云南省玉溪市通海二中2017-2018学年高二下学期期中考试物理试题

云南省玉溪市通海二中2018年下学期期中考试高二物理本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间120分钟。学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上分卷I一、单选题(共12小题,每小题2.0分,共36分)1.如图所示，一个理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝6∶1，副线圈两端接三条支路，每条支路上都接有一只灯泡，电路中L为电感线圈、C为电容器、R为定值电阻．当原线圈两端接有如图所示的交流电时，三只灯泡都能发光．如果加在原线圈两端的交流电的峰值保持不变，而将其频率变为原来的2倍，则对于交流电的频率改变之后与改变前相比，下列说法中正确的是()A．副线圈两端的电压有效值均为6VB．副线圈两端的电压有效值均为108VC．灯泡Ⅰ变亮，灯泡Ⅱ变亮D．灯泡Ⅱ变暗，灯泡Ⅲ变亮2.如图所示，两个闭合正方形线框A、B的中心重合，放在同一水平面内．当小线框A中通有不断增大的顺时针方向的电流时，对于线框B，下列说法中正确的是()A．有顺时针方向的电流且有收缩的趋势B．有顺时针方向的电流且有扩张的趋势C．有逆时针方向的电流且有收缩的趋势D．有逆时针方向的电流且有扩张的趋势3.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2＝10∶1，输出端电阻R＝50Ω，把原线圈接入“220V,50Hz”的正弦交流电时(电表为理想电表)()A．当X为电流表时，若电阻R增大，则原线圈中的电流将增大B．当X为电流表时，电压表V的示数为22VC．当X为电流表时，电流表的示数为0.44AD．当X为二极管时，电压表V的示数为11V4.长度相等、电阻均为r的三根金属棒AB、CD、EF用导线相连，如图所示，不考虑导线电阻，此装置匀速进入匀强磁场的过程中(匀强磁场垂直纸面向里，宽度大于AE间距离)，AB两端电势差u随时间变化的图象是()A．B．C．D．5.如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电感L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值，在t＝0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t＝t1时刻断开S，下列表示A、B两点间电压UAB随时间t变化的图象中，正确的是()A．B．C．D．6.如图a所示，线圈ab、cd绕在同一软铁芯上，在ab线圈中通以变化的电流，用示波器测得线圈cd间电压如图b所示．已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图中，可能正确的是()A．B．C．D．7.关于电磁感应现象，下列说法中正确的是()A．电磁感应现象最先是由奥斯特通过实验发现的B．电磁感应现象说明了在自然界中电一定能产生磁C．电磁感应现象是由于线圈受磁场力的作用而产生的D．电磁感应现象是指闭合回路满足一定的条件产生感应电流的现象8.如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶5.原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u＝220sin(100πt)V．副线圈接入电阻的阻值R＝100Ω，图中电压表和电流表均为理想电表．则()A．通过电阻的电流是22AB．交流电的频率是100HzC．电压表的示数是100VD．变压器的输入功率是484W9.一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示，下面说法中正确的是()A．t1时刻通过线圈的磁通量为零B．t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大C．t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大D．每当e变换方向时，通过线圈的磁通量绝对值都为最大10.由法拉第电磁感应定律公式E＝可知()A．穿过线圈的磁通量Φ越大，感应电动势E一定越大B．穿过线圈的磁通量改变量ΔΦ越大，感应电动势E一定越大C．穿过线圈的磁通量变化率越大，感应电动势E一定越大D．穿过线圈的磁通量发生变化的时间Δt越小，感应电动势E一定越大11.500千伏超高压输电是我国目前正在实施的一项重大工程，我省超高压输电工程正在紧张建设之中．若输送功率为3200万千瓦，原来采用200千伏输电，由于输电线有电阻而损失的电功率为P，则采用500千伏超高压输电后，在输电线上损失的电功率为(设输电线的电阻未变)()A．0.4PB．0.16PC．2.5PD．6.25P12.有一理想变压器，副线圈所接电路如图所示，灯L1、L2为规格相同的两只小灯泡．当S断开时，灯L1正常发光．S闭合后，下列说法正确的是()A．灯L1、L2都能正常发光B．原线圈的输入功率减小C．原、副线圈的电流比增大D．电阻R消耗的功率增大二、多选题(共4小题,每小题4.0分,共16分)13.(多选)如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T，转轴O1O2垂直于磁场方向，线圈电阻为2Ω.从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60°时的感应电流为1A，那么()A．线圈消耗的电功率为4WB．线圈中感应电流的有效值为2AC．任意时刻线圈中的感应电动势为e＝4costD．任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ＝sint14.(多选)如图所示，50匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小为B＝T的水平匀强磁场中，线框面积S＝0.5m2，线框电阻不计，线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω＝200rad/s匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈线接入一只“220V,60W”的灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为10A，下列说法正确的是()A．图示位置穿过线框的磁通量为0B．线框中产生交变电压的有效值为500VC．变压器原、副线圈匝数之比为25∶11D．允许变压器输出的最大功率为5000W15.(多选)如图所示，线圈匝数为n、横截面积为S、线圈电阻为r，处于一个均匀增强的磁场中，磁感应强度随时间的变化率为k，磁场方向水平向右且与线圈平面垂直，电容器的电容为C，两个电阻的阻值分别为r和2r.由此可知，下列说法正确的是()A．电容器上极板带正电B．电容器下极板带正电C．电容器所带电荷量为D．电容器所带电荷量为16.(多选)如图所示，一单匝闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，转动过程中线框中产生的感应电动势的瞬时值为e＝0.5sin(20t)V，由该表达式可推知以下哪些物理量()A．匀强磁场的磁感应强度B．线框的面积C．穿过线框的磁通量的最大值D．线框转动的角速度分卷II三、计算题17.某学校有一台应急备用发电机，内阻为r＝1Ω，升压变压器的匝数比为1∶4，降压变压器的匝数比为4∶1，输电线的总电阻为R＝4Ω，全校22个教室，每个教室用“220V,40W”的灯泡6盏，要求所有灯都正常发光，求：输电线上损耗的电功率多大？18.如图所示，一个边缘带有凹槽的金属圆环，沿其直径装有一根长2L的金属杆AC，可绕通过圆环中心的水平轴O转动．将一根质量不计的足够长细绳一端固定于槽内并将绳绕圆环槽内，绳子的另一端悬挂了一个质量为m的物体．圆环的一半处在磁感应强度为B，方向垂直环面向里的匀强磁场中．现将物体由静止释放，若金属圆环和金属杆单位长度的电阻均为R.忽略所有摩擦和空气阻力．(1)设某一时刻圆环转动的角速度为ω0，且OA边在磁场中，请求出此时金属杆OA产生电动势的大小；(2)请求出物体在下落中可达到的最大速度；(3)当物体下落达到最大速度后，金属杆OC段刚要进入磁场时，杆的A、O两端之间电压为多大？19.如图所示，两根等高的四分之一光滑圆弧轨道，半径为r、间距为L，图中Oa水平，cO竖直，在轨道顶端连有一阻值为R的电阻，整个装置处在一竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B.现有一根长度稍大于L、质量为m、电阻不计的金属棒从轨道的顶端ab处由静止开始下滑，到达轨道底端cd时受到轨道的支持力为2mg.整个过程中金属棒与导轨接触良好，轨道电阻不计，求：(1)金属棒到达轨道底端cd时的速度大小和通过电阻R的电流；(2)金属棒从ab下滑到cd过程中回路中产生的焦耳热和通过R的电荷量；(3)若金属棒在拉力作用下，从cd开始以速度v0向右沿轨道做匀速圆周运动，则在到达ab的过程中拉力做的功为多少？20.如图所示，ab、cd为静止于水平面上宽度为L且长度很长的U形金属滑轨，bc连接有电阻R，其他部分电阻不计，ef为一可在滑轨平面上滑动、质量为m且电阻不计的均匀金属棒，一匀强磁场B垂直滑轨平面向上．金属棒由一水平细绳跨过定滑轮连接一质量为M的重物．若重物从静止开始下落，设定滑轮无质量，且金属棒在运动中均保持与bc边平行，忽略所有摩擦力，则：(1)当金属棒做匀速运动时，其速度是多少？(忽略bc边对金属棒的作用力)(2)若重物从静止开始至匀速运动之后的某一时刻下落的总高度为h，求这一过程中电阻R上产生的热量．

答案解析1.【答案】D【解析】由乙图知，所接电压峰值为36V，由＝，则副线圈峰值电压为6V，A、B错误，当频率变为原来的2倍，则电感对交流电阻碍变大，电容对交流电阻碍变小，电阻不变，C错误，D正确．2.【答案】D【解析】根据右手螺旋定则可得，A中电流的磁场向里且逐渐增大，根据楞次定律可得，磁场增大，感应电流的磁场的方向向外，感应电流的方向为逆时针方向，线框A外的磁场的方向与线框A内的磁场的方向相反，当线框A内的磁场增强时，线框B具有面积扩展的趋势，故D正确．3.【答案】B【解析】若使电阻R增大，副线圈中的电流变小，原线圈中的电流也变小，A项错误；根据公式＝，得U2＝22V，电压表测量的电压为有效值，所以电压表V的示数为22V，B项正确；当X为电流表时，电流表的示数为I2＝＝A＝0.44A，C项错误；当X为二极管时，在一个周期内只有半个周期的时间有电流通过，此时由T＝2·，解得U＝11V，D项错误．4.【答案】C【解析】设磁感应强度为B，EF＝CD＝AB＝L，导线运动的速度为v.仅EF进入磁场切割磁感线时，EF是电源，AB与CD并联，AB两端电势差U＝BLv.仅CD、EF进入磁场切割磁感线时，CD、EF是并联电源，AB两端电势差U＝BLv.当AB、CD、EF都进入磁场切割磁感线时，AB、CD、EF是并联电源，AB两端电势差U＝BLv.故选C.5.【答案】B【解析】开关闭合时，由于线圈的自感阻碍作用，电路中电流几乎全部从AB支路通过，但随着电路稳定，AB支路电流逐渐减小，所以电压UAB逐渐减小；开关闭合后再断开时，线圈的感应电流与原电流方向相同，形成回路，灯泡D的电流方向与原来相反，并逐渐减小到0，所以本题选B.6.【答案】C【解析】由题图可知cd线圈在不同时间段内产生的电压是恒定的，所以在该时间段内线圈ab中的磁场是均匀变化的，则线圈ab中的电流是均匀变化的．故选项A、B、D错误，选项C正确．7.【答案】D【解析】电磁感应现象指的是磁生电的现象，C错；奥斯特是发现电生磁的科学家，A错；要让电生磁是需要满足一定条件的，例如运动的导体、运动的磁体，变化的电流，变化的磁场，在磁场中运动的导体，所以B错．8.【答案】C【解析】根据＝，输入电压的有效值U1＝220V，因此副线圈电压的有效值为100V，因此电压表示数为100V，C正确；流过电阻的电流I＝＝1A，A错误；变压器的输出功率P＝UI＝100W，而输入功率等于输出功率，因此输入功率为100W，D错误；变压器只改变电压不改变频率，因此交流电的频率为50Hz，B错误．9.【答案】D【解析】t1时刻感应电动势为零，线圈通过中性面，磁通量最大，故A错误；t2时刻，感应电动势为最大值，通过线圈的磁通量为零，故B错误；t3时刻感应电动势为零，磁通量的变化率为零，故C错误；每当e变换方向时，线圈与磁场方向垂直，线圈通过中性面，磁通量最大，故D正确．10.【答案】C【解析】由法拉第电磁感应定律可知；E＝n，即E与磁通量的变化率成正比，即电动势取决于磁通量的变化快慢，故C正确，A、B、D错误．11.【答案】B【解析】根据P损＝r可知：当输电电压由200kV升高到500kV时，其线路损耗由P减小到0.16P，选项B正确．12.【答案】D【解析】当S闭合后，电路的电阻减小，副线圈的电流增大，所以通过电阻R的电压增大，灯泡两端的电压减小，灯L1、L2都不能正常发光，故A错误；由于副线圈中负载电阻减小，消耗的功率P＝，故消耗的功率增大，输入功率等于输出功率，故原线圈的输入功率增大，故B错误，D正确；变压器原、副线圈的匝数不变，故原、副线圈中电流之比不变，故C错误．13.【答案】AC【解析】线圈转动的角速度ω＝，线圈平面从与磁场方向平行开始计时，当转过60°时，电流的瞬时值表达式为i＝Imcos60°＝1A，解得Im＝2A，则正弦交变电流的有效值为I＝＝A，B项错；线圈消耗的电功率P＝I2R＝4W，A项正确；由欧姆定律可知，感应电动势最大值为Em＝ImR＝4V，所以其瞬时值表达式为e＝4cost，C项正确；通过线圈的磁通量Φ＝Φmsinωt＝Φmsint，感应电动势的最大值Em＝BSω＝Φm×，Φm＝，联立解得Φ＝sint，D项错．14.【答案】CD【解析】题图所示位置穿过线框的磁通量最大，A错误；线框产生的交变电流的最大电动势Em＝NBSω＝500V，有效值为500V，B错误；变压器原、副线圈匝数之比为500∶220＝25∶11，C正确；由于熔断器允许通过的最大电流为10A，所以允许变压器输出的最大功率为500×10W＝5000W，D正确．15.【答案】AD【解析】磁场向右均匀增强，由楞次定律可知，电容器上极板带正电，B错误，A正确．闭合线圈与阻值为r的电阻形成闭合回路，线圈相当与电源，电容器两极板间的电压等于路端电压，线圈产生的感应电动势为：E＝nS＝nkS，路端电压：U＝r＝，则电容器所带电荷量为：Q＝CU＝，D正确，C错误．16.【答案】CD【解析】根据正弦式交变电流的表达式：e＝BSωsinωt，可得ω＝20rad/s，而磁通量的最大值的大小的表达式为Φ＝BS，所以可以根据BSω＝0.5求出磁通量的最大值．17.【答案】144W【解析】根据题意，画出从发电机到教室灯泡之间的传输过程，如图所示．所有灯都正常工作的总功率为P2′＝22×6×40W＝5280W灯泡都正常工作时的总电流为I2′＝＝A＝24A两个变压器之间输电