的大小选择变阻器的接法四、计算题13如图，水平u形光滑框架，宽度为1m，电阻忽略不计，导体棒ab的质量m=0.2kg、电阻r=0.5，匀强磁场的磁感应强度b=0.2t，方向垂直框架向上现用f=1n的外力由静止开始向右拉ab棒，当ab棒的速度达到2m/s时，求：（1）ab棒产生的感应电动势的大小；（2）ab棒所受安培力的大小和方向；（3）ab棒加速度的大小和方向【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；安培力【专题】电磁感应与电路结合【分析】（1）根据切割产生的感应电动势公式e=blv，求出电动势的大小（2）结合闭合电路欧姆定律求出回路中电流的大小，从而根据安培力公式求出安培力的大小，通过左手定则判断出安培力的方向（3）根据牛顿第二定律求出ab棒的加速度【解答】解：（1）根据导体棒切割磁感线的电动势 e=blv代入数据解得：e=0.212v=0.4v（2）由闭合电路欧姆定律得回路电流：i=a=0.8aab受安培力：f安=bil=0.20.81n=0.16n方向水平向左（3）根据牛顿第二定律得ab杆的加速度为：a=4.2m/s2方向水平向右答：（1）ab棒产生的感应电动势的大小为0.4v（2）ab棒所受的安培力为0.16n，方向水平向左（3）ab棒的加速度为4.2m/s2，方向水平向右【点评】本题考查电磁感应与力学和电路的基本综合，知道切割磁感线的部分相当于电源，掌握法拉第定律、欧姆定律、左手定则等基本规律是关键14如图所示，一个交流发电机线圈共50匝，ab=0.2m，bc=0.1m，总电阻r=10，它在b=0.5t的匀强磁场中从磁通量最大位置开始以100r/s的转速匀速转动，外电路接有r=40的电阻，当线圈转过周期时，求：（1）线圈转动过程中产生的感应电动势的最大值；（2）经过周期时外电阻r上产生的焦耳热q；（3）经过周期这段时间内通过外电阻r的电荷量【考点】法拉第电磁感应定律；闭合电路的欧姆定律；电磁感应中的能量转化【专题】定量思想；方程法；电磁感应功能问题【分析】（1）电动势的最大值为nbs，即可求解；（2）根据感应电动势最大值，再求出有效值，外电阻r上产生的焦耳热是用电动势的有效值；（3）根据法拉第电磁感应定律，结合q=，即可求电荷量用电动势的平均值【解答】解：（1）线圈转动的过程中产生的感应电动势的最大值为：em=nbs=500.50.20.1200v=314v（2）有效值为e=222.1v，根据焦耳定律，则在r上产生的热量为：q=（）2=1.94j（3）根据法拉第电磁感应定律： =n，又因为i=，则通过r的电荷量为：q=t=，解得：q=0.01c答：（1）线圈转动过程中产生的感应电动势的最大值314v；（2）经过周期时外电阻r上产生的焦耳热1.94j；（3）经过周期这段时间内通过外电阻r的电荷量0.01c【点评】本题要注意求电荷量必须用电动势的平均值，电压表测量的是有效值，而焦耳热也是用有效值15如图所示，一小型发电站通过升压变压器b1和降压变压器b2把电能输送给用户（b1和b2都是理想变压器），已知发电机的输出功率为500kw，输出电压为500v，升压变压器b1原、副线圈的匝数比为1：10，两变压器间输电导线的总