云南省玉溪市通海县二中高二下学期期中考试物理试题

云南省玉溪市通海二中2018年高二下学期期中考试物理试卷一、选择题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【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，AB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.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【答案】D【解析】小线框A中通有不断增大的顺时针方向的电流时，由右手螺旋定则可知，电流的磁场向里且逐渐增大；由楞次定律可知，磁场增大时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反，所以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；B环外的磁场的方向与B环内的磁场的方向相反，当B环内的磁场增强时，A环具有面积扩展的趋势，故ABC错误，D正确；故选D。【点睛】A环转动时产生等效电流，若电流产生的磁场使B中的磁通量发生变化，则可以在B中产生感应电流；根据楞次定律可判断A中带电及转动情况．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11V【答案】B【解析】当X为电流表时，若电阻R增大，则次级电流减小，原线圈中的电流也将减小，选项A错误；根据，此时电流表的示数,则当X为电流表时，电压表V的示数为22V，电流表的示数为0.44A，选项B正确，C错误；当X为二极管时，电压表测量的是R两端电压的有效值，根据有效值的概念可得,则V的示数为11V，选项D错误；故选B.4.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随时间变化的图像是()A.B.C.D.【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C5.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变化的图像中，正确的是()A.B.C.D.【答案】B【解析】开关闭合时，线圈由于自感对电流的阻碍作用，可看做电阻，线圈电阻逐渐减小，并联电路电阻逐渐减小，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，灯泡的电流与原电流方向相反，并逐渐减小到0，所以正确选项B。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.【答案】C【解析】因为线圈cd中每个时间段内电流大小不变化，则每个时间段内产生的感应电动势不变；根据法拉第电磁感应定律得：，电流为：，则线圈ab中每个时间段内电流的磁场均匀变化。正确反应这一关系的图象只有C,故C正确，A、B、D错误。故选：C。【名师点睛】线圈cd与示波器连接，在每个时间段内电流不随时间变化，则根据法拉第电磁感应定律，产生感应电流的磁场均匀变化，由此判断线圈ab电流的变化。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【答案】D【解析】电磁感应现象最先是由法拉第通过实验发现的，A错电磁感应现象说明了在自然界中在一定条件下磁能生电，B错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，C错，D对（闭合回路磁通量发生改变，会产生感应电流）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484W【答案】C【解析】输入电压的有效值U1＝220V，根据，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，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．故选C9.一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【答案】D【解析】t1时刻，感应电动势为零，通过线圈的磁通量变化率的绝对值为零，通过线圈的磁通量最大，选项AC错误；t2时刻感应电动势最大，此时通过线圈的磁通量的绝对值最小，选项B错误；每当e变换方向时，线圈均处于中性面位置，此时通过线圈的磁通量绝对值都为最大，选项D正确；故选D.点睛：线圈在磁场中转动时，当磁通量最大时，磁通量的变化率最小，感应电动势为零；当磁通量为零时，磁通量的变化率最大，感应电动势最大.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【答案】C【解析】由法拉第电磁感应定律可知：，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，ABD错误。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.6.25P【答案】B【解析】根据可知：当输电电压由200kV升高到500kV时，其线路损耗由P减小到0.16P，故B正确，ACD错误。12.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【答案】D考点：变压器；动态电路分析【名师点睛】电路的动态变化的分析，总的原则就是由部分电路的变化确定总电路的变化的情况，再确定其他的电路的变化的情况，即先部分后整体再部分的方法．13.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＝sint【答案】AC【解析】从垂直中性面开始其瞬时表达式为，则电流的最大值为，B错误；感应电动势的最大值为，任意时刻线圈中的感应电动势为，C正确；线圈消耗的电功率为，A正确；任意时刻穿过线圈的磁通量为，根据公式可得,故，D错误；14.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5000W【答案】CD【解析】试题分析：根据电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，变压器的输入功率和输出功率相等，逐项分析即可得出结论．解：A、由图可知，此时线圈和磁场垂直，此时线框的磁通量最大，所以A错误．B、矩形闭合导线框ABCD在磁场中转动，产生的交流电的最大值为Em=nBsω=50××0.5×200=V，由于最大值为有效值的倍，所以交流电的有效值为500V，所以B错误．C、由于电压与匝数成正比，所以变压器原、副线圈匝数之比为=，所以C正确．D、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P=UI=500×10=5000W，所以D正确．故选：CD．【点评】掌握住理想变压器的电压、电流及功率之间的关系，本题即可得到解决．15.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【答案】ADD正确，C错误.考点：本题考查了楞次定律和闭合电路欧姆定律16.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【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．故选CD二、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？【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′＝两个变压器之间输电线上的电流为故输电线上损耗的电功率点睛：若要求输电线上损失的功率，则应该求出输电线上的电流为多少，然后利用公式求损失的功率。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？【答案】（1）（2）（3）【解析】试题分析：（1）已知金属杆转动的角速度，OA产生的电动势：（2）等效电路如图所示，两个半圆部分的电阻并联后与另一半半径上的电阻串联，R外2=LR；r=LR当达到最大速度时，重物的重力的功率等于电路中消耗的电功率：其中：v=ω0L联立以上公式，解得：（3）当物体下落达到最大速度后，杆受到的安培力的力矩与物体的力矩相等，得：BIL•＝mg•L所以OA上的电流大小为：当OC段在磁场中时，考点：电磁感应；全电路欧姆定律；电功率.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？【答案】（1）；（2）；（3）【解析】试题分析：（1）到达轨道底端cd时由牛