2021-2022学年陕西省汉滨区五里高级中学高二（下）期中考试物理试题含解析

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五里高中2021-2022学年第二学期期中考试高二物理一、选择题（本大题共12个小题，每小题4分。共48分。1-9题只有一个选项正确；10-12题有多个选项正确，多选错选不得分，漏选得2分）1. 根据楞次定律知，感应电流的磁场一定是（　　）A. 与引起感应电流的磁场反向B. 加快引起感应电流的磁通量变化C. 阻碍引起感应电流的磁通量变化D. 使电路磁通量的变化有时加快，有时减慢，有时为零【答案】C【解析】【详解】根据楞次定律可知，感应电流的磁场一定是阻碍磁通量的变化的。当磁通量增加时，与原磁场方向相反，当磁通量减小时，与原磁场方向相同。不会阻止磁通量的变化即磁通量的变化不会为零。故选C。2. 发电机的输出电压为220 V，输出功率为44 kW，每条输电线电阻为0.2 Ω，则用户得到的电压U和电功率P分别为（　　）A. U=80 V　P=16 kW B. U=140 V　P=16 kWC. U=140 V　P=28 kW D. U=180 V　P=36 kW【答案】C【解析】【详解】输电线上的电流为电路损失功率用户得到的电功率电路损失电压用户得到的电压故C正确，ABD错误。故选C。3. 如图所示电路中，电阻R、电感器L、电容器C并联接在某一交流电源上，三个相同的交流电流表的示数相同。若保持电源的电压不变，而将其频率增大，则三个电流表的示数I1、I2、I3的大小关系是（　　）
 A. I1=I2=I3 B. I1>I2>I3 C. I2>I1>I3 D. I3>I1>I2【答案】D【解析】【详解】电感线圈的特点是通低频阻高频，电容器的特点是通高频阻低频，当电源的频率增大时，通过电感线圈的电流会减小，通过电容器的电流会增大，而通过电阻的电流不会变。故选D4. 电磁灶是利用电磁感应现象产生的涡流，使锅体发热从而加热食物．有关电磁灶，下列说法中正确的是(　　)A. 锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关B. 电磁灶中通入电压足够高的直流电也能正常工作C. 金属或环保绝缘材料制成的锅体都可以利用电磁灶来烹饪食物D. 电磁灶的上表面一般都用金属材料制成，以加快热传递、减少热损耗【答案】A【解析】【详解】锅体中涡流强弱与磁场变化的频率有关，磁场变化的频率越高，产生的涡流越强，故A正确；直流电不能产生变化的磁场，在锅体中不能产生感应电流，电磁炉不能使用直流电，故B错误；锅体只能用铁磁性导体材料，不能使用绝缘材料制作锅体，故C错误；电磁炉的上表面如果用金属材料制成，使用电磁炉时，上表面材料发生电磁感应要损失电能，电磁炉上表面要用绝缘材料制作，故D错误；故选A．5. 如图所示，一磁铁用细线悬挂，一个很长的铜管固定在磁铁的正下方，开始时磁铁上端与铜管上端相平，烧断细线，磁铁落入铜管的过程中，下列说法正确的是（　　）①磁铁下落的加速度先增大，后减小；②磁铁下落的加速度恒定；③磁铁下落的速度先增大后减小；④磁铁下落的加速度一直减小最后为零；⑤磁铁下落的速度逐渐增大，最后匀速运动A. 只有②正确 B. 只有①③正确C. 只有①⑤正确 D. 只有④⑤正确【答案】D【解析】【详解】刚烧断细线时，磁铁只受重力，向下加速运动，铜管中产生感应电流，对磁铁的下落产生阻力，故磁铁速度增大，加速度减小，当阻力和重力相等时，磁铁加速度为零，速度达到最大，最后匀速度运动，故加速度一直减小，最后为零；速度一直增大，最后匀速，故④⑤正确，①②③错误。故选D6. 关于交变电流，下列说法中正确的是（　　）A. 在一个周期内交变电流的方向改变一次B. 如果交变电流的最大值是5 A，那么交变电流的最小值一定是-5 AC. 用交流电流表或电压表测量交变电流或电压时，指针来回摆动D. 交流电器设备上标出的电压或电流都是指有效值【答案】D【解析】【详解】A．在一个周期内交流电的方向改变两次，故A错误；B．正弦交流电压的最大值为5A，最小值不是﹣5A，是零，故B错误；C．交流电流表和交流电压表测量的是有效值，指针是固定不变的，故C错误；D．交流电器设备上标出的电压和电流值都是指有效值，故D正确。故选D。7. 如图所示，将硬导线中间一段折成不封闭的正方形，每边长为l，它在磁感应强度为B、方向如图所示的匀强磁场中匀速转动，转速为n，导线在a、b两处通过电刷与外电路连接，外电路有额定功率为P的小灯泡并正常发光，电路中除灯泡外，其余部分的电阻不计，灯泡的电阻应为(　　)  A.  B.  C.  D. 【答案】B【解析】【详解】单匝正方形线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，将产生正弦式电流，则电动势的最大值Em＝Bl2ω＝2πnBl2，其有效值E＝＝，计算小灯泡的额定功率P要用其有效值，即P＝.R＝＝，故只有B选项正确．8. 如图所示，一理想变压器的原线圈匝数为n1= 1000匝，副线圈匝数为n2=200匝，电阻R=88 Ω，原线圈接入一电压u=220 sin 100πt（V）的交流电源，电压表和电流表对电路的影响可忽略不计，则（　　）A. 副线圈中交变电流的频率为100Hz B. t=1s的时刻，电压表的示数为0C. 变压器的输入功率为22W D. 电流表的示数为2.5A【答案】C【解析】【详解】A．根据原线圈接入的交流电的瞬时表达式可知，交流电的频率，根据解得变压器不改变交变电流的频率，A错误；BD．t=1s时，电源电压的瞬时值为0，而电压表测的是电阻两端电压的有效值，原线圈的电压的有效值为根据理想变压器基本关系代入数据得根据根据解得BD错误；C．变压器输入功率等于变压器的输出功率C正确。故选C。9. 三个相同的电阻，分别通过如图a、b、c所示的变化电流，三个图中的I0和周期T相同。下列说法中正确的是（  ）A. 在相同时间内三个电阻发热量相等B. 在相同时间内，a、b发热量相等，是c发热量的2倍C. 在相同时间内，a、c发热量相等，是b发热量的D. 在相同时间内，b发热量最大，a次之，c的发热量最小【答案】C【解析】【详解】图a中为正弦式交变电流，有效值根据焦耳定律可知，一个周期内发热量图b中，一个周期内感应电流电流大小相等，其发热量图c中，只有前半个周期有电流，其发热量所以在相同时间内，a、c发热量相等，是b发热量的，所以ABD错误，C正确。故选C。10. 如图所示，理想变压器的原线圈匝数为n1=1 000匝，副线圈匝数n2=200匝，交变电源的电动势e=311sin 314t V，电阻R=88 Ω，电流表和电压表对电路的影响忽略不计，下列结论正确的是（　　）
 A. 电流频率为50 Hz B. 电流表A1的示数约为0.1 AC. 电压表V1的示数为311 V D. 电阻R的发热功率约为44 W【答案】AB【解析】【详解】A．根据交变电源的电动势可知根据解得A正确；BC．交流电有效值电压表的V1的示数为220V，根据解得根据欧姆定律，得电流为根据得C错误，B正确；D．电阻R的发热功率约为D错误。故选AB。11. 如图所示，当导体棒MN以速度v0开始向右沿导轨滑动的瞬间（导轨间有磁场，方向垂直纸面向里），下列说法正确的是（　　）A. 导体棒和导轨组成的闭合回路中有感应电流B. 导体棒和导轨组成的闭合回路中没有感应电流C. 圆形金属环B中有感应电流D. 圆形金属环B中没有感应电流【答案】AC【解析】【详解】AB．当导体棒MN以速度v0开始向右沿导轨滑动的瞬间，切割磁感线产生感应电流，导体棒和导轨组成的闭合回路中有感应电流，故A正确，B错误；CD．通过螺线圈管A的电流突然增大，螺线圈管A产生的磁场突然变强，穿过金属环B的磁通量突然增大，由楞次定律可知，B中产生感应电流，故C正确，D错误。故选AC。12. 矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势e-t图像如图，则在时刻（　　）A. t1、t3线圈通过中性面B. t2、t4线圈中磁通量最大C. t1、t3线圈中磁通量变化率最大D. t2、t4线圈平面与中性面垂直【答案】AD【解析】【详解】ABC．t1、t3时刻，感应电动势为零，故线圈通过中性面，此时磁通量最大，磁通量的变化率最小，故选项A正确，BC错误；D．t2、t4时刻，感应电动势最大，此时线圈平面与中性面垂直，选项D正确。故选AD。二、填空题（本题共3个小题，每小题6分，共18分）13. 把一个矩形线圈从有理想边界的匀强磁场中匀速拉出（如图），第一次速度为，第二次速度为，且，则两情况下拉力的功之比=________，拉力的功率之比=________，线圈中产生的焦耳热之比=________.【答案】    ①. ；    ②. ；    ③. ；【解析】【详解】两情况下，由于位移相同，所以拉力的功与拉力成正比，而拉力与安培力相等，则拉力做的功与安培力成正比，而由可知，安培力却与速度成正比，所以拉力做的功与速度成正比，即1：2，在两种情况下，拉力的功率与拉力及速度的乘积成正比，所以功率之比为1：4．而线圈产生的焦耳热与拉力做功相等，所以焦耳热之比1：2．
点睛：通电导线在磁场中受到的安培力与运动速度有关，而且是唯一与速度有关的一个力．同时通过本题让学生掌握去寻找要求的量与已知量的关系，其他不变的量均可去除．14. 一交变电压随时间变化的图像如图所示，则此交流电的频率是________Hz，若将该电压加在100μF的电容器上，则电容器的耐压值不应小于_______V；若将该电压加在一阻值为1kΩ的纯电阻用电器上，用电器恰能正常工作，为避免意外事故的发生，电路中保险丝的额定电流不能低于________A。【答案】    ①. 50    ②. 200    ③. 0.2【解析】【详解】[1]由图可知，交流电的周期为，所以频率[2]电容器的耐压值为电压的最大值，由图可知，耐压值应不小于。[3]额定电流为电流的等效值，所以额定电流应15. 如图所示的理想变压器，它的初级线圈接在交流电源上，次级线圈接一个标有“12 V，100 W”的灯泡，已知变压器初、次级线圈的匝数比为18∶1，那么小灯泡正常工作时，图中的电压表的读数为__________V，电流表的读数为________A。
 【答案】    ①. 216    ②. 0.46【解析】【详解】[1]压器初、次级线圈的匝数比为18：1，由电压与匝数成正比解得U1＝216V即电压表读数为216V；[2]理想变压器的输出功率与输入功率相等P2=P1所以电流表的读数0.46A。三、计算题16. 如图所示，水平放置的平行金属导轨，相距l=0.50 m，左端接一电阻R=0.20 Ω，磁感应强度B=0.40 T的匀强磁场方向垂直于导轨平面，长度也为l的导体棒ac垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。当ac棒以v=4.0 m/s的速度水平向右匀速滑动时，求：（1）ac棒中感应电动势的大小；（2）回路中感应电流的大小。【答案】（1）0.80V；（2）4A【解析】【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律，ac棒中的感应电动势为E=Blv=0.40×0.50×4.0 V=0.80 V（2）感应电流大小为17. 某交流发电机产生的按正弦规律变化的电动势最大值为311V，其线圈共100匝，在匀强磁场中，匀速转动的角速度为。（1）从中性面开始计时，写出电动势的瞬时表达式；（2）此发电机与外电路组成完全回路时，总电阻，求时的电流大小；（3）求线圈中磁通量变化率的最大值。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）中性面开始计时，瞬时电动势按正弦规律变化，有带入数据可得（V）（2）由闭合电路的欧姆定律（A）当时，可得 （3）磁通变化率为最大时，电动势具有最大值，由可得最大变化率18. 均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd，每边长为L，总电阻为R，总质量为m．将其置于磁感强度为B的水平匀强磁场上方h处，如图所示．线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且cd边始终与水平的磁场边界平行．当cd边刚进入磁场时：求：
 （1）求线框中产生的感应电动势大小；（2）求cd两点间的电势差大小；（3）若此时线框加速度恰好为零，求线框下落的高度h所应满足的条件．【答案】（1）BL；（2）BL；（3）．【解析】【详解】（1）线框进入磁场前做自由落体运动，由机械能守恒定律得：
mgh=mv2，
cd边刚进入磁场时，产生的感应电动势：E=BLv，
解得：E=BL；
（2）此时线框中电流为：I=，
cd两点间的电势差：U=I=BL；
（3）安培力：F=BIL=，
根据牛顿第二定律有：mg-F=ma，由a=0
解得下落高度满足：h=；