河北省石家庄市辛集中学2015-2016学年高二（上）期末物理试卷（解析版）

2015-2016学年河北省石家庄市辛集中学高二（上）期末物理试卷一、选择题（共18小题，每小题4分，满分72分）1．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△φ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△t越小，感应电动势E一定越大2．磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量，如图所示，通过恒定电流的导线MN与闭合线框共面，第一次将线框由1平移到2，第二次将线框绕cd边翻转到2，设先后两次通过线框的磁通量变化分别为△Φ1和△Φ2，则（）A．△Φ1＞△Φ2B．△Φ1=△Φ2C．△Φ1＜△Φ2D．无法确定3．如图所示，等腰梯形内分布着垂直纸面向外的匀强磁场，它的底边在x轴上且长为3L，高为L，底角为45°．有一边长也为L的正方形导线框沿x轴正方向做匀速直线运动穿过磁场区域，在t=0时刻恰好位于如图所示的位置．若以顺时针方向为导线框中电流正方向，在下面四幅图中能正确表示导线框中电流和位移关系的是（）A．B．C．D．4．如图所示，一闭合圆形线圈水平放置，穿过它的竖直方向的匀强磁场磁感应强度随时间变化规律如图所示，规定B的方向以向上为正方向，感应电流以俯视顺时针的方向为正方向，在0﹣4t时间内感应电流随时间变化图象中正确的是（）A．B．C．D．5．下图分别表示匀强磁场的磁感应强度B、闭合电路中一部分直导线的运动速度v和电路中产生的感应电流I的相互关系，其中正确是（）A．B．C．D．6．如图，三只白炽灯泡L1、L2、L3分别与线圈L、电阻R、电容器C串联后接在同一个交流电源上，供电电压瞬时值为u1=Umsinωt，此时三只灯泡的亮度相同．现换另一个电源供电，供电电压瞬时值为u2=Umsin，则三只灯泡的亮度变化是（）A．L1变亮，L2不变，L3变暗B．L1变暗，L2不变，L3变亮C．L1变亮，L2变亮，L3变暗D．L1变暗，L2变亮，L3变亮7．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μ=220sinV．副线圈接入电阻的阻值R=100Ω．则（）A．通过电阻的电流是22AB．交流电的频率是100HzC．与电阻并联的电压表的示数是100VD．变压器的输入功率是484W8．两只相同的电阻，分别通有正弦交流电和方形波的交流电．两种交变电流的最大值相等，电流波形如图所示，在正弦交流电的一个周期内，正弦交流电在电阻上产生的焦耳热Q1与方形波交流电在该电阻上产生的焦耳热Q2之比为等于（）A．1：1B．1：2C．2：1D．1：49．某研究小组成员设计了一个如图所示的电路，已知纯电阻R的阻值不随温度变化．与R并联的是一个理想的交流电压表，D是理想二极管（它的导电特点是正向电阻为零，反向电阻为无穷大）．在A、B间加一交流电压，瞬时值的表达式为u=20sin100πt（V），则交流电压表示数为（）A．10VB．20VC．15VD．14.1V10．如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为10：1，A、V均为理想电表，R为光敏电阻（其阻值随光强增大而减小），Ll和L2是两个完全相同的灯泡．原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压u，下列说法正确的是（）A．电压u的频率为100HzB．电压表V的示数为22VC．当照射R的光强增大时，电流表A的示数变大D．当Ll的灯丝烧断后，电压表V的示数会变大11．如图所示的交流电路中，理想变压器原线圈输入电压为U1，输入功率为P1，输出功率为P2，各交流电表均为理想电表．当滑动变阻器R的滑动头向下移动时（）A．灯L变亮B．各个电表读数均变大C．因为U1不变，所以P1不变D．P1变大，且始终有P1=P212．某变电站用11kV的交变电压输电，输送功率一定，输电线的电阻为R，现若用变压器将电压升高到440kV送电，下面选项正确的是（）A．由I=，所以输电线上的电流增为原来的20倍B．由I=，所以输电线上的电流减为原来的C．由P=，所以输电线上损失的功率增为原来的1600倍D．由P=I2R，所以输电线上损失的功率增为原来的13．如图，光滑平行金属导轨固定在水平面上，左端由导线相连，导体棒垂直静置于导轨上构成回路．在外力F作用下，回路上方的条形磁铁竖直向上做匀速运动．在匀速运动过程中外力F做功WF，磁场力对导体棒做功W1，磁铁克服磁场力做功W2，重力对磁铁做功WG，回路中产生的焦耳热为Q，导体棒获得的动能为EK．则下列选项正确的是（）A．WF+WG=EK+QB．W2﹣W1=QC．W1=EKD．W1=Q14．在倾角为θ的斜面上固定两根足够长的光滑平行金属导轨PQ、MN，相距为L，导轨处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下．有两根质量均为m的金属棒a、b，先将a棒垂直导轨放置，用跨过光滑定滑轮的细线与物块c连接，连接a棒的细线平行于导轨，由静止释放c，此后某时刻，将b也垂直导轨放置，a、c此刻起做匀速运动，b棒刚好能静止在导轨上．a棒在运动过程中始终与导轨垂直，两棒与导轨电接触良好，导轨电阻不计．则（）A．物块c的质量是2msinθB．b棒放上导轨前，物块c减少的重力势能等于a、c增加的动能C．b棒放上导轨后，物块c减少的重力势能等于回路消耗的电能D．b棒放上导轨后，a棒中电流大小是15．如图所示，磁场与线圈平面垂直，先后以速度v1和v2匀速把一矩形线圈拉出有界匀强磁场区域，v1=3v2．在先后两种情况下（）A．线圈中的感应电流之比I1：I2=1：3B．线圈中的感应电流之比I1：I2=3：1C．线圈中产生的焦耳热之比Ql：Q2=3：1D．通过线圈某截面的电荷量之比Ql：Q2=1：116．如图电路（a）、（b）中，电阻R和自感线圈L的电阻值相同，接通K，使电路达到稳定，灯泡S发光．则（）A．在电路（a）中，断开K，S将渐渐变暗B．在电路（a）中，断开K，S将先变得更亮，然后渐渐变暗C．在电路（b）中，断开K，S将渐渐变暗D．在电路（b）中，断开K，S将先变得更亮，然后渐渐变暗17．如图所示，甲图中为一理想变压器，乙图是副线圈输出电压U2的图象，已知变压器原、副线圈的匝数比为10：1，电流表的示数为2.0A，则（）A．电压表V1的示数为220VB．变压器原线圈中电流方向在1s内改变100次C．灯泡实际消耗功率为40WD．若改用比R大的电阻，原线圈中的电流会变大18．矩形线框在匀强磁场内绕垂直于磁场的轴匀速转动过程中，输出的交流电压随时间变化的图象如图所示，下列说法中正确的是（）A．1s末线框平面垂直于磁场，穿过线框的磁通量变化最快B．2s末线框平面垂直于磁场，穿过线框的磁通量最大C．交流电压的有效值为36V，频率为0.25HzD．用该交流电为额定电压36V的机床照明灯供电，照明灯恰好可以正常发光二、解答题（共3小题，满分28分）19．如图1所示，一个匝数n=100的圆形线圈，面积S1=0.4m2，电阻r=1Ω．在线圈中存在面积S2=0.3m2、垂直线圈平面（指向纸外）的匀强磁场区域，磁感应强度B随时间t变化的关系如图2所示．将其两端a、b与一个R=2Ω的电阻相连接，b端接地．试分析求解：（1）圆形线圈中产生的感应电动势E；（2）电阻R消耗的电功率；（3）a端的电势φa．20．如图甲所示，一足够长阻值不计的光滑平行金属导轨MN、PQ之间的距离L=1.0m，NQ两端连接阻值R=1.0Ω的电阻，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨所在平面向上，导轨平面与水平面间的夹角θ=30°．一质量m=0.20kg，阻值r=0.50Ω的金属棒垂直于导轨放置并用绝缘细线通过光滑的定滑轮与质量M=0.60kg的重物相连．细线与金属导轨平行．金属棒沿导轨向上滑行的速度v与时间t之间的关系如图乙所示，已知金属棒在0～0.3s内通过的电量是0.3～0.6s内通过电量的，g=10m/s2，求：（1）0～0.3s内棒通过的位移；（2）金属棒在0～0.6s内产生的热量．21．一台发电机最大输出功率为4000kW，电压为4000V，经变压器T1升压后向远方输电，输电线路总电阻R=1kΩ，到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡．若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T1和T2的耗损可忽略，发电机处于满负荷工作状态．求：（1）变压器T1和T2的匝数比分别是多少？（2）有多少盏灯泡正常发光？2015-2016学年河北省石家庄市辛集中学高二（上）期末物理试卷参考答案与试题解析一、选择题（共18小题，每小题4分，满分72分）1．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△φ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△t越小，感应电动势E一定越大【考点】法拉第电磁感应定律．【分析】由法拉第电磁感应定律可知，闭合电路中产生的感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，与磁通量及磁通量的变化量无关．【解答】解：由法拉第电磁感应定律可知；E=n，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；故选：C．【点评】在理解法拉第电磁感应定律时要注意区分Φ，△Φ，及三者间的关系，明确电动势只取决于磁通量的变化率，与磁通量及磁能量的变化量无关．2．磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量，如图所示，通过恒定电流的导线MN与闭合线框共面，第一次将线框由1平移到2，第二次将线框绕cd边翻转到2，设先后两次通过线框的磁通量变化分别为△Φ1和△Φ2，则（）A．△Φ1＞△Φ2B．△Φ1=△Φ2C．△Φ1＜△Φ2D．无法确定【考点】磁通量．【分析】根据安培定则判断出磁场的方向．第一次将金属框由Ⅰ平移到Ⅱ，穿过线框的磁感线方向没有改变，磁通量变化量大小等于两个位置磁通量的差值；第二次将金属框绕cd边翻转到Ⅱ，穿过线框的磁感线的方向发生改变，磁通量变化量大小等于两个位置磁通量绝对值之和．【解答】解：设在位置Ⅰ时磁通量大小为Φ1，位置Ⅱ时磁通量大小为Φ2．第一次将金属框由Ⅰ平移到Ⅱ，穿过线框的磁感线方向没有改变，磁通量变化量△Φ1=Φ1﹣Φ2；第二次将金属框绕cd边翻转到Ⅱ，穿过线框的磁感线的方向发生改变，磁通量变化量△Φ2=Φ1+Φ2；△Φ1＜△Φ2故C正确．故选：C【点评】本题关键要掌握磁通量的一般计算公式Φ=BScosα，α是线圈与磁场垂直方向的夹角．3．如图所示，等腰梯形内分布着垂直纸面向外的匀强磁场，它的底边在x轴上且长为3L，高为L，底角为45°．有一边长也为L的正方形导线框沿x轴正方向做匀速直线运动穿过磁场区域，在t=0时刻恰好位于如图所示的位置．若以顺时针方向为导线框中电流正方向，在下面四幅图中能正确表示导线框中电流和位移关系的是（）A．B．C．D．【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律．【专题】压轴题；电磁感应与电路结合．【分析】由线圈运动时切割磁感线的长度，由E=BLv可求得感应电动势，则由欧姆定律可得出电流；由右手定则可得出电流的方向．【解答】解：线圈从0开始向右运动L时，线圈的右侧导体切割磁感线，有效长度增大，正方形导线框做匀速直线运动，故电动势均匀增大，电流增大，由右手定则可知，电流方向沿顺时针；L到2L时，左侧边开始进入磁场，由图可知，右侧导体切割磁感线长度不变，左侧导体切割磁感线长度增加，故有效长度减小，则感应电动势减小，电流减小，沿顺时针方向；2L时，右侧导体切割磁感线长度为L，左侧导体切割磁感线长度为L，感应电动势为0，电流为0；而2L到3L过程中，右侧长度减小，而左侧长度不变，故电流要增大；由右手定则可知，电流方向沿逆时针；3L到4L过程中，左侧减小，而右侧为0，故电流要减小；由右手定则可知，电流方向沿逆时针；故选A．【点评】电磁感应与图象的结合一般考查选择题，注意在解答时尽量采用排除法寻找答案，先找到各图中的不同点，主要分析不同点即可得出正确答案．4．如图所示