云南省昭通市绥江一中学年高二下学期期中考试物理试题 含答案_高二期中考试物理试题

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云南省昭通市绥江县一中2017-2018学年下学期期中考试

高二物理

本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间120分钟。学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________

分卷I

一、单选题(共12小题,每小题3.0分,共36分)

二、1.夏天由于用电器的增多，每年都会出现“用电荒”，只好拉闸限电．若某发电站在供电过程中，用电高峰时输电的功率是正常供电的2倍，输电线电阻不变，下列说法正确的是()A． 若输送电压不变，则用电高峰时输电电流为正常供电时的2倍 B． 若输送电压不变，则用电高峰时输电线损失的功率为正常供电时的2倍

C． 若用电高峰时的输电电压变为正常供电的2倍，则此时输电电流为正常供电时的4倍 D． 若用电高峰时的输电电压变为正常供电的2倍，则此时输电线损失的功率为正常供电时的4倍

2.如图，导体棒ab两个端点分别搭接在两个竖直放置、电阻不计、半径相等的金属圆环上，圆环通过电刷与导线c、d相接．c、d两个端点接在匝数比n1∶n2＝10∶1的理想变压器原线圈两端，变压器副线圈接一滑动变阻器，匀强磁场的磁感应强度为B、方向竖直向下，导体棒ab长为L(电阻不计)，绕与ab平行的水平轴(也是两圆环的中心轴)OO′以角速度ω匀速转动．如果变阻器的阻值为R时，通过电流表的电流为I，则()

A． 变阻器上消耗的功率为P＝10I2R B．ab沿环转动过程中受到的最大安培力F＝BIL

Isinωt C． 取ab在环的最低端时t＝0，则棒ab中感应电流的表达式是i＝D． 变压器原线圈两端的电压U1＝10IR

3.如图所示，闭合导线框abcd的质量可以忽略不计，将它从图中所示的位置匀速拉出匀强磁场．若第一次用0.3 s时间拉出，拉动过程中导线ab所受安培力为F1，通过导线横截面的电荷量为q1；第二次用0.9 s时间拉出，拉动过程中导线ab所受安培力为F2，通过导线横截面的电荷量为q2，则()

A．F1＜F2，q1＜q2 B．F1＜F2，q1＝q2 C．F1＝F2，q1＜q2 D．F1＞F2，q1＝q2

4.如图所示，L1和L2是高压输电线，甲、乙是两只互感器，若已知n1∶n2＝1 000∶1，n3∶n4＝1∶100，图中电压表示数为220 V、电流表示数为10 A，则高压输电线的送电功率为()

A． 2.2×10WB． 2.2×10WC． 2.2×10WD． 2.2×10W 5.如图，电灯的灯丝电阻为3 Ω，电池电动势为2 V，内阻不计，线圈匝数足够多，其直流电阻小于灯丝电阻．先合上开关K，稳定后突然断开K，则下列说法正确的是()3－284

A． 电灯立即变暗再熄灭，且电灯中电流方向与K断开前方向相同 B． 电灯立即变暗再熄灭，且电灯中电流方向与K断开前方向相反

C． 电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与K断开前方向相同 D． 电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与K断开前方向相反 6.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ΔΦ越大，感应电动势E一定越大

越大，感应电动势E一定越大 C． 穿过线圈的磁通量变化率D． 穿过线圈的磁通量发生变化的时间Δt越小，感应电动势E一定越大

7.如图所示，一个匝数为10的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，周期为T.若把万用电表的选择开关拨到交流电压挡，测得A、B两点间的电压为20 V，则可知：从中性面开始计时，当t＝时，穿过线圈的磁通量的变化率约为()

A． 1.41 Wb/s B． 2.0 Wb/s C． 14.1 Wb/s D． 20.0 Wb/s 8.如图甲所示，一面积为S的矩形导线框abcd，在匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，方向与ad边垂直并与线框平面成45°角，O、O′分别是ab和cd边的中点．现将线框右半边ObcO′绕OO′逆时针转过90°到图乙所示位置，下列判断正确的是()

A． 在图甲位置时线圈中的磁通量是BS B． 在图乙位置时线圈中的磁通量是BS

C． 由图甲位置到图乙位置线圈中的磁通量变化了BS

D． 由图甲位置到图乙位置线圈中的磁通量变化了BS

9.图甲所示的变压器原、副线圈匝数比为3∶1，图乙是该变压器cd输入端交变电压u的图象，L1、L2、L3、L4为四只规格均为“9 V,6 W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表．以下说法正确的是()

A．ab输入端电压的瞬时值表达式为Uab＝27B．ab输入端输入功率Pab＝18 W

sin 100πt(V)C． 电流表的示数为2 A，且四只灯泡均能正常发光 D． 断开K，电压表V读数将变小

10.一交流发电机的感应电动势e＝Emsinωt，如将线圈的匝数增加一倍，电枢的转速也增加一倍，其他条件不变，感应电动势的表达式将变为()A．e′＝2Emsin 2ωtB．e′＝2Emsin 4ωt C．e′＝4Emsin 2ωtD．e′＝4Emsin 4ωt

11.如图所示，一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合螺线管，则电路中()

A． 始终有感应电流自a向b流过电流表G B． 始终有感应电流自b向a流过电流表G C． 先有a→G→b方向的感应电流，后有b→G→a方向的感应电流 D． 将不会产生感应电流

12.如图，在一水平、固定的闭合导体圆环上方．有一条形磁铁(N极朝上，S极朝下)由静止开始下落，磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触，关于圆环中感应电流的方向(从上向下看)，下列说法正确的是()A． 总是顺时针 B． 总是逆时针 C． 先顺时针后逆时针 D． 先逆时针后顺时针

二、多选题(共4小题,每小题4.0分,共16分)13.(多选)小型水力发电站的发电机有稳定的输出电压，它发出的电先通过电站附近的升压变压器升压，然后通过输电线路把电能输送到远处用户附近的降压变压器，经降低电压后再输送至各用户．设变压器都是理想的，那么在用电高峰期，随用电器电功率的增加将导致()A． 升压变压器初级线圈中的电流变小 B． 升压变压器次级线圈两端的电压变小 C． 高压输电线路的电压损失变大 D． 降压变压器次级线圈两端的电压变小

14.单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量Φ随时间t的关系图象如图所示，则()A． 在t＝0时刻，线圈中磁通量最大，感应电动势也最大 B． 在t＝1×10－2s时刻，感应电动势最大 C． 在t＝2×10s时刻，感应电动势为零

D． 在0～2×10s时间内，线圈中感应电动势的平均值为零

15.(多选)如图所示，M为半圆形导线框，圆心为OM，N是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为ON－2－2，两导线框在同一竖直面(纸面)内；两圆弧半径相等，过直线OMON的水平＝0时从期T逆时面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面，现使线框M、N在t图示位置开始，分别绕垂直于纸面，且过OM和ON的轴，以相同的周针匀速转动，则()A． 两导线框中均会产生正弦交流电 B． 两导线框中感应电流的周期都等于T

C． 在t＝时，两导线框中产生的感应电动势相等

D． 两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等

16.(多选)如图甲所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO′以恒定的角速度ω转动，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈中产生的交变电流按照图乙所示的余弦规律变化，在t＝

时刻()

A． 线圈中的电流为零B． 穿过线圈的磁通量为零

C． 线圈所受的安培力为零D． 穿过线圈磁通量的变化率最大

分卷II

三、计算题 17.如图所示，倾角为α的光滑导轨上端接入一定值电阻，Ⅰ和Ⅱ是边长都为L的两正方形磁场区域，其区域内的磁场方向都垂直于导轨平面向上，区域Ⅰ中磁场的磁感应强度为B1，恒定不变，区域Ⅱ中磁场随时间按B2＝kt变化，一质量为m、电阻为r的金属杆穿过区域Ⅰ垂直地跨放在两导轨上，并恰能保持静止．试求：

(1)通过金属杆的电流大小；(2)定值电阻的阻值为多大？

18.如图，线框由裸导线组成，cd、ef两边竖直放置且相互平行，导体棒ab水平放置并可沿cd、ef无摩擦滑动，导体棒ab所在处为匀强磁场B2＝2 T，已知ab长l＝0.1 m，整个电路总电阻R＝5 Ω.螺线管匝数n＝4，螺线管横截面积S＝0.1 m2.在螺线管内有图示方向磁场B1，若＝10 T/s均匀增加时，导体棒恰好处于静止状态，试求：(g＝10 m/s2)

(1)通过导体棒ab的电流大小？(2)导体棒ab质量m为多少？

19.其同学设计一个发电测速装置，工作原理如图所示．一个半径为R＝0.1 m的圆形金属导轨固定在竖直平面上，一根长为R的金属棒OA，A端与导轨接触良好，O端固定在圆心处的转轴上．转轴的左端有一个半径为r＝的圆盘，圆盘和金属棒能随转轴一起转动．圆盘上绕有不可伸长的细线，下端挂着一个质量为m＝0.5 kg的铝块．在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向右的匀强磁场，磁感应强度B＝0.5 T．a点与导轨相连，b点通过电刷与O端相连．测量a、b两点间的电势差U可算得铝块速度．铝块由静止释放，下落h＝0.3 m时，测得U＝0.15 V．(细线与圆盘间没有滑动，金属棒、导轨、导线及电刷的电阻均不计，重力加速度g＝10 m/s)．(1)测U时，a点相接的是电压表的“正极”还是“负极”？(2)求此时铝块的速度大小；

(3)求此下落过程中铝块机械能的损失．

220.发电机的端电压为220 V，输出功率44 kW，输电导线的电阻为0.2 Ω，如果用初、次级线圈匝数之比为1∶10的升压变压器升压，经输电线后，再用初、次级线圈匝数比为10∶1的降压变压器降压供给用户．(1)画出全过程的线路示意图；(2)求用户得到的电压和功率；

(3)若不经过变压而直接送到用户，求用户得到的电压和功率．

答案解析

1.【答案】A 【解析】由功率P＝UI，A正确，C错误；P损＝I2R，用电高峰时，若输送电压不变，电流为原来的2倍，则输电线损失的功率为正常供电时的4倍，B错误；若用电高峰时的输电电压变为正常供电的2倍，则电流不变，输电线损失的功率与正常供电时相等，D错误． 2.【答案】B 【解析】理想变压器的电流与匝数成反比，由＝得I2＝10I，变阻器上消耗的功率为P＝IR＝(10I)2R＝100I2R，故A错误．ab在最低点时，ab棒与磁场垂直，此时的感应电动势最大，感应电流最大，最大值为

I，此时的安培力最大，最大安培力为F＝BIL，故B正确．ab在最低点时，ab棒与磁场垂直，此时的感应电动势最大，感应电流最大，所以棒ab中感应电流的表达式应为i＝Icosωt，故C错误．副线圈的电压为U＝I2R＝10IR，根据理想变压器的电压与匝数成正比可知，变压器原线圈两端的电压U1＝100IR，故D错误． 3.【答案】D 【解析】由于线框在两次拉出过程中，磁通量的变化量相等，即ΔΦ1＝ΔΦ2，而通过导线横截面的电荷量q＝N，得q1＝q2；由于两次拉出所用时间Δt1＜Δt2，则所产生的感应电动势E1＞E2，闭合回路中的感应电流I1＞I2，又安培力F＝BIL，可得F1＞F2，故选项D正确． 4.【答案】C 【解析】由电流互感器知高压输电线中电流I＝1 000 A，由电压互感器知高压U＝220×10V，则高压输电线功率P＝UI＝2.2×10W.5.【答案】D 【解析】突然断开K，线圈将产生自感现象，且与电灯构成一闭合回路，此时通过电灯的电流向上，与断开前的电流方向相反；因线圈直流电阻比灯泡小，断开前通过线圈的电流大于通过灯泡的电流，即电灯会突然比原来亮一下再熄灭．D正确，A、B、C错误．故选D.836.【答案】C 【解析】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，A、B、D错误． 7.【答案】B 【解析】 8.【答案】C 【解析】因为Φ1＝BSsin 45°＝

BS，乙图中的总磁通为两部分构成，一部分是乙图背面穿过的磁通量，另外一部分是乙图正面穿过的磁通量，它们大小相等，但是一正一负，总磁通量Φ2＝0.所以ΔΦ＝

BS，故选C.9.【答案】C 【解析】由输入端交变电压u的图象，可知其最大值为27

V，有效值是27 V，副线圈电压为：U′＝×U1＝×27＝9 V，所以副线圈三只灯泡均能正常发光．灯泡的额定电流：I0＝＝A＝A，电流表读数为I2＝3×A＝2 A，原线圈电流为I1＝×I2＝×2＝A，所以原线圈的灯泡也能正常发光，ab输入端电压为Uab＝U＋U2＝9＋27＝36 V，输入端电压的瞬时值表达式为Uab＝36sin 100πt(V)，A错误，C正确．四个灯泡都正常发光，所以ab输入端输入功率Pab＝4×6＝24 W，故B错误；若将K断开，则副线圈上的输出电流将减小，所以原线圈的输入电流减小，则流过灯泡L1的电流减小，L1上消耗的电压减小，所以原线圈上的电压将增大，即电压表V读数将变大，故D错误． 10.【答案】C 【解析】e＝Emsinωt＝NBSωsinωt，现N′＝2N，ω′＝2ω，则Em′＝4Em，所以感应电动势的瞬时值表达式将变为e′＝4Emsin 2ωt.11.【答案】C 【解析】条形磁铁从左边进入螺线管的过程中，在螺线管内产生的磁场方向向右，穿过螺线管的磁通量不断增加，根据楞次定律，感应电流的方向是a→G→b.条形磁铁从螺线管中向右穿出的过程中，在螺线管中产生的磁场方向仍向右，穿过螺线管的磁通量不断减小，根据楞次定律，感应电流的方向是b→G→a，故C正确． 12.【答案】C 【解析】磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触，则导体环中，先是向上的磁通量增加，磁铁过中间以后，向上的磁通量减少，根据楞次定律，产生的感应电流先顺时针后逆时针，选项C正确． 13.【答案】CD 【解析】用电器电功率增加导致输出功率变大，在输出电压一定时，使输出电流变大，由于ΔU＝IR，所以输出电流变大导致输电线路的电压损失变大，从而导致降压变压器初级线圈电压变小，次级线圈电压也减小，所以选项C、D正确． 14.【答案】BC 【解析】由法拉第电磁感应定律知E∝，故t＝0及t＝2×10s时刻，E＝0，A错，C对．t－2＝1×10－2s，E最大，B对.0～2×10－2s，ΔΦ≠0，E≠0，D错． 15.【答案】BC 【解析】两导线框匀速转动切割磁感线产生的感应电动势的大小不变，选项A错误；导线框的转动周期为T，则感应电流的周期也为T，选项B正确；在t＝时，切割磁感线的有效长度相同，两导线框中产生的感应电动势相等，选项C正确；M导线框中一直有感应电流，N导线框中只有一半时间内有感应电流，所以两导线框的电阻相等时，感应电流的有效值不相等，选项D错误． 16.【答案】AC 【解析】在t＝时刻，即经过周期，由线圈中产生的交变电流图象可知，电流大小为零，线圈受到的安培力为零，磁通量变化率也为零，但磁通量却为最大；故选A、C.17.【答案】(1)(2)－r

【解析】(1)对金属杆：mgsinα＝B1IL 解得：I＝

(2)E＝＝L2＝kL2

I＝

故：R＝－r＝－r.18.【答案】(1)0.8 A(2)0.016 kg 【解析】(1)螺线管产生的感应电动势：

E＝n＝nS＝4×10×0.1 V＝4 V I＝＝0.8 A(2)ab所受的安培力

F＝B2Il＝2×0.8×0.1 N＝0.16 N 导体棒静止时有F＝mg 得m＝0.016 kg.19.【答案】(1)正极(2)2 m/s(3)0.5 J 【解析】(1)由右手定则四指指向由O向A，a接的是电压表的正极

(2)令A端速度为v1 则E＝BRv1＝BR2ω 由已知U＝0.15 V代入得

v1＝6 m/s 角速度ω＝60 rad/s 又圆盘和大圆盘角速度相等，铝块速度v2＝2 m/s(3)ΔE＝mgh－mv ΔE＝1.5－1 J＝0.5 J 20.【答案】(1)

(2)219.6 V 4.392×104W(3)180 V 3.6×104W 【解析】(1)示意图如下图所示．

(2)由图可知，升压变压器次级的输出电压U2＝U1＝2 200 V．据理想变压器P入＝P出，则升压变压器次级的输出电流I2＝

＝

A＝20 A，输电线上的功率损失和电压损失分

别为

P损＝IR线＝202×0.2 W＝80 W.U损＝ΔU＝IR线＝20×0.2 V＝4 V.所以降压变压器初级上的输入电压和电流为 U3＝U2－U损＝2 200 V－4 V＝2 196 V，I3＝I2＝20 A.降压变压器次级的输出电压和电流为

U4＝U3＝×2 196 V＝219.6 V，I4＝I3＝10×20 A＝200 A.用户得到的功率为P4＝U4·I4＝219.6×200 W＝4.392×10W.(3)若直接用220 V低压供电，电路如图所示，则输电电流I＝＝A＝200 A.输电线路上的电压损失ΔU＝IR线＝200×0.2 V＝40 V.所以用户得到的电压U2＝U1－ΔU＝220 V－40 V＝180 V，用户得到的功率为P＝U2I＝180×200 W＝3.6×104W.