奎屯市三中2012年高二物理下学期期中试题及答案

2012年高二物理下学期期中试题（命题、审核：朱群山新疆奎屯市三中邮编:833200E-mial:[e-mail]）一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．(2010年高考江苏卷)一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直．先保持线框的面积不变，将磁感应强度在1s时间内均匀地增大到原来的两倍．接着保持增大后的磁感应强度不变，在1s时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半．先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为()A．12B．1C．2D．4解析：选B.根据法拉第电磁感应定律E＝ΔΦΔt＝ΔBSΔt，设初始时刻磁感应强度为B0，线圈面积为S0，则第一种情况下的感应电动势为E1＝ΔBSΔt＝2B0－B0S01＝B0S0；第二种情况下的感应电动势为E2＝ΔBSΔt＝2B0S0－S0/21＝B0S0，所以两种情况下线圈中的感应电动势相等，比值为1，故选项B正确．2.如图所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成闭合回路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A，下列各种情况中铜环A中有感应电流的是（）A．线圈中通以恒定的电流B．通电过程中，使变阻器的滑片P作匀速移动C．通电过程中，使变阻器的滑片P作加速移动D．将电键突然断开的瞬间解析：滑片P不论匀速运动还是变速运动，线圈中的电流都会变化，都会使铁芯中的磁场变化。BCD3.如图所示，一宽40cm的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。一边长为20cm的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度v＝20cm/s通过磁场区域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行，取它刚进入磁场的时刻为t＝0，下面所示图线中，正确反映感应电流随时间变化规律的是（）解析：线圈进入磁场时，穿过线圈磁通量增加产生逆时针方向电流，线圈完全进入磁场后的运动过程，穿过线圈的磁通量不变，没有感应电流，线圈穿出磁场过程，穿过线圈的磁通量减小，产生顺时针方向电流。C4．如图所示，A、B两闭合圆形线圈用同样导线且均绕成10匝，半径RA＝2RB，内有以B线圈作为理想边界的匀强磁场，若磁场均匀减小，则A、B环中感应电动势EA∶EB与产生的感应电流IA∶IB分别是（）A．EA∶EB＝1∶2；IA∶IB＝1∶4B．EA∶EB＝1∶2；IA∶IB＝1∶2C．EA∶EB＝1∶4；IA∶IB＝2∶1D．EA∶EB＝1∶1；IA∶IB＝1∶24．解析：两环的磁通量变化率总是相同的，根据法拉第电磁感应定律，两线圈的电动势相同。D5．(2010年高考全国卷Ⅰ)某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为4.5×10－5T.一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽100m，该河段涨潮和落潮时有海水(视为导体)流过．设落潮时，海水自西向东流，流速为2m/s.下列说法正确的是()A．电压表记录的电压为5mVB．电压表记录的电压为9mVC．河南岸的电势较高D．河北岸的电势较高解析：选BD.可以将海水视为垂直河岸方向放置的导体平动切割地磁场的磁感线产生感应电动势，由E＝BLv＝9mV，B项正确；由右手定则可知，感应电流方向由南向北，故河北岸的电势较高，D项正确．6．(2011年金华模拟)两只相同的电阻，分别通过正弦波形的交流电和方波形的交流电．两种交变电流的最大值相等，波形如图所示．在正弦波形交流电的一个周期内，正弦波形交流电在电阻上产生的焦耳热Q1与方波形交流电在电阻上产生的焦耳热Q2之比Q1Q2等于()A．3∶1B．1∶2C．2∶1D．4∶3答案：B7．一个矩形线圈在匀强磁场中匀角速转动，产生交变电动势的瞬时表达式为e=102sin4t，则（）A．该交变电动势的频率为2HzB．零时刻线圈平面与磁场垂直C．t＝0.25s时，e达到最大值D．在1s时间内，线圈中电流方向改变100次解析：频率为2Hz，1s内线圈中电流方向改变4次。AB8．一交变电流的图象如图所示，由图可知（）A．用交流电流表测该电流，示数为10AB．该交变电流的频率为100HzC．该交变电流的有效值为102AD．该交变电流瞬时值为i＝102sin628t8．ABD9．如图所示，正弦交流电压U的最大值为311V，负载电阻为100Ω，若不考虑电表内阻对电路的影响，则交流电流表和电压表的读数分别为（）A．2.2A311VB．3.1A311VC．2.2A220VD．3.1A220V9．C10．一理想变压器变压比为20∶1，原线圈接入220V电压时，将副线圈拆去18匝，输出电压为8V，则该变压器原线圈的匝数应为（）A．495匝B．1320匝C．2640匝D．990匝解析：原来21nn＝120，将副线圈拆去18匝后，1821－nn＝8220，两式联立得出结果。B二．（24分）实验填空题（本大题共4空，每空6分．）11．如图所示，矩形线圈abcd的一半放在B＝0.1T的匀强磁场中，ab边长10cm，bc边长20cm，若线圈绕ab边以角速度＝100rad/s匀速旋转，由图示位置转过90°的时刻，线圈中瞬时感应电动势大小为，线圈转过90°过程中平均感应电动势大小为。解析：由图示位置转过90°的时刻，cd边线速度的大小v＝lad，方向垂直于磁感线方向，产生的瞬时感应电动势大小e＝Blcdv＝0.1×0.1×100×0.2＝0.628（V）；线圈转过90°过程中磁通量的变化量Δ＝B2abadll，所用时间Δt＝2π，产生的平均感应电动势大小E＝tΔΔ＝πadablBl＝π100π0.20.10.1＝0.2V。12．一闭合线圈在匀强磁场中做匀角速转动，角速度为240rad/min，当线圈平面转动至与磁场平行时，线圈的电动势为2.0V。设线圈从垂直磁场瞬时开始计时，则该线圈电动势的瞬时表达式为__________________；电动势在241s末的瞬时值为_________。解析：当线圈平面转动至与磁场平行时，此时两边都垂直切割磁感线，线圈的电动势为最大值，角频率＝240rad/min＝4rad/s，e＝Emsint＝2.0sin4tV。e＝2.0sin4t；e＝1V三．（36分）计算题（本大题有3小题，每题12分．解答写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．）13．图中MN和PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨，间距l为0.40m，电阻不计。导轨所在平面与磁感应强度B为0.50T的匀强磁场垂直。质量m为6.0×10-3kg、电阻为1.0Ω的金属杆ab始终垂直于导轨，并与其保持光滑接触。导轨两端分别接有滑动变阻器和阻值为3.0Ω的电阻R1。当杆ab达到稳定状态时以速率v匀速下滑，整个电路消耗的电功率P为0.27W，重力加速度取10m/s2，试求速率v和滑动变阻器接入电路部分的阻值R2。13．解析：整个电路消耗的电能来源于重力势能的减少，导体棒匀速下落，通过重力克服安培力做功，将重力势能转化为电能。电路的结构是导体棒为电源，导体棒的电阻为电源内阻，电阻R1与R2并联接在电源两端，等效电路如图所示。根据P＝mgv得v＝mgP＝2106.00.27m/s＝4.5m/s导体棒产生的电动势E＝Blv导体棒中的电流I＝2121RRRRrBlv导体棒匀速运动有mg＝Bil将I代入上式得212122RRRRrlBv＝mg将已知B＝0.50T，l＝0.40m，m＝6.0×10-3kg，r＝1.0Ω，R1＝3.0Ω，v＝4.5m/s代入上式得R2＝6.0Ω。14．发电厂的交流发电机输出电压恒为500V，输出功率为100kW。要将电能输送到远处的工厂。设计输电线上的功率损失为2%，输电线总电阻为20Ω，用户得到的电压220V。求：发电厂附近的升压变压器和用户附近的降压变压器的匝数比各多大？（所用变压器都看作理想变压器）解答：Pr＝2%P1＝2000W，由Pr＝Ir2·r，得Ir＝10A，即升压变压器次级线圈的电流I1'和降压变压器初级线圈的电流I2都是10A。升压变压器初级线圈的电流I1＝11UP＝200A，因此11nn＝11II＝201；升压变压器次级线圈电压U1'＝10000V，输电线上的电压损失Ur＝Ir·r＝200V，因此降压变压器初级线圈电压为U2＝U1'－Ur＝9800V，因此22nn＝22UU＝2208009＝11490。15．电压u＝1202sinωtV，频率为50Hz的交变电流，把它加在激发电压和熄灭电压均为u0＝602V的霓虹灯的两端．(1)求在一个小时内，霓虹灯发光时间有多长？(2)试分析为什么人眼不能感到这种忽明忽暗的现象？(已知人眼的视觉暂留时间约为116s)解析：(1)如图所示，画出一个周期内交变电流的u—t图象，其中阴影部分对应的时间t1表示霓虹灯不能发光的时间，根据对称性，一个周期内霓虹灯不能发光的时间为4t1当u＝u0＝602V时，由u＝1202sinωtV求得：t1＝1600s再由对称性知一个周期内能发光的时间：t＝T－4t1＝150s－4×1600s＝175s再由比例关系求得一个小时内霓虹灯发光的时间为：t＝36000.02×175s＝2400s.(2)很明显霓虹灯在工作过程中是忽明忽暗的，而熄灭的时间间隔只有1300s(如图中t2＋t3那段时间)，由于人的眼睛具有视觉暂留现象，而这个视觉暂留时间约为116s远大于1300s，因此经过灯光刺激的人眼不会因为短暂的熄灭而有所感觉．答案：(1)2400s(2)见解析高二物理上期中试题答题卷一．（40分）多项选择题（本大题有10小题，每小题4分．）题号12345678910答案二．（24分）实验填空题（本大题共4空，每空6分．）11.；。12.；。三．（36分）计算题（本大题有3小题，每题12分．解答写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．）13.解：答：14.解：答：15.解：答：姓名班级