云南省昭通市巧家一中高二物理下学期期中试卷（含解析）.doc

2014-2015学年云南省昭 通市巧家一中高二（下）期中物理试卷一、选择题（以下各题均为不定项选择题，全选对得4分，有漏选得2分，有错选得0分共40分）1如图，一理想变压器原副线圈匝数之比为4：1，原线圈两端接入一正弦交流电源；副线圈电路中r为负载电阻，交流电压表和交流电流表都是理想电表下列结论正确的是（）a 若电压表读数为6v，则输入电压的最大值为vb 若输入电压不变，副线圈匝数增加到原来的2倍，则电流表的读数减小到原来的一半c 若输入电压不变，负载电阻的阻值增加到原来的2倍，则输入功率也增加到原来的2倍d 若保持负载电阻的阻值不变输入电压增加到原来的2倍，则输出功率增加到原来的4倍2下列说法正确的是（）a 当线圈中电流不变时，线圈中没有自感电动势b 当线圈中电流反向时线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相反c 当线圈中电流增大时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反d 当线圈中电流减小时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反3某水电站，用总电阻为2.5的输电线输电给500km外的用户，其输出电功率是3106kw现用500kv电压输电，则下列说法正确的是（）a 输电线上输送的电流大小为2.0105ab 输电线上由电阻造成的损失电压为15kvc 若改用5kv电压输电，则输电线上损失的功率为9108kwd 输电线上损失的功率为p=，u为输电电压，r为输电线的电阻4电阻r1、r2与交流电源按照图1方式连接，r1=10，r2=20合上开关s后，通过电阻r1的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图2所示则（）a 通过r1的电流有效值是1.2ab r1两端的电压有效值是6vc 通过r2的电流最大值是1.2ad r2两端的电压最大值是6v5街道旁的路灯、江海里的航标灯都要求夜晚亮、白天熄，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的（）a 压敏性b 光敏性c 热敏性d 三特性都利用了6如图所示，两个端面半径同为r的圆柱形铁芯同轴水平放置，相对的端面之间有一缝隙，铁芯上绕导线并与电源连接，在缝隙中形成一匀强磁场一铜质细直棒ab水平置于缝隙中，且与圆柱轴线等高、垂直让铜棒从静止开始自由下落，铜棒下落距离为0.2r时铜棒中电动势大小为e1，下落距离为0.8r时电动势大小为e2忽略涡流损耗和边缘效应关于e1、e2的大小和铜棒离开磁场前两端的极性，下列判断正确的是（）a e1e2，a端为正b e1e2，b端为正c e1e2，a端为正d e1e2，b端为正7半径为r带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为d，如图1所示有一变化的磁场垂直于纸面，规定向内为正，变化规律如图2所示在t=0时刻平板之间中心有一重力不计，电荷量为q的静止微粒，则以下说法正确的是（）a 第2秒内上极板为正极b 第3秒内上极板为负极c 第2秒末微粒回到了原来位置d 第3秒末两极板之间的电场强度大小为8在地球附近的磁感应强度大约为0.5104t，将一个2m2的线框放在地面上，通过它的磁通量可能为（）a 1.0104wbb 0c 0.5104wbd 2.0104wb9在如图所示的电路中，a、b为两个完全相同的灯泡，l为自感线圈，e为电源，s为开关，关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的是（）a 合上开关，a先亮，b后亮；断开开关，a、b同时熄灭b 合上开关，b先亮，a后亮；断开开关，a先熄灭，b后熄灭c 合上开关，b先亮，a后亮；断开开关，a、b同时熄灭d 合上开关，a、b同时亮；断开开关，b先熄灭，a后熄灭10如图所示，lool为一折线，它所形成的两个角loo和ool均为45折线的右边有一匀强磁场，其方向垂直oo的方向以速度v做匀速直线运动，在t=0时刻恰好位于图中所示的位置以逆时针方向为导线框中电流的正方向，在下面四幅图中能够正确表示电流时间（it）关系的是（时间以l/v为单位）（）a b c d 二、实验填空（共15分）11如图甲所示是某种金属材料制成的电阻r随温度t变化的图象，图中r0表示该电阻在0时的阻值，已知图线的斜率为k，若用该电阻与电池（电动势为e、内阻为r）、电流表a（内阻不计）滑动变阻器r1串联起来，连成如图乙所示的电路，用该电阻做测温探头，把电流表a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）根据图甲所示图象，温度为t（t0）时电阻r的大小为：（2）在标识“金属电阻温度计”的温度刻度时，需要弄清所测温度和电流的对应关系，请用e、r0、r1（滑动变阻器接入电路的阻值）、k等物理量表示待测温度t与电流i的关系式为：（3）在标识“金属电阻温度计”的温度刻度时，刻度是：（选填“均匀”或“非均匀”）（4）如果某次测量时，指针正好指在温度刻度的10到20的正中央，则测量值15（选填“大于”“小于”或“等于”）三、计算题（共45分，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤）12如图所示，固定于水平面上的金属架cdef处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒mn沿框架以速度v向右做匀速运动，t=0时，磁感应强度为b0，此时mn到达的位置恰好使mden构成一个边长为l的正方形，为使mn棒中不产生感应电流，从t=0时开始，请推导在这种情况下b与t的定量关系式13如图所示，a、b两个闭合线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，半径ra=2rb，图示区域内有匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀减小（1）a、b线圈中产生的感应电动势之比ea：eb是多少？（2）两线圈中感应电流之比ia：ib是多少？14以下是一段关于输电线损失功率的推导将电能从发电站送到用户，在输电线上会损失一部分功率，设输电电压为u，则功率损失为p损=ui （1）而u=ir （2）由（1）、（2）两式得p损=（3）由此式可知，要减小功率损失，就应当用低压送电和增大输电线的电阻r，这段推导错在哪里？请给正确的推导15如图所示，质量m1=0.1kg，电阻r1=0.3，长度l=0.4m的导体棒ab横放在u型金属框架上框架质量m2=0.2kg，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数=0.2，相距0.4m的mm、nn相互平行，电阻不计且足够长电阻r2=0.1的mn垂直于mm整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度b=0.5t垂直于ab施加f=2n的水平恒力，ab从静止开始无摩擦地运动，始终与mm、nn保持良好接触，当ab运动到某处时，框架开始运动设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2（1）求框架开始运动时ab速度v的大小；（2）从ab开始运动到框架开始运动的过程中，mn上产生的热量q=0.1j，求该过程ab位移x的大小2014-2015学年云南省昭通市巧家一中高二（下）期中物理试卷参考答案与试题解析一、选择题（以下各题均为不定项选择题，全选对得4分，有漏选得2分，有错选得0分共40分）1如图，一理想变压器原副线圈匝数之比为4：1，原线圈两端接入一正弦交流电源；副线圈电路中r为负载电阻，交流电压表和交流电流表都是理想电表下列结论正确的是（）a 若电压表读数为6v，则输入电压的最大值为vb 若输入电压不变，副线圈匝数增加到原来的2倍，则电流表的读数减小到原来的一半c 若输入电压不变，负载电阻的阻值增加到原来的2倍，则输入功率也增加到原来的2倍d 若保持负载电阻的阻值不变输入电压增加到原来的2倍，则输出功率增加到原来的4倍考点：变压器的构造和原理专题：压轴题分析：电压表读数6v为有效值，由 = 可得输入电压的有效值为24v，根据正弦交流电有效值与最大值的关系可得输入电压的最大值 输入功率随输出功率而变化，输出功率变大则输入功率变大若输入电压不变，副线圈匝数增加到原来的2倍，得输出电压也增加到原来的2倍，由 i= 电流表示数也应增加到原来的2倍，若输入电压不变，负载电阻的阻值增加到原来的2倍，由 i= 输出电流减小到原来的一半，输入功率即p=iu也减小到原来的一半解答：解：a、若电压表读数为6v，由 = 可得则输入电压为是有效值，根据正弦交流电 有效值与最大值的关系可得因此其最大值为v，a正确； b、若输入电压不变，副线圈匝数增加到原来的2倍，由 = 可得输出电压也增加到原来的2倍， 由 i= 电流表示数也应增加到原来的2倍，b错误； c、若输入电压不变，负载电阻的阻值增加到原来的2倍，由 i= 输出电流减小到原来的一半，输入功率 即p=iu也减小到原来的一半，c错误； d、若保持负载电阻的阻值不变输入电压增加到原来的2倍，输出电压增大到原来的2倍，则由可知 输出功率增加到原来的4倍，d正确故选a、d点评：只有理解交流电压表和交流电流表读数为有效值，电压电流与匝数比的关系，并熟练掌握电功率的计算公式，才能顺利解决这类问题2下列说法正确的是（）a 当线圈中电流不变时，线圈中没有自感电动势b 当线圈中电流反向时线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相反c 当线圈中电流增大时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反d 当线圈中电流减小时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反考点：自感现象和自感系数分析：根据产生自感电动势的条件和楞次定律分析有无自感电动势产生及自感电动势的方向解答：解：a、由法拉第电磁感应定律可知，当线圈中电流不变时，不产生自感电动势，故a正确； b、根据楞次定律可知，当线圈中电流反向时，相当于电流减小，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相同，故b错误； c、当线圈中电流增大时，自感电动势阻碍电流的增大，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反，故c正确； d、当线圈中电流减小时，自感电动势阻碍电流的减小，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相同，故d错误故选ac点评：自感现象是特殊的电磁感应现象，遵循电磁感应现象的普遍规律，即楞次定律和法拉第电磁感应定律3某水电站，用总电阻为2.5的输电线输电给500km外的用户，其输出电功率是3106kw现用500kv电压输电，则下列说法正确的是（）a 输电线上输送的电流大小为2.0105ab 输电线上由电阻造成的损失电压为15kvc 若改用5kv电压输电，则输电线上损失的功率为9108kwd 输电线上损失的功率为p=，u为输电电压，r为输电线的电阻考点：远距离输电；电功、电功率专题：计算题；交流电专题分析：已知输送的电功率和输电电压，根据i=求出输电线上的电流；由u=ir求的损失电压；根据p=i2r求出输电线上损失的电功率解答：解：a、b由p=iu得输电线上输送的电流，由u=ir得输电线路上的电压损失u=61032.5=15103v，输电线上损失的功率为，故a错误，b正确c、若改用5kv电压输电，输电线上损失的功率不可能超过输电功率3106kw，否则违反了能量守恒定律，故c错误d、输电线上损失的功率为p计算时，u为输电线上的电压降，而不是输电电压故d错误故选b点评：本题考查远距离输电中的能量损失及功率公式的应用，要注意功率公式中p=ui中的电压u应为输电电压4电阻r1、r2与交流电源按照图1方式连接，r1=10，r2=20合上开关s后，通过电阻r1的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图2所示则（）a 通过r1的电流有效值是1.2ab r1两端的电压有效值是6vc 通过r2的电流最大值是1.2ad r2两端的电压最大值是6v考点：正弦式电流的图象和三角函数表达式；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：根据图象可知流过电阻r1的电流最大值、有效值的大小，根据电阻的串联可进一步求得流过r2的电流和电压大小解答：解：从图2可以看出，通过r2电流的有效值是0.6a，所以r2两端电压的有效值为12v，最大电压是，r1两端电压的有效值为6v，而串联电路中各部分电流相等，所以电流的最大值为，故acd错误，b正确故选：b点评：本题结合电阻的串联考查了交流的最大值和有效值关系，属于基础题目，平时要加强基础知识的训练5街道旁的路灯、江海里的航标灯都要求夜晚亮、白天熄，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的（）a 压敏性b 光敏性c 热敏性d 三特性都利用了考点：传感器在生产、生活中的应用；简单的逻辑电路分析：传感器的作用是将温度、力、光、声音等非电学量转换为电学量解答：解：灯要求夜晚亮、白天熄则白天有光，黑夜没有光，则是由光导致电路的电流变化，所以电路中光传感器导致电阻变化，实现动控制，因此是利用半导体的光敏性故选：b点评：热敏电阻是当温度变化时，导致电阻的阻值发生变化；而光敏电阻则是当有光时，其电阻的阻值发生变化当它们起作用时，其电阻的阻值都是变小，而金属电阻则是变大6如图所示，两个端面半径同为r的圆柱形铁芯同轴水平放置，相对的端面之间有一缝隙，铁芯上绕导线并与电源连接，在缝隙中形成一匀强磁场一铜质细直棒ab水平置于缝隙中，且与圆柱轴线等高、垂直让铜棒从静止开始自由下落，铜棒下落距离为0.2r时铜棒中电动势大小为e1，下落距离为0.8r时电动势大小为e2忽略涡流损耗和边缘效应关于e1、e2的大小和铜棒离开磁场前两端的极性，下列判断正确的是（）a e1e2，a端为正b e1e2，b端为正c e1e2，a端为正d e1e2，b端为正考点：导体切割磁感线时的感应电动势；右手定则专题：压轴题分析：根据题意分析知道由铜棒下落，切割磁感线产生感应电动势由于下落距离不同，根据磁感线的分布求出铜棒切割磁感线时的有效长度再根据e=blv进行对比最后根据右手定则判断出电流方向，根据电源内部电流方向特点找出电源的正负极解答：解：根据法拉第电磁感应定律：e=blv，如下图，l1=2=2r，l2=2=2r，又根据v=，v1=2，v2=4，所以e1=4br，e2=8br=4br，所以e1e2再根据右手定则判定电流方向从a到b，在电源内部电流时从电源负极流向正极，故d正确点评：由于铜棒切割磁感线时没有形成回路，所以铜棒做的是自由下落对于电源而言，电源内部电流是从电源负极流向正极7半径为r带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为d，如图1所示有一变化的磁场垂直于纸面，规定向内为正，变化规律如图2所示在t=0时刻平板之间中心有一重力不计，电荷量为q的静止微粒，则以下说法正确的是（）a 第2秒内上极板为正极b 第3秒内上极板为负极c 第2秒末微粒回到了原来位置d 第3秒末两极板之间的电场强度大小为考点：楞次定律；牛顿运动定律的综合应用；带电粒子在匀强电场中的运动；法拉第电磁感应定律专题：计算题；压轴题分析：由图可知磁感应强度的变化，则由楞次定则可得出平行板上的带电情况；对带电粒子受力分析可知带电粒子的受力情况，由牛顿第二定律可知粒子的运动情况；根据粒子受力的变化可知粒子加速度的变化，通过分析可得出粒子的运动过程解答：解：01s内情况：由楞次定律可知，金属板上极板带负电，金属板下极板带正电；若粒子带正电，则粒子所受电场力方向竖直向上而向上做匀加速运动12s内情况：由楞次定律可知，金属板上极板带正电，金属板下极板带负电；故a正确；若粒子带正电，则粒子所受电场力方向竖直向下而向上做匀减速运动，2s末速度减小为零23s内情况：由楞次定律可知，金属板上极板带正电，金属板下极板带负电；故b错误；若粒子带正电，则粒子所受电场力方向竖直向下而向下做匀加速运动两极板间的电场强度大小，故d错误；34s内情况：由楞次定律可知，金属板上极板带负电，金属板下极板带正电；若粒子带正电，则粒子所受电场力方向竖直向上而向下做匀减速运动4s末速度减小为零，同时回到了原来的位置故c错误；故选a点评：本题属于综合性题目，注意将产生感应电流的部分看作电源，则可知电容器两端的电压等于线圈两端的电压，这样即可还原为我们常见题型8在地球附近的磁感应强度大约为0.5104t，将一个2m2的线框放在地面上，通过它的磁通量可能为（）a 1.0104wbb 0c 0.5104wbd 2.0104wb考点：磁通量分析：线圈在匀强磁场中，当线圈平面与磁场方向垂直时，穿过线圈的磁通量=bs，b是磁感应强度，s是线圈的面积当线圈平面与磁场方向平行时，穿过线圈的磁通量=0，若既不垂直，也不平行，则可分解成垂直与平行，根据=bssin（是线圈平面与磁场方向的夹角）即可求解解答：解：线圈在匀强磁场中，当线圈平面与磁场方向垂直时，穿过线圈的磁通量=bs=0.51042=1.0104wb，b是磁感应强度，s是线圈的面积当线圈平面与磁场方向平行时，穿过线圈的磁通量=0，所以通过它的磁通量：01.0104wb故选择abc正确，选项d错误故选：abc点评：本题关键要掌握磁通量的计算公式：当bs时，=0；当bs时，=bs，同时要熟记磁通量的单位，并注意线圈在水平面上9在如图所示的电路中，a、b为两个完全相同的灯泡，l为自感线圈，e为电源，s为开关，关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的是（）a 合上开关，a先亮，b后亮；断开开关，a、b同时熄灭b 合上开关，b先亮，a后亮；断开开关，a先熄灭，b后熄灭c 合上开关，b先亮，a后亮；断开开关，a、b同时熄灭d 合上开关，a、b同时亮；断开开关，b先熄灭，a后熄灭考点：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，根据楞次定律来分析两灯亮暗顺序解答：解：由图可以看出，a、b灯泡在两个不同的支路中，对于纯电阻电路，不发生电磁感应，通电后用电器立即开始正常工作，断电后停止工作但对于含电感线圈的电路，在通电时，线圈产生自感电动势，对电流的增大有阻碍作用，使a灯后亮，则合上开关，b先亮，a后亮当断开电键时，线圈中产生自感电动势，由a、b及电感线圈组成一个回路，两灯同时逐渐熄灭故c正确故选c点评：对于线圈要抓住这个特性：当电流变化时，线圈中产生自感电动势，相当于电源，为回路提供瞬间的电流10如图所示，lool为一折线，它所形成的两个角loo和ool均为45折线的右边有一匀强磁场，其方向垂直oo的方向以速度v做匀速直线运动，在t=0时刻恰好位于图中所示的位置以逆时针方向为导线框中电流的正方向，在下面四幅图中能够正确表示电流时间（it）关系的是（时间以l/v为单位）（）a b c d 考点：导体切割磁感线时的感应电动势；右手定则专题：压轴题；电磁感应与电路结合分析：根据导体切割磁感线产生电动势可正确解答，注意两根导体在磁场中同时切割产生总电动势的求法，同时注意根据几何关系正确求解有效切割长度解答：解：刚开始时，即如题图中开始所示状态，上方磁场中导体棒产生的电动势与下方磁场中产生的电动势恰好抵消，故此时无感应电流产生，故ac错误；随着线框的匀速向上运动，上方导体切割长度不变，下方逐渐变小，因此总感应电动势逐渐增大，感应电流逐渐增大，当线框全部进入上方磁场时，感应电流突然变为零；再向上运动时回路中总电动势方向改变，因此电流方向改变，直至线框全部离开磁场，故b错误，d正确故选d点评：本意涉及两根导体同时切割磁感线时电动势的求法，难点在于根据几何关系判断有效切割长度的变化解答类似问题可以用排除法进行，如通过直线过不过原点、电流方向变化等进行判断排除二、实验填空（共15分）11如图甲所示是某种金属材料制成的电阻r随温度t变化的图象，图中r0表示该电阻在0时的阻值，已知图线的斜率为k，若用该电阻与电池（电动势为e、内阻为r）、电流表a（内阻不计）滑动变阻器r1串联起来，连成如图乙所示的电路，用该电阻做测温探头，把电流表a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）根据图甲所示图象，温度为t（t0）时电阻r的大小为：r0+kt（2）在标识“金属电阻温度计”的温度刻度时，需要弄清所测温度和电流的对应关系，请用e、r0、r1（滑动变阻器接入电路的阻值）、k等物理量表示待测温度t与电流i的关系式为：（3）在标识“金属电阻温度计”的温度刻度时，刻度是：非均匀（选填“均匀”或“非均匀”）（4）如果某次测量时，指针正好指在温度刻度的10到20的正中央，则测量值小于15（选填“大于”“小于”或“等于”）考点：描绘小电珠的伏安特性曲线专题：实验题分析：（1）已知图线的斜率为k，根据数学知识得到电阻r的大小（2）根据闭合电路欧姆定律得到电流i与r、e、r、r的关系式，将（1）中r与t的关系代入，即可得到温度t与电流i的关系式（3）（4）根据温度刻度是否均及疏密情况，确定测量值与15的大小关系解答：解：（1）已知图线的斜率为k，根据数学知识得：电阻r的大小为 r=r0+kt（2）根据闭合电路欧姆定律得：i=，又r=r0+kt，联立得：；（3）由上看出，t与i是非线性关系，与欧姆表类似，温度t的刻度是不均匀的，左密右疏；（4）知若指针正好指在在温度刻度的10到20的正中央，则测量值小于15故答案为：（1）r0+kt；（2）；（3）非均匀；（4）小于点评：本题考查知识的迁移能力，运用数学知识得到电阻r的表达式抓住“金属电阻温度计”的刻度与欧姆表类似，分析刻度是否均匀三、计算题（共45分，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤）12如图所示，固定于水平面上的金属架cdef处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒mn沿框架以速度v向右做匀速运动，t=0时，磁感应强度为b0，此时mn到达的位置恰好使mden构成一个边长为l的正方形，为使mn棒中不产生感应电流，从t=0时开始，请推导在这种情况下b与t的定量关系式考点：导体切割磁感线时的感应电动势专题：电磁感应与电路结合分析：只要通过闭合回路的磁通量不变，则mn棒中不产生感应电流，抓住磁通量不变，求出b随时间t变化的关系解答：解：当通过闭合回路的磁通量不变，则mn棒中不产生感应电流，有所以b=答：b与t的定量关系为：b=点评：解决本题的关键抓住通过闭合回路的磁通量不变，mn棒中就不产生感应电流13如图所示，a、b两个闭合线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，半径ra=2rb，图示区域内有匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀减小（1）a、b线圈中产生的感应电动势之比ea：eb是多少？（2）两线圈中感应电流之比ia：ib是多少？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：（1）由法拉第电磁感应定律e=n=ns=nr2，求解感应电动势之比（2）根据电阻定律：电阻r=，感应电流i=，联立求解感应电流之比解答：解：（1）由法拉第电磁感应定律得：e=n=ns=nr2，n，相同，则得到：ea：eb=：=4：1（2）根据电阻定律：线圈的电阻为r=，则、s、n相同，两线圈电阻之比：ra：rb=ra：rb=2：1线圈中感应电流i=，由（1）（2）综合得到：ia：ib=2：1答：（1）a、b线圈中产生的感应电动势之比ea：eb是4：1（2）线圈中的感应电流之比ia：ib是2：1点评：本题是法拉第电磁感应定律和电阻定律的综合应用求解感应电流之比，采用比例法研究14以下是一段关于输电线损失功率的推导将电能从发电站送到用户，在输电线上会损失一部分功率，设输电电压为u，则功率损失为p损=ui （1）而u=ir （2）由（1）、（2）两式