福建省莆田市高二物理下学期期中备考金卷

福建省莆田市2020-2021学年高二物理下学期期中备考金卷注意事项：1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。一、选择题：本题共12小题，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，每小题3分；第9～12题有多项符合题目要求，每小题4分，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。1．在物理学的发展过程中，许多科学家做出了突出贡献，下列关于科学家和他们的贡献说法正确的是()A．牛顿开创了实验与逻辑推理相结合的研究方法，并用这种方法研究了力与运动的关系B．库仑通过研究得出了电荷间的相互作用规律，并测出了自然界的最小带电单位C．安培提出了分子电流假说，成功解释了所有磁现象来源于运动电荷这一本质D．法拉第通过大量实验发现了电磁感应现象，并总结出法拉第电磁感应定律2．如图所示，在同一个水平而内的彼此绝缘的两个光滑圆环A、B，大圆环A中还有顺时针方向的恒定电流I。小圆环B的一半面积在环A内、一半面积在环A外，下列说法正确的是()A．穿过环B的磁通量为0B．环B中有持续的感应电流C．若增大环A内的电流，则环B会向右移动D．若减小环A内的电流，则环B会产生逆时针方向的电流3．图甲为一台小型发电机的示意图，单匝线圈绕OO′轴转动，若从某位置开始计时，产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示，已知发电机线圈内阻为r，外接灯泡的电阻为9r，下列说法正确的是()A．线圈是从垂直中性面位置开始计时的B．电动势表达式为e＝6eq\r(2)sin100πt(V)C．电流方向每秒改变50次D．理想电压表示数为7.6V4．如图所示，三只完全相同的灯泡a、b、c分别与电阻R、电感L、电容C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。若接在220V，60Hz的交变电压两端，则()A．三只灯泡亮度不变B．三只灯泡都将变亮C．a亮度不变，b变亮，c变暗D．a亮度不变，b变暗，c变亮5．家用电子调光灯的调光原理是利用电子线路将输入的正弦交流电压的波形截去一部分，由截去部分的多少来调节电压，从而实现灯光的调节，比过去用变压器调压方便且体积较小。如图所示为一个经过双向可控硅电子元件调节后加在台灯上的电压，即在正弦式电压的每一个eq\f(1,2)周期中，前面的eq\f(1,4)波形被截去，从而改变了台灯上的电压。那么现在台灯上电压的有效值为()A．eq\f(1,2)UmB．eq\f(Um,\r(2))C．eq\f(1,4)UmD．Um6．如图是漏电保护器的部分电路图，由金属环、线圈、控制器组成，其工作原理是控制器探测到线圈中有电流时会把入户线断开，即称电路跳闸。下列有关漏电保护器的说法正确的是()A．当接负载的电线中电流均匀变化时，绕在铁芯上的线圈中有稳定的电流B．当接负载的电线短路或电流超过额定值时，漏电保护器会发出信号使电路跳闸C．只有当接负载的电线漏电时，绕在铁芯上的线圈中才会有电流通过D．当接负载的电线中电流不稳定时，漏电保护器会发出信号使电路跳闸7．如图所示，一理想变压器的原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡L1和L2，当原线圈a、b端输入电压U为灯泡额定电压的7倍时，两灯泡均正常发光，则()A．原、副线面的匝数之比为7∶1B．原、副线圈的匝数之比为6∶1C．此时灯泡L1和L2的功率之比为7∶1D．此时灯泡L1和L2的功率之比为6∶18．如图所示，电阻不计的光滑金属导轨平行放置在倾角为θ的斜面上，下端接有固定电阻和金属棒cd，它们的电阻均为R。两根导轨间宽度为L，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨面向上。质量为m、电阻不计的金属棒ab垂直放置在金属导轨上，在沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力F的作用下，沿导轨以速率v匀速上滑，而金属棒cd保持静止。以下说法正确的是()A．金属棒ab中的电流为B．作用在金属棒ab上各力的合力做功为零C．金属棒cd的质量为D．金属棒ab克服安培力做功等于整个电路中产生的焦耳热9．下列说法中正确的是()A．电磁炉中的线圈通高频电流时，在铁磁性金属锅上产生涡流，使锅体发热从而加热食物B．磁电式电表的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上，是为了防止产生电磁感应C．精密线绕电阻常采用双线绕法，可以增强线绕电阻通电时产生的磁场D．车站的安检门探测人携带的金属物品的工作原理是电磁感应10．图甲虚线框内所示是电子秤测量部分的原理图，压力传感器的电阻R随压力F的变化如图乙所示。开关闭合后，压力传感器两端的电压恒为6.0V。电流表的量程为0.6A。电表的内阻、踏板和压杆的质量可以忽略不计。则电子秤()A．最大称量值为1500NB．压力传感器的电阻最小为0C．空载时，电流表的读数为20mAD．称重为900N时，电阻R为120Ω11．如图甲所示，导体棒MN放置在水平面内的金属框架上，空间存在竖直方向的匀强磁场，以竖直向上为磁感应强度B的正方向，B随时间t变化的规律如图乙所示，若导体棒MN始终保持静止，则在0～t2时间内，导体棒MN所受安培力()A．大小恒定B．大小先减小后增大C．方向先水平向右后水平向左D．方向先水平向左后水平向右12．如图所示在光滑绝缘水平桌面上有一正方形导线框，在虚线右侧有匀强磁场区域，磁场方向竖直向下。t＝0时导线框的右边恰与磁场边界重合，在水平外力F的作用下由静止开始向右运动，外力F与导线框速度v的关系是F＝F0＋kv（F0、k是常量）。在进入磁场区域的过程中，线框中感应电流i随时间t变化的图象可能正确的有()二、非选择题：本题共6小题，共60分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，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．(5分)有一个教学用的可拆变压器，如图甲所示，它有两个外观基本相同的线圈A、B（内部导线电阻率、横截面积相同），线圈外部还可以绕线。(1)某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、B线圈的电阻值，指针分别对应图乙中的a、b位置，由此可推断______（选填“A”或“B”）线圈的匝数较多。(2)如果把它看做理想变压器，现要测量A线圈的匝数，提供的器材有：一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和低压交流电源，请完成实验步骤的填空：①用绝缘导线在线圈的外部或变压器的铁芯上绕制n匝线圈；②将______（选填“A”或“B”）线圈与低压交流电源相连接；③用多用电表的______挡分别测量A线圈的输入电压UA和绕制线圈的输出电压U；④则A线圈的匝数为______。14．(8分)某同学利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲所示。将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响。图甲中继电器的供电电压U1＝3V，继电器线圈用漆包线绕成，其电阻R0为30Ω。当线圈中的电流大于等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响。图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图象。(1)图甲中警铃的接线柱C应与接线柱__________相连，指示灯的接线柱D应与接线柱__________相连（均选填“A”或“B”）；(2)当环境温度升高时，热敏电阻阻值将__________，继电器的磁性将__________（均选填“增大”、“减小”或“不变”），当环境温度达到__________℃时，警铃报警；(3)如果要使报警电路在更高的温度报警，下列方案可行的是__________A．适当减小U1B．适当增大U1C．适当减小U2D．适当增大U215．(8分)如图甲所示，匝数n＝200匝的圆形线圈，横截面积S1＝0.5m2，电阻r＝1Ω；在线圈内存在横截面积S2＝0.4m2的磁场区域，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示，方向垂直线圈平面向外，将一阻值R＝3Ω的电阻与图甲中的a、b端连接，求：(1)线圈中产生的感应电动势E；(2)电阻R消耗的电功率；(3)a、b两点之间的电势差Uab。16．(12分)如图所示，有一单匝矩形线圈abcd在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴OO′以角速度ω匀速转动，边ab、bc的长度分别为L1和L2，轴OO′分别通过ad和bc的中点，线圈的总电阻为r，线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环e、f（集流环）焊接在一起，并通过电刷与阻值为R的定值电阻连接。(1)线圈平面由如图所示位置开始计时，写出t时刻穿过线圈的磁通量Φ的表达式；(2)线圈每转动一周，电阻R上产生的焦耳热为多少？(3)由如图所示位置转过90°的过程中，通过R的电荷量是多少？17．(12分)如图甲所示，一个小型水力发电站，发电机输出电压U0＝315V，内电阻可以忽略不计，最大输出功率为Pm＝30kW，它采用高压输电，在发电机端用升压变压器，在用户端用降压变压器，且不计变压器和用户线路的损耗，已知用户变压器的降压比为40∶1，输电线总电阻r线＝2.0Ω。设居民区所有用电器都是额定电压U用＝220V的白炽灯，额定总功率为P用＝22kW，不计灯丝电阻随温度的变化。(1)当全部用户电灯正常发光时，输电线上损耗的功率多大？(2)若采用直接输电，如图乙所示，当居民区的电灯全部使用时，电灯两端的实际电压是多少伏？发电机实际输出的电功率多大？18．(15分)如图所示，长直平行光滑金属导轨MN、PQ固定在绝缘水平面上，导轨间距为1m，两导轨间接有电阻R1、R2，阻值均为4Ω，虚线右侧有垂直导轨平面竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为1T，一根质量为20g的金属棒放在导轨上，并处在磁场中，给金属棒施加水平向右、大小为5N的拉力F，使金属棒从静止开始向右运动，金属棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，不计金属棒与导轨的电阻，开始时开关S闭合，金属导轨足够长，求：(1)金属棒运动的最大速度大小；(2)若金属棒匀速运动后，将开关S断开，电键断开后金属棒运动1m时已处于匀速运动状态，则此过程中电阻R1上产生的焦耳热为多少？(3)若金属棒匀速运动后，撤去拉力F，则金属棒运动多长距离停下？2020-2021学年下学期高二期中备考金卷物理答案一、选择题：本题共12小题，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，每小题3分；第9～12题有多项符合题目要求，每小题4分，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。1．【答案】C【解析】伽利略开创了实验与逻辑推理相结合的研究方法，并用这种方法研究了力与运动的关系，A错误；库仑通过研究得出了电荷间的相互作用规律，密立根测出了自然界的最小带电单位，B错误；安培提出了分子电流假说，成功解释了所有磁现象来源于运动电荷这一本质，C正确；法拉第发现了电磁感应现象，但法拉第电磁感应定律不是法拉第总结出来的，故D错误。2．【答案】C【解析】由题图，根据安培定则可知整个A环上的电流在其内部的磁场均向里，磁场在B环内左半圆环垂直纸面向里，右半边圆环磁场垂直向外，则小圆环B在A环内部的磁场比外部强，根据磁通量的概念可知穿过小圆环B的磁通量不为0，且磁通量指向纸面内，故A错误；A中通恒定电流I，环B中磁通量不变，故无感应电流，故B错误；若增大环A内的电流，则环B中向里的磁通量增加，根据楞次定律，环B为了阻碍磁通量增加，则环B会向右移动，故C正确；若减小环A内的电流，则环B中向里的磁通量减小，根据楞次定律判断，会产生顺时针方向的电流，故D错误。3．【答案】B【解析】电动势随时间的变化规律从零开始，说明线圈从中性面开始转动，磁通量最大，瞬时电动势为零，故A错误；电动势的最大值为，而，则电动势表达式为e＝6eq\r(2)sin100πt(V)，故B正确；线圈每转一圈，电流改变两次方向，则电流方向每秒改变了100次，故C错误；理想电压表示数为路端电压的有效值，有，故D错误。4．【答案】D【解析】根据电感的特性是通低频、阻高频，当电源的频率变高时，电感对电流的感抗增大，b灯变暗；根据电容器的特性是通高频、阻低频，当电源的频率变高时，电容器对电流的容抗减小，c灯变亮；而电阻的亮度与频率无关，a灯亮度不变。故选D。5．【答案】A【解析】设交流电的有效值为U，将交流电与直流电分别通过电阻R，分析一个周期内的热量，交流电产生的热量为，直流电产生的热量为，由Q1＝Q2可得，故选A。6．【答案】C【解析】漏电保护器的工作原理是控制器探测到线圈中有电流时会把入户线断开，线圈的磁通量是由流入负载的导线中的电流和流出负载的导线中的电流在线圈中产生的磁通量的叠加，由于一般情况下，流入负载导线中的电流和流出负载导线中的电流等大反向，故线圈中的磁通量为零，无电流产生。而发生漏电时，流入负载导线中的电流和流出负载导线中的电流大小不等，线圈的磁通量发生变化，有电流产生。7．【答案】B【解析】设灯泡L1和L2的额定电压为U0，则U＝7U0，而U＝U0＋U1，U2＝U0，根据理想变压器的原理可知eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，联立以上式子可知eq\f(n2,n1)＝eq\f(1,6)，故A错误，B正确；根据理想变压器的原理eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)＝eq\f(1,6)，灯泡L1和L2消耗的功率之比，故CD错误。8．【答案】D【解析】ab棒切割磁感线产生感应电动势，电阻RR，则ab中的感应电流，故A错误；金属棒做匀速直线运动，由平衡条件可知，它所受的合外力为零，作用在金属杆ab上的各力的合力做功为零，故B错误；通过c的电流，cd受到的安培力，金属棒cd静止，处于平衡状态，由平衡条件得，金属棒cd的质量，故C错误；金属棒ab克服安培力做功等于整个电路中产生的焦耳热，故D正确。9．【答案】AD【解析】电磁炉中的线圈通高频电流时，线圈中产生自感现象，在铁磁性金属锅上产生涡流，使锅体发热从而加热食物，故A正确；磁电式电表的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上，当线圈在磁场中转动时，导致铝框的磁通量变化，从而产生感应电流，出现安培阻力，使其很快停止摆动，故B错误；精密线绕电阻常采用双线绕法，通入电流后，双线产生的磁场方向是相反的，所以会减弱通电时产生的磁场，这样，就能减小电流改变时引起的自感现象，达到维持电阻稳定的目的，故C错误；车站的安检门探测人携带的金属物品的工作原理是有交流电通过的线圈产生迅速变化的磁场，磁场在金属物体内部能感生涡电流；涡电流又会产生磁场，反过来影响原来的磁场，引发探测器发出鸣声，故D正确。10．【答案】CD【解析】由图象得到，当电阻时，压力，但回路中的电阻不可能为零，则压力最大值不可能为1500N，故A错误；压力传感器的电阻为零时，电源短路，则压力传感器的电阻最小不可能为零，故B错误；空载时，根据图象知此时，由，故C正确；当，由可得，故D正确。11．【答案】BC【解析】安培力，而，因为和不变，故不变，又因为先减小后增大，故安培力先减小后增大，故A错误，B正确；因为MN始终静止，0～t1时间内，磁感应强度减小，根据楞次定律，为了阻止减小，MN有向右运动的趋势（面积增大），同理，t1～t2内，增大，故MN有向左运动趋势，故安培力方向先向右后向左，故C正确，D错误。12．【答案】ACD【解析】当导体框以速度v进入磁场时，产生的感应电流大小为，cd边受到安培力，大小为，对于导体框根据牛顿第二定律可得，又因为，整理可得。若，则线框的加速度为一定值，速度均匀增加，电流均匀增加，故A正确，B错误；若，则线框的加速度随速度的增加而减小，电流增加的越来越慢，故C正确；若，则线框的加速度随速度的增加而增加，电流增加的越来越快，故D正确。二、非选择题：本题共6小题，共60分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，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．(5分)【答案】(1)A(1分)(2)A(1分)交流电压(1分)(2分)【解析】(1)根据电阻定律，导线越长，电阻越大，因为A的电阻比B大，所以A线圈匝数多。(2)因为要测量A线圈匝数，所以要把A线圈与低压交流电源相连接；变压器输入输出电压都是交流电，所以要用交流电压档测输入和输出电压，根据变压器电压比等于匝数比，有，所以。14．(8分)【答案】(1)B(1分)A(1分)(2)减小(1分)增大(1分)80(2分)(3)A(2分)【解析】(1)根据“当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响”，知警铃的接线柱C应与接线柱B相连，指示灯的接线柱D应与接线柱A相连。(2)当环境温度升高时，热敏电阻阻值减小，由欧姆定律知电路中电流增大，则继电器的磁性将增大。当线圈中的电流等于50mA时，继电器的衔铁刚好被吸合，则控制电路中电阻最大值为，此时热