安徽高二高中物理期中考试带答案解析

安徽高二高中物理期中考试
班级:___________ 姓名：___________ 分数：___________
一、选择题
1.一个理想变压器，原线圈中通入的是电压为220V、频率为50Hz的交变电流，副线圈上接有一个变阻器．当此变阻器的阻值变大时（）
A．副线圈中的电流将变大
B．副线圈中电流的频率将变大
C．副线圈两端的电压将变大
D．变压器的输出功率将变小
2.如图所示，线圈ABCD在匀强磁场中，沿导线框架向右匀速运动，除电阻R以外，其余电阻不计，则（）A．因穿过ABCD的磁通量不变，所以AB和CD中无感应电流
B．因穿过回路EFGH的磁通量变化，所以AB和CD中有感应电流
C．磁场方向改变，则AB和CD中无感应电流
D．磁场方向改变为与线圈平面平行，则AB和CD中有感应电流
3.如图所示，把矩形线圈从匀强磁场中拉出，在整个过程中如果第一次用速度v拉出，第二次用速度2v拉出，则
两次拉力所做的功W
1与W
2
的关系是（）
A．W1=W2B．W2 ="2" W1C．W
1
=W2D．W1=4W2 4.如图是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定（）
A．周期是0.01 s
B．最大值是311 V
C．有效值是311 V
D．表达式为u＝220sin 100πt（V）
5.远距离输电都采用高压输电，其优点是（）
A．可增大输电电流B．可加快输电速度
C．可增大输电功率D．可减少输电线上的能量损失
6.如图所示，可以将电压升高供给电灯的变压器的图是（）
7.一个白炽灯泡上标“220Ｖ40W”，那么为了使它正常发光，所使用的正弦交流电应是
A．电压最大值为220V，电流最大值约为0.18A
B．电压最大值为311V，电流最大值约为0.26A
C．电压有效值为220V，电流有效值约为0.26A
D．电压有效值为311V，电流有效值约为0.18A
="100sinωt" V和
8.把一只电热器接到100 V的直流电源上，在t时间内产生的热量为Q，若将它分别接到U
1
U
="50sin2ωt" V的交变电流电源上，仍要产生热量Q，则所需时间分别是（）
2
A．t，2t B．2t，8t C．2t，2t D．t，t
9.有一带电量为+q，质量为m的带电粒子，沿如图所示的方向，从A点沿着与边界夹角30°、并且垂直磁场的方向，进入到磁感应强度为B的匀强磁场中，已知磁场的上部没有边界，若离子的速度为v，则该粒子离开磁场时，
距离A点的距离（）
A．B．C．D．
10.如图所示，一个直角三角形金属框，向左匀速穿过一个方向垂直于纸面向内的匀强磁场，磁场仅限于虚线边界所围成的区域内，该区域的形状与金属框完全相同，且金属框的下边与磁场区域的下边在一直线上．取顺时针方向为电流的正方向，金属框穿过磁场的过程中，感应电流i随时间t变化的图象是：（）
二、实验题
1.如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置．
（1）将图中所缺的导线补接完整．
（2）在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下，那么合上开关后（）
A．将原线圈迅速插入副线圈时，电流计指针向右偏转一下
B．将原线圈插入副线圈后，电流计指针一直偏在零点左侧
C．将原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，电流计指针向右偏转一下
D．将原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，电流计指针向左偏转一下
2.某同学把两块质量不同的木块用细线连接，中间夹一被压缩了的轻质弹簧，如图所示，将这一系统置于光滑的水平桌面上，烧断细线，观察木块的运动情况，进行必要的测量，验证物体间相互作用时动量守恒。

（1）两木块离开桌面之后做____________运动。

（2）该同学必须用________________（填写实验器材）测量出两木块的____________（填写物理量，并标明物理符号）；还要用____________（填写实验器材）测量出两木块落地时的_____________（填写物理量，并标明物理符号）。

（3）用所得数据验证动量守恒的关系式是______________________。

三、计算题
1.试用牛顿运动定律推导动量守恒定律
2.如图所示，有一个水平匀强磁场，在垂直于磁场方向的竖直平面内放一个金属框，AB可以自由上下滑动，且始终保持水平，无摩擦。

若AB质量为m=0.2g，长L=0.1m，电阻R=0.2Ω，其他电阻不计，磁感应强度B=0.1T，g=10m/s2。

（1）求AB下落速度为2m/s时，其下落的加速度及产生的热功率是多少？
（2）求AB边下落时的最大速度？
3.发电机转子是边长为0.2m的正方形，线圈匝数为100匝，内阻8欧，初始位置如图所示，以ad、bc中点连线为轴用600转/分的转速在特斯拉的匀强磁场中转动，，灯泡电阻为24欧，则：
（1）从图示位置开始计时，写出感应电动势的瞬时值方程。

（2）灯泡的实际消耗功率为多大?
（3）从图示位置开始经过0.15s灯泡中产生的热量为多少？通过灯泡的电量为多少？
4.如图所示，竖直平面坐标系xOy的第一象限，有垂直xOy面向外的水平匀强磁场和竖直向上的匀强电场，大小分别为B和E；第四象限有垂直xOy面向里的水平匀强电场，大小也为E；第三象限内有一绝缘光滑竖直放置的半径为R的半圆轨道，轨道最高点与坐标原点O相切，最低点与绝缘光滑水平面相切于N。

一质量为m的带电小球从y轴上（y>0）的P点沿x轴正方向进入第一象限后做圆周运动，恰好通过坐标原点O，且水平切入半圆轨道并沿轨道内侧运动，过N点水平进入第四象限，并在电场中运动（已知重力加速度为
g）．
（1）判断小球的带电性质并求出其所带电荷量；
（2）P点距坐标原点O至少多高；
（3）若该小球以满足（2）中OP最小值的位置和对应速度进入第一象限，通过N点开始计时，经时间t＝2
小球距坐标原点O的距离s为多远？
安徽高二高中物理期中考试答案及解析
一、选择题
1.一个理想变压器，原线圈中通入的是电压为220V、频率为50Hz的交变电流，副线圈上接有一个变阻器．当此变阻器的阻值变大时（）
A．副线圈中的电流将变大
B．副线圈中电流的频率将变大
C．副线圈两端的电压将变大
D．变压器的输出功率将变小
【答案】D
【解析】副线圈中电压由输入电压和匝数比决定，增大副线圈中电阻时，副线圈的电压不变，电流减小，变压器不改变频率，A、B、C错误；根据功率知副线圈的电压不变，电流减小，所以变压器的输出功率将变小，D 正确。

【考点】变压器的构造和原理．
2.如图所示，线圈ABCD在匀强磁场中，沿导线框架向右匀速运动，除电阻R以外，其余电阻不计，则（）A．因穿过ABCD的磁通量不变，所以AB和CD中无感应电流
B．因穿过回路EFGH的磁通量变化，所以AB和CD中有感应电流
C．磁场方向改变，则AB和CD中无感应电流
D．磁场方向改变为与线圈平面平行，则AB和CD中有感应电流
【答案】B
【解析】因穿过回路EFGH的磁通量变化，所以AB和CD中有感应电流，B正确，A错误；磁场方向改变，由于线圈中的磁通量发生变化，AB和CD中存在感应电流，C错误；磁场方向改变为与线圈平面平行，线圈中的磁通量为零，没有感应电流产生，D错误。

【考点】考查了法拉第电磁感应
3.如图所示，把矩形线圈从匀强磁场中拉出，在整个过程中如果第一次用速度v拉出，第二次用速度2v拉出，则
两次拉力所做的功W
1与W
2
的关系是（）
A．W1=W2B．W2 ="2" W1C．W
1
=W2D．W1=4W2
【答案】B
【解析】设矩形线框边长分别为，感应电动势，感应电流，安培力
，线框做匀速直线运动，由平衡条件得：，拉力的功
，故B正确。

【考点】考查了导体切割磁感线运动，功的计算
4.如图是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定（）
A．周期是0.01 s
B．最大值是311 V
C．有效值是311 V
D．表达式为u＝220sin 100πt（V）
【答案】B
【解析】由图象知周期为0.02s，故A错误；由图象知最大值为311V，故B正确；电压的有效值为：
，故C错误；角频率，则瞬时值表达式为：，故D错误。

【考点】正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率；正弦式电流的图象和三角函数表达式．
5.远距离输电都采用高压输电，其优点是（）
A．可增大输电电流B．可加快输电速度
C．可增大输电功率D．可减少输电线上的能量损失
【答案】D
【解析】根据在输电的过程中输送的功率一定，，输送电压越高，输送电流越小，故A、C错误；输电电压不会改变输电的速度，故B错误；输电电压越高，输电电流越小，根据根据，知损失的功率越小，故D正确。

【考点】考查了远距离输电
6.如图所示，可以将电压升高供给电灯的变压器的图是（）
【答案】C
【解析】甲图中原线圈接入恒定电流，变压器不能工作，故A错误；乙图中，原线圈匝数比副线圈匝数多，所以是降压变压器，故B错误；丙图中，原线圈匝数比副线圈匝数少，所以是升压变压器，故C正确；丁图中，原线
圈接入恒定电流，变压器不能工作，故D错误。

【考点】考查了理想变压器
7.一个白炽灯泡上标“220Ｖ40W”，那么为了使它正常发光，所使用的正弦交流电应是
A．电压最大值为220V，电流最大值约为0.18A
B．电压最大值为311V，电流最大值约为0.26A
C．电压有效值为220V，电流有效值约为0.26A
D．电压有效值为311V，电流有效值约为0.18A
【答案】B
【解析】白炽灯泡上标“220V40W”，灯泡额定电压为220W，额定电压指的是有效值，所以电压有效值为220V，根据正弦交流电有效值跟最大值的关系得电压最大值为：，电流有效值，电流
最大值约为，故B正确。

【考点】正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率．
="100sinωt" V和
8.把一只电热器接到100 V的直流电源上，在t时间内产生的热量为Q，若将它分别接到U
1
="50sin2ωt" V的交变电流电源上，仍要产生热量Q，则所需时间分别是（）
U
2
A．t，2t B．2t，8t C．2t，2t D．t，t
【答案】B
【解析】设电热器的电阻为．当电热器接在的直流电源上时，，当电热器改接到交流电源上时，，根据，解得．当电热器改接到交流电源上时，，根据
，解得，故B正确。

【考点】交流的峰值、有效值以及它们的关系．
9.有一带电量为+q，质量为m的带电粒子，沿如图所示的方向，从A点沿着与边界夹角30°、并且垂直磁场的方向，进入到磁感应强度为B的匀强磁场中，已知磁场的上部没有边界，若离子的速度为v，则该粒子离开磁场时，
距离A点的距离（）
A．B．C．D．
【答案】A
【解析】带正电的粒子射入磁场后，由于受到洛伦兹力的作用，粒子将沿图示的轨迹运动，从A点射出磁场，O、
A间的距离为L，射出时速度的大小仍为v，射出方向与x轴的夹角仍为30°．
由于洛伦兹力提供向心力，则：，R为圆轨道的半径，解得：，圆轨道的圆心位于A和射出点
的中垂线上，由几何关系可得：，联立两式解得，A正确。

【考点】考查了带电粒子在匀强磁场中的运动
10.如图所示，一个直角三角形金属框，向左匀速穿过一个方向垂直于纸面向内的匀强磁场，磁场仅限于虚线边界所围成的区域内，该区域的形状与金属框完全相同，且金属框的下边与磁场区域的下边在一直线上．取顺时针方向为电流的正方向，金属框穿过磁场的过程中，感应电流i随时间t变化的图象是：（）
【答案】A
【解析】设直角三角形右下角为．金属框进入磁场的过程，感应电动势为，，则得，感应电流大小：，由楞次定律判断得知：感应电流为逆时针方向，是负值；金属框穿出磁场的过程，感应电动势为：
是三角形底边的长度，则得：，感应电流大小：，由楞次定律判
断得知：感应电流为顺时针方向，是正值；由数学知识可知A图象正确．
【考点】考查了导体切割磁感线运动
二、实验题
1.如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置．
（1）将图中所缺的导线补接完整．
（2）在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下，那么合上开关后（）
A．将原线圈迅速插入副线圈时，电流计指针向右偏转一下
B．将原线圈插入副线圈后，电流计指针一直偏在零点左侧
C．将原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，电流计指针向右偏转一下
D．将原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，电流计指针向左偏转一下
【答案】（1）如图所示（2）AD
【解析】（1）如图所示
（2）当在闭合电键时，发现灵敏电流计的指针向右偏了一下．则说明大线圈中产生了感应电流．当将原线圈迅速插入副线圈时，则线圈的磁通量也是从无到有，与题中开关闭合情形相似，则电流计指针向右偏转一下，故A正确；当原线圈插入副线圈后，穿过线圈的磁通量不变，没有感应电流产生，故B错误；当原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，电路中电流变小，导致线圈磁通量变小，与开关闭合情形相反，则电流计指针向左偏转一下，故C错误，故D正确。

【考点】“研究电磁感应现象”的实验
2.某同学把两块质量不同的木块用细线连接，中间夹一被压缩了的轻质弹簧，如图所示，将这一系统置于光滑的水
平桌面上，烧断细线，观察木块的运动情况，进行必要的测量，验证物体间相互作用时动量守恒。

（1）两木块离开桌面之后做____________运动。

（2）该同学必须用________________（填写实验器材）测量出两木块的____________（填写物理量，并标明
物理符号）；还要用____________（填写实验器材）测量出两木块落地时的_____________（填写物理量，并标明物理符号）。

（3）用所得数据验证动量守恒的关系式是______________________。

【答案】（1）平抛运动（2）天平、两木块的质量和，、刻度尺、两木块落地点到桌面边缘的水平距离（3）用所得数据验证动量守恒的关系是
【解析】（1）木块离开桌面后，速度为水平方向，所以做平抛运动。

（2）（3）取木块1的初速度方向为正方向，两小球质量和平抛初速度分别为，平抛运动的水平位
移分别为，平抛运动的时间为需要验证的方程：，又，代入得到
，故需要测量两木块的质量和，两木块落地点到桌面边缘的水平距离
所以需要的器材为刻度尺、天平
【考点】验证物体间相互作用时动量守恒
三、计算题
1.试用牛顿运动定律推导动量守恒定律
【答案】
【解析】令和分别表示两质点的质量，和分别表示它们所受的作用力，和分别表示它们的加速度，作用的时间．和分别表水它们相互作用过程中的初速度，和分别表示末速度，
和分别表示和F
2
由牛顿第二定律得：①
由加速度的定义可知：②
把②代入①代入上式，可得：③
由牛顿第三定律，可知：④
由③，①可得：③
其中和为两质点的初动量，和为两质点的末动量，这就是动量守恒定律的表达式．
【考点】考查了牛顿运动定律，动量守恒定律
2.如图所示，有一个水平匀强磁场，在垂直于磁场方向的竖直平面内放一个金属框，AB可以自由上下滑动，且始
终保持水平，无摩擦。

若AB质量为m=0.2g，长L=0.1m，电阻R=0.2Ω，其他电阻不计，磁感应强度B=0.1T，
g=10m/s2。

（1）求AB下落速度为2m/s时，其下落的加速度及产生的热功率是多少？
（2）求AB边下落时的最大速度？
【答案】（1），（2）
【解析】（1）AB下落过程中切割磁感线产生的感应电动势为，
受到的安培力为
通过AB的电流为
根据牛顿第二定律，AB运动的加速度为：
克服安培力做功，能量转化为电热，故热功率为
联立解得：，即加速度方向竖直向下，
（2）当重力和安培力相等时，AB的速度最大，即，解得
【考点】考查了导体切割磁感线运动
3.发电机转子是边长为0.2m的正方形，线圈匝数为100匝，内阻8欧，初始位置如图所示，以ad、bc中点连线
为轴用600转/分的转速在特斯拉的匀强磁场中转动，，灯泡电阻为24欧，则：
（1）从图示位置开始计时，写出感应电动势的瞬时值方程。

（2）灯泡的实际消耗功率为多大?
（3）从图示位置开始经过0.15s灯泡中产生的热量为多少？通过灯泡的电量为多少？
【答案】（1）（2）（3）Q=11.25J，q=1/4πC
【解析】（1）线圈运动的角速度，电动势最大值为
瞬时值方程
（2）电动势有效值，电流为，电阻消耗的功率
（3）Q=11.25J，q=1/4πC（0.15s为1.5T，所以磁通量的变化量与0.5T的一样，都是2BS）
【考点】考查了交流电的产生，电功率的计算
4.如图所示，竖直平面坐标系xOy的第一象限，有垂直xOy面向外的水平匀强磁场和竖直向上的匀强电场，大小
分别为B和E；第四象限有垂直xOy面向里的水平匀强电场，大小也为E；第三象限内有一绝缘光滑竖直放置的
半径为R的半圆轨道，轨道最高点与坐标原点O相切，最低点与绝缘光滑水平面相切于N。

一质量为m的带电小
球从y轴上（y>0）的P点沿x轴正方向进入第一象限后做圆周运动，恰好通过坐标原点O，且水平切入半圆轨道
并沿轨道内侧运动，过N点水平进入第四象限，并在电场中运动（已知重力加速度为
g）．
（1）判断小球的带电性质并求出其所带电荷量；
（2）P点距坐标原点O至少多高；
（3）若该小球以满足（2）中OP最小值的位置和对应速度进入第一象限，通过N点开始计时，经时间t＝2
小球距坐标原点O的距离s为多远？
【答案】（1）正电（2）（3
【解析】（1）小球进入第一象限正交的电场和磁场后，在垂直磁场的平面内做圆周运动，说明重力与电场力平衡，qE＝mg①得q＝②小球带正电．
（2）小球在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，设匀速圆周运动的速度为v、轨道半径为r.[]
有：qvB＝③
小球恰能通过半圆轨道的最高点并沿轨道运动，有：mg＝④
由③④得：r＝⑤
PO的最小距离为：y＝2r＝.⑥
（3）小球由O运动到N的过程中机械能守恒：mg·2R＋mv2＝⑦
由④⑦得：v
＝⑧
N
做匀速直线运动，沿电场方向做初速根据运动的独立性可知，小球从N点进入电场区域后，在x轴方向以速度v
N
t⑨
度为零的匀加速直线运动，则沿x轴方向有：x＝v
N
沿电场方向有：z＝at2⑩
a＝＝g⑪
t时刻小球距O点：s＝.
【考点】考查了机械能守恒，圆周运动，牛顿第二定律。