黑龙江大庆铁人中学高二下第一次检测物理试卷(带解析)_大庆铁人中学高二

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2012-2013年黑龙江大庆铁人中学高二下第一次检测物理试卷（带解

析）

一、选择题

1.电磁炉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．有关电磁炉，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．电磁炉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炉来烹饪食物 D．电磁炉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】

试题分析：锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关，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．

考点：电磁灶的结构和原理．

点评：本题从常用的电器电磁炉入手，考查其原理和工作情况，电磁炉是利用电流的热效应和磁效应的完美结合体，它的锅具必须含磁性材料，最常见的是不锈钢锅． 2.如下图所示是一交变电流的i－t图象，则该交变电流的有效值为（）

A．4A B．C．D．

【答案】D 【解析】试题分析：根据交流电的定义可得：考点：正弦式电流的最大值和有效值、,解得：，故选D

点评：根据有效值的定义求解．取一个周期时间，将交流与直流分别通过相同的电阻，若产生的热量相同，直流的电流值，即为此交流的有效值

3.如图所示，在匀强磁场中的矩形金属轨道上，有等长的两根金属棒ab和cd，它们以相同的速度匀速运动，则()

A．断开开关S，ab中有感应电流 B．闭合开关S，ab中有感应电流

C．无论断开还是闭合开关S，ab中都有感应电流 D．无论断开还是闭合开关S，ab中都没有感应电流【答案】B 【解析】

试题分析：两根金属棒ab和cd以相同的速度匀速运动，若断开电键K，两根金属棒与导轨构成的回路中磁通量无变化，则回路中无感应电流，故A、C错误；若闭合电键K，两根金属棒与导轨构成的回路中磁通量发生变化，则回路中有感应电流，故B正确，D错误．故选B

考点：考查了感应电流产生的条件

点评：当穿过闭合回路的磁通量发生变化，则回路中产生感应电流

4.如图所示，两根平行光滑导轨竖直放置，相距L＝0.1 m，处于垂直轨道平面的磁感应强度B＝10 T的匀强磁场中．质量m＝0.1 kg、电阻为R＝2 Ω的金属杆ab接在两根导轨间，在开关S断开时让ab自由下落，ab下落过程中始终保持与导轨垂直并与之接触良好，设导轨足

2够长且电阻不计，取g＝10 m/s，当下落h＝0.8 m时，开关S闭合．若从开关S闭合时开始计时，则ab下滑的速度v随时间t变化的图象是图中的()

D 【答案】D 【解析】

试题分析：当导体棒自由下落时，由于S的断开，所以电路中无感应电流产生，所以一直做自由落体运动，当S闭合时，此时有一定的速度，受到的安培力为时，导体棒开始匀速下滑，此时，当，所以当S闭合时受到的安培力大于重力，故导体棒做减速运动，由于速度减小，所以安培力在减小，故导体棒做加速度减小的减速运动，当安培力和重力重新平衡时，速度恒定，所以D正确考点：考查了导体棒切割磁感线运动

点评：关键是根据安培力和重力的大小关系判断导体棒的速度变化规律

5.随着社会经济的发展，人们对能源的需求也日益扩大，节能变得越来越重要．某发电厂采用升压变压器向某一特定用户供电，用户通过降压变压器用电，若发电厂输出电压为U1，输电导线总电阻为R，在某一时段用户需求的电功率为P0，用户的用电器正常工作的电压为U2.在满足用户正常用电的情况下，下列说法正确的是()A．输电线上损耗的功率为B．输电线上损耗的功率为

C．若要减少输电线上损耗的功率可以采用更高的电压输电 D．采用更高的电压输电会降低输电效率【答案】C 【解析】

试题分析：在计算输电线上的功率损耗时，是输电线上损耗的电压，故AB错误；

高压输电或者减小输电电线电阻是远距离输电过程中减小输电线上电压损耗的两种方法，故C正确，D错误；考点：考查了远距离输电

点评：在计算远距离输电问题时由于涉及的物理量较多，所以区分各个物理量所代表的含义是关键，6.某电源输出的电流既有交流成分又有直流成分，而我们只需要稳定的直流，下列设计的电路图中，能最大限度使电阻R2获得稳定直流的是()

中的I指的是输电线的电流，U指的【答案】A 【解析】试题分析：A图中线圈L是阻交流，通直流，电感系数越大，对交流电的阻碍作用越大，所以通过的电流可以为稳定的直流成分，A符合BC图中电容器是隔直流，所以通过B的电流只有交流电，BC不符合题意 D图中电感线圈的电感系数较小，所以通过故选A

考点：电容器和电感器对交变电流的导通和阻碍作用．点评：关键是知道电容器在电路中，具有隔直流通交流的作用．

7.如图所示，一理想变压器的原副线圈匝数比为5∶1，正弦交流电源的内阻不计，电阻R1=R2=“4” Ω，R2消耗的功率为P2=“100” W，则（）的电流仍有一部分是交流电，不符合题意

A．R1消耗的功率为100 W B．R1、R2中的电流之比为1∶5 C．原线圈两端电压的最大值为100 V D．交流电源的输出功率等于100 W 【答案】B 【解析】试题分析：因为，故消耗的电功率为100W,所以有,所以消耗的功率为,解得,A错误，B正确；，根据

可得副线圈两端的电压为：所以原线圈两端最大电压为交流电的输出功率为故选B

考点：考查了变压器的构造和原理,根据变压器两端的电压等于原副线圈匝数比可得，C错误； ,D错误

点评：根据电压与匝数程正比，电流与匝数成反比，变压器的输入功率和输出功率相等，逐项分析即可得出结论．

8.如下图，水平桌面上一个面积为S的圆形金属框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，磁感应强度B1随时间t的变化关系如图(1)所示.0至1s内磁场方向垂直线框平面向下.圆形金属框与一个水平的平行金属导轨相连接，导轨上放置一根导体棒，导体棒的长为L，电阻为R，且与导轨接触良好，导体棒处于另一匀强磁场中，其磁感应强度恒为B2，方向垂直导轨平面向下，如图(2)所示．若导体棒始终保持静止，则其所受的静摩擦力f随时间变化的图象是下图中的(设向右为静摩擦力的正方向)哪一个()

【答案】A 【解析】

试题分析：在0到1秒内磁感应强度B1随时间t的均匀增加，则由法拉第电磁感应定律得感应电动势恒定不变，则电流也不变．再由楞次定律可得感应电流方向逆时针，则根据左手定则可得导体棒受到的安培力的方向为向左，大小恒定，所以棒受到的静摩擦力方向为向右，即为正方向．且大小也恒定．

而在1秒到2秒内磁感应强度大小不变，则线圈中没有感应电动势，所以没有感应电流，则也没有安培力．因此棒不受静摩擦力．故选：A

考点：法拉第电磁感应定律；共点力平衡的条件及其应用．

点评：本题让学生掌握法拉第电磁感应定律来算出感应电动势大小，而楞次定律来确定感应电流的方向，左手定则来判定安培力的方向．

9.两个带有中心轴的金属圆圈a和b，其上都有多根辐向金属条，现用两根金属导线分别将它们的中心轴与对方的边缘接触，整套装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中，如右图所示，不计一切摩擦．若圆圈a在外力作用下以恒定的角速度ω逆时针转动时，则圆圈b的转动情况是()

A．逆时针转动 B．顺时针转动

C．圆圈b的角速度等于圆圈a的角速度ω D．圆圈b的角速度小于圆圈a的角速度ω 【答案】BD 【解析】

试题分析：根据右手定则可得，a圈中的电流方向为沿半径向圆心流动，故b圈中的电流方向为从圆心沿半径向外流动，根据左手定则可得b圈中的半径受到向右的安培力，故顺时针转动，A错误，B正确；由于过程中部分能量转化为热能，故b线圈的转动角速度小于a线圈的转动角速度，C错误，D正确；故选BD

考点：考查了导体切割磁感线运动

点评：当导体切割磁感线运动时，可用右手判断电流的方向，让磁感线垂直穿过手心，拇指指向为切割磁感线方向，四指指向为电流方向

10.用均匀导线做成的正方形线圈边长为l，正方形的一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中，如图所示，当磁场以的变化率增强时，则()

A．线圈中感应电流方向为acbda B．线圈中产生的电动势

C．线圈中a点电势高于b点电势 D．线圈中a、b两点间的电势差为【答案】AB 【解析】

试题分析：穿过线圈垂直向里的磁通量在增大，根据楞次定律可得线圈中的电流为acbda，A正确；

根据法拉第电磁感应定律可得，线圈中产生的感应电动势为，B正确；

把左半部分线框看成电源，则根据电源内部电流从负极到正极可得a是电源的负极，故a点的电势低于b点的电势，C错误；

把左半部分线框看成电源，其电动势为E，内电阻为，画出等效电路．则ab两点间的电势差即为电源的路端电压，所以故选AB

考点：考查了法拉第电磁感应定律的应用

点评：做本题的关键是知道该电路的等效电路图，左边的线圈可看成电源，根据恒定电流规律分析解题

11.两根相距L的足够长的金属直角导轨如右图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面．质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导，D错误轨之间的动摩擦因数均为μ，导轨电阻不计，回路总电阻为2R.整个装置处于磁感应强度大小为B，方向竖直向上的匀强磁场中．当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度V1沿导轨匀速运动时，cd杆也正好以速度V2向下匀速运动．重力加速度为g.以下说法正确的是()

A．ab杆所受拉力F的大小为μmg＋B．cd杆所受摩擦力为零 C．回路中的电流强度为D．μ与V1大小的关系为【答案】AD 【解析】

试题分析：导体切割磁感线时产生沿abdc方向的感应电流，大小为：导体ab受到水平向左的安培力，由受力平衡得：导体棒cd运动时，在竖直方向受到摩擦力和重力平衡，有：联立以上各式解得：故选AD．,故BC错误，AD正确．

考点：导体切割磁感线时的感应电动势；滑动摩擦力；闭合电路的欧姆定律．

点评：本题涉及电磁感应过程中的复杂受力分析，解决这类问题的关键是，根据法拉第电磁感应定律判断感应电流方向，然后根据安培定则或楞次定律判断安培力方向，进一步根据运动状态列方程求解．

12.某学习小组设计了一种发电装置，如图甲所示，图乙为其俯视图．将8块外形相同的磁铁交错放置组合成一个高h＝0.5 m、半径r＝0.2 m的圆柱体，其可绕固定轴OO′逆时针(俯视)转动，角速度ω＝100 rad/s.设圆柱外侧附近每个磁场区域的磁感应强度大小均为B＝0.2 T、方向都垂直于圆柱体侧表面．紧靠圆柱外侧固定一根与其等高、阻值R1＝0.5 Ω的细金属杆ab，杆与轴OO′平行．图丙中阻值R＝1.5 Ω的电阻与理想电流表A串联后接在杆a、b两端．下列说法正确的是()

A．电流表A的示数约为1.41 A

B．杆ab产生的感应电动势的有效值为2 V C．电阻R消耗的电功率为2 W

D．在圆柱体转过一周的时间内，流过电流表A的总电荷量为零【答案】BD 【解析】

试题分析：导体切割磁感线产生的感应电动势为 ,又,解得,由于ab杆中产生的感应电动势E的大小保持不变，所以杆ab产生的感应电动势的有效值，则电流表A的示数为

．故A错误，B正确．电阻R消耗的电功率为，故C错误．由楞次定律判断可知，通过电流表的电流方向周期性变化，在一个周期内两种方向通过电流表的电量相等，所以在圆柱体转过一周的时间内，流过电流表A的总电荷量为零．故D正确．故选BD

考点：法拉第电磁感应定律；电磁感应中的能量转化．

点评：本题有一定的综合性，考查了电磁感应和电路知识，要抓住导体产生的电流大小不变，方向周期性变化的特点，研究电流表的读数．

13.在如图所示电路中。A、B是两个完全相同的灯泡，L是一个自感系数很大、直流电阻为零的电感线圈，C是电容很大的电容器．当S闭合与断开时，对A、B的发光情况判断正确的是（）

A．S闭合时，A立即亮，然后逐渐熄灭 B．S闭合时，B立即亮，然后逐渐熄灭 C．S闭合足够长时间后，B发光，而A不发光

D．S闭合足够长时间后再断开S，B立即熄灭，而A逐渐熄【答案】AC 【解析】

试题分析：S刚闭合后，电容器C要通过A充电，并且充电电流越来越小，故A亮一下又逐渐变暗，最后A被L短路，所以A最后会熄灭．而L对电流变化有阻碍作用，所以通过B的电流逐渐增大，故B逐渐变亮．A正确，B错误；

S闭合足够长时间后，C中无电流，相当于断路，L相当于短路，所以B很亮，而A不亮．C正确；

S闭合足够长时间后再断开，电容器要对B放电，故B要逐渐熄灭．故D错误．故选AC

考点：电容器和电感器对交变电流的导通和阻碍作用．

点评：电感器对电流的变化有阻碍作用，当电流增大时，会阻碍电流的增大，当电流减小时，会阻碍其减小．电容器在电路中电流变化时，也会发生充电和放电现象，此时可理解为有电流通过了电容器．

14.电子体重秤的原理图如图中的虚线框中部分所示, 它主要由三部分构成: 踏板、压力传感器R(是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表G(实质是理想电流表).设踏板的质量可忽略不计, 已知理想电流表的量程为3 A, 电源电动势为12 V, 内阻为2 Ω, 电阻R随踏板变化的函数为R＝30－0.02F(F和R的单位分别是N和Ω).下列说法正确的是()

A．该秤能测量的最大体重是1400 N B．该秤能测量的最大体重是1300 N

C．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.375 A处 D．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表刻度盘0.400 A处【答案】AC 【解析】

试题分析：当电路中电流I=3A时，电子秤测量的体重最大．由欧姆定律代入得到电阻

得到F=1400N．故A正确，B错误．踏板空载时，由欧姆定律得

得到，代入，所以该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表G刻度盘0.375A处．故D错误，C正确．故选AC

考点：传感器在生产、生活中的应用；闭合电路的欧姆定律．点评：．关键是对解析式

二、实验题

1.如下图所示是研究电磁感应现象的实验仪器，虚线框内给出了原、副线圈导线的绕法，实验前已查明电流表中电流从左接线柱流入时指针向左偏．(1)用笔画线代替导线在答卷对应的图上连接好实验电路．

(2)若实验中原线圈插入副线圈后，开关S闭合的瞬间，观察到电流表指针向左偏，试在电路连接图中标出电源的正、负极．的理解．(3)若将原线圈拔出，则拔出时电流表指针向________偏．

【答案】(1)(2)如下图所示

(3)右【解析】

试题分析：（1）将电源、电键、变阻器、原线圈串联成一个回路，注意滑动变阻器接一上一下两个接线柱，再将电流计与副线圈串联成另一个回路，电路图如图所示．

（2）开关S闭合的瞬间，观察到电流表指针向左偏，说明感应电流由左接线柱流入，由安培定则可知，副线圈中感应电流磁场向上；

开关闭合时，原线圈电流变大，原磁场变强，穿过副线圈的磁通量变大，由楞次定律可知，感应电流磁场与原磁场方向相反，故原磁场方向向下，由安培定则可知，原线圈电流从B流入，A流出，则电源右端是正极，左端是负极，电路图如图所示．

（3）由电路图可知，闭合开关，穿过副线圈的磁场向下，将原线圈拔出，穿过副线圈的磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流从电流表右侧流入，则电流表指针向右偏转．考点：本题考查研究电磁感应现象及验证楞次定律的实验，点评：对于该实验注意两个回路的不同．熟练应用安培定则与楞次定律是正确解题的关键．

三、计算题

1.如图甲所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场．已知线圈的匝数n＝100匝，电阻r＝1.0Ω，2所围成矩形的面积S＝0.040m，小灯泡的电阻R＝9.0Ω，磁场的磁感应强度按如图乙所示的规律变化，线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式为，其中Bm为磁感应强度的最大值，T为磁场变化的周期．不计灯丝电阻随温度的变化，求：

(1)线圈中产生的感应电动势的最大值；(2)小灯泡消耗的电功率；(3)在磁感应强度变化的的时间内，通过小灯泡的电荷量．

－3【答案】(1)8.0V(2)2.88W(3)4.0×10C 【解析】

试题分析：(1)由图象知，线圈中产生的交变电流的周期 T＝3.14×10－2s，所以 Em＝nBmSω＝(2)电流的最大值

2＝8.0V（3分）

有效值

小灯泡消耗的电功率P＝IR＝2.88W（4分）(3)在时间内，电动势的平均值

平均电流通过灯泡的电荷量

＝4.0×10C（4分）

－3考点：正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率；电功、电功率；交流电的平均值及其应用．

点评：求解交变电流的电功率时要用有效值．在电磁感应中通过导体截面的电量经验公式是，可以在推导的基础上记住．

2.如图所示，在平面内有一扇形金属框，其半径为，边与轴重合，边与轴重合，且为坐标原点，边与边的电阻不计，圆弧上单位长度的电阻为。金属杆MN长度为L，放在金属框上，MN与边紧邻，金属杆ac长度的电阻为R0。磁感应强度为B的匀强磁场与框架平面垂直并充满平面。现对MN杆施加一个外力（图中未画出），使之以C点为轴顺时针匀速转动，角速度为。求：

（1）在MN杆运动过程中，通过杆的电流I与转过的角度间的关系；（2）整个电路消耗电功率的最小值是多少？【答案】(1)

(2)

【解析】

试题分析：（1）电路中感应电动势

（2分）

设金属杆的电阻为R0（2分。能与其他字母区分即可），则电路总电阻

（2分）

杆中电流I与杆转过的角度θ的关系为

（1分）

（2）由于总电阻，圆弧总长度是定值，所以，当时，即

时，总电阻R总有最大值。（2分）此时，（2分）

（1分）此时，电路消耗电功率的最小值是考点：考查了导体切割磁感线运动