内蒙古呼和浩特市剑桥中学高二物理下学期期中试卷（含解析）.doc

内蒙古呼和浩特市剑桥 中学2014-2015学年高二下学期期中物理试卷一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分，其中1-7小题为单选题，8-10题为多选题）1如图所示，a、b、c三个闭合线圈，放在同一平面内，当a线圈中有电流i通过时，它们的磁通量分别为a、b、c下列说法中正确的是（）aabcbabccacbdacb2如图所示，两个互连的金属圆环，粗金属环的电阻是细金属环电阻的一半，磁场垂直穿过粗金属环所在的区域，当磁感应强度均匀变化时，在粗环内产生的电动势为e，则ab两点间的电势差为（）abcde3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（）a02sb24sc45sd510s4如图，电灯的灯丝电阻为2，电池电动势为2v，内阻不计，线圈匝数足够多，其直流电阻为3先合上电键k，过一段时间突然断开k，则下列说法中正确的是（）a电灯立即变暗再熄灭，且电灯中电流方向与k断开前方向相同b电灯立即变暗再熄灭，且电灯中电流方向与k断开前方向相反c电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与k断开前方向相同d电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与k断开前方向相反5如图表示一交流电的电流随时间而变化的图象，此交流电流的有效值是（）a5ab5ac3.5ad3.5a6一台理想变压器的原副线圈匝数之比为4：1，若原线圈加上u=707sin100tv的交流，则用交流电压表测得副线圈两端的电压是（）a500vb350vc200vd125v7如图所示，三只灯泡l1、l2、l3分别与电感l、电容c、电阻r串联，再将三者并联，接在220v，50hz的交变电压两端，三只灯泡亮度相同若将交变电压改为220v，25hz，则（）a三只灯泡亮度不变b三只灯泡都将变亮cl3亮度不变，l1变亮，l2变暗dl3亮度不变，l1变暗，l2变亮8如图所示，要使q线圈产生图示方向的电流，可采用的方法有（）a闭合电键kb闭合电键k后，把r的滑片右移c闭合电键k后，把p中的铁心从左边抽出d闭合电键k后，把q靠近p9如图所示，一个矩形线框从匀强磁场的上方自由落下，进入匀强磁场中，然后再从磁场中穿出已知匀强磁场区域的宽度l大于线框的高度h，那么下列说法中正确的是（）a线框只在进入和穿出磁场的过程中，才有感应电流产生b线框从进入到穿出磁场的整个过程中，都有感应电流产生c线框在进入和穿出磁场的过程中，都是机械能变成电能d整个线框都在磁场中运动时，机械能转变成内能10将一磁铁缓慢地或迅速地插到闭合线圈中同样位置处，不发生变化的物理量有（）a磁通量的变化量b磁通量的变化率c感应电流的大小d流过导体横截面的电荷量二、填空题（每空2分，共16分）11热敏电阻能将信号转换为电阻变化信号，光敏电阻能将信号转换为电阻变化信号，霍尔元件能将信号转换为信号12如图所示的理想变压器供电的电路中，若将s闭合，则电流表a1的示数将，电流表a2的示数将，电流表a3的示数将，电压表v的示数将（填变大、变小或不变）三计算题本题共4小题，共44分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位13有一面积为s=100cm2的金属环，电阻为r=0.1，环中磁场变化规律如图乙所示，且磁场方向垂直环面向里，在t1到t2时间内，环中感应电流的方向如何？通过金属环的电荷量为多少？14交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴oo匀速转动一小型发电机的线圈共220匝，线圈面积s=0.05m2，线圈转动的频率为50hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度b=t为用此发电机所发出交流电带动两个标有“220v，11kw”的电机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电机之间接一个理想变压器，电路如图所示，求：（1）发电机的输出电压的有效值为多少？（2）变压器原、副线圈的匝数比为多少？（3）与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多大？15如图所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为l，一理想电流表与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直一质量为m、有效电阻为r的导体棒在距磁场上边界h处静止释放导体棒进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为i整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻求：（1）磁感应强度的大小b；（2）电流稳定后，导体棒运动速度的大小v；（3）流经电流表电流的最大值im16风力发电作为新型环保新能源，近几年来得到了快速发展如图所示，风车阵中发电机输出功率为100kw，输出电压为250v，用户需要的电压为220v，输电线电阻为8若输电线因发热而损失的功率为输送功率的5%（1）画出此输电线路的示意图（2）试求：在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比（3）用户得到的电功率是多少？内蒙古呼和浩特市剑桥中学2014-2015学年高二下学期期中物理试卷一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分，其中1-7小题为单选题，8-10题为多选题）1如图所示，a、b、c三个闭合线圈，放在同一平面内，当a线圈中有电流i通过时，它们的磁通量分别为a、b、c下列说法中正确的是（）aabcbabccacbdacb考点：磁通量；通电直导线和通电线圈周围磁场的方向 分析：根据右手螺旋定则可知，环形导线周围磁场的分布；而通过线圈的磁通量变化是末磁通量减去初磁通量，虽然磁通量是标量，但磁感线分正反面穿过线圈解答：解：根据题意可知，结合右手螺旋定则可得，线圈a内部的磁场方向垂直向里，而外部则垂直向外，而磁通量可看成穿过线圈的磁感线条数，当线圈的面积越大时，则相互抵消的越多，因此穿过线圈a的磁通量最大，线圈c的磁通量最小，故b正确，acd错误；故选：b点评：考查右手螺旋定则的应用，掌握磁通量的概念，理解磁通量的正负含义注意分清正反面2如图所示，两个互连的金属圆环，粗金属环的电阻是细金属环电阻的一半，磁场垂直穿过粗金属环所在的区域，当磁感应强度均匀变化时，在粗环内产生的电动势为e，则ab两点间的电势差为（）abcde考点：变压器的构造和原理；闭合电路的欧姆定律 专题：电磁感应与电路结合分析：产生电动势的圆环相当于电源，ab两点的电势差为路端电压u，根据欧姆定律求解解答：解：ab两点的电势差为路端电压u，设粗金属环的电阻为r，则细金属环的电阻为2r，有：u=故选：c点评：注意产生电动势的导体为电源，结合欧姆定律求解3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（）a02sb24sc45sd510s考点：法拉第电磁感应定律；楞次定律 专题：电磁感应与电路结合分析：根据法拉第电磁感应定律，哪一段时间内磁通量变化率最小，则产生的感应电动势最小解答：解：图线斜率表示磁通量的变化率，根据法拉第电磁感应定律知，在510s内磁通量与时间的图线斜率最小，则磁通量变化率最小，感应电动势最小故d正确，a、b、c错误故选d点评：解决本题的关键掌握法拉第电磁感应定律，知道感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比4如图，电灯的灯丝电阻为2，电池电动势为2v，内阻不计，线圈匝数足够多，其直流电阻为3先合上电键k，过一段时间突然断开k，则下列说法中正确的是（）a电灯立即变暗再熄灭，且电灯中电流方向与k断开前方向相同b电灯立即变暗再熄灭，且电灯中电流方向与k断开前方向相反c电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与k断开前方向相同d电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与k断开前方向相反考点：自感现象和自感系数 分析：断开s，线圈l将产生自感现象，且与电灯构成一闭合回路，通过电灯的电流向上，与断开前的电流方向相反，线圈直流电阻比灯泡大，断开前通过线圈是电流小于通过灯泡的电流解答：解：断开s，线圈中电流将要减小，产生自感电动势，相当于电源，且与电灯构成一闭合回路，形成自感电流，根据楞次定律可知，此时通过电灯的电流向上，与断开前的电流方向相反；因线圈直流电阻比灯泡大，断开前通过线圈是电流小于通过灯泡的电流，即电灯会突然比原来暗一下再熄灭，b正确，acd错误故选：b点评：本题考查了电感线圈对电流突变时的阻碍作用，要能根据楞次定律判断电流的方向，分析通过灯泡电流大小变化，判断灯泡是否能闪亮一下5如图表示一交流电的电流随时间而变化的图象，此交流电流的有效值是（）a5ab5ac3.5ad3.5a考点：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：r+r=i2rt解得i=5a故选：b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6一台理想变压器的原副线圈匝数之比为4：1，若原线圈加上u=707sin100tv的交流，则用交流电压表测得副线圈两端的电压是（）a500vb350vc200vd125v考点：变压器的构造和原理 专题：交流电专题分析：根据电压的瞬时值表达式得到电压的最大值，然后根据u=求解电压的有效值；最后根据求解输出电压解答：解：原线圈加上u=707sin100t v的交流电，故最大电压为：um=707v；变压器的输入电压为：u1=500v；根据，有：=解得：u2=125v故选：d点评：本题考查了交流电的有效值、瞬时值、最大值的关系，注意电压表测量的是有效值，基础问题7如图所示，三只灯泡l1、l2、l3分别与电感l、电容c、电阻r串联，再将三者并联，接在220v，50hz的交变电压两端，三只灯泡亮度相同若将交变电压改为220v，25hz，则（）a三只灯泡亮度不变b三只灯泡都将变亮cl3亮度不变，l1变亮，l2变暗dl3亮度不变，l1变暗，l2变亮考点：电容器和电感器对交变电流的导通和阻碍作用 专题：交流电专题分析：根据电感的特性：通低频、阻高频及电容器的特性：通高频、阻低频来分析灯泡亮度的变化解答：解：根据电感的特性：通低频、阻高频，当电源的频率变低时，电感对电流的感抗减小，l1灯变亮；根据电容器的特性：通高频、阻低频，当电源的频率变低时，电容器对电流的容抗增大，l2灯变暗而电阻的亮度与频率无关，a灯亮度不变故选：c点评：本题要抓住电感和电容的特性分析：电感：通直流、阻交流，通低频、阻高频，可根据法拉第电磁感应定律来理解电容器的特性：通交流、隔直流，通高频、阻低频，根据电容器充放电的特性理解8如图所示，要使q线圈产生图示方向的电流，可采用的方法有（）a闭合电键kb闭合电键k后，把r的滑片右移c闭合电键k后，把p中的铁心从左边抽出d闭合电键k后，把q靠近p考点：法拉第电磁感应定律；楞次定律 分析：当通过闭合回路中的磁通量发生变化，就会产生感应电流，根据楞次定律判断感应电流的方向解答：解：a、闭合电键，在p中的磁场从无到有，穿过p的磁场也穿过q，知q中产生感应电流，根据楞次定律，左边导线的电流向下故a正确 b、闭合电键k后，把r的滑片右移，q中的磁场方向从左向右，且在减小，根据楞次定律，左边导线电流方向向上故b错误 c、闭合电键k后，将p中的铁心从左边抽出，q中的磁场方向从左向右，且在减小，根据楞次定律，左边导线电流方向向上故c错误d、闭合电键，将q靠近p，q中的磁场方向从左向右，且在增强，根据楞次定律，左边导线的电流向下故d正确故选ad点评：解决本题的关键掌握感应电流产生的条件，以及会运用楞次定律判断感应电流的方向9如图所示，一个矩形线框从匀强磁场的上方自由落下，进入匀强磁场中，然后再从磁场中穿出已知匀强磁场区域的宽度l大于线框的高度h，那么下列说法中正确的是（）a线框只在进入和穿出磁场的过程中，才有感应电流产生b线框从进入到穿出磁场的整个过程中，都有感应电流产生c线框在进入和穿出磁场的过程中，都是机械能变成电能d整个线框都在磁场中运动时，机械能转变成内能考点：导体切割磁感线时的感应电动势；楞次定律 专题：电磁感应与电路结合分析：感应电流产生的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化，根据这个条件分析有无感应电流产生线框在进入和穿出磁场的过程中，产生感应电流时，线框的机械能转化为电能解答：解：a、b、线框在进入和穿出磁场的过程中，穿过线框的磁通量发生变化，有感应电流产生，而整个线框都在磁场中运动时，线框的磁通量不变，没有感应电流产生故a正确，b错误c、线框在进入和穿出磁场的过程中，产生感应电流，线框的机械能减小转化为电能故c正确d、整个线框都在磁场中运动时，没有感应电流产生，线框的重力势能转化为动能，机械能守恒故d错误故选：ac点评：根据感应电流产生的条件判断有无感应电流产生，是基本能力电磁感应现象也遵守能量守恒定律，是机械能转化为电能的过程10将一磁铁缓慢地或迅速地插到闭合线圈中同样位置处，不发生变化的物理量有（）a磁通量的变化量b磁通量的变化率c感应电流的大小d流过导体横截面的电荷量考点：法拉第电磁感应定律 分析：根据产生感应电流的条件分析有无感应电流产生再根据法拉第电磁感应定律分析感应电动势的大小，由欧姆定律分析感应电流的大小再由q=it可确定导体某横截面的电荷量等于磁通量的变化与电阻的比值解答：解：a、当条形磁铁插入线圈的瞬间，穿过线圈的磁通量增加，产生感应电流条形磁铁第一次缓慢插入线圈时，磁通量增加慢条形磁铁第二次迅速插入线圈时，磁通量增加快，即磁通量的变化率不同，但磁通量变化量相同故a正确，b错误；c、根据法拉第电磁感应定律第二次线圈中产生的感应电动势大，再欧姆定律可知第二次感应电流大，即i2i1故c错误；d、根据法拉第电磁感应定律分析感应电动势的大小，由欧姆定律分析感应电流的大小再由q=it可确定导体某横截面的电荷量等于磁通量的变化与电阻的比值，由于磁通量变化量相同，电阻不变，所以通过导体横截面的电荷量不变，故d正确；故选：ad点评：本题考查对电磁感应现象的理解和应用能力感应电流产生的条件：穿过闭合回路的磁通量发生变化，首先前提条件电路要闭合磁通量的变化率与感应电动势有关，感应电流的大小与感应电动势大小有关，而通过横截面的电荷量却与通过线圈的磁通量变化及电阻阻值有关二、填空题（每空2分，共16分）11热敏电阻能将温度信号转换为电阻变化信号，光敏电阻能将光照射强弱信号转换为电阻变化信号，霍尔元件能将磁信号转换为电信号考点：霍尔效应及其应用 分析：传感器是把非电学量转化为电学量的元件，了解各种传感器的特点、工作原理，在仪器设备中的应用解答：解：热敏电阻能把温度这个热学量转换为电阻这个电学量；光敏电阻能将光照射强弱信号转换为电阻变化信号；霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量故答案为：温度，光照射强弱，磁，电点评：该题考查了各种传感器的特点、工作原理，在仪器设备中的应用；基础题目12如图所示的理想变压器供电的电路中，若将s闭合，则电流表a1的示数将不变，电流表a2的示数将变大，电流表a3的示数将变大，电压表v的示数将不变（填变大、变小或不变）考点：变压器的构造和原理 专题：交流电专题分析：变压器输出电压由输入电压决定，输入功率由输出功率决定，明确开关闭合前后电阻的变化，再由欧姆定律分析电流及电压的变化即可解答：解：变压器输入电压不变，故输出电压不变，因此电压表示数不变；由欧姆定律可知a1示数不变；因闭合开关后电阻减小，而电压不变，故总电流增大，故a2中电流增大；电流之比与匝数成反比；故a3示数变大；故答案为：不变，变大，变大，不变点评：本题考查变压器原理，重点明确电压之比等于匝数之比，而电流之比等于匝数的反比三计算题本题共4小题，共44分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位13有一面积为s=100cm2的金属环，电阻为r=0.1，环中磁场变化规律如图乙所示，且磁场方向垂直环面向里，在t1到t2时间内，环中感应电流的方向如何？通过金属环的电荷量为多少？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）环所处的磁场变化，导致环中产生感应电动势，从而产生感应电流，根据楞次定律可判断环中产生的感应电流方向；（2）根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律、电流与电量的关系式求解通过圆环的电荷量解答：解：（1）随着磁感应强度均匀增加，导致穿过金属环的磁通量增加，根据楞次定律可得：感应磁场方向与原磁场方向相反，再由安培定则可知：环中的感应电流方向逆时针（2）由法拉第电磁感应定律，有：e=，闭合电路欧姆定律，有：i=，由电量公式q=it得则在t1到t2时间内，电量为：q= c=0.01c答：（1）通过金属环r的电流方向逆时针（2）在t1到t2时间内，通过金属环的电荷量为0.01c点评：本题是电磁感应与电路知识的综合，常规题解决本题的关键是掌握法拉第电磁感应定律e=，会根据楞次定律判断感应电流的方向14交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴oo匀速转动一小型发电机的线圈共220匝，线圈面积s=0.05m2，线圈转动的频率为50hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度b=t为用此发电机所发出交流电带动两个标有“220v，11kw”的电机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电机之间接一个理想变压器，电路如图所示，求：（1）发电机的输出电压的有效值为多少？（2）变压器原、副线圈的匝数比为多少？（3）与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多大？考点：远距离输电 专题：交流电专题分析：（1）根据em=nbs求出峰值，然后根据求出有效值；（2）根据=求得匝数比；（3）根据p入=p出以及p=ui求解电流表的示数解答：解：（1）根据em=nbs=1100 v 得输出电压的有效值为u1=1100 v（2）根据=得变压器原、副线圈的匝数比为：=（3）根据p入=p出=2.2104 w 再根据p入=u1i1，解得i1=20 a答：（1）发电机的输出电压的有效值为1100v；（2）变压器原、副线圈的匝数比为5：1；（3）与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为20a点评：考查对交流发电机原理的理解能力对于交流电表，显示的是交流电的有效值瞬时值表达式要注意计时起点，不同的计时起点表达式的初相位不同15如图所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为l，一理想电流表与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直一质量为m、有效电阻为r的导体棒在距磁场上边界h处静止释放导体棒进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为i整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻求：（1）磁感应强度的大小b；（2）电流稳定后，导体棒运动速度的大小v；（3）流经电流表电流的最大值im考点：导体切割磁感线时的感应电动势；机械能守恒定律；电磁感应中的能量转化 专题：电磁感应功能问题分析：（1）由题，导体棒进入磁场后，最终做匀速运动，电流达到稳定值i，根据平衡条件和安培力公式求解b；（2）由感应电动势e=blv、感应电流i=结合求解v；（3）由题意分析知，导体棒进入磁场后先做减速运动，最后做匀速运动，刚进入磁场时的速度最大，产生的感应电流最大，由机械能守恒定律研究自由下落的过程，得到导体棒刚进磁场时的速度大小，即可e=blv、i=求出电流的最大值im解答：解：（1）电流稳定后，导体棒做匀速运动，安培力与重力平衡，则有bil=mg 解得b= （2）感应电动势e=blv感应电流i=由式解得v=（3）由题意知，导体棒刚进入磁场时的速度最大，产生的感应电流最大，设最大速度为vm对于