安徽省铜陵一中高二物理下学期期中试卷（含解析）.doc

2015-2016学年安徽省铜陵一中高二（下）期中物理试卷一、单选题（本大题共10小题，共40分）1如图所示，a、b都是较轻的铝环，a环闭合，b环断开，横梁可以绕中间支点自由转动，开始时整个装置静止下列说法中正确的是（）a条形磁铁插入a环时，横梁不会发生转动b只有当条形磁铁n极拔出铝环时，横梁才会转动c条形磁铁用相同方式分别插入a、b环时，两环转动情况相同d铝环a产生的感应电流总是阻碍铝环与磁铁间的相对运动2如图所示是一种冶炼金属的感应炉的示意图，此种感应炉应接怎样的电源（）a直流低压b直流高压c低频交流电d高频交流电3如图所示图象中不属于交流电的有（）abcd4如图的无限大的磁场中，有一个矩形线圈abcd做下述运动，其中能使线圈中产生感应电流的运动是（）a以bc为轴转动b以ab为轴转动c垂直纸面向内匀速运动d在纸面内向下运动5图甲、图乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化，下列说法正确的是（）a图甲表示交流电，图乙表示直流电b电压的有效值都是311vc电压的有效值图甲大于图乙d图甲所示电压的瞬时值表达式为u=220sin100t（v）6如图所示电路中，l是自感系数足够大的线圈，它的电阻可忽略不计，d1和d2是两个完全相同的小灯泡将电键k闭合，待灯泡亮度稳定后，再将电键k断开，则下列说法中正确的是（）ak闭合瞬间，d2先亮，d1后亮，最后两灯亮度一样bk闭合瞬间，d1先亮，d2后亮，最后两灯亮度一样ck断开时，两灯都亮一下再慢慢熄灭dk断开时，d2立即熄灭，d1亮一下再慢慢熄灭7穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系如图所示，在下列几段时间内，线圈中感应电动势最小的是（）a02 sb2 s4 sc4 s5 sd5 s10 s8如图所示为一交流电压随时间变化的图象每个周期内，前三分之一周期电压按正弦规律变化，后三分之二周期电压恒定根据图中数据可得，此交流电压的有效值为（）a7.5vb8vc vd v9如图所示，用相同导线制成的边长为l或2l的四个单匝闭合回路，它们以相同的速度先后垂直穿过正方形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，区域宽度大于2l则进入磁场过程中，电流最大的回路是（）a甲b乙c丙d丁10如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路虚线mn右侧有磁感应强度为b的匀强磁场方向垂直于回路所在的平面回路以速度v向右匀速进入磁场，直径cd始络与mn垂直从d点到达边界开始到c点进入磁场为止，下列结论正确的是 （）a感应电流方向先逆时针，后顺时针bcd段直线始终不受安培力c感应电动势平均值e=d感应电动势平均值=bav二、实验题探究题（本大题共2小题，共14分）11绕在同一铁芯上的线圈、按图所示方法连接，判断在以下各情况中，线圈中是否有感应电流产生闭合电健k的瞬时保持电键k闭合的时候断开电键k的瞬时电键k闭合将变阻器ro的滑动端向左滑动时：（以上各空均填“有”或“无”）12在研究电磁感应现象的实验中所用的器材如图所示它们是：电流计 直流电源 带铁芯（图中未画出）的线圈a 线圈b 电键 滑动变阻器（1）试按实验的要求在实物图上连线（图中已连好一根导线）（2）怎样才能使线圈b中有感应电流产生？试举出两种方法：；三、计算题（本大题共4小题，共46分）13一单匝矩形线圈abcd放置在水平面内，线圈面积为s=100cm2，线圈处在匀强磁场中，磁场方向与水平方向成30角，求：（1）若磁场的磁感应强度b=0.1t，则穿过线圈的磁通量为多少？（2）若磁感应强度方向改为与线圈平面垂直，且大小按b=0.1+0.2t（t）的规律变化，线圈中产生的感应电动势为多大？14如图所示，一个变压器（可视为理想变压器）的原线圈接在220v的市电上，向额定电压为1.80104v的霓虹灯供电，使它正常发光为了安全，需在原线圈回路中接人熔断器，使副线圈电路中电流超过12ma时，熔丝就熔断（1）熔丝的熔断电流是多大？（2）当副线圈电路中电流为10ma时，变压器的输入功率是多大？15如图所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕oo轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直已知线圈匝数n=400，电阻r=0.1，长l1=0.05m，宽l2=0.04m，角速度=l00rad/s，磁场的磁感应强度b=0.25t线圈两端外接电阻r=9.9的用电器和一个交流电流表（内阻不计），求：（1）线圈中产生的最大感应电动势（2）电流表a的读数（3）用电器上消耗的电功率16如图甲所示，水平面上有两电阻不计的光滑金属导轨平行固定放置，间距d=0.5m，导轨左端通过导线与阻值为2的电阻r连接，右端通过导线与阻值为4的小灯泡l连接在矩形区域cdfe内有竖直向上的匀强磁场，ce长为2m，cdfe区域内磁场的磁感应强度b随时间变化的关系如图乙所示，在t=0时，一阻值为2的金属棒在水平恒力f作用下由静止开始从ab位置沿导轨向右运动，在金属棒从ab位置运动到ef位置的过程中，小灯泡的亮度没有发生变化，求：（1）通过小灯泡的电流大小（2）恒力f的大小（3）4s末金属棒的速度大小（4）金属棒的质量2015-2016学年安徽省铜陵一中高二（下）期中物理试卷参考答案与试题解析一、单选题（本大题共10小题，共40分）1如图所示，a、b都是较轻的铝环，a环闭合，b环断开，横梁可以绕中间支点自由转动，开始时整个装置静止下列说法中正确的是（）a条形磁铁插入a环时，横梁不会发生转动b只有当条形磁铁n极拔出铝环时，横梁才会转动c条形磁铁用相同方式分别插入a、b环时，两环转动情况相同d铝环a产生的感应电流总是阻碍铝环与磁铁间的相对运动【分析】当条形磁铁向a环靠近a时，穿过a环的磁通量增加，a环闭合产生感应电流，根据楞次定律判断a环的运动情况当条形磁铁向b环靠近b时，b环不闭合，不产生感应电流，根据有无安培力判断b环的运动情况，从而即可求解【解答】解：a、当条形磁铁向a环靠近时，穿过a环的磁通量增加，a环闭合产生感应电流，磁铁对a环产生安培力，阻碍两者相对运动，因此a环阻碍磁铁靠近，出现转动现象；当条形磁铁向b环靠近b时，b环中不产生感应电流，磁铁对b环没有安培力作用，b环将静止不动故abc错误d、根据楞次定律可知，环a产生的感应电流总是阻碍铝环与磁铁间的相对运动，故d正确故选：d2如图所示是一种冶炼金属的感应炉的示意图，此种感应炉应接怎样的电源（）a直流低压b直流高压c低频交流电d高频交流电【分析】用来冶炼合金钢的真空冶炼炉，炉外有线圈，线圈中通入反复变化的电流，炉内的金属中产生涡流涡流产生的热量使金属熔化，高频交流电的频率越大，产生的热量越大【解答】解：线圈中的电流做周期性的变化，在附近的导体中产生感应电流，从而在导体中产生大量的热，涡流现象也是电磁感应；而交流电的频率越大，产生的热量越多故d正确，abc错误；故选：d3如图所示图象中不属于交流电的有（）abcd【分析】直流电是指电流的方向不发生变化的电流，其大小可以变化，交流电是指电流的方向发生变化的电流，但是它的电流的大小可以不变【解答】解：交流电是指电流的方向发生变化的电流，电流的大小是否变化对其没有影响，电流的方向变化的是abc，故abc是交流电，d是直流电本题选择不是的，故选：d4如图的无限大的磁场中，有一个矩形线圈abcd做下述运动，其中能使线圈中产生感应电流的运动是（）a以bc为轴转动b以ab为轴转动c垂直纸面向内匀速运动d在纸面内向下运动【分析】当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电流【解答】解：a、以bc为轴转动，磁通量发生变化，所以有感应电流故a正确 b、以ab为轴转动，磁通量始终为0，即磁通量不变，无感应电流故b错误 c、垂直纸面向内匀速运动，磁通量始终为0，无感应电流故c错误 d、在纸面内向下运动，磁通量始终为0，无感应电流故d错误故选a5图甲、图乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化，下列说法正确的是（）a图甲表示交流电，图乙表示直流电b电压的有效值都是311vc电压的有效值图甲大于图乙d图甲所示电压的瞬时值表达式为u=220sin100t（v）【分析】解本题时应该掌握：交流电和直流电的定义，直流电是指电流方向不发生变化的电流；理解并会求交流电的有效值，u=，只适用于正余弦交流电；【解答】解：a、由于两图中表示的电流方向都随时间变化，因此都为交流电，故a错误；b、两种电压的最大值是311v，有效值要小于311v，故b错误；c、由于对应相同时刻，图甲电压比图乙电压大，根据有效值的定义可知，图甲有效值要比图乙有效值大，故c正确；d、从图甲可知，em=311v，=100rad/s，所以图1电压的瞬时值表达式为u=311sin100t v，故d错误；故选：c6如图所示电路中，l是自感系数足够大的线圈，它的电阻可忽略不计，d1和d2是两个完全相同的小灯泡将电键k闭合，待灯泡亮度稳定后，再将电键k断开，则下列说法中正确的是（）ak闭合瞬间，d2先亮，d1后亮，最后两灯亮度一样bk闭合瞬间，d1先亮，d2后亮，最后两灯亮度一样ck断开时，两灯都亮一下再慢慢熄灭dk断开时，d2立即熄灭，d1亮一下再慢慢熄灭【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1构成电路回路【解答】解：l是自感系数足够大的线圈，它的电阻可忽略不计，d1和d2是两个完全相同的小灯泡a、k闭合瞬间，但由于线圈的电流增加，导致线圈中出现感应电动势从而阻碍电流的增加，所以两灯同时亮，当电流稳定时，由于电阻可忽略不计，所以以后d1熄灭，d2变亮故a错误；b、k闭合瞬间，但由于线圈的电流增加，导致线圈中出现感应电动势从而阻碍电流的增加，所以两灯同时亮，当电流稳定时，由于电阻可忽略不计，所以以后d1熄灭，d2变亮故b错误；c、k闭合断开，d2立即熄灭，但由于线圈的电流减小，导致线圈中出现感应电动势从而阻碍电流的减小，所以d1亮一下再慢慢熄灭，故c错误；d、k闭合断开，d2立即熄灭，但由于线圈的电流减小，导致线圈中出现感应电动势从而阻碍电流的减小，所以d1亮一下再慢慢熄灭，故d正确；故选：d7穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系如图所示，在下列几段时间内，线圈中感应电动势最小的是（）a02 sb2 s4 sc4 s5 sd5 s10 s【分析】根据法拉第电磁感应定律，通过磁通量变化率的大小判断哪段产生的感应电动势最小【解答】解：根据e=得，感应电动势与磁通量的变化率成正比t图线的斜率表示磁通量的变化率，5 s10 s内磁通量的变化率最小，则产生的感应电动势最小故d正确，a、b、c错误故选：d8如图所示为一交流电压随时间变化的图象每个周期内，前三分之一周期电压按正弦规律变化，后三分之二周期电压恒定根据图中数据可得，此交流电压的有效值为（）a7.5vb8vc vd v【分析】正弦式电流给灯泡供电，电压表显示是电源电压的有效值，要求电路中灯泡的电流或功率等，均要用正弦式电流的有效值而求有效值方法：是将交流电在一个周期内产生热量与将恒定电流在相同时间内产生的热量相等，则恒定电流的值就是交流电的有效值【解答】解：如图所示，它不是正弦式电流，因此有效值不是等于最大值除以根号2取一个周期进行分段，在01s 是正弦式电流，则电压的有效值等于3在1s3s是恒定电流，则有效值等于9v则在03s内，产生的热量u=2故选：c9如图所示，用相同导线制成的边长为l或2l的四个单匝闭合回路，它们以相同的速度先后垂直穿过正方形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，区域宽度大于2l则进入磁场过程中，电流最大的回路是（）a甲b乙c丙d丁【分析】根据法拉第电磁感应定律求得感应电动势的大小，由闭合电路欧姆定律得到感应电流的表达式，即可比较其大小【解答】解：设导线长度为l时电阻为r甲图中，感应电动势为e甲=blv，线框的电阻为4r，则感应电流为：i甲=；乙图中，感应电动势为e乙=blv，线框的电阻为6r，则感应电流为：i乙=；丙图中，感应电动势为e丙=2blv，线框的电阻为6r，则感应电流为：i丙=；丁图中，感应电动势为e丁=2blv，线框的电阻为8r，则感应电流为：i甲=；所以丙中感应电流最大故c正确故选：c10如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路虚线mn右侧有磁感应强度为b的匀强磁场方向垂直于回路所在的平面回路以速度v向右匀速进入磁场，直径cd始络与mn垂直从d点到达边界开始到c点进入磁场为止，下列结论正确的是 （）a感应电流方向先逆时针，后顺时针bcd段直线始终不受安培力c感应电动势平均值e=d感应电动势平均值=bav【分析】本题由楞次定律可判断电流方向，由左手定则可得出安培力的方向；由法拉第电磁感应定律可得出电动势的平均值【解答】解：a、在闭合电路进入磁场的过程中，通过闭合电路的磁通量逐渐增大，磁场方向向里，根据楞次定律可知感应电流的方向为逆时针方向不变，故a错误b、由于cd段导线与磁场垂直同，必定受到安培力作用，根据左手定则判断得知，cd段受安培力向下，故b错误c、d由法拉第电磁感应定律可得感应电动势平均值=，故c错误，d正确故选d二、实验题探究题（本大题共2小题，共14分）11绕在同一铁芯上的线圈、按图所示方法连接，判断在以下各情况中，线圈中是否有感应电流产生闭合电健k的瞬时有保持电键k闭合的时候无断开电键k的瞬时有电键k闭合将变阻器ro的滑动端向左滑动时：有（以上各空均填“有”或“无”）【分析】根据感应电流产生的条件分析答题，感应电流产生条件：穿过闭合回路的磁通量发生变化；故分析内部磁通量的变化即可分析是否有感应电流产生【解答】解：由图所示电路可知：闭合电健k的瞬时，穿过线圈的磁通量变化，有感应电流产生；保持电键k闭合的时，穿过线圈的磁通量不变，没有感应电流产生；断开电键k的瞬时，穿过线圈的磁通量发生变化，有感应电流产生；电键k闭合将变阻器ro的滑动端向左滑动时，穿过线圈的磁通量发生变化，有感应电流产生；故答案为：有无有有12在研究电磁感应现象的实验中所用的器材如图所示它们是：电流计 直流电源 带铁芯（图中未画出）的线圈a 线圈b 电键 滑动变阻器（1）试按实验的要求在实物图上连线（图中已连好一根导线）（2）怎样才能使线圈b中有感应电流产生？试举出两种方法：断开或闭合开关；闭合开关后移动滑动变阻器的滑片【分析】（1）注意该实验中有两个回路，一是电源、电键、变阻器、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）穿过闭合回路的磁通量发生变化，回路中产生感应电流，据此分析答题【解答】解：（1）将电源、电键、变阻器、线圈a串联成一个回路，注意滑动变阻器接一上一下两个接线柱，再将电流计与线圈b串联成另一个回路，电路图如图所示 （2）断开或闭合开关的过程中或闭合开关后移动滑片的过程中，穿过线圈b的磁通量发生变化，线圈b与电流计组成的闭合回路中产生感应电流故答案为：（1）实物电路图如上图所示；（2）断开或闭合开关，闭合开关后移动滑动变阻器的滑片三、计算题（本大题共4小题，共46分）13一单匝矩形线圈abcd放置在水平面内，线圈面积为s=100cm2，线圈处在匀强磁场中，磁场方向与水平方向成30角，求：（1）若磁场的磁感应强度b=0.1t，则穿过线圈的磁通量为多少？（2）若磁感应强度方向改为与线圈平面垂直，且大小按b=0.1+0.2t（t）的规律变化，线圈中产生的感应电动势为多大？【分析】（1）根据公式=bssin30，求解穿过线圈的磁通量（2）磁感应强度方向改为与线圈平面垂直时，磁通量公式为=bs，根据法拉第电磁感应定律求解感应电动势【解答】解：（1）穿过线圈的磁通量为：（2）磁感应强度方向改为与线圈平面垂直时，根据法拉第电磁感应定律得：答：（1）穿过线圈的磁通量为5104wb（2）线圈中产生的感应电动势为2103v14如图所示，一个变压器（可视为理想变压器）的原线圈接在220v的市电上，向额定电压为1.80104v的霓虹灯供电，使它正常发光为了安全，需在原线圈回路中接人熔断器，使副线圈电路中电流超过12ma时，熔丝就熔断（1）熔丝的熔断电流是多大？（2）当副线圈电路中电流为10ma时，变压器的输入功率是多大？【分析】要求熔丝的熔断电流，需要求出输入功率，而输入功率等于输出功率；【解答】解：（1）设原、副线圈上的电压、电流分别为u1、u2、i1、i2根据理想变压器的输入功率等于输出功率即p1=p2，故有i1 u1=i2u2由于u1=220v，u2=1.80104v，当i2=12103a，il为熔断电流得i1=0.98 a（2）设副线圈中电流为i2=10 ma=10103a时，变压器的输出功率p2=u2i2=0.011.80104=180w由于输人功率等于输出功率，有p1=p2=180 w答：（1）熔丝的熔断电流是0.98a（2）变压器的输入功率是180w15如图所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕oo轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直已知线圈匝数n=400，电阻r=0.1，长l1=0.05m，宽l2=0.04m，角速度=l00rad/s，磁场的磁感应强度b=0.25t线圈两端外接电阻r=9.9的用电器和一个交流电流表（内阻不计），求：（1）线圈中产生的最大感应电动势（2）电流表a的读数（3）用电器上消耗的电功率【分析】（1）线圈中产生的感应电动势的最大值表达式为em=nbs（2）电流表测量电流的有效值根据e=和欧姆定律求出电流的有效值（3）用电器消耗的电功率p=i2r，i是电流的有效值【解答】解：（1）线圈中产生的感应电动势的最大值表达式为em=nbs代人数据得 em=4000.250.050.04l00 v=20 v（2）根据欧姆定律得：im=代人数据得im=a=2a是正弦交变电流，所以电流表读数即有效值i=a=1.41a（3）小灯泡消耗的电功率p=i2r=9.9w=19.8w答：（1）线圈中产生的最大感应电动势为20v（2）电流表a的读数为1.41a（3）用电器上消耗的电功率为19.8w16如图甲所示，水平面上有两电阻不计的光滑金属导轨平行