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甘肃省天水市第二中学2016-2017学年高二下学期期中考试物理试题Word版含答案

2016—2017 学年度第二学期期中试卷
高二物理
一、单项选择题(本题共 8 小题,每小题 4 分,共 32 分。每小题只有一项符合题目要求, 错选或不选得 0 分) 1.在电磁学的发展过程中,许多科学家做出了贡献。下列说法正确的是 A.奥斯特发现了电流磁效应,法拉第发现了电磁感应现象 B.库仑发现了点电荷的作用规律,并通过油滴实验测定了元电荷的数值 C.欧姆提出了电场线和磁感线的概念 D.安培发现了磁场对运动电荷的作用规律,洛伦兹发现了磁场 对电流的作用规律 2. 图中两条平行虚线之间存在匀强磁场,虚线间的距离为 l,磁场方向垂直纸面向里,
abcd 是位于纸面内的梯形线圈,ad 与 bc 间的距离也为 l. t=0 时刻,bc 边与磁场区域边 界重合(如右图). 现令线圈以恒定的速度 v 沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区 域.取沿 a→b→c→d→a 的感应电流为正,则在线圈穿越磁场区域的过程中,感应电流 I 随时间 t 变化的图线可能是

3.如图所示,闭合导线框的质量可以忽略不计,将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁

场.若第一次用 0.4s 时间拉出,外力所做的功为 W1,通过导线截面的电荷量为 q1;第二次

用 0.6s 时间拉出,外力所做的功为 W2,通过导线截面的电荷量为 q2,则

A.W1<W2,q1<q2

B.W1<W2,q1=q2

C.W1>W2,q1=q2

D.W1>W2,q1>q2

4.一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时,产生的交变电动势

的图象如图所示,则

A.交变电流的频率是 4π Hz

B.当 t=0 时,线圈平面与磁感线平行

C.当 t=π s 时,Φ 的变化率是最小值

D.交流电的周期是 2 s

5.如图所示,光滑的水平桌面上放着两个完全相同的金属环

a 和 b,当一条形磁铁的 S 极竖直向下迅速靠近两环中间时,则

A.a、b 均静止不动

B.a、b 互相靠近

C.a、b 均向上跳起的

D.a、b 互相远离

6.如图所示,电阻为 R,其他电阻均可忽略,ef 是一电阻不计的水平放置的导体棒,

质量为 m,棒的两端分别与 ab、cd 保持良好的接触,又能沿框架无摩擦下滑,整个装

置放在与框架垂直的匀强磁场中,当 ef 从静止下滑经一段时间后闭合 S,则 S 闭合后

A. ef 的加速度可能小于 g

B. ef 的加速度一定大于 g

C. ef 最终速度随 S 闭合时刻的不同而不变

D. ef 的机械能与回路内产生的电能之和一定增大

7.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 的交变电源两端,三只灯泡亮度相同.如

果将电源改为 220V,60Hz 的交变电源,则

A.三只灯泡亮度不变

B. a 不变,b 变暗,c 变亮

C.a 亮度不变,b 变亮,c 变暗 D.三只灯泡都将变亮 8.如图所示为一交变电流的图象,则该交变电流的有效值为 多大?

3 A. 2 I0

2

B. I0

C. 2 I0

D. 0.5 I0

二、多项选择题(本题共 4 小题,每小题 6 分,共 24 分。有多项符合题目要求,全部选

对得 6 分,选对但不全得 3 分,有选错或不选得 0 分)

9.在电能输送过程中,若输送的电功率一定,则在输电线上损耗的功率

A.随输电线电阻的增大而增大

B.和输送电压的平方成正比

C.和输送电压的平方成反比

D.和输电线上电流的平方成正比

10.如图所示,电路中的变压器为一理想变压器,S 为单刀双掷开关,P 是滑动变阻器

的滑动触头,原线圈两端接电压恒定的交变电流,则能使原线圈的输入功率变大的是

A.保持 P 的位置不变,S 由 b 切换到 a

B.保持 P 的位置不变,S 由 a 切换到 b

C.S 掷于 b 位置不动,P 向上滑动

D.S 掷于 b 位置不动,P 向下滑动

11.如图所示的电路中,A1 和 A2 是两个相同的灯泡,线圈 L 自感系数足够大,电阻可以忽略不计.下列说法中正确的是

A. 合上开关 S 时,A2 先亮,A1 后亮,最后一样亮 B. 断开开关 S 时,A1 和 A2 都要过一会儿才熄灭 C. 断开开关 S 时,A2 闪亮一下再熄灭 D. 断开开关 S 时,流过 A2 的电流方向向右 12.如图所示,平行金属导轨与水平面成 θ 角,导轨与固定电阻 R1 和 R2 相连,匀强磁 场垂直穿过导轨平面.有一导体棒 ab,质量为 m,导体棒的电阻与固定电阻 R1 和 R2 的阻 值均相等,与导轨之间的动摩擦因数为 μ,导体棒 ab 沿导轨向上滑动,当上滑 的速度为 v 时,受到安培力的大小为 F. 此时 A.电阻 R1 消耗的热功率为 Fv/3 B.电阻 R2 消耗的热功率为 Fv/6 C.整个装置因摩擦而消耗的热功率为 μmgvcosθ D.整个装置消耗的机械功率为(F+μmgcosθ)v

答题卡

得分______________

题号 1 2 3 4 5 6 7 8

9

答案

10 11 12

三、填空题(每空 2 分,共 8 分)

13.如图所示,使闭合矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴 OO? 匀速转

动,在线圈中就会产生交流电。已知磁场的磁感应强度为 B,线圈 abcd 面积为 S,线圈

转动的角速度为? 。当线圈转到如图位置时,线圈中的感应电动势为



当线圈从图示位置转过 90°时,线圈中的感应电动势为



14.在研究产生感应电流条件的实验中,如图 1 所示,把条形磁铁插入或者拔出闭合

线圈的过程,线圈的面积尽管没有变化,但是线圈内的磁场强弱发生了变化,此时闭合线

圈中

感应电流(填“有”或“无”).继续做如图 2 所示的实验,当导体棒做切割磁感线运动

时,尽管磁场的强弱没有变化,但是闭合回路的面积发生了变化,此时回路中

感应

-+
图1

N

N

NS

-+

N

图2

电流(填“有”或“无”).因为不管是磁场强弱发生变化,还是回路面积发生变化,都是穿过

线圈所围面积的磁通量发生了变化.这种观察总结的方法是物理学中重要的研究方法,即

归纳法. 三、计算题(4 小题,共 36 分。要求写出必要的文字说明、主要方程式和重要演算步骤,
有数值计算的要明确写出数值和单位,只有最终结果的不得分。)

15.(8 分)如图所示为交流发电机示意图,匝数为 n=100 匝的矩形线圈,边长分别为 10 cm

和 20 cm,内阻为 5Ω,在磁感应强度 B=0.5 T 的匀强磁场中绕 OO′轴以 50 2 rad/s 的角速
度匀速转动,线圈和外部 20Ω 的电阻 R 相接. 求:(1)若从线圈图示 位置开始计时,写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式;(2)电键 S

合上时,电压表和电流表示数;(3)通过电阻 R 的电流最大值是多少;(4)电阻 R 上所消 耗的电功率是多少;
16.(8 分) 某村在较远的地方建立了一座小型水电站,发电机的输出功率为 100kW,输出 电压为 500V,输电导线的总电阻为 10Ω,导线上损耗的电功率为 4kW,该村的用电电压是 220V.
(1)输电电路如图所示,求升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比;
(2)如果该村某工厂用电功率为 60kW,则该村还可以装“220V 40W”的电灯多少盏?
17.(10 分)如图所示,两根足够长的光滑金属导轨,相距为 L=10cm,竖直放置,导轨 上端连接着电阻 R1=1Ω,质量为 m=0.01kg、电阻为 R2=0.2Ω 的金属杆 ab 与导轨垂直并接触 良好,导轨电阻不计。整个装置处于与导轨平面垂直的磁感应强度为 B=2T 的匀强磁场中。ab 杆由静止释放,经过一段时间后达到最大速率,g 取 10m/s2,求此时:
(1)杆的最大速率;(2)ab 间的电压;(3)电阻 R1 消耗的电功率。

18.(10 分)如图所示,两光滑金属导轨,间距 d=0.2 m,在桌面上的部分是水平的, 处在磁感应强度 B=0.1 T、方向竖直向下的有界磁场中,电阻 R=3 Ω,桌面高 H=0.8 m, 金属杆 ab 的质量 m=0.2 kg,电阻 r=1 Ω,在导轨上距桌面 h=0.2 m 的高处由静止释放,落地点距桌面左边缘的水平距离 s=0.4 m, g=10 m/s2. 求:
(1)金属杆刚进入磁场时,R 上的电流大小; (2)整个过程中 R 上产生的热量.

高二物理参考答案

1. D 2.B 3. C 4.C 5.D 6.A 7.B 8 .A

13. 0 ,

BS?

14. 有



9.ACD 10.AC 11.AB 12.BCD

15、(8 分)解:(1)感应电动势最大值 Em=nBSω
=100×0.5×0.1×0.2×50 2 V=50 2 V (1 分)

e = 50 2 cos(50 2t)

(1 分)

(2)电键 S 合上时,由全电路欧姆定律

I= E ? 50 A=2.0 A, R ? r 20 ? 5

(1 分)

U=IR=2×20 V=40 V.

(1 分)

即电流表示数为 2 A,电压表示数为 40 V。

(3)通过 R 中电流的最大值 Im= 2 I=2 2 A. (2 分)
(4) 电阻 R 上所消耗的电功率 P=IU=2×40 W=80 W. (2 分

16.(1)1∶10 240∶11 (2)900 盏

解析 (1)因为 P 损=I22R 线

所以 I2=

P损= R线

4×10103A=20A

I1=UP1=1005×00103A=200A

则nn12=II12=22000=110

U3=U2-I2R 线=(500×10-20×10) V=4800V

则nn34=UU43=4282000=21410

(2)设还可装灯 n 盏,据降压变压器输入功率等于输出功率有 P3=P4

其中 P4=(n×40+60×103) W

P4=P3=(100-4) kW=96kW

所以 n=900.

17.(10 分)解:(1)当金属棒匀速运动时速度最大,设最大速度为 v,

达到最大时则有 F=F 安 ,即有:mg=BIL

又: I ? E R1 ? R2

E=BLv















v=3m/s

E=BLv=2×0.1×3V=0.6V

I ? 0.6 A ? 0.5A 1 ? 0.2

Uab=IR1=0.5V

(3)(2 分)电阻 R1 消耗的电功率 P1=I2R1=0.25W;

18(1)设杆 ab 刚进入磁场时的速度为 v1,刚离开磁场时的速度为 v2,则有 mgh=12mv21 E=Bdv1 I=R+E r=0.01 A (2)金属杆飞出桌面后做平抛运动,有 H=12gt2 s=v2t 整个过程回路中产生的总热量 Q=12mv12-12mv22=0.3 J 整个过程中 R 上产生的热量 QR=R+R r·Q=0.225 J 答案 (1)0.01 A (2)0.225 J




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