云南省景东县民中2017-2018学年高二下学期6月份考试物理试题 含答案

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云南省景东县民中2017-2018学年下学期6月份考试
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2.0分,共24分)
1.如图所示，条形磁铁用细线悬挂在O点．O点正下方固定一个水平放置的铝线圈．让磁铁在
竖直面内摆动，下列说法中正确的是( )
A．磁铁左右摆动一次，线圈内感应电流的方向改变2次
B．磁铁始终受到感应电流磁场的斥力作用
C．磁铁所受到的感应电流对它的作用力始终是阻力
D．磁铁所受到的感应电流对它的作用力有时是阻力有时是动力
2.关于线圈中自感电动势的大小的说法中正确的是( )
A．自感系数一定时，电流变化越大，自感电动势越大
B．自感系数一定时，电流变化越快，自感电动势越大
C．通过线圈的电流为零的瞬间，自感电动势为零
D．通过线圈的电流为最大值的瞬间，自感电动势最大
3.如图所示，当磁铁突然向铜环运动时，铜环的运动情况是( )
A．向右摆动
B．向左摆动
C．静止
D．无法判定
4.如图所示，边长为L的正方形线圈与匀强磁场垂直，磁感应强度为B.当线圈按图示方向以
速度v垂直B运动时，下列判断正确的是( )
A．线圈中无电流，φa＝φb＝φc＝φd
B．线圈中无电流，φa>φb＝φd>φc
C．线圈中有电流，φa＝φb＝φc＝φd
D．线圈中有电流，φa>φb＝φd>φc
5.如图所示，一个绕圆心轴MN匀速转动的金属圆盘，匀强磁场垂直于圆盘平面，磁感应强度为B，圆盘中心和圆盘边缘通过电刷与螺线管相连，圆盘转动方向如图所示，则下述结论中正
确的是( )
A．圆盘上的电流由圆心流向边缘
B．圆盘上的电流由边缘流向圆心
C．金属圆盘上各处电势相等
D．螺线管产生的磁场，F端为N极
6.如图所示，一由均匀电阻丝折成的正方形闭合线框abcd，置于磁感应强度方向垂直纸面向外的有界匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，线框bc边与磁场左、右边界平行．若将该线框以不同的速率从图示位置分别从磁场左、右边界匀速拉出至全部离开磁场，在此过程中( )
A．流过ab边的电流方向相反
B．ab边所受安培力的大小相等
C．线框中产生的焦耳热相等
D．通过电阻丝某横截面的电荷量相等
7.如图所示为演示交变电流产生的装置图，关于这个实验，正确的说法是( )
A．线圈每转动一周，指针左右摆动两次
B．图示位置为中性面，线圈中无感应电流
C．图示位置ab边的感应电流方向为a→b
D．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零
8.如图表示一交流电随时间而变化的图象．此交流电流的有效值是( )
A． 5 A
B． 5 A
C． 4 A
D． 3.5 A
9.如图所示，有一矩形线圈的面积为S、匝数为N、电阻不计，绕OO′轴在水平方向的磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω做匀速转动，从图示位置开始计时．矩形线圈通过滑环接一理想变压器，滑动触头P上下移动时可改变输出电压，副线圈接有可调电阻R，下列判断正确的是( )
A．矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e＝NBSωcosωt
B．矩形线圈从图示位置经过时间时，通过电流表的电荷量为零
C．当P不动、R增大时，电压表读数也增大
D．当P向上移动、R不变时，电流表读数减小
10.某正弦式交流电的电流i随时间t变化的图象如图所示．由图可知( )
A．电流的最大值为10 A
B．电流的有效值为10 A
C．该交流电的周期为0.03 s
D．该交流电的频率为0.02 Hz
11.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，下
说法正确的是( )
A．ab输入端电压的瞬时值表达式为Uab＝27sin 100πt(V)
B．电流表的示数为2 A，且四只灯泡均能正常发光
C．流过灯L2的电流每秒钟方向改变50次
D．ab输入端输入功率Pab＝18 W
12.如图所示的电路中，正弦交流电源电压的有效值为220 V，则关于交流电压表的示数，以下说法中正确的是( )
A．等于220 V
B．大于220 V
C．小于220 V
D．等于零
二、多选题(共4小题,每小题4.0分,共16分)
13.(多选)如图所示，边长为L、不可形变的正方形导体框内有半径为r的圆形区域，其磁感
应强度B随时间t的变化关系为B＝kt(常量k＞0)．回路中滑动变阻器R的最大阻值为R0，
滑动片P位于滑动变阻器中央，定值电阻R1＝R0、R2＝0.5R0.闭合开
关S，电压表的示数为U，不考虑虚线MN右侧导体的感应电动势．则
( )
A．R1两端的电压为
B．电容器的a极板带正电
C．滑动变阻器R的热功率为电阻R2的5倍
D．正方形导线框中的感应电动势为kL2
14.(多选)在光滑绝缘的水平地面上方，有两个磁感应强度大小均为B，方向相反的水平匀强
磁场，如图所示PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大．一个半径为a、质量为m、电阻为R
的金属圆环垂直磁场方向，以初速度v从如图位置向右自由平移，当圆环运动到直径刚好与
边界线PQ重合时，圆环的速度为v，则下列说法正确的是( )
A．此时圆环中的电功率为
B．此时圆环的加速度为
C．此过程中通过圆环截面的电荷量为
D．此过程中回路产生的电能为0.75mv2
15.(多选)交流电源输出的电压U随时间t变化的图线如图所示，则下列说法正确的是( )
A．交变电流的频率为50 Hz
B．交变电流的周期为2 s
C．交变电压的最大值为220V
D．交变电压的有效值为220V
16.如图所示为某大型商场的应急供电系统，由交流发电机和副线圈匝数可调的理想降压变压
器组成．发电机中矩形线圈所围的面积为S、匝数为N、电阻不计，它可绕水平轴OO′在磁感
应强度为B的水平匀强磁场中以角速度ω匀速转动．矩形线圈通过滑环连接降压变压器，滑
动触头P上下移动时可改变输出电压，R0表示输电线的电阻．以线圈平面与磁场平行时为计时
起点，下列判断正确的是( )
A．用户得到的交变电压的频率为
B．发电机线圈感应电动势的瞬时值表达式为e＝NBSωsinωt
C．当发电机线圈处于图示位置时，原线圈两端的感应电动势最大
D．当用电器数目增多时，若要用电器两端电压保持不变，滑动触头P应向上滑动
分卷II
三、实验题(共2小题,共14分)
17.某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的直径和高度，测量结果如图
（a）和（b）所示．该工件的直径为cm，高度为mm．
18.欲用伏安法测定一段阻值约为 5 Ω左右的金属导线的电阻,要求测量结果尽量准确,现备有以下器材:
A.电池组（3 V,内阻1 Ω）
B.电流表（0～3 A,内阻0.0125 Ω）
C.电流表（0～0.6 A,内阻0.125 Ω）
D.电压表（0～3 V,内阻3 kΩ）
E.电压表（0～15 V,内阻15 kΩ）
F.滑动变阻器（0～20 Ω,额定电流1 A）
G.滑动变阻器（0～2 000 Ω,额定电流0.3 A） H.开关、导线
（1）上述器材中应选用的是；（填写各器材的字母代号）
（2）实验电路应采用电流表接法；（填“内”或“外”）
（3）设实验中,电流表、电压表的某组示数如下图所示，图示中I=A，U=V.
（4）为使通过待测金属导线的电流能在0～0.5 A范围内改变,请按要求画出测量待测金属导线的电阻Rx的原理电路图,然后根据你设计的原理电路将下图中给定的器材连成实验电路.
四、计算题
19.图中a1b1c1d1和a2b2c2d2为在同一水平面内的金属导轨，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨所在的平面(纸面)竖直向下．导轨的a1b1段与a2b2段的距离为l1；c1d1段与c2d2段的距离为l2.x1y1与x2y2为两根用不可伸长的绝缘轻线相连的金属细杆，质量分别为m1和m2，它们都垂直于导轨并与导轨间的动摩擦因数为μ.两杆与导轨构成的回路的总电阻为
R.F为作用于金属杆x1y1上的水平向右的恒力．已知两杆运动到图示位置时，都已匀速运动，求此时：(1)杆的速度大小；(2)回路电阻上的热功率．
20.如图所示，质量m1＝0.1 kg、电阻R1＝0.3 Ω、长度l＝0.4 m的导体棒ab横放在U形金属框架上．框架质量m2＝0.2 kg，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，相距0.4 m的MM′、NN′相互平行，电阻不计且足够长．电阻R2＝0.1 Ω的MN垂直于MM′.整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.5 T．垂直于ab施加F＝2 N的水平恒力，使ab从静止开始无摩擦地运动，始终与MM′、NN′保持良好接触．当ab运动到某处时，框架开始运动．设框架与水平面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2.
(1)求框架开始运动时ab速度v的大小；
(2)从ab开始运动到框架开始运动的过程中，MN上产生的热量Q＝0.1 J，求该过程ab位移x 的大小．
21.如图所示，线圈abcd的面积是0.05 m2，共100匝，线圈电阻为1 Ω，外接电阻R＝9 Ω，
匀强磁场的磁感应强度B＝T，当线圈以300 r/min的转速匀速旋转时．求：
(1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；
(2)线圈转过s时电动势的瞬时值多大？
(3)电路中，电压表和电流表的示数各是多少？
(4)从中性面开始计时，经s通过电阻R的电荷量是多少？
22.如图所示，交流发电机电动势的有效值E＝20 V、内阻不计，它通过一个R＝6 Ω的指示灯连接变压器．变压器输出端并联24只彩色小灯泡，每只灯泡都标有“6 V,0.25 W”，且灯泡都正常发光，导线电阻不计．求：
(1)降压变压器初级、次级线圈匝数之比；
(2)发电机的输出功率．
答案解析
1.【答案】C
【解析】磁铁向下摆动时，根据楞次定律，线圈中产生逆时针方向感应电流(从上面看)，并且磁铁受到感应电流对它的作用力为阻力，阻碍它靠近；磁铁向上摆动时，根据楞次定律，线圈中产生顺时针方向感应电流(从上面看)，磁场受感应电流对它的作用力仍为阻力，阻碍它远离，所以磁铁在左右摆动一次过程中，电流方向改变3次，感应电流对它的作用力始终是阻力，C项正确．
2.【答案】B
【解析】自感电动势由自感系数L和电流变化快慢共同决定，E＝L，自感系数跟线圈匝数、尺寸及是否有铁芯有关．电流变化越快，自感系数越大，产生的自感电动势越大．所以A、C、D错误，B正确．
3.【答案】A
【解析】本题可由两种方法来解决：
方法1：画出磁铁的磁感线分布，如图甲所示，当磁铁向铜环运动时，穿过铜环的磁通量增加，由楞次定律判断出铜环中的感应电流方向如图甲所示．分析铜环受安培力作用而运动时，可把铜环中的电流等效为多段直线电流元．取上、下两小段电流元作为研究对象，由左手定则确定两段电流元的受力，由此可推断出整个铜环所受合力向右，则A选项正确．
方法2(等效法)：磁铁向右运动，使铜环产生的感应电流可等效为图乙所示的条形磁铁，两磁铁有排斥作用，故A正确．
4.【答案】B
【解析】线圈在运动过程中，穿过线圈的磁通量不变，所以在线圈中不会产生感应电流，C、D错，但导体两端有电势差，根据右手定则，可知B正确．
5.【答案】A
【解析】当圆盘转动方向如图所示时，根据右手定则可判断出圆盘上的感应电流方向是从圆心流向边缘的，故A正确，B错误；由于圆盘上存在感应电流，故其上的电势并不相等，C错误；再对螺线管中的电流方向，由安培定则可判断出E端为N极，故D错误．
6.【答案】D
【解析】线框被拉出磁场的过程中，穿过线框的磁通量均减小，根据楞次定律及右手定则可判断出感应电流方向相同，选项A错误；根据I＝及F＝BIL可得F＝，则速度不同ab边所受安培力的大小不同，选项B错误；由Q＝W＝FL＝可知速度不同，线框中产生的焦耳热不同，选项C错误；根据q＝可知通过电阻丝某横截面的电荷量与速度无关，选项D正确．
7.【答案】C
【解析】线圈在磁场中匀速转动时，在电路中产生呈周期性变化的交变电流，线圈经过中性面时电流改变方向，线圈每转动一周，有两次通过中性面，电流方向改变两次，指针左右摆动一次，故A错；线圈处于图示位置时，ab边向右运动，由右手定则，ab边的感应电流方向为a→b，故C对；线圈平面与磁场方向平行时，ab、cd边垂直切割磁感线，线圈产生的电动势最大，即线圈平面与磁场方向平行时，磁通量为零，但磁通量的变化率最大，B、D错误．8.【答案】B
【解析】设某一导体的电阻为R，让此交流电通过该电阻．根据焦耳定律，前半个周期(＝0.01 s)该电流产生的热量为(4A)2R，后半个周期(＝0.01 s)的热量则为(3A)2R.在一个周期内(T＝0.02 s)，交变电流通过电阻R产生的热量Q＝(4A)2R＋(3A)2R.设交流电的有效值为I，根据有效值的定义，I2RT＝Q＝(4A)2R＋(3A)2R，则有I＝5 A．故选B.
9.【答案】A
【解析】矩形线圈切割磁感线产生的感应电流为正弦式交变电流，图示时刻线圈切割磁感线产生的感应电动势最大，最大值为E m＝NBSω，则其瞬时值表达式为e＝NBSωcosωt，选项A
正确；矩形线圈从图示位置经过时间，刚好为周期，磁通量的变化量不为零，通过电流表的电荷量不为零，选项B错误；电压表读数为电压的有效值，矩形线圈的电阻不计，故电压表的示数为交变电压的有效值，恒定不变，选项C错误；当P向上移动、R不变时，原线圈的电压不变，原线圈匝数减少，副线圈的电压增大，输出功率变大，故原线圈中的电流增大，选项D错误．
10.【答案】B
【解析】根据图象，该交流电的最大电流为10A，周期为0.02 s，故A、C错误；电流有效值：I＝＝10 A，故B正确；该交流电的频率为：f＝＝＝50 Hz；故选B.
11.【答案】B
【解析】由题知，cd的电压瞬时值表达式为Ucd＝27sin 100πt V，有效值为U1＝27 V，由＝得副线圈U2＝9 V，则L2、L3、L4均能正常发光，每只灯泡的电流I′＝＝A＝A，副线圈电流I2＝3×A＝2 A，由＝得原线圈的电流I1＝A，L1也能正常发光，ab输入电压的表达式为Uab＝36sin 100πt V，A错，B对；由图象知交流电的周期为0.02 s，交流电的频率为50 Hz，流过灯L2的电流每秒钟方向改变100次，C错；ab输入端输入功率Pab＝36×W ＝24 W，D错，所以本题选择B.
12.【答案】C
【解析】虽然交变电流能通过电容器，但也受到阻碍作用，电容器与电阻串联，根据分压原理可知电阻两端的电压小于电源电压，电压表测的是电阻两端的电压，C正确．
13.【答案】AC
【解析】滑片在中间位置时，P将R分为R左、R右等大两部分，大小为，则R2与R右并联，
阻值为R0，再与R1、R左串联构成闭合电路外电路，所以根据欧姆定律得，R2两端电压为，选项A正确；由于B随时间增大，根据楞次定律得b板带正电，选项B错误；滑动变阻器上的电功率由R左、R右两部分构成，R左电流是R右的两倍，也是R2的两倍，功率表示为PR＝(2I)2r ＋I2r，P2＝I2r，可解得PR＝5P2，选项C正确；由于产生电磁感应的磁场实际面积小于L2，知选项D错误．
14.【答案】AC
【解析】当圆环运动到直径刚好与边界线PQ重合时，圆环左右两半环均产生感应电动势，故线圈中的感应电动势E＝2B×2a×＝2Bav；圆环中的电功率P＝＝，故A正确；此
时圆环受力F＝2BI×2a＝2B·2×2a＝，由牛顿第二定律可得，加速度a＝＝
，故B错误；电路中的平均电动势＝，则电路中通过的电量q＝Δt＝Δt ＝＝，故C正确；此过程中回路产生的电能等于动能的改变量，故E＝mv2－m()2＝mv2＝0.375mv2，故D错误．
15.【答案】AC
【解析】由图象可知，交流电的周期为T＝2×10－2s，频率f＝＝50 Hz，交变电压最大值为220V，有效值为220 V，故选项A、C正确．
16.【答案】ACD
【解析】用户得到的交变电压的频率与发电机的频率相同，为，故A正确；线圈平面与磁场平行时，则感应电动势的瞬时值表达式为e＝NBSωcosωt，故B错误；当发电机线圈处于图示位置时，原线圈两端的感应电动势最大，故C正确；当用电器数目增多时，总电阻减小，电流增大，输电线分压增大，若要用电器两端电压保持不变，滑动触头P应向上滑动，故D 正确．
17.【答案】4.240 1.845
【解析】游标卡尺的主尺读数为4.2 cm，游标尺上第8个刻度和主尺上某一刻度对齐，
所以游标读数为8×0.05 mm=0.40 mm=0.040 cm，
所以最终读数为：4.2 cm+0.040 cm=4.240 cm．
螺旋测微器的固定刻度为1.5 mm，可动刻度为34.5×0.01 mm=0.345 mm，所以最终读数为1.5 mm+0.345 mm=1.845 mm．
18.【答案】（1）A、C、D、F、H；（2）外；（3）0.48 , 2.2； (4)略
【解析】
19.【答案】R
[]2R
【解析】当杆向右匀速运动时，回路中产生顺时针方向的感应电流．设杆向右运动的速度为v，回路中的感应电动势的大小E＝B(l2－l1)v①，
回路中的电流I＝②
作用于杆x1y1向右的安培力F1＝Bl1I③
作用于杆x2y2向左的安培力F2＝Bl2I④
当杆作匀速运动时，有F－μm1g－μm2g＋F1－F2＝0⑤
解以上各式，得I＝⑥
v＝R⑦
电阻上的热功率P＝I2R＝[]2R.
20.【答案】(1)6 m/s (2)1.1 m
【解析】(1)ab对框架的压力F1＝m1g
框架受水平面的支持力F N＝m2g＋F1
依题意，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则框架受到的最大静摩擦力F2＝μF N ab中的感应电动势E＝Blv
MN中电流I＝
MN受到的安培力F安＝BIl
框架开始运动时F安＝F2
由上述各式代入数据解得v＝6 m/s
(2)闭合回路中产生的总热量Q总＝Q
由能量守恒定律，得Fx＝m1v2＋Q总
代入数据解得x＝1.1 m.
21.【答案】(1)e＝50sin 10πt(V) (2)43.3 V (3)31.86 V
3．54 A (4) C
【解析】(1)e＝E m sinωt＝nBS·2πf sin(2πft)
＝100××0.05×2π×sin(2π×t) V＝50sin 10πt V
(2)当t＝s时，e＝50sin(10π×) V≈43.3 V
(3)电动势的有效值为E＝＝V≈35.4 V
电流表示数I＝＝A＝3.54 A
电压表示数U＝IR＝3.54×9 V＝31.86 V
(4)s内线圈转过的角度θ＝ωt＝×2π×＝
该过程中，ΔΦ＝BS－BS cosθ＝BS
由I＝，I＝，E＝
得q＝＝＝C＝ C.
22.【答案】(1)3∶1 (2)6.67 W
【解析】(1)彩色小灯泡的额定电流
I L＝＝A＝A，次级线圈总电流I2＝24I L＝1 A.
变压器输入功率等于：I1U1＝I2U2＝6 W.
变压器原线圈电路中，利用欧姆定律可得
E＝U1＋I1R＝＋6I1，
代入E值解得I1＝A(I1＝3 A应舍去，据题意是降压变压器，应I1＜I2)，所以＝＝.
(2)发电机输出功率P＝I1E≈6.67 W.。