贵州高二高中物理期中考试带答案解析

贵州高二高中物理期中考试
班级:___________ 姓名：___________ 分数：___________
一、计算题
（9分）如下图甲所示，理想变压器原线圈通有正弦式交变电流，副线圈接有3个电阻和一个电容器。

已知R 1=R 3=20Ω，R 2=40Ω，原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈的输入功率为P=35W ，已知通过R 1的正弦交流电如下图乙所示。

求：
（1）原线圈输入电压；
（2）电阻R 2的电功率；
（3）电容器C 流过的电流。

二、填空题
如图所示,有一个单匝圆形线圈，线圈内有垂直于纸面向内的磁场,当磁感应强度均匀增加时,有一带电粒子恰好静止于水平放置的平行板电容器中间,则此粒子带_______电,若增大磁感应
强度的变化率,则带电粒子将_________(填向上运动、向下运动或静止)
三、选择题
1.物理学的基本原理在生产生活中有着广泛应用。

下面列举的四种器件中，利用电磁感应原理工作的是（ ）
A ．回旋加速器
B ．电磁炉
C ．质谱仪
D ．示波管
2.关于日光灯的工作原理下列说法正确的是:( )
A ．启动器触片接通时,产生瞬时高压
B ．日光灯正常工作时,镇流器起降压限流以保证日光灯正常工作
C ．日光灯正常工作时, 日光灯管的电压稳定在220V
D ．镇流器作用是将交流电变为直流电
3.光电式感烟探测器（简称烟感器）由光源、光电元件和电子开关组成．利用光散射原理对火灾初期产生的烟雾进行探测，并及时发出报警信号．该报警器利用的传感器是（ ）
A ．力传感器
B ．声传感器
C ．位移传感器
D ．光传感器
4.矩形闭合线圈平面跟磁感线方向平行，如图所示．下列情况中线圈有感应电流的是（ ）
A ．线圈绕ab 轴转动
B ．线圈垂直纸而向外平动
C ．线圈沿ab 轴下移
D ．线圈绕cd 轴转动
5.如图2所示为一正弦式电流通过一电子元件后的波形图，则下列说法正确的是（）
A．这也是一种交变电流B．电流的变化周期是0.02s
C．电流的变化周期是0.01s D．电流通过100Ω的电阻时， 1s内产生热量为200J 6.如图所示，水平地面上有正交的匀强电场和匀强磁场，电场竖直向下，磁场垂直纸面向外，半圆形的金属框从直径处于水平位置静止时开始下落，不计空气阻力，则a、b两端落到地面的次序是（）
A．a先于b B．b先于a C．a、b同时落地D．无法判定
7.如图所示，一闭合的小金属环用一根绝缘细杆挂在固定点O处，使金属环在竖直线OO'的两侧来回摆动的过程中穿过水平方向的匀强磁场区域，磁感线的方向和水平面垂直．若悬点摩擦和空气阻力不计，且摆动过程中金属环不翻转，则（）
A．金属环每次进入和离开磁场区域都有感应电流，而且感应电流的方向相反
B．金属环进入磁场区域后越靠近OO′线时速度越大，而且产生的应电流越大
C．金属环开始摆动后，摆角会越来越小，摆角小到某一值后不再减小
D．金属环在摆动过程中，机械能将全部转化为金属环中的电能
8.如图所示，变频交变电源的频率可在20 Hz到20 kHz之间调节，在某一频率时，A1、A2两只灯泡的亮度相同．则下列说法中正确的是( )
A．如果将频率增大，A1亮度减弱、A2亮度加强
B．如果将频率增大，A1亮度加强、A2亮度减弱
C．如果将频率减小，A1亮度减弱、A2亮度加强
D．如果将频率减小，A1亮度加强、A2亮度减弱
9.甲图中S、N间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为理想交流电流表，V为理想交流电压表，矩形线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO’匀速转动，矩形线圈通过滑环接一理想变压器，滑动触头P上下移动时可改变变压器副线圈的输出电压，副线圈接有可调电阻R，从图示位置开始计时，发电机线圈中产生的交变电动势随时间变化的图像如图乙所示，忽略线圈、电刷与导线的电阻，以下判断正确的是（）
A ．电压表的示数为
B ．O.01s 时穿过发电机线圈的磁通量最小
C ．保持R 的大小不变，P 的位置向上移动，电流表读数减小
D ．保持R 的大小及P 的位置不变，发电机线圈的转速增大一倍，变压器的输入功率将增大到原来的4倍
四、实验题
气垫导轨是常用的一种实验仪器,它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦.我们可以用带竖直挡板C 和D 的气垫导轨和滑块A 和B 验证动量守恒定律,实验装置如图所示,采用的实验步骤如下:
a.用天平分别测出滑块A 、B 的质量m A 、m B ;
b.调整气垫导轨,使导轨处于水平;
c.在A 和B 间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上;
d.用刻度尺测出A 的左端至C 板的距离L 1;
e.按下电钮放开卡销,同时分别记录滑块A 、B 运动时间的计时器开始工作,当A 、B 滑块分别碰撞C 、D 挡板时计时结束,记下A 、B 分别到达C 、D 的运动时间t 1和t 2.
（1）实验中还应测量的物理量及其符号是_________________.
（2）利用上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是________________,上式中算得的A 、B 两滑块的动量大小并不完全相等,产生误差的原因有__________________（至少答出两点）.
五、简答题
1.如图所示,两根平行放置的导电轨道,间距为L,倾角为θ,轨道间接有电动势为E(内阻不计)的电源,整个导轨处在一个竖直向上的匀强磁场中,电阻为R 的金属杆ab 与轨道垂直放于导电轨道上静止,轨道的摩擦和电阻不计,要使ab 杆静止,磁感应强度应多大?（设金属杆的质量为m ）
2.如图所示，足够长的平行光滑金属导轨竖直固定放置，导轨间距L=0.2m ，完全相同的两金属棒ab 、cd 均垂直于导轨放置且与导轨接触良好，其长度恰好等于导轨间距，两棒的质量均为m=O.O1kg ，电阻均为R=0.2Ω，回路中其余电阻忽略不计.cd 棒放置在水平绝缘平台上，整个装置处在垂直于导轨平面向里的匀强磁场中，磁感应强度B=1T.棒ab 在恒力F 作用下由静止开始向上运动，位移x=O.1m 时达到最大速度，此时cd 棒对绝缘平台的压力恰好为零．g 取1Om/s 2.求：
(1)恒力F 的大小；
(2)在此过程中ab 棒产生的焦耳热.
3.如图甲，物体A 、B 的质量分别是4kg 和8kg ，由轻质弹簧连接，放在光滑的水平面上，物体B 左侧与竖直墙壁接触，另有一个物体C 水平向左运动，在t=5s 时与物体A 相碰，并立即与A 以相同的速度，一起向左运动，物块C 的速度时间图象如乙所示．
求：(1)求物体C 的质量;
(2)弹簧压缩具有的最大弹性势能；
(3)在5s 到10s 的时间内，墙壁对物体B 的作用力做的功.
贵州高二高中物理期中考试答案及解析
一、计算题
（9分）如下图甲所示，理想变压器原线圈通有正弦式交变电流，副线圈接有3个电阻和一个电容器。

已知R 1=R 3=20Ω，R 2=40Ω，原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈的输入功率为P=35W ，已知通过R 1的正弦交流电如下图乙所示。

求：
（1）原线圈输入电压；
（2）电阻R 2的电功率；
（3）电容器C 流过的电流。

【答案】（1）U="200V" （2）P 2="10W" （3）I 3=0.25A
【解析】（1）由图乙可知，副线圈上的电流最大值为A ，故副线圈上的电压最大值为U 2max =20
V ， 由变压器原、副线圈的电压关系可得，原线圈的电压最大值为U 1max =10×20
V=200V ， 有效值为200V 。

（2）电阻R 2的两端电压为U 2=
=20V ，电功率P 2==10W ； （3）因为电阻R 1的电功率为P 1=
=20W ；故电阻R3支路上消耗的电功率为P 3=35W －10W －20W=5W ，故通过电容器的电流为I==0.25A 。

【考点】变压器的匝数与电压的关系，电功率的计算。

二、填空题
如图所示,有一个单匝圆形线圈，线圈内有垂直于纸面向内的磁场,当磁感应强度均匀增加时,有一带电粒子恰好静止于水平放置的平行板电容器中间,则此粒子带_______电,若增大磁感应
强度的变化率,则带电粒子将_________(填向上运动、向下运动或静止)
【答案】 负 向上运动
【解析】（1）根据楞次定律可判断，上极板带正电，粒子静止不动，受向上的电场力，故带负电荷；（2）根法拉第电磁感应定律可知，增大磁感应强度的变化率，产生的感应电动势增大，板间电场强度增大，粒子受电场力增大，向上运动。

三、选择题
1.物理学的基本原理在生产生活中有着广泛应用。

下面列举的四种器件中，利用电磁感应原理工作的是（）
A．回旋加速器B．电磁炉C．质谱仪D．示波管
【答案】B
【解析】A、回旋加速器利用磁场使带电粒子旋转，电场使粒子加速．故A错误．
B、电磁炉是利用电磁感应原理使产生涡流，将电能最终转化成内能．故B正确．
C、质谱仪是利用电场加速，磁场使粒子偏转，不是电磁感应现象．故C错误．
D、利用了电场加速和电场偏转的原理．故D错误．
故选B
2.关于日光灯的工作原理下列说法正确的是:( )
A．启动器触片接通时,产生瞬时高压
B．日光灯正常工作时,镇流器起降压限流以保证日光灯正常工作
C．日光灯正常工作时, 日光灯管的电压稳定在220V
D．镇流器作用是将交流电变为直流电
【答案】B
【解析】在日光灯电路中，镇流器的作用是日光灯在启动的瞬间，产生一个瞬时高压，与电源电压叠加在一起，加在灯管两端，激发水银蒸气导电，而不是把交流电变成直流电；日光灯正常工作后，镇流器又起一个降压、限流的作用，日光灯启动时，启动器的两个触片接触，电路接通，所以B正确；ACD错误。

3.光电式感烟探测器（简称烟感器）由光源、光电元件和电子开关组成．利用光散射原理对火灾初期产生的烟雾进
行探测，并及时发出报警信号．该报警器利用的传感器是（）
A．力传感器B．声传感器
C．位移传感器D．光传感器
【答案】D
【解析】光电式感烟探测器是利用光散射原理对火灾初期产生的烟雾进行探测，并及时发出报警信号，所以是光电传感器，故ABC错误；D正确。

4.矩形闭合线圈平面跟磁感线方向平行，如图所示．下列情况中线圈有感应电流的是（）
A．线圈绕ab轴转动B．线圈垂直纸而向外平动
C．线圈沿ab轴下移D．线圈绕cd轴转动
【答案】A
【解析】穿过闭合线圈的磁通量发生变化是产生感应电流的条件，如图所示线圈平动，磁通量不变，所以BC错误；线圈绕cd轴转动磁通量始终为零，没有感应电流，D错误；线圈绕ab轴转动，磁通量变化，有感应电流产生，
所以A正确。

5.如图2所示为一正弦式电流通过一电子元件后的波形图，则下列说法正确的是（）
A．这也是一种交变电流B．电流的变化周期是0.02s
C．电流的变化周期是0.01s D．电流通过100Ω的电阻时， 1s内产生热量为200J
【解析】解：A、由图象可知，电流大小变化，但方向没有变化，因此这是直流电，故A错误；
B、由正弦电流的波形图可知，周期T=0.02s，故B正确，C错误；
D、根据电流的热效应，电流的有效值为1A；则通过100Ω的电阻时，1s内产生热量为Q=I2Rt=100J，故D正确；故选：BD
【点评】掌握区别直流与交流的方法，知道求有效值的要求：求一个周期内的热量，进而用I2RT，求出有效
值．注意有一段没有电流，但存在时间，难度不大，属于基础题
6.如图所示，水平地面上有正交的匀强电场和匀强磁场，电场竖直向下，磁场垂直纸面向外，半圆形的金属框从直
径处于水平位置静止时开始下落，不计空气阻力，则a、b两端落到地面的次序是（）
A．a先于b B．b先于a C．a、b同时落地D．无法判定
【答案】A
【解析】由右手定则可知，在金属框的半圆弧部分和直径部分，都将因切割磁感线而产生由b到a的感应电动势，从而a端电势高，带正电，b端电势低，带负电，a端受向下的电场力，b端受向上的电场力，故a先于b落地，
所以A正确；BCD错误。

7.如图所示，一闭合的小金属环用一根绝缘细杆挂在固定点O处，使金属环在竖直线OO'的两侧来回摆动的过程
中穿过水平方向的匀强磁场区域，磁感线的方向和水平面垂直．若悬点摩擦和空气阻力不计，且摆动过程中金属环不翻转，则（）
A．金属环每次进入和离开磁场区域都有感应电流，而且感应电流的方向相反
B．金属环进入磁场区域后越靠近OO′线时速度越大，而且产生的应电流越大
C．金属环开始摆动后，摆角会越来越小，摆角小到某一值后不再减小
D．金属环在摆动过程中，机械能将全部转化为金属环中的电能
【答案】AC
【解析】根据楞次定律可判断，金属环每次进入和离开磁场区域都有感应电流，而且感应电流的方向相反，所以A 正确；完全进入磁场，磁通量不变，没有感应电流产生，故B错误；由于在进入和离开磁场的过程中有感应电流，使得一部分机械能转化为焦耳热，故摆角越来越小，当小球不能离开磁场，即在磁场中摆动的时候，没有感应电流，机械能守恒，摆角保持不变，故C正确；D错误。

8.如图所示，变频交变电源的频率可在20 Hz到20 kHz之间调节，在某一频率时，A1、A2两只灯泡的亮度相同．则下列说法中正确的是( )
A．如果将频率增大，A1亮度减弱、A2亮度加强
B．如果将频率增大，A1亮度加强、A2亮度减弱
C．如果将频率减小，A1亮度减弱、A2亮度加强
D．如果将频率减小，A1亮度加强、A2亮度减弱
【解析】交流电的频率越大，电感线圈对交流电的阻碍作用越大，电容器对交流电的阻碍作用越小，所以B 、C 正确；A 、D 错误。

9.甲图中S 、N 间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A 为理想交流电流表，V 为理想交流电压表，矩形线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO’匀速转动，矩形线圈通过滑环接一理想变压器，滑动触头P 上下移动时可改变变压器副线圈的输出电压，副线圈接有可调电阻R ，从图示位置开始计时，发电机线圈中产生的交变电动势随时间变化的图像如图乙所示，忽略线圈、电刷与导线的电阻，以下判断正确的是（ ）
A ．电压表的示数为
B ．O.01s 时穿过发电机线圈的磁通量最小
C ．保持R 的大小不变，P 的位置向上移动，电流表读数减小
D ．保持R 的大小及P 的位置不变，发电机线圈的转速增大一倍，变压器的输入功率将增大到原来的4倍
【答案】BD
【解析】电压表的示数为交流有效值为10V ，所以A 错误；由乙图知，在t=0.01s 时，线圈中产生的感应电动势最大，磁通量最小，故B 正确；P 的位置向上移动，变压器原线圈的匝数减少，根据变压规律知，副线圈的电压U2增大，电流增大，故电流表示数变大，C 错误；发电机线圈的转速增大一倍，即频率增大一倍，根据
，知产生的电动势变为原来的2倍，变压器的输出功率为：增大为原来的4倍，所以输入功率也增大为原来的4倍，故D 正确。

四、实验题
气垫导轨是常用的一种实验仪器,它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦.我们可以用带竖直挡板C 和D 的气垫导轨和滑块A 和B 验证动量守恒定律,实验装置如图所示,采用的实验步骤如下:
a.用天平分别测出滑块A 、B 的质量m A 、m B ;
b.调整气垫导轨,使导轨处于水平;
c.在A 和B 间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上;
d.用刻度尺测出A 的左端至C 板的距离L 1;
e.按下电钮放开卡销,同时分别记录滑块A 、B 运动时间的计时器开始工作,当A 、B 滑块分别碰撞C 、D 挡板时计时结束,记下A 、B 分别到达C 、D 的运动时间t 1和t 2.
（1）实验中还应测量的物理量及其符号是_________________.
（2）利用上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是________________,上式中算得的A 、B 两滑块的动量大小并不完全相等,产生误差的原因有__________________（至少答出两点）.
【答案】 实验中还应测量的物理量为B 与D 的距离,符号为L 2. m A =m B , ①L 1、L 2、m A 、m B 的数据测量误差.②没有考虑弹簧推动滑块的加速过程.③滑块并不是标准的匀速直线运动,滑块与导轨间有少许摩擦力.
【解析】(1). 实验中还应测量的物理量为B 与D 的距离,符号为L 2；（2）验证的表达式为：，又
，，所以m A =m B ；（3）①L 1、L 2、m A 、m B 的数据测量误差.②没有考虑弹簧推动滑块的加速过程.③滑块并不是标准的匀速直线运动,滑块与导轨间有少许摩擦力.
五、简答题
1.如图所示,两根平行放置的导电轨道,间距为L,倾角为θ,轨道间接有电动势为E(内阻不计)的电源,整个导轨处在一个竖直向上的匀强磁场中,电阻为R的金属杆ab与轨道垂直放于导电轨道上静止,轨道的摩擦和电阻不计,要使ab 杆静止,磁感应强度应多大?（设金属杆的质量为m）
【答案】
【解析】选ab棒为研究对象，有左手定则知ab棒受到的安培力水平向右，棒还收重力与导轨的支持力，由力的平衡知：①
②
③
由①②③解得：
【考点】安培力、力的平衡。

【名师点睛】略。

2.如图所示，足够长的平行光滑金属导轨竖直固定放置，导轨间距L=0.2m，完全相同的两金属棒ab、cd均垂直于导轨放置且与导轨接触良好，其长度恰好等于导轨间距，两棒的质量均为m=O.O1kg，电阻均为R=0.2Ω，回路中其余电阻忽略不计.cd棒放置在水平绝缘平台上，整个装置处在垂直于导轨平面向里的匀强磁场中，磁感应强度B=1T.棒ab在恒力F作用下由静止开始向上运动，位移x=O.1m时达到最大速度，此时cd棒对绝缘平台的压力恰好为零．g取1Om/s2.求：
(1)恒力F的大小；
(2)在此过程中ab棒产生的焦耳热.
【答案】（1）0.2N；（2）J
【解析】（1）以cd为研究对象：
对ab，速度最大时，合外力为零：
(2)根据动能定理：
联立解得：
ab棒产生的焦耳热：
3.如图甲，物体A、B的质量分别是4kg和8kg，由轻质弹簧连接，放在光滑的水平面上，物体B左侧与竖直墙壁接触，另有一个物体C水平向左运动，在t=5s时与物体A相碰，并立即与A以相同的速度，一起向左运动，物块C的速度时间图象如乙所示．
求：(1)求物体C的质量;
(2)弹簧压缩具有的最大弹性势能；
(3)在5s到10s的时间内，墙壁对物体B的作用力做的功.
【答案】（1）2kg；（2）12J；（3）0
【解析】（1）对C、A碰撞，根据动量守恒：
由图象知，碰后速度v1=2m/s
代入解得mc=2kg
（2）压缩弹簧的过程中，AC的动能转化为弹簧弹性势能
故
(3)由乙图知，在5s到10s的时间内，AC压缩弹簧，物体B静止不动，所以墙壁对物体B的作用力不做功，即W=0。