云南省保山隆阳区一中2017-2018学年高二下学期期中考试物理试题

云南省保山隆阳区一中20172018学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：___________分卷I一、单选题(共10小题,每小题3.0分,共30分)1.如图所示，线圈M和线圈P绕在同一铁芯上．设两个线圈中的电流方向与图中所标的电流方向相同时为正．当M中通入下列哪种电流时，在线圈P中能产生正方向的恒定感应电流()A．B．C．D．2.如图所示，长为L的金属导线弯成一圆环，导线的两端接在电容为C的平行板电容器上，P、Q为电容器的两个极板，磁场垂直于环面向里，磁感应强度以B＝B0＋kt(k>0)随时间变化，t＝0时，P、Q两板电势相等，两板间的距离远小于环的半径，经时间t，电容器P板()A．不带电B．所带电荷量与t成正比C．带正电，电荷量是D．带负电，电荷量是3.下面说法正确是()A．感抗仅与电源频率有关，与线圈自感系数无关B．容抗仅与电源频率有关，与电容无关C．感抗．容抗和电阻等效，对不同交变电流都是一个定值D．感抗是由于电流变化时在线圈中产生了自感电动势而对电流的变化产生的阻碍作用4.如图所示，水平桌面上固定有一半径为R的金属细圆环，环面水平，圆环每单位长度的电阻为r，空间有一匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向竖直向下；一长度为2R、电阻可忽略的导体棒置于圆环左侧并与环相切，切点为棒的中点．棒在拉力的作用下以恒定加速度a从静止开始向右运动，运动过程中棒与圆环接触良好．下列说法正确的是()A．拉力的大小在运动过程中保持不变B．棒通过整个圆环所用的时间为C．棒经过环心时流过棒的电流为D．棒经过环心时所受安培力的大小为5.如图所示，两个端面半径同为R的圆柱形铁芯同轴水平放置，相对的端面之间有一缝隙，铁芯上绕导线并与电源连接，在缝隙中形成一匀强磁场．一铜质细直棒ab水平置于缝隙中，且与圆柱轴线等高、垂直．让铜棒从静止开始自由下落，铜棒下落距离为0.2R时铜棒中电动势大小为E1，下落距离为0.8R时电动势大小为E2.忽略涡流损耗和边缘效应．关于E1、E2的大小和铜棒离开磁场前两端的极性，下列判断正确的是()A．E1>E2，a端为正B．E1>E2，b端为正C．E1<E2，a端为正D．E1<E2，b端为正6.一直升机停在南半球的地磁极上空．该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B.直升机螺旋桨叶片的长度为l，螺旋桨转动的频率为f，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动，螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b，如图所示，如果忽略a到转轴中心线的距离，用E表示每个叶片中的感应电动势，则()A．E＝πfl2B，且a点电势低于b点电势B．E＝2πfl2B，且a点电势低于b点电势C．E＝πfl2B，且a点电势高于b点电势D．E＝2πfl2B，且a点电势高于b点电势7.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，从中性面开始转动180°过程中，平均感应电动势和最大感应电动势之比为()A．B．C．2πD．π8.铁路上使用一种电磁装置向控制中心传输信号以确定火车的位置．能产生匀强磁场的磁铁被安装在火车首节车厢下面，如图甲所示(俯视图)．当它经过安放在两铁轨间的线圈时，便会产生一电信号，被控制中心接收．当火车通过线圈时，若控制中心接收到的线圈两端的电压信号如图乙所示，则说明火车在做()A．匀速直线运动B．匀加速直线运动C．匀减速直线运动D．加速度逐渐增大的变加速直线运动9.物理课上，教师做了一个奇妙的“电磁阻尼”实验．如图所示，A是由铜片和绝缘细杆组成的摆，其摆动平面通过电磁铁的两极之间，当绕在电磁铁上的励磁线圈未通电时，铜片可自由摆动，要经过较长时间才会停下来．当线圈通电时，铜片摆动迅速停止．某同学另找来器材再探究此实验．他连接好电路，经重复试验，均没出现摆动迅速停止的现象．对比老师的演示实验，下列四个选项中，导致实验失败的原因可能是()A．线圈接在了交流电源上B．电源的电压过高C．所选线圈的匝数过多D．构成摆的材料与老师的不同10.如图2所示，金属球(铜球)下端有通电的线圈，今把金属球向上拉离平衡位置后释放，此后金属球的运动情况是(不计空气阻力)()A．做等幅振动B．做阻尼振动C．振幅不断增大D．无法判定二、多选题(共4小题,每小题4.0分,共16分)11.(多选)如图所示，有一矩形线圈的面积为S，匝数为N，绕OO′轴在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω匀速转动．滑动触头P上下移动时可改变输出电压，副线圈接有定值电阻R，从图示位置开始计时，下列判断正确的是()A．电流表测得的是电流最大值B．感应电动势的瞬时值表达式为e＝NBSω·sinωtC．P向上移动时，电流表示数变大D．P向上移动时，电流表示数变小12.(多选)阻值为10Ω的电阻接到电压波形如图所示的交流电源上．以下说法中正确的是()A．电压的有效值为10VB．通过电阻的电流有效值为AC．电阻消耗电功率为5WD．电阻每秒钟产生的热量为10J13.如图所示，A，B是两个相同的小灯泡，电阻均为R，R0是电阻箱，L是自感系数较大的线圈．当S闭合调节R0的阻值使电路稳定时，A，B亮度相同．则在开关S断开时，下列说法中正确的是()A．B灯立即熄灭B．A灯一定将比原来更亮一些后再熄灭C．若R0＝R，则A灯立即熄灭D．有电流通过A灯，方向为b→a14.(多选)如图所示，原、副线圈匝数比为2∶1的理想变压器正常工作时()A．原、副线圈磁通量之比为2∶1B．原、副线圈电流之比为1∶2C．输入功率和输出功率之比为1∶1D．原、副线圈磁通量变化率之比为1∶1分卷II三、实验题15（8分）.在研究电磁感应现象的实验中所用的器材如图所示．它们是：①电流计②直流电源③带铁芯(图中未画出)的线圈A④线圈B⑤开关⑥滑动变阻器(1)按实验的要求在实物图上连线(图中已连好一根导线)．(2)怎样才能使线圈B中有感应电流产生？试举出两种方法：①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________.16（10分）.如图甲是研究平抛运动的实验装置图，图乙是实验后在白纸上作的图.(1)在甲图上标出O点及Ox、Oy轴，并说明这两条坐标轴是如何作出的.(2)固定斜槽轨道时应注意使________________________________________________.(3)实验过程中需经过多次释放小球才能描绘出小球平抛运动的轨迹，实验中应注意________________________________________________________________________.(4)计算小球平抛初速度的公式v0＝________，根据图乙给出的数据，可计算出v0＝______m/s.(g取9.8m/s2)四、计算题17（8分）.如图所示为一理想变压器，原线圈的输入电压U1＝3300V，副线圈的输出电压U2＝220V，绕过铁芯的导线所接的电压表的示数U0＝2V，则：(1)原、副线圈的匝数各是多少？(2)当S断开时，A2的示数I2＝5A，那么A1的示数是多少？18(10分.如图(a)所示，斜面倾角为37°，一宽为l＝0.43m的有界匀强磁场垂直于斜面向上，磁场边界与斜面底边平行．在斜面上由静止释放一正方形金属线框，线框沿斜面下滑，下边与磁场边界保持平行．取斜面底边重力势能为零，从线框开始运动到恰好完全进入磁场的过程中，线框的机械能E和位移s之间的关系如图(b)所示，图中①、②均为直线段．已知线框的质量为m＝0.1kg、电阻为R＝0.06Ω，重力加速度取g＝10m/s2.求：(1)金属线框与斜面间的动摩擦因数；(2)金属线框刚进入磁场到恰完全进入磁场所用的时间；(3)金属线框穿越磁场的过程中，线框中产生的最大电功率(保留两位有效数字)．19.（10分）有一个100匝线圈，其横截面是边长L＝0.20m的正方形，放在磁感应强度为B＝0.50T的匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直，若将这个线圈横截面的形状由正方形改变成圆形(横截面的周长不变)，在这一过程中穿过线圈的磁通量改变了多少？20.如图所示，交流发电机电动势的有效值E＝20V，内阻不计，它通过一个R＝6Ω的指示灯连接变压器，变压器输出端并联24只彩色小灯泡，每只灯泡都是“6V0.25W”，灯泡都正常发光，导线电阻不计，求：(1)降压变压器原、副线圈匝数比；(2)发电机的输出功率．

答案解析1.【答案】D【解析】线圈M中的电流均匀增加，则磁场均匀增加，产生的磁场通过线圈P，根据E＝NS，知线圈P中产生恒定的电流，根据楞次定律，在P中产生的感应电流方向与图示电流方向相反．故A错误．线圈M中电流不变，在线圈P中产生恒定的磁场，不产生感应电流．故B错误．线圈M中的电流不是均匀变化的，则产生的磁场也不均匀变化，根据法拉第电磁感应定律，在线圈P中产生变化的电流．故C错误．线圈M中的电流均匀减小，则磁场均匀减小，产生的磁场通过线圈P，根据E＝NS，知线圈P中产生恒定的电流，根据楞次定律，在P中产生的感应电流方向与图示电流方向相同．故D正确．2.【答案】D【解析】磁感应强度以B＝B0＋kt(k>0)随时间变化，由法拉第电磁感应定律得：E＝＝S＝kS，而S＝，经时间t电容器P板所带电荷量Q＝EC＝；由楞次定律知电容器P板带负电，D选项正确．3.【答案】D【解析】由公式XL＝2πfL得感抗与线圈自感系数有关，A错误．根据公式XC＝，得容抗与电容也有关系，B错误．感抗．容抗和电阻等效，对不同交变电流由不同的值，所以C错．感抗是由于电流变化时在线圈中产生了自感电动势而对电流的变化产生的阻碍作用，D正确．4.【答案】D【解析】导体棒做匀加速运动，合外力恒定，由于受到的安培力随速度的变化而变化，故拉力一直变化，选项A错误；设棒通过整个圆环所用的时间为t，由匀变速直线运动的基本关系式可得2R＝at2，解得t＝，选项B错误；由v2－v＝2ax可知棒经过环心时的速度v＝，此时的感应电动势E＝2BRv，此时金属圆环的两侧并联，等效电阻r合＝，故棒经过环心时流过棒的电流为I＝＝，选项C错误；由对选项C的分析可知棒经过环心时所受安培力F＝BI·2R＝，选项D正确．5.【答案】D【解析】设下落距离为d，则铜棒在匀强磁场中切割磁感线的等效长度l＝2，铜棒做的是自由落体运动，故v2＝2gd，v＝，故有E＝Blv＝B·2·＝2B，将d1＝0.2R，d2＝0.8R，代入后比较得E1<E2；据安培定则知缝隙处的磁场方向水平向左，再由右手定则知b端等效为电源正极，电势高，选D.6.【答案】A【解析】感应电动势大小：E＝Blv＝Blω×＝Bl×2πf×＝Bl2πf；感应电动势的方向：由右手定则可以判断出感应电动势的方向是由a→b，因此a点电势低．7.【答案】B【解析】线圈产生的感应电动势的最大值为Em＝NBSω，线圈从中性面开始转动180°的过程中，磁通量的变化量ΔΦ＝2BS，所用时间为Δt＝＝，根据法拉第电磁感应定律E＝N，则平均电动势为＝NBSω，因此平均感应电动势和最大感应电动势之比为2∶π.8.【答案】B【解析】由U－t图象得到，线圈两端的电压大小与时间成正比，即有U＝kt由法拉第电磁感应定律U＝BLv，则v＝＝，B、L、k均一定，则速度v与时间t成正比，所以火车做匀加速直线运动，故选B.9.【答案】D【解析】当线圈接入交流电后，变化的电流在线圈周围产生变化的磁场，当导体经过周围时，变化的磁场在导体中感应出感应电流，使得导体受到安培力作用，最终阻碍导体的运动，线圈必须接交流电，选项A是实验必须的，不会导致失败，选项A错．电源电压越高，电流越大，产生的磁场越强，导体受到的阻尼越大，不会导致实验失败，选项B错．线圈匝数越多，产生的磁场越强，阻尼越大，选项C错．构成摆的材料如果不是导体，则无法感应出电流，不会受到安培力，选项D对．10.【答案】B【解析】金属球在通电线圈产生的磁场中运动，金属球中产生涡流，故金属球要受到安培力作用，阻碍它的相对运动，做阻尼振动.11.【答案】BD【解析】电流表测得的是电流有效值，选项A错误；从图示位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为e＝NBSω·sinωt，选项B正确；P向上移动时，输出电压降低，电流表示数变小，选项C错误，D正确．12.【答案】BC【解析】根据图象可知电压最大值为Um＝10V，有效值为U＝V，电流有效值为I＝＝A，电阻消耗的电功率为P＝I2R＝()2×10W＝5W.13.【答案】AD【解析】开关S闭合时，两灯泡亮度相同，说明A，L并联电路与B，R0并联电路电阻相等，故线圈L的电阻等于R0.开关S断开时，由于线圈自感及线圈L与灯泡A构成回路，流经线圈L的电流由原大小和方向开始在此回路中逐渐减小，只有当R0＜R时，才有IL＞IA，灯A将比原来更亮一些后再熄灭，所以灯A是否闪亮一下不能确定，但流经灯泡A的电流方向为b→a，D对B，C错；由于灯泡B与R0并联，在开关断开时电流立即为0，B灯立即熄灭，A项正确．14.【答案】BCD【解析】理想变压器原、副线圈的磁通量总相等(无漏磁)，A错误，D正确；输入功率总等于输出功率，C正确；电流与匝数满足＝，B正确．故选B、C、D.15.【答案】(1)实物电路图如图所示：(2)①断开或闭合开关②闭合开关后移动滑动变阻器的滑片．【解析】(1)实物电路图如图所示：(2)断开或闭合开关的过程中或闭合开关后移动滑片的过程中，穿过线圈B的磁通量发生，线圈B中有感应电流产生．16.【答案】(1)见解析(2)底端切线沿水平方向(3)使小球每次都从同一高度处无初速度滚下(4)x1.6【解析】(1)如图所示，在斜槽末端小球球心在白纸上的投影为O点，从O点开始作平行于重垂线向下的直线为Oy轴，再垂直于Oy作Ox轴.(2)为了保证小球离开斜槽时的速度沿水平方向，应调整斜槽使底端切线沿水平方向.(3)为了保证小球每次做平抛运动的轨迹一致，要求它的初速度相同，故每次都让小球从斜槽的同一高度处无初速度滚下.(4)由于x＝v0t，y＝gt2，故初速度v0＝x，根据图乙给出的数据，可计算出v0＝1.6m/s.17.【答案】(1)1650匝110匝(2)0.33A【解析】电压表示数U0是一匝线圈上的电压．(1)根据变压比＝及＝，有n1＝·n0＝×1匝＝1650匝，n2＝·n0＝×1匝＝110匝．(2)对理想变压器有P入＝P出，即I1U1＝I2U2I1＝·I2＝×5A≈0.33A.18.【答案】(1)0.5(2)0.125s(3)0.43W【解析】(1)减小的机械能等于克服摩擦力所做的功ΔE1＝Wf1，而ΔE1＝0.900－0.756J＝0.144J，Wf1＝μmgcos37°s1，联立解得μ＝0.5.(2)金属线框进入磁场的过程中，