山西省沁县中学2020学年高二物理下学期期中试题（含解析）

1、山西省沁县中学2020学年高二物理下学期期中试题（含解析） 一、选择题1. 关于电磁感应，下列说法正确的是（ ）A. 导体相对磁场运动，导体内一定会产生感应电流B. 穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中一定会产生感应电流C. 闭合电路在磁场中作切割磁感线运动，电路中一定会产生感应电流D. 导体作切割磁感线运动，导体内一定会产生感应电流【答案】B【解析】试题分析：感应电流产生的条件为：闭合回路；回路中有磁通量的变化。AD没强调闭合回路，AD错；C没强调回路中的磁通量发生变化，C错；穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中一定会产生感应电流,B对。考点：感应电流产生的条件。【名师点睛】电场感应现象：1

2、电磁感应现象：当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中有感应电流产生的现象2产生感应电流的条件(1)条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化(2)特例：闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动3产生电磁感应现象的实质：电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果回路闭合则产生感应电流；如果回路不闭合，则只有感应电动势，而无感应电流2.如图，在匀强磁场中，MN、PQ 是两条平行金属导轨，而 ab、cd 为串有电压表和电流表的 两根金属棒，当两棒以相同的速度向右运动时（ ）A. 电压表有读数，电流表有读数B. 电压表无读数，电流表无读数C. 电压表有读数，电流表无读数D. 电压表无读数，电流表有读数【答

3、案】B【解析】【详解】两根金属棒产生感应电动势大小相等，都为E=BLv，由右手定则可知，两个感应电动势方向相反，相互抵消，整个回路总的感应电动势为零，没有感应电流，所以电压表和电流表读数都是0，两电表均无示数。故选：B。3.一个匝数为 100 匝，电阻为 1 的闭合线圈处于某一磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，从某时刻起穿过线圈的磁通量按图示规律变化。则线圈中产生交变电流的有效值为 ( )A. AB. 2AC. 4 AD. A【答案】D【解析】【详解】01s内的磁通量变化率为：K1=0.01/1Wb/s=0.01Wb/s，则感应电动势=1V，11.2s内的磁通量变化率为：K2=0.01/0.2W

4、b/s=0.05Wb/s，则感应电动势=5V对一个定值电阻，在一个周期内产生的热量：Q=Q1+Q2=6J，根据有交流电有效值的定义：Q=I2RT=I211.2联立解得：I=A，故ABC错误，D正确；故选：D4.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，线圈的电阻不可忽略，E为电源，S为开关。下列说法正确的是（ ）A. 合上开关，a先亮，b逐渐变亮，断开开关，a、b同时熄灭B. 合上开关，b先亮，a逐渐变亮，断开开关，a先熄灭，b后熄灭C. 合上开关，b先亮，a逐渐变亮，断开开关，a、b同时熄灭，但b灯要闪亮一下再熄灭D. 合上开关，b先亮，a逐渐变亮，断开开关，a、b同时熄灭

5、，但b灯不会闪亮一下再熄灭【答案】D【解析】【详解】合上开关K接通电路，b立即亮，线圈对电流的增大有阻碍作用，所以通过a的电流慢慢变大，因线圈L电阻不可忽略，最后b比a亮；断开开关K切断电路时，通过b的原来的电流立即消失，线圈对电流的减小有阻碍作用，所以通过线圈和a的电流会慢慢变小，并且通过b，所以两灯泡一起过一会儿熄灭；由于电流稳定时提供b的电流大于通过a的电流，所以b灯不会闪亮一下再熄灭。故ABC 错误，D正确。5.如图所示，将硬导线中间一段折成不封闭的正方形，每边长为l，它在磁感应强度为B、方向如图所示的匀强磁场中匀速转动，转速为n，导线在a、b两处通过电刷与外电路连接，外电路有额定功率

6、为P的小灯泡并正常发光，电路中除灯泡外，其余部分的电阻不计，灯泡的电阻应为()A. B. C. D. 【答案】B【解析】单匝正方形线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，将产生正弦式电流，则电动势的最大值EmBl22nBl2，其有效值E，计算小灯泡的额定功率P要用其有效值，即P.R，故只有B选项正确6.在远距离输电时，输送的电功率为P，输电电压为U，所用导线电阻率为，横截面积为S，两根输电线总长度为L，输电线损失的电功率为P，用户得到的电功率为P用，则A. B. C. D. 【答案】B【解析】【详解】AB、输电线电阻R，输出电流I，故输电线上损失的电功率为I2R，故A错误B正确；CD、用户得到的电功

7、率为：P用PP（1），故CD错误。7.如图甲所示，光滑导轨水平放置在与水平方向夹角为 60的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度 B 随时间 t 的变化规律如图乙所示(规定图甲中 B 的方向为正方向)，导体棒 ab 垂直导轨放置且与导轨接触良好， 除电阻 R 的阻值外，其余电阻不计，导体棒 ab 在水平拉力作用下始终处于静止状态，规定 ab 的方向为电流的正方向，水平向右的方向为拉力的正方向，则在 0t1 时间内，能正确反映流过导体棒 ab 的电流 I 和导体棒 ab 所受水平拉力 F 随时间 t 变化的图象是 ( )A. B. C. D. 【答案】BD【解析】【分析】由法拉第电磁感应定律可分析电

8、路中的电动势，则可分析电路中的电流，根据楞次定律判断感应电流的方向；由安培力公式可得出安培力的表达式，则可得出正确的图象【详解】由，由图乙知，B的变化率不变，即保持不变，则感应电动势保持不变，电路中电流I不变；根据楞次定律判断得知ab中感应电流沿ba，为负值。故AB错误。由安培力F=BIL可知，电路中安培力随B的变化而变化，当B为负值时，根据楞次定律判断可知ab中感应电流从b到a，安培力的方向垂直于磁感线斜向右下方，如图所示，根据平衡条件可知，水平外力水平向左，为负，大小为 ，同理，B为正值时，水平外力水平向右，为正，大小为，故C错误，D正确；故选D。【点睛】对于图象问题，关键要熟练运用法拉第

9、电磁感应定律、安培力、左手定则等规律，得到物理量的表达式，再研究图象的意义可定性判断与定量、排除法和直判法相结合的方法进行解答8.如图所示，足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成角(090)，其中MN与PQ平行且间距为L，N、Q间接有阻值为R的电阻，匀强磁场垂直导轨平面，磁感应强度为B，导轨电阻不计质量为m的金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且接触良好，ab棒接入电路的电阻为r，当金属棒ab下滑距离x时达到最大速度v，重力加速度为g，则在这一过程中()A. 金属棒做匀加速直线运动B. 当金属棒速度为时，金属棒的加速度大小为0.5gsinC. 电阻R上产生的焦耳热为D. 通过

10、金属棒某一横截面的电量为【答案】D【解析】【详解】A根据牛顿第二定律可得：，即：，当速度增大时，安培力增大，加速度减小，所以金属棒ab开始做加速度逐渐减小的变加速运动，不是匀加速直线运动，故A错误；B金属棒ab匀速下滑时，则有： ，即，当金属棒速度为时，金属棒的加速度大小为，故B错误；C根据动能定理可得：，解得产生的焦耳热为：，电阻R上产生的焦耳热为：，故C错误；D通过金属棒某一横截面的电量为，故D正确；9.如图，两同心圆环 A、B 置于同一水平面上，其中 B 为均匀带正电绝缘环，A 为导体环。当 B 绕轴心顺时针转动且转速增大时，下列说法正确是 ( )A. A 中产生逆时针的感应电流B. A

11、 中产生顺时针的感应电流C. A 具有收缩的趋势D. A 具有扩展的趋势【答案】BD【解析】【详解】由图可知，B为均匀带负电绝缘环，B中电流为逆时针，由右手螺旋定则可知，电流磁场向外且增大A、B项：由楞次定律可知，磁场增大时，感应电流的磁场与原磁场方向相反，所感应电流的磁场方向向里，所以感应电流的方向为顺时针方向，故A错误，B正确；C、D项：B环外的磁场方向与B环内的磁场方向相反即向里，由左手定则可知，A受的安培力方向背离圆心向外，所以 A环具有面积扩展的趋势，故C错误，D正确。故选：BD。10.图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1n2=51，电阻R=10，L1、L2为规格相同的两只小灯泡

12、，S1为单刀双掷开关。原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示。现将S1接1、S2闭合，此时L2正常发光。下列说法正确的是 ( )A. 输入电压u的表达式u=20sin314tVB. 只断开S2后，L1、L2均正常发光C. 只断开S2后，原线圈的输入功率减小D. 若S1换接到2后，R消耗的电功率为1.6W【答案】ACD【解析】【详解】A.由图可得，周期T=0.02s，=2/T=100，输入电压最大值Um=20V，所以输入电压u的表达式u=20sin314t（V），故A正确；B.只断开S2后，负载电阻变大为原来的2倍，电压不变，副线圈电流变小为原来的一半，L1、L2均不能正常

13、发光，故B错误；C. 只断开S2后，负载电阻变大为原来的2倍，电压不变，输出功率减小、则输入功率也减小，故C正确；D.若S1换接到2后，电阻R电压有效值为U2=4V，R消耗的电功率为=1.6W，故D正确。故选：ACD。11.调压变压器是一种自耦变压器，其构造如图所示。线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上。AB间加上正弦交流电压U，移动滑动触头P的位置，就可以调节输出电压。在输出端连接了滑动变阻器R和理想交流电流表，变阻器的滑动触头为Q。则A. 保持P的位置不动，将Q向下移动时，电流表的读数变大B. 保持P的位置不动，将Q向上移动时，电流表的读数变大C. 保持Q的位置不动，将P沿逆时针方向移动时，电流

14、表的读数变大D. 保持Q的位置不动，将P沿逆时针方向移动时，电流表的读数变小【答案】BC【解析】【详解】AB、保持P的位置不动，即是保持变压器的原、副线圈的匝数比不变，则滑动变阻器R两端的电压不变，当将Q向下移动时，连入电路的电阻的阻值变大，因而电流减小；，当将Q向上移动时，连入电路的电阻的阻值变小，因而电流变大，因而A错误，B正确；CD、保持Q的位置不动，即是保持滑动变阻器R连入电路的阻值不变，将P沿逆时针方向移动时，变压器的原线圈的匝数不变，副线圈的匝数增多，滑动变阻器R两端的电压将增大，所以电流表的读数变大，C正确D错误。12.如图所示，在光滑水平面上方，有两个磁感应强度大小均为B、方向

15、相反的水平匀强磁场，如图所示，PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大。一个边长为a ，质量为m，电阻为R的正方形金属线框垂直磁场方向，以速度v从图示位置向右运动，当线框中心线AB运动到PQ重合时，线框的速度为v/2，则 ( )A. 此时线框中的电功率为2B2a2v2/RB. 此时线框的加速度为2B2a2v/(mR)C. 此过程通过线框截面的电量为Ba2/RD. 此过程回路产生的电能为0.75mv2【答案】BC【解析】【详解】A、当线框中心线AB运动到与PQ重合时，回路中产生感应电动势为：E=2Ba=Bav，感应电流为：I=，此时线框中的电功率为：P=I2R=，故A错误；B、左右两边所受安培力大小

16、均为：F=BIa=，安培力方向均向左，合力为2F，则加速度为：a=，故B正确；C、此过程线框磁通量的变化量为：=Ba2-0=Ba2，通过线框截面的电量为：q=，故C正确；D、根据能量守恒定律得到，此过程回路产生的电能为：Q=mv2-m（）2=0.375mv2，故D错误。故选：BC。二、实验题和填空题13.如图所示的是“研究电磁感应现象”的实验装置(1) 将图中所缺导线补接完整_ .(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后将线圈A迅速从线圈B中拔出时，电流计指针将_（选填“向右偏”、“向左偏”或“不偏转”）.【答案】 (1). 将图中所缺导线补接完整如图. (2).

17、 向左【解析】将电源、电键、变阻器、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，电路图如图所示如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，即当穿过线圈的磁通量增加时，灵敏电流计的指针右偏，那么合上开关后线圈A迅速从线圈B中拔出时，穿过线圈的磁通量减小，灵敏电流计的指针左偏；14.如图所示，匀强磁场 B0.05T，矩形线圈的匝数 N100，边长 Lab0.20m，Lbc0.10m， 以 300r/min 的转速匀速转动，线圈总电阻为 2，线圈外接电阻为 8从通过中性面时开始计时，（1）交变电动势的瞬时值表达式为_V；（2）交变电压表的示数为_V；（3）线圈由图示位置转过/

18、2的过程中，电阻 R 上产生的热量为_J【答案】 (1). esin10t V (2). (3). 【解析】【详解】（1）线圈的角速度：=2n=2300/60rad/s=10rad/s感应电动势的最大值：Em=NBS=1000.05(0.20.1)10=（V），故线圈中感应电动势的瞬时值表达式为：e=Emsint=sin10t（V）（2）电压表测量电阻R两端的电压，根据欧姆定律，（3）周期T=2/=0.2s，转过/2所用时间为T/4，根据法拉第电磁感应定律，线圈由图示位置转过/2的过程中，R产生的热量为：代入数据解得：三、计算题15.如图，间距 L1 m 的两根足够长的固定水平平行导轨间存在着

19、匀强磁场，其磁感应强度大小B1 T、方向垂直于纸面向里，导轨上有一金属棒 MN 与导轨垂直且在水平拉力 F 作用下以 v2 m/s 的速度水平向左匀速运动。R18 ，R212 ，C6F，导轨和棒的电阻及一切摩擦均不计。开关 S1、S2 闭合，电路稳定后，求：（1）通过 R2 的电流 I 的大小和方向；（2）拉力 F 的大小；（3）开关 S1 切断后通过 R2 的电荷量 Q。【答案】（1）0.1A（2）0.1N（3）7.210-6C【解析】（1）开关S1、S2闭合后，根据右手定则知棒中感应电流方向是由MN，所以通过R2的电流方向是由ba.MN中产生的感应电动势的大小E=BLv.流过R2的电流I=

20、.代入数据解得I=0.1A。.(2)棒受力平衡，有，.代入数据解得(3)开关S1、S2闭合，电路稳定后，电容器所带电荷量Q1=CIR2S1切断后，流过R2的电荷量Q等于电容器所带电荷量的减少量，即Q=Q1-0代入数据解得Q=7.210-6C.16.如图，abcd 是一个质量为 m，边长为 L 的正方形金属线框，从图示位置自由下落，在下落 h 后进入磁感应强度为 B 的匀强磁场，恰好做匀速直线运动，该磁场的宽度也为 L在这个磁场的正下方 h+L 处以下，还充满一个强度未知的匀强磁场（宽度足够宽，且图中未画出），金属线框 abcd 在进入这个磁场时也恰好做匀速直线运动。（不计空气阻力影响）求：（1

21、）线框 cd 边刚进入未知磁场时的速度大小？（2）未知磁场的磁感应强度大小？（3）线框从开始下落到完全进入未知磁场的全过程中，产生的电能是多少？【答案】(1)；(2) ；(3)3mgL【解析】【详解】（1）线框进入第一个磁场前做自由落体运动，机械能守恒，由机械能守恒定律得：mghmv12解得：v1 ，线框离开第一个磁场后到进入第二个磁场前做匀加速运动，由匀变速运动的速度位移公式得：v22v122gh解得：v22；（2）线框进入第一个磁场过程所受安培力：FBIL ，线框进入磁场过程做匀速直线运动，由平衡条件得：mg，线框进入第二个磁场过程受到的安培力：FBIL，线框进入第二个磁场过程做匀速直线运动，由平衡条件得：mg 解得，磁感应强度：B ；（3）线框穿过两个磁场时都做匀速直线运动，减少的重力势能都转化为电能