四川省雅安中学高二物理下学期期中试题(含解析)

雅安中学2013-2014学年高二下期半期试题
物 理 试 题
本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。

满分100分，考试时间90分钟。

考试结束后，将答题卷和机读卡一并收回。

第Ⅰ卷（选择题，共 48 分）
一、选择题（每小题给出的四个选项中至少有一个是正确的，请选出正确的选项，全对得3分，漏选得2分，不选或错选不得分，共48分）
1.简谐机械波在给定的均匀媒质中传播时，下列说法中正确的是（ ） A ．频率越高，则波传播的速度越快； B ．振幅越大，则波传播的速度越慢；
C ．在一个周期内，振动质元走过的路程等于一个波长；
D ．振动的频率越高，则波传播一个波长的距离所用的时间越短。

【答案】D 【解析】
AB 、波速由介质性质决定，与波的振幅无关，故AB 错误；
C 、介质中的质点在平衡位置附近振动，在一个周期之内质点的路程等于振幅的4倍，不一定等于一个波长，故C 错误；
D 、波速一定，由v f λ=可知，波源振动的频率越高，传播一个波长距离所用的时间
1T f =
越
短，故D 正确。

故选D 。

【考点】波长、频率和波速的关系；横波的图象
2.半圆形导线框在均匀分布但随时间线性增加的磁场B （t ）中以速度V 向右匀速平动 (未离
开磁场) 下面叙述中正确的是（ ） A. 整个线框回路感应电动势为零 B. 线框回路磁通量没有发生变化
C. 闭合线框回路中有方向为abca 的感应电流
D. 在不计摩擦的条件下, 维持线框匀速运动不需要外力 【答案】D 【解析】
AB 、据题，磁场随时间线性增加，穿过线框的磁通量线性增大，则整个线框回路将产生感应电动势，故AB 错误；
C 、根据楞次定律判断可知：闭合线框回路中有方向为acba 的感应电流，故C 错误；
D 、整个线框是闭合的，所受的安培力的合力为零，在不计摩擦的条件下，线框所受合外力为零，维持线框匀速运动不需要外力，故D 正确。

故选D。

【考点】法拉第电磁感应定律；磁通量
3.今将条形磁铁缓慢地或迅速地全部插入一闭合线圈中, 试比较在上述两过程中,不发生变化的物理量是（）
A. 磁通量的变化量
B. 外力所做的功
C. 感应电动势的平均值
D. 通过线圈导线横截面的电量
【答案】AD
【解析】
A、当条形磁铁插入线圈的瞬间，穿过线圈的磁通量增加，产生感应电流．条形磁铁第一次缓慢插入线圈时，磁通量增加慢．条形磁铁第二次迅速插入线圈时，磁通量增加快，但磁通量变化量相同，故A正确；
B、根据法拉第电磁感应定律E
t
∆Φ
∆
－
＝
第二次线圈中产生的感应电动势大，感应电流：
E
I
R
＝
也大，外力做的功转化为内能：
2
22
2
()
E()
t
W Q I Rt t t
R R Rt
∆Φ
∆Φ
＝＝＝＝＝
所以外力做的功与
所用的时间成反比，即速度越快，外力做的功越多，故B错误；
C、根据法拉第电磁感应定律E
t
∆Φ
∆
－
＝
第二次线圈中产生的感应电动势大，故C错误；
D、根据法拉第电磁感应定律分析感应电动势的大小，由欧姆定律分析感应电流的大小，再由q It
=可确定导体某横截面的电荷量等于磁通量的变化与电阻的比值，由于磁通量变化量相同，电阻不变，所以通过导体横截面的电荷量不变，故D正确。

故选AD。

【考点】楞次定律；法拉第电磁感应定律
4.如图所示，通有恒定电流的螺线管竖直放置，电流方向如图．铜环R沿螺线管轴线下落，下落过程中环面始终保持水平，铜环先后经过轴线上1、2、3三个位置，位置2处于螺线管的中心，位置1、3与位置2等距．则（）
A．从上向下看，环经过位置1时，感应电流是顺时针的
B．从上向下看，环经过们置3时，感应电流是顺时针的
C．环在位置2时的加速度小于重力加速度
D．环在位置3的磁通量正在增加
【答案】A
【解析】
AB、铜环在位置1、3的磁场的方向相同，且磁通量在1的位置在增加，而在3的位置在减小，根据右手螺旋定则与楞次定律，可知，从上向下看，环经过位置1时，感应电流是顺时针；环经过们置3时，感应电流是逆时针，故A正确B错误；
C、感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因；当铜环经过1位置时，正在靠近螺线管，铜环受到的磁场力阻碍铜环靠近螺线管（来拒），则加速度a1＜g；当铜环经过位置3时，正在远离螺线管，铜环受到的磁场力阻碍铜环远离螺线管（去留），则加速度a3＜g；当铜环经过2位置时，环中磁通量最大，且运动方向与磁场平行，故不产生感应电流，则加速度a2=g，故C错误；
D、环在位置3的磁通量正在减小，故D错误。

故选A。

【考点】楞次定律
5. 如图电路(a)、(b)中, 电阻R和自感线圈L的电阻值都相同, 接通K, 使电路达到稳定, 灯泡S发光. 下列说法正确的是（）
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
【答案】AD
【解析】
AB、在电路（a）中，断开S，由于线圈阻碍电流变小，导致D将逐渐变暗，故A正确B错误；CD、在电路（b）中，由于电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，所以通过灯泡的电流比线圈的电流小，断开S时，由于线圈阻碍电流变小，导致D将变得更亮，然后逐渐变暗，故B错误D正确。

故选AD。

【考点】自感现象和自感系数
6．矩形导线框abcd放在匀强磁场中，磁感线方向与线圈平面垂直，如图甲所示，磁感应强度B随时间变化的图象如图乙所示.在t＝0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里，abcd固定不动，在0～4 s内，线框的ab边受安培力F随时间t变化的图象(F的方向规定以向左为正方向)是下图中的( )
【答案】C
【解析】
t=0时刻，磁感应强度的方向垂直线框平面向里，在0到1S 内，穿过线框的磁通量变小，由楞次定律可得，感应电流方向是顺时针，再由左手定则可得线框的ad 边的安培力水平向左．与规定同向，所以为正值；根据法拉第电磁感应定律，电流的大小恒定，由安培力公式可知，其大小与磁感应强度成正比，故大小随着时间在减小；
当在1S 到2S 内，磁感应强度的方向垂直线框平面向外，穿过线框的磁通量变大，由楞次定律可得，感应电流方向是顺时针，再由左手定则可得线框的ad 边的安培力水平向右；在下一个周期内，重复出现安培力先向左后向右，同时感应电流恒定，安培力大小与磁感应强度成正比，故C 正确。

故选C 。

【考点】法拉第电磁感应定律；安培力；楞次定律
7．两只相同的电阻，分别通过简谐波形的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，在简谐波形交流电的一个周期内，简谐波形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12Q Q 等于（ ）
A ．3∶1 B．1∶2
C ．2∶1 D．4∶3 【答案】B
【解析】
两种交变电流的最大值为Im ；
对于正弦式电流有效值1m 2I =
，
对于方波，有效值2m
I I =；
根据焦耳定律得：211Q I RT =、
222Q I RT
=
则
12Q Q 12
=：：。

故选B 。

【考点】正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率
8．如图甲所示，在水平地面下有一条沿东西方向铺设的水平直导线，导线中通有自东向西的稳定、强大的直流电流.现用一闭合的检测线圈(线圈中串有灵敏的检流表，图中未画出)检测此通电直导线的位置.若不考虑地磁场的影响，检测线圈位于水平面内，从距直导线很远处由北向南沿水平地面通过导线的上方并移至距直导线很远处的过程中，俯视检测线圈，其中的感应电流的方向是( )
A.先顺时针，后逆时针
B.先逆时针，后顺时针
C. 先逆时针，接着顺时针，然后再变为逆时针
D. 先顺时针，接着逆时针，然后再变为顺时针
【答案】C
【解析】
根据右手螺旋定则可确定如图所示的电流周围的磁场方向；当检测线圈水平向南移动时，由于通电导线的磁场作用，导致穿过线圈的磁通量发生变化，从而产生感应电流，因此有：先向下的磁场在增加，则有感应电流方向逆时针；当移动超过正上方后，向下的磁场在减小，所以感应电流方向为顺时针；当继续向南移动时，向上磁场在减弱，则有感应电流方向逆时针，故C正确。

故选C。

【考点】楞次定律
9．如图6所示，面积为S、匝数为N、电阻为r的线圈与阻值为R的电阻构成闭合回路，理想交流电压表并联在电阻R的两端．线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场的转动轴以角速度ω匀速转动．设线圈转动到图示位置的时刻t＝0.则（）
A．在t＝0时刻，线圈处于中性面，流过电阻R的电流为0，电压表的读数也为0
B．1秒钟内流过电阻R的电流方向改变ωπ次
C．在电阻R的两端再并联一只电阻后，电压表的读数将增大
D．在电阻R的两端再并联一只电容较大的电容器后，电压表的读数不变
【答案】B
【解析】
A、在t=0时刻，线圈处于中性面，通过线圈的磁通量最大，电动势为0，电流为0，但是电压表的读数为电压的有效值，有效值不为0，所以电压表的读数不为0，故A错误；
B、此交流电的周期为
2
T
π
ω
=
，交流电在一个周期内电流的方向改变两次，所以在1秒钟内
流过电阻R的电流方向改变次数为
1
2
T
ω
π
⨯=
，故B正确；
C、在电阻R的两端再并联一只电阻后，总电阻将减小，总的电流变大，线圈的内电压增加，由于总的电动势不变，所以外电压，即电压表的读数将减小，故C错误；
D、电容有通交流，隔直流的特点，在电阻R的两端再并联一只电容较大的电容器后，交变电流能够通过电容器，所以相当于总的电阻减小，根据C的分析可知，电压表的读数将减小，故D错误。

故选B。

【考点】交流的峰值、有效值以及它们的关系
10.如图所示，a、b间接入正弦交流电，变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器（电阻随温度升高急剧减小），所有电表均为理想电表，电流表A2为值班室的显示器，显示通过R1的电流，电压表V2显示加在报警器上的电压(报警器未画出)，R3为一定值电阻。

当传感器R2所在处出现火情时，以下说法中正确的是（）A．A1的示数增大，A2的示数增大
B．A1的示数增大，A2的示数减小
C．V1的示数减小，V2的示数减小
D．V1的示数不变，V2的示数减小
【答案】BD
【解析】
当传感器R2所在处出现火情时，R2的电阻减小，导致电路的总的电阻减小，所以电路中的总电流将会增加，所有A1测量的是原线圈中的总的电流；
由于副线圈的电流增大了，所以原线圈的电流A1示数也要增加；
由于电源的电压不变，原副线圈的电压也不变，所以V1的示数不变；
由于副线圈中电流增大，R3的电压变压变大，所以V2的示数要减小，即R1的电压也要减小，所以A2的示数要减小，故BD正确。

故选BD。

【考点】变压器的构造和原理；正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率
11. 如图所示，一只理想变压器原线圈与频率为50 Hz的正弦交流电源相连，两个阻值均为20 Ω的电阻串联后接在副线圈的两端．图中的电流表、电压表均为理想交流电表，原、副线圈分别为200匝和100匝，电压表的示数为5 V，则( )
A. 电流表的读数为0.5 A
B. 流过电阻的交流电的频率为100 Hz
C. 交流电源的输出电压的最大值为20 V
D. 交流电源的输出功率为2.5 W
【答案】D
【解析】
A、副线圈的电流为
2
5
I 0.25A
20
＝
，则原线圈的电流为I1，由
12
21
I n
I n
＝
得
2
121
n I I 0.125A n ⨯＝
＝，故A 错误；
B 、流过电阻的交流电的频率为50Hz ，故B 错误；
C 、副线圈的电压为U2=2×5=10V，由1122U N U N ＝得1122
N U U 20V N ＝＝，则其最大值为202V ，
故C 错误； D 、
22P P U I 100.25 2.5W
===⨯=入出，故D 正确。

故选D 。

【考点】变压器的构造和原理
12.一弹簧振子作简谐振动，周期为T ，则（ ）
A ．若t 时刻和t+△t 时刻振子运动位移的大小相等，方向相同，则△t 一定等于T 的整数倍
B ．若t 时刻和t+△t 时刻振子运动位移的大小相等，方向相反，则△t 一定等于T/2的整数倍
C ．若△t=T，则在t 时刻和t+△t 时刻振子运动的加速度一定相等
D ．若△t=T/2、则在t 时刻和t+△t 时刻时刻弹簧的长度一定相等 【答案】C 【解析】
A 、t 时刻和（t+△t）时刻的位移大小相等，方向相同，表示质点经过同一位置，经过的时间△t 不一定等于T 的整数倍，故A 错误；
B 、当质点经过同一位置或关于平衡位置对称位置时速度可能等大、反向，故△t 不一定等于
1T
2的整数倍，故B 错误；
C 、经过△t=T，t 时刻和（t+△t ）时刻的位移一定相同，故加速度kx
a m =-
一定相同，故C
正确；
D 、
1t T
2∆=
，质点位移大小相等，方向相反，但弹簧长度一定不相等，故D 错误。

故选C 。

【考点】简谐运动
13.如图所示，处于竖直向下的匀强电场中的摆球，质量为m ，半径为r ，带正电荷，用长为L 的细线把摆球吊在悬点O 处做成单摆，则这个单摆的周期为（ ）
A ．
2L T g π
= B ．
2L r
T g π
+=
C．大于
2
L r
T
g
π
+
=
D．小于
2
L r
T
g
π
+
=
【答案】D 【解析】
等效重力加速度
'
mg qE
g g
m
+
=>
，所有周期小于
2
L r
g
π
+
，故选D。

故选D。

【考点】单摆周期公式
14．一列沿x轴传播的简谐横波某时刻的波形图象如图5甲所示。

若从此时刻开始计时，则图5乙表示a、b、c、d中哪个质点的振动图象（）
A．若波沿x轴正方向传播，则乙图为a点振动的图象
B．若波沿x轴正方向传播，则乙图为b点振动的图象
C．若波沿x轴负方向传播，则乙图为c点振动的图象
D．若波沿x轴负方向传播，则乙图为d点振动的图象
【答案】BD
【解析】
A、若波沿x轴正方向传播，由波动图象看出，a的位移为正向最大，而振动图象t=0时刻质点的位移为0，两者不符，所以乙图不为a点振动的图象，故A错误；
B、若波沿x轴正方向传播，由波动图象看出，b的位移为0，b的振动方向沿y轴正方向，与振动图象t=0时刻质点的振动方向相同，故B正确；
C、若波沿x轴负方向传播，由波动图象看出，c的位移为正向最大，而振动图象t=0时刻质点的位移为0，两者不符，故C错误；
D、由波动图象看出，d的位移为0；若波沿x轴负方向传播，d的振动方向沿y轴正方向，与振动图象t=0时刻质点的振动方向相同，故D正确。

故选BD。

【考点】波长、频率和波速的关系；横波的图象
15.图甲所示电路中，A1，A2，A3为相同的理想交流电流表，C为电容器，电阻R1，R2，R3的阻值相同，线圈L的电阻不计。

在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图所示，则在t1~t2时间内（）
A．电流表A1的示数比A2的小
B．电流表A2的示数比A3的小
C．电流表A1和A2的示数相同
D．电流表的示数都不为零
【答案】C
【解析】
原线圈中磁场如乙图所示变化，则副线圈中的磁通量均匀变化，故副线圈中产生恒定的电流，因线圈电阻不计，故线圈L对恒定电流没有阻碍作用，所以电流表A1和A2的读数相同，而电容器“通交隔直”，所以电流表A3的读数为0。

故选C。

【考点】变压器的构造和原理
16.如图所示, 金属棒PQ在匀强磁场中, 沿金属导轨向左运动（）
A. 当棒匀速运动时, a 、b两点的电势差不等于零
B. 当棒加速运动时, 线圈N中的电流方向由a经N到b, 大小不变
C. 当棒匀加速运动时, 灯泡中可能有c→d的电流
D. 当棒减速运动时, 灯泡L中不可能有c→d的电流
【答案】D
【解析】
A、当棒匀速运动时，PQ产生的电动势不变，通过变压器副线圈的磁通量不变，副线圈不产生感应电动势，ab两点的电势差等，故A错误；
B、当棒加速运动时，由右手定则可知，流过PQ的电流由P流向Q，由E=BLv可知，感应电动势增大，感应电流增大，穿过副线圈的磁通量增大，由楞次定律可知，线圈N中的电流方向由b经N到a，但是棒运动情况不清楚，所以电流大小不确定，故B错误；
C、当棒匀加速运动时，由右手定则可知，流过PQ的电流由P流向Q，由E=BLv可知，感应电动势均匀增大，感应电流均匀增大，穿过副线圈的磁通量均匀增大，由楞次定律可知，线圈N 中的电流方向由b经N到a，但是大小是定值，所以灯泡中不可能有电流，故C错误；
D、当棒减速运动时，由右手定则可知，流过PQ的电流由P流向Q，由E=BLv可知，感应电动势减小，感应电流减小，穿过副线圈的磁通量减小，由楞次定律可知，线圈N中的电流方向由a经N到b，如果PQ做非匀变速加速运动，通过线圈L的磁场方向向上，灯泡中有d→c的电流，故D正确。

故选D。

【考点】法拉第电磁感应定律；楞次定律
第Ⅱ卷（非选择题，共 52 分）
二、填空题（每空3分，共18分）
17．一条小船停泊在海岸边，有人测量在1min内小船上下颠簸12次，海浪传播速度约为v ＝4m/s，由此可知海浪的波长约是_____m。

【答案】20m
【解析】
由题意，1min内小船上下颠簸12次，t=60s，则周期为：
60
T s5s
12
==
由v
T
λ
=
得：vT45m20m
λ==⨯=，故海浪的波长约是20m。

【考点】波长、频率和波速的关系
18．如图所示，用均匀的电阻丝做成的正方形线框每边长为0.2m，固定的正方形的一半放在与纸面垂直向里的匀强磁场中。

当磁场以20Ｔ/s的变化率增强时，线框中点a、b两点间的电压是_______V
【答案】0.2V
【解析】
由题知磁感应强度的变化率为：
B
20T/s
t
∆
=
∆，
由法拉第电磁感应定律得：
2
B1
E S200.2V0.4V
t t2
∆Φ∆
===⨯⨯=
∆∆
由楞次定律判断得，线框中感应电流方向沿逆时针方向，b相当于电源的正极，a相当于电源
的负极，则a的电势低于b的电势，根据欧姆定律得：
ab
1
U E0.2V
2
=-=-
，所以a、b两
点间的电压为0.2V。

【考点】法拉第电磁感应定律 19．如图，一个阻值为400
电阻与二极管串联。

二极管正向导通时，电阻忽略不计；加反向
电压时，认为电阻为无穷大。

若a 、b 间接入电压有效值为220V 的正弦式交变电流，那么电阻R 两端的电压最大值约为______V 。

电阻R 的功率约为_____W 。

（结果均保留三位有效数字）
【答案】311V 60.5W
【解析】
电压有效值为220V 的正弦式交变电流，其最大电压为：
m U 2U 2202V 311V ==
=；
晶体二极管具有单向导电性，故在一个交流周期内，仅有一半时间导电，故电功率为：
222U T U 220R 2P W 60.5W T 2R 2400⨯
====⨯。

【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
20．一简谐波沿x 轴正方向传播。

已知轴上x1＝0和x2＝1m 两处的振动图象分别如图9所示，又知此波的波长大于1m ，则此波的传播速度v=_____m/s 。

（只取整数）
【答案】333 m/s 【解析】
由图可知，t=0时刻，x1=0处质点位于波峰，x2=1m 处质点通过平衡位置向下，结合波形得到：
213x x n 4λ
-=+（）（n=0，1，2，…）
得到波长为：
44n 3λ=
+
根据波的波长大于1m ，n 只能取0，得到波长
4m
3
λ=，由图读出周期T=4×10-3s ，则波速
为：343v m /s 333m /s
T 410λ
-==≈⨯。

【考点】波长、频率和波速的关系；横波的图象
21.如图所示，在半径为R=45m 的圆心O 和圆周A 处，有两个功率相同的喇叭，同时发出振辐相同，频率相同，起振相同的声波，且波长λ=10m 。

若人站在B 处，正好听不到声音；若逆时针方向从B 走到A ，则时而听到时而听不到声音。

则由B 到达A 点的过程中，有_____处听不到声音。

【答案】8处
【解析】
到两个声源的间距为波长整数倍时，振动加强，听到声音是加强的，故听到声音变大； 当他到两个声源的间距为半波长的奇数倍时，振动减弱，听到声音是减弱的，故声音减弱； 由题意可知，他站在B 处几乎听不到声音，两路程差为45m ，所以当路程差为35m ，25m ，15m ，5m 均出现听不到声音；根据对称性，可知，一共还有8处听不到声音。

【考点】波的干涉；波的叠加 三、计算题（共34分）
22．一列沿x 轴传播的简谐横波，某时刻的波形图象如图中的实线所示，再经t=0.2 s 的波形图如图11中的虚线所示。

求此列波的波速为多少？（10分） 【答案】当波向x 轴正向传播时，v=7.5+10n,n=0,1,2,3,…… 当波向x 轴负向传播时，v=2.5+10n,n=0,1,2,3,…… 【解析】
由图读出波长为λ=2m．
当波向x 轴正向传播时，t=0.2s 内传播的最短距离是3
x n 4λ
=+（），n=0，1，2，… 波速为3n x 4v 10n 7.5m /s
t t λ⎛
⎫+ ⎪⎝⎭
===+（）；
当波向x 轴负向传播时，t=0.2s 内传播的最短距离是1
x n 4λ
=+（），n=0，1，2，…
波速为1n x 4v 10n 2.5m /s
t t λ⎛⎫+ ⎪⎝⎭
===+（）。

【考点】波长、频率和波速的关系；横波的图象
23．有一台内阻为1Ω的发电机，供给一学校照明用电，如图所示。

升压变压器原、副线圈匝数比为1：4，降压变压器原、副线圈匝数比为4：1，输电线的总电阻为4Ω。

全校共有22个班，每班有“220V，40W”灯6盏，若保证全部电灯正常发光，则（12分） （1）发电机的输出功率多大？ （2）发电机的电动势多大？ （3）输电效率为多少？ 【答案】（1）P=5424W
（2）E=250V （3）97.3%
【解析】
（1）降压变压器的输出功率为：P 402265280W =⨯⨯=
降压变压器副线圈的电流：
440
I 62224A 220⨯⨯=＝
，
降压变压器原线圈的电流：31
I 246A
4⨯=＝
输电线损失的功率：2
3P I R 144W
∆＝＝
所以输入功率：
1P 52801445424W
=+=；
（2）降压变压器原线圈电压为：34
U 220880V
1⨯=＝
输电线上损失的电压为：3U I R 24V
∆==
则发动机的输出电压为：
2U 88024904V
=+=
所以发电机原线圈电压：11
U 904226V
4⨯=＝
根据电流与匝数成反比知发电机原线圈中电流为14
I 624A
1⨯=＝，
发电机内阻分压：
r U 24124V
=⨯=
电动势为：E 22624250V =+=； （3）用户获得的实际功率
P 224065280W
=⨯⨯=用；
则输电效率
P 528097.3%P 5424η=
=用＝。

【考点】变压器的构造和原理；远距离输电
24.水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，问距为L=0.5m ，一端通过导线与阻值为R=0.5Ω的电阻连接；导轨上放一质量为m=0.5kg 的金属杆（如右图），金属杆与导轨的电阻忽略不计；均匀磁场竖直向下。

用与导轨平行的恒定拉力F 作用在金属杆上，杆最终将做匀速运动。

当改变拉力的大小时，相对应的匀速运动速度v 也会变化，v 与F 的关系如右下图。

（不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s2）（12分） （1）金属杆在匀速运动之前做什么运动？ （2）磁感应强度B 为多大？
（3）由v —F 图线的截距可求得什么物理量？其值为多少？
【答案】（1）加速度逐渐减小而速度逐渐增大的直线运动
（2）1T （3）滑动摩擦力f=2N 【解析】
（1）金属杆在匀速运动之前，水平方向受到拉力F 和向左的滑动摩擦力f 和安培力FA ，由
22B L v F R =
安知，安培力大小与速度大小成正比，开始阶段，拉力大于安培力和滑动摩擦力之
和，金属杆做加速运动，随着速度的增大，安培力增大，合力减小，加速度减小，故金属杆在匀速运动之前做变加速直线运动； （2）杆产生的感应电动势E=BLv
感应电流
E I R =
杆所受的安培力
22B L v
F BIL R ==
安 当杆匀速运动时，合力为零，则有：
F F f
=+安
代入得：22B L v
F f
R =+
则得：
22R
v F f B L =
-（）
由图线得直线的斜率k=2
则得：22
R
k 2B L ==
，解得B 1T ===；
（3）由
22R
v F f B L =
-（）可知，图像的纵截距大小等于摩擦力，
即图线的截距得：f 2N =。

【考点】法拉第电磁感应定律
雅安中学2013-2014学年高二下期半期试题
物理参考答案
一、选择题（每小题给出的四个选项中至少有一个是正确的，请选出正确的选项，全对得3分，漏选得2分，不选或错选不得分，共48分）
二、填空题（每空3分，共18分）
17． 20m 18．0.2V
19、311V 60.5W
20．333 m/s 21 .8处
三、计算题（共34分）
22．
由图读出波长为λ=2m．
当波向x轴正向传播时，t=0.2s内传播的最短距离是
3
x n
4
λ
=+
（）
，n=0，1，2，…
波速为
3
n
x4
v10n7.5m/s t t
λ
⎛⎫
+
⎪
⎝⎭
===+
（）
；
当波向x轴负向传播时，t=0.2s内传播的最短距离是
1
x n
4
λ
=+
（）
，n=0，1，2，…
波速为
1
n
x4
v10n 2.5m/s t t
λ
⎛⎫
+
⎪
⎝⎭
===+
（）。

23．
（1）降压变压器的输出功率为：P402265280W
=⨯⨯=
降压变压器副线圈的电流：
4
40
I62224A
220
⨯⨯=
＝
，
降压变压器原线圈的电流：
3
1
I246A
4
⨯=
＝
输电线损失的功率：
2
3
P I R144W ∆＝＝
所以输入功率：
1P 52801445424W
=+=；
（2）降压变压器原线圈电压为：34
U 220880V
1⨯=＝
输电线上损失的电压为：3U I R 24V
∆==
则发动机的输出电压为：
2U 88024904V
=+=
所以发电机原线圈电压：11
U 904226V
4⨯=＝
根据电流与匝数成反比知发电机原线圈中电流为14
I 624A
1⨯=＝，
发电机内阻分压：
r U 24124V
=⨯=
电动势为：E 22624250V =+=； （3）用户获得的实际功率
P 224065280W
=⨯⨯=用；
则输电效率
P 5280
97.3%P 5424η=
=用＝。

24.
（1）金属杆在匀速运动之前，水平方向受到拉力F 和向左的滑动摩擦力f 和安培力FA ，由
22B L v F R =
安知，安培力大小与速度大小成正比，开始阶段，拉力大于安培力和滑动摩擦力之
和，金属杆做加速运动，随着速度的增大，安培力增大，合力减小，加速度减小，故金属杆在匀速运动之前做变加速直线运动； （2）杆产生的感应电动势E=BLv
感应电流
E I R =
杆所受的安培力
22B L v
F BIL R ==
安 当杆匀速运动时，合力为零，则有：
F F f
=+安
代入得：22B L v
F f
R =+
则得：
22R
v F f B L =
-（）
由图线得直线的斜率k=2
则得：22
R
k 2B L ==，解得B 1T ===；
（3）由
22R
v F f B L =
-（）可知，图像的纵截距大小等于摩擦力，
即图线的截距得：f 2N =。