云南省西雙版納州勐海縣一中2017-2018學(xué)年高二下學(xué)期期中考試物理試題

云南省西雙版納州勐?？h一中20172018學(xué)年度下學(xué)期期中考試高二物理一、單選題(共6小題,每小題4.0分,共24分)1.如圖所示，一個邊長為L、三邊電阻相同的正三角形金屬框放置在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中．若通以圖示方向的電流(從A點流入，從C點流出)，電流強度為I，則金屬框受到的磁場力為()A.0B.ILBC.ILBD.2ILB【答案】B【解析】由圖示可知，電流由A流入，從C流出，則有電流從A到C與從A到B再到C兩直導(dǎo)線，產(chǎn)生的安培力，可等效成從A到C直導(dǎo)線產(chǎn)生的安培力，由于總電流強度為I，因此金屬框受到的磁場力F=BIL，故B正確。故選：B?！久麕燑c睛】由安培力公式F=BIL分析答題，其中L是通電導(dǎo)線的有效長度，是導(dǎo)線在磁場中兩端點間的距離。2.直導(dǎo)線AB與圓線圈的平面垂直且隔有一小段距離，直導(dǎo)線固定，線圈可以自由運動.當(dāng)通過如圖所示的電流時(同時通電)，從左向右看，線圈將()A.順時針轉(zhuǎn)動，同時靠近直導(dǎo)線ABB.順時針轉(zhuǎn)動，同時離開直導(dǎo)線ABC.逆時針轉(zhuǎn)動，同時靠近直導(dǎo)線ABD.不動【答案】C【解析】試題分析：根據(jù)安培定則可知，通電導(dǎo)線在右側(cè)產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向里．采用電流元法，將圓環(huán)分成前后兩半，根據(jù)左手定則可知，外側(cè)半圓受到的安培力向上，內(nèi)側(cè)受到的安培力向下，從左向右看，圓環(huán)將逆時針轉(zhuǎn)動；又特殊位置：圓環(huán)轉(zhuǎn)過時，通電直導(dǎo)線對左半圓環(huán)產(chǎn)生吸引力，對右半圓環(huán)產(chǎn)生排斥力，由于吸引力大于排斥力，圓環(huán)靠近，故C正確，ABD錯誤?？键c：楞次定律【名師點睛】本題是磁場中典型問題：判斷安培力作用下導(dǎo)體運動的方向．常用方法有：等效法、電流元法、特殊位置法等，根據(jù)安培定則判斷通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場方向，采用電流元法和特殊位置法分析圓環(huán)所受安培力，判斷圓環(huán)的運動情況。3.遠距離輸電的原理圖如圖所示，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2，電壓分別為U1、U2，電流分別為I1、I2，輸電線上的電阻為R.變壓器為理想變壓器，則下列關(guān)系式中正確的是(A.B.C.I1U1＝RD.I1U1＝I2U2【答案】D【解析】試題分析：理想變壓器原副線圈兩端的電壓與線圈的匝數(shù)成正比，有：＝，由能量守恒定律可知：P1＝I1U1＝P2＝I2U2，故選項D正確；因此＝，故選項A錯誤；輸電線兩端的電壓應(yīng)為升壓器副線圈兩端電壓與降壓器原線圈兩端電壓U3之差，因此根據(jù)歐姆定律有：I2＝，故選項B錯誤；降壓器的輸入功率為：P3＝I2U3，因此有：I1U1＝I22R＋I2U3，故選項C錯誤?？键c：本題主要考查了遠距離輸電的應(yīng)用問題，屬于中檔題。4.如圖為學(xué)校配電房向各個教室的供電示意圖，T為理想變壓器，V1、A1為監(jiān)控市供電端的電壓表和電流表，V2、A2為監(jiān)控校內(nèi)變壓器的輸出端的電壓表和電流表，R1、R2為教室的負(fù)載電阻，V3、A3為教室內(nèi)的監(jiān)控電壓表和電流表，配電房和教室間有相當(dāng)長的一段距離，則當(dāng)開關(guān)S閉合時()A.電流表A1、A2和A3的示數(shù)都變大B.只有電流表A1的示數(shù)變大C.電壓表V3的示數(shù)變小D.電壓表V2和V3的示數(shù)都變小【答案】C【解析】試題分析：市電供電端的電壓不變，即V1示數(shù)不變，由，可判斷知V2不變，D錯；當(dāng)開關(guān)S閉合時，負(fù)載增加，功率增大，由能量守恒知,知I1、I2變大，B錯；由于I2變大，導(dǎo)線分得的電壓增加，故負(fù)載兩端的電壓減小，V3減小，C對；,V3減小，R1不變，知A3示數(shù)變小，A錯。考點：遠距離輸電?！久麕燑c睛】解遠距離輸電問題的思路：(1)正確畫出輸電過程示意圖并在圖上標(biāo)出各物理量．(2)抓住變壓器變壓前后各量間關(guān)系，求出輸電線上的電流．(3)計算電路功率問題時常用關(guān)系式：P損＝IR線，注意輸電線上的功率損失和電壓損失．(4)電網(wǎng)送電遵循“用多少送多少”的原則說明原線圈電流由副線圈電流決定5.有人根據(jù)公式提出以下看法，其中正確的是()A.磁感應(yīng)強度的數(shù)值跟通電導(dǎo)線受到的磁場力F的大小成正比B.磁感應(yīng)強度的數(shù)值跟通電導(dǎo)線的電流I成反比C.磁感應(yīng)強度的數(shù)值跟通電導(dǎo)線的長度L成反比D.磁感應(yīng)強度是表示磁場強弱的物理量，它是客觀存在的，它與外加導(dǎo)線的長度、電流的強弱和受力情況均無關(guān)【答案】D【解析】解：B=為比值定義法，B與F與I、L無關(guān)，磁感應(yīng)強度是表示磁場強弱的物理量，它是客觀存在的，它與加導(dǎo)線的長度、電流的強弱和受力情況無關(guān)；故只有D正確；故選；D．【點評】磁感應(yīng)強度采用比值定義法，要注意比值定義法中B與F、IL無關(guān)．6.如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10∶1，R0為定值電阻，R是滑動變阻器，原線圈兩端的輸入電壓u＝200sin100πtV，設(shè)理想交流電壓表V1、V2的示數(shù)分別是U1、U2；理想交流電流表A1、A2示數(shù)分別是I1、I2.下列說法中正確的是()A.電壓表V2的示數(shù)U2＝20VB.滑片P向b端滑動過程中，U2不變、I2變大C.滑片P向b端滑動過程中，U1變小、I1變大D.通過原、副線圈的交變電流頻率之比為10∶1【答案】B二、多選題7.單匝線圈所圍的面積為0.1m2，線圈電阻為1Ω.規(guī)定線圈中感應(yīng)電流I的正方向從上往下看是順時針方向，如圖甲所示．磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示．則以下說法正確的是()A.在時間0～5s內(nèi)，I的最大值為0.01AB.在第4s時，I的方向為逆時針C.前2s內(nèi)，通過線圈某截面的總電荷量為0.01CD.第3s內(nèi)，線圈的發(fā)熱功率最大【答案】ABC【解析】試題分析：由圖看出，在01s內(nèi)圖線的斜率最大，B的變化率最大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大，感應(yīng)電流也最大，最大值為．故A正確．在第4s時刻，穿過線圈的磁場方向向上，磁通量減小，則根據(jù)楞次定律判斷得知，I的方向為逆時針方向．故B正確．前2s內(nèi)，通過線圈某截面的總電量．故C正確．第3s內(nèi)，B沒有變化，線圈中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，則線圈的發(fā)熱功率最小．故D錯誤．故選ABC．考點：法拉第電磁感應(yīng)定律；楞次定律【名師點睛】本題關(guān)鍵要從數(shù)學(xué)角度理解斜率等于B的變化率．經(jīng)驗公式，是電磁感應(yīng)問題中常用的結(jié)論，要在會推導(dǎo)的基礎(chǔ)上記牢。8.如圖甲、乙所示是電子技術(shù)中的常用電路，a，b是各部分電路的輸入端，其中輸入的交流高頻成分用“”表示，交流低頻成分用“～”表示，直流成分用“－”表示．關(guān)于兩圖中負(fù)載電阻R上得到的電流特征，下列判斷正確的是()A.圖甲中R得到的是交流成分B.圖甲中R得到的是直流成分C.圖乙中R得到的是低頻成分D.圖乙中R得到的是高頻成分【答案】AC【解析】當(dāng)交變電流加在電容器上時，有“通交流、隔直流，通高頻、阻低頻”的特性，甲圖中電容器隔直流，R得到的是交流成分，A正確，B錯誤；乙圖中電容器能通過交流高頻成分，阻礙交流低頻成分，R得到的是低頻成分，C正確，D錯誤。9.在光滑絕緣水平面上，一輕繩拉著一個帶電小球繞軸O在勻強磁場中作逆時針方向的勻速圓周運動，磁場方向豎直向下，其俯視圖如圖所示．若小球運動到A點時，繩子忽然斷開．關(guān)于小球在繩斷開后可能的運動情況，下列說法中正確的是（）A.小球沿逆時針做勻速圓周運動，半徑不變B.小球沿逆時針做勻速圓周運動，但半徑減小C.小球沿順時針做勻速圓周運動，半徑不變D.小球沿順時針做勻速圓周運動，半徑減小【答案】ACD【解析】若小球帶正電，則小球所受的洛倫茲力指向圓心，開始時，拉力可能為零，繩斷后，仍然洛倫茲力提供向心力，逆時針做圓周運動，半徑不變．若開始靠洛倫茲力和拉力的合力提供向心力，拉力減小為零，小球靠洛倫茲力提供向心力，速度的大小不變，半徑變大，故B錯誤，A正確．如果小球帶負(fù)電，則小球所受的洛倫茲力方向背離圓心，當(dāng)洛倫茲力的大小等于小球原來所受合力大小時，繩子斷后，小球做順時針的勻速圓周運動，半徑不變，也可能洛倫茲力小于之前合力的大小，則半徑減?。蔆D正確．故選ACD.點睛：該題考查帶電粒子在磁場中的運動，解題的關(guān)鍵是能正確分析向心力的來源，結(jié)合受力分析判斷洛倫茲力的方向，以及洛倫茲力的大小與初狀態(tài)的合力的大小之間的關(guān)系．10.如圖所示，光滑斜面PMNQ的傾角為θ，斜面上放有矩形導(dǎo)體線框abcd，其中ab邊的長度為l1，bc邊的長度為l2，線框的質(zhì)量為m，電阻為R.有界勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，方向垂直于斜面向上，ef為磁場的邊界，且ef∥MN.線框在恒力F作用下從靜止開始運動，其ab邊始終保持與底邊MN平行，F(xiàn)沿斜面向上且與斜面平行．已知線框剛進入磁場時做勻速運動，則下列判斷正確的是()A.線框進入磁場前的加速度為B.線框進入磁場時的速度為C.線框進入磁場時有a→b→c→d→a方向的感應(yīng)電流D.線框進入磁場的過程中產(chǎn)生的熱量為(F－mgsinθ)l1【答案】ABC【解析】線框進入磁場前，根據(jù)牛頓第二定律得：Fmgsinθ=ma，則．故A正確。線框進入磁場時勻速運動，則有F=mgsinθ+，解得速度，故B正確。根據(jù)右手定則判斷得知線框進入磁場時，感應(yīng)電流方向為a→b→c→d→a．故C正確。根據(jù)能量守恒知線框進入磁場的過程中產(chǎn)生的熱量為（Fmgsin

θ）L2，故D錯誤。故選ABC。點睛：本題是電磁感應(yīng)中力學(xué)問題，記住安培力的經(jīng)驗公式F安=，正確分析受力和功能關(guān)系是解答本題的關(guān)鍵，要注意線框切割磁感線的邊長與通過的位移大小是不同的，不能搞錯．三、計算題11.圓盤發(fā)電機的構(gòu)造如圖甲水平放置的金屬圓盤在豎直向下的勻強磁場中繞與圓盤平面垂直且過圓盤中心O點的軸勻速轉(zhuǎn)動，從a、b兩端將有電壓輸出．現(xiàn)將此發(fā)電機簡化成如圖乙所示的模型：固定的金屬圓環(huán)水平放置，金屬棒OP繞圓環(huán)中心O以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，金屬棒的P端與圓環(huán)無摩擦緊密接觸，整個裝置放在豎直向下的勻強磁場中．已知圓環(huán)半徑OP＝20cm，圓環(huán)總電阻為R1＝0.4Ω，金屬棒的電阻R2＝0.1Ω，金屬棒轉(zhuǎn)動的角速度為ω＝500rad/s，磁感應(yīng)強度B＝1T，外接負(fù)載電阻R＝0.3Ω.求：(1)金屬棒OP中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小為多少？O、P兩點哪點電勢高？(2)負(fù)載電阻上的最大功率與最小功率各為多少？【答案】(1)10VO點電勢高(2)187.5W120W【解析】(1)金屬棒OP產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：E＝BL`v＝BL＝BL2ω，代入數(shù)據(jù)得E＝10V.根據(jù)右手定則可判斷感應(yīng)電流的方向為P→O，所以O(shè)點電勢高.(2)當(dāng)P點與Q點重合時，電路中的總電阻最小，R總＝R＋R2＝(0.1＋0.3)Ω＝0.4Ω，電路中的總電流最大，其最大值為I1＝＝

A＝25A，則電阻R上消耗的最大功率為P1＝

R＝187.5W.設(shè)金屬棒轉(zhuǎn)到某位置時，QP間電阻為Rx，另一部分電阻為Ry，圓環(huán)接入電路的電阻為R圓環(huán)＝.當(dāng)Rx＝Ry＝＝0.2Ω時，圓環(huán)接入電路的電阻最大，其最大值為0.1Ω，此時通過負(fù)載電阻的電流最小，其最小值為I2＝＝

A＝20A，則電阻R上消耗的最小功率為P2＝R＝120W.12.如圖，阻值不計的光滑金屬導(dǎo)軌MN和PQ水平放置，其最右端間距d為1m，左端MP上接有阻值r＝4Ω的電阻，右端NQ與半徑R為2m的光滑豎直半圓形絕緣導(dǎo)軌平滑連接；一根阻值不計的長為L＝1.2m，質(zhì)量m＝0.5kg的金屬桿ab放在導(dǎo)軌的EF處，EF與NQ平行．在平面NQDC的左側(cè)空間中存在豎直向下的勻強磁場B，平面NQDC的右側(cè)空間中無磁場．現(xiàn)桿ab以初速度v0＝12m/s向右在水平軌道上做勻減速運動，進入半圓形導(dǎo)軌后恰能通過最高位置CD并恰又落到EF位置．(g取10m/s2)求：(1)桿ab剛進入半圓形導(dǎo)軌時，對導(dǎo)軌的壓力大小；(2)EF到QN的距離；(3)磁感應(yīng)強度B的大?。敬鸢浮?1)30N(2)4m(3)1.05T【解析】試題分析：（1）設(shè)桿ab剛進入半圓形導(dǎo)軌時速度為，到達最高位置CD位置時，速度為，由于恰能通過最高點，則：解得桿ab進入半圓形導(dǎo)軌后，由于軌道絕緣，無感應(yīng)電流，則根據(jù)機械能守恒：解得設(shè)在最低點時半圓形軌道對桿ab的支持力為N，則有（2）桿ab離開半圓形導(dǎo)軌后做平拋運動，設(shè)經(jīng)時間落到水平導(dǎo)軌上解得則桿ab與NQ的水平距離（3）設(shè)桿ab做勻減速運動的加速度為a解得對桿剛要到達NQ位置進行分析考點：圓周運動向心力來源、動能定理、平拋運動以及常見的電磁感應(yīng)雷問題點評：本題通過圓周運動知識分析物體經(jīng)過最高點時的力學(xué)條件，通過機械能守恒定律最后換算處最低處的速度，最后通過支持力與重力合力提供向心力求出未知量。本題還涉及平拋運動，和常見的電磁感應(yīng)類問題13.如圖所示是磁動力電梯示意圖，即在豎直平面內(nèi)有兩根很長的平行豎直軌道，軌道間有垂直軌道平面交替排列的勻強磁場B1和B2，B1＝B2＝1.0T，B1和B2的方向相反，兩磁場始終豎直向上做勻速運動，電梯轎廂固定在圖示的金屬框abcd內(nèi)，并且與之絕緣．已知電梯載人時的總質(zhì)量為4.95×103kg，所受阻力f＝500N，金屬框垂直軌道的邊長ab＝2.0m，兩磁場的寬度均與金屬框的邊長ad相同，金屬框整個回路的電阻R＝8.0×10－4Ω，g取10m/s2.已知電梯正以v1＝10m/s的速度勻速上升，求：(1)金屬框中感應(yīng)電流的大小及圖示時刻感應(yīng)電流的方向；(2)磁場向上運動速度v0的大??；(3)該電梯的工作效率．【答案】(1)1.25×104A，電流的方向為adcb(2)12.5m/s(3)79.2%【解析】（1）對abcd金屬框，由衡條件得：2F安=mg+f，

安培力：F安=BI?ab，解得：I=1.25×104A；

由右手定則可知，圖示時刻電流方向為：adcb；

（2）感應(yīng)電動勢：E=2B?ab（v0v1），

E=IR，解得：v0=12.5m/s；

（3）有用功率：P=mgv1，

總功率：P總=2F安v0，

效率：η=×100%，

解得：η=79.2%；點睛：本題是理論聯(lián)系實際的問題，與磁懸浮列車模型類似，關(guān)鍵要注意磁場運動，線框相對于磁場向下運動，而且上下兩邊都切割磁感線，產(chǎn)生兩個電動勢，兩個邊都受安培力．14.如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)n1∶n2＝3∶1，原線圈電路中接有一量程為3A的理想交流電流表，副線圈兩端接有理想交流電壓表，可變電阻R以及若干“6V,6W”的相同燈泡，輸入端交變電壓u的圖象如圖乙所示．(1)求圖甲中電壓表的讀數(shù)；(2)要求燈泡均正常發(fā)光，求電路中最多允許接入的燈泡個數(shù)；(3)為滿足(2)中的要求，求可變電阻R應(yīng)調(diào)到的電阻值．【答案】(1)9V(2)9(盞)(3)Ω【解析】試題分析：（1）根據(jù)圖象可得原線圈電壓的最大值U1m＝27V其有效值為U1＝＝27V根據(jù)代入數(shù)據(jù)可得U2＝9V即為電壓表讀數(shù)．（2）設(shè)原線圈中通過的電流為I1，副線圈中通過的電流為I2為使副線圈接入的燈泡最多，則I1取允許通過的最大電流的有效值為3A根據(jù)U1I1＝U2I2代入數(shù)據(jù)可得I2＝9A正常發(fā)光時每個燈泡中的電流為ID＝＝1A所以允許接入的燈泡個數(shù)為n＝＝9（3）電阻兩端電壓為UR＝U2－UD＝3V電阻阻值為R＝＝Ω考點：考查了理想變壓器，交流電圖像五、填空題(共4小題,每小題5.0分,共20分)15.電磁爐是利用高頻電流在電磁爐內(nèi)部線圈中產(chǎn)生磁場，磁化鐵質(zhì)鍋底，使之形成無數(shù)個小渦流，加快鍋底分子運動，鍋底自身高速發(fā)熱達到加熱食物的目的，其工作原理如圖所示．(1)使用微型電腦控制的電磁爐加熱時不產(chǎn)生明火、無煙塵、無廢氣、清潔、安全、高效節(jié)能，是現(xiàn)代家庭中理想的灶具，請寫出電磁爐在使用中觸及到的物理知識(只寫兩點)：________________和________________．(2)在使用電磁爐加熱食物時，電磁爐和鍋之間的傳熱方向是：由________傳遞給________；使用電磁爐加熱食物的過程中要消耗________能得到________能．(3)“多寶”牌電磁爐某一款式性能參數(shù)如下表所示：根據(jù)表中的參數(shù)分析，電磁爐與普通的電加熱器相比，有哪些優(yōu)點？__________________和_______________(請寫出兩點)【答案】(1).電流產(chǎn)生磁場(2).熱傳遞(分子運動加快、內(nèi)能增加，溫度升高(3).鍋(4).電磁爐(5).電(6).內(nèi)(7).熱效率高(8).功率調(diào)節(jié)范圍大【解析】（1）電磁爐在使用中觸及到的物理知識：電流產(chǎn)生磁場；熱傳遞(分子運動加快、內(nèi)能增加，溫度升高)．（2）在使用電磁爐加熱食物時，因熱量由鍋內(nèi)的渦流產(chǎn)生，則電磁爐和鍋之間的傳熱方向是：由鍋傳遞給電磁爐；使用電磁爐加熱食物的過程中要消耗電能得到熱能．（3）電磁爐與普通的電加熱器相比優(yōu)點：熱效率高；功率調(diào)節(jié)范圍大.16.如圖所示，一單匝線圈從左側(cè)進入磁場．在此過程中，線圈的磁通量將__（選填“變大”或“變小”）．若上述過程所經(jīng)歷的時間為0.1s，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為2V，則線圈中的磁通量變化了__Wb．【答案】(1).變大