云南省昆明市高二物理下学期期中试题(含解析)-人教版高二全册物理试题

云南省昆明市2016-2017学年高二下学期期中考试物理试题
一、选择题〔其中有4题是多项选择题，其余8题是单项选择题，全选对的4分，漏选得2分，不选或错选得0分；共计48分〕
1. 如下列图：直导线MN放置在闭合线圈上且相互绝缘，导线到圆心的距离为d。

在导线中通入一个电流I，假设要使线圈中产生一个顺时针的电流，导线中的电流方向和大小可能是〔〕
A. 电流方向由M—N，大小逐渐减小
B. 电流方向由M—N，大小逐渐增加
C. 电流方向由N—M，大小逐渐减小
D. 电流方向由N—M，大小逐渐增加
【答案】BC
.........
点睛：此题考查楞次定律的应用，要注意明确导线在线圈中产生的磁通量为左右两侧的磁通量的相互抵消，同时明确楞次定律的根本应用方法．
2. 如下列图，半径为r的金属环绕通过其直径的轴OO'以角度匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为B。

从金属环的平面与磁场方向重合时开始计时，在转过30°角的过程中，环中产生的感应电动势平均值为〔〕
A. ；
B. ；
C. ；
D. 。

【答案】C
【解析】图示位置时穿过线圈的磁通量为：φ1=0；转过30°时穿过线圈的磁通量为：
φ2=BSsin30°=BS转过30°用的时间为： ;由法拉第电磁感应定律得感应电动势的平均值为：，故C正确，ABD错误；应当选C.
3. 如下列图，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度的大小随时间变化。

如下说法中正确的答案是〔〕
①当磁感应强度增加时，线框中的感应电流可能减小
②当磁感应强度增加时，线框中的感应电流一定增大
③当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大
④当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变
A. 只有②④正确
B. 只有①③正确
C. 只有②③正确
D. 只有①④正确
【答案】D
【解析】设闭合回路的面积是S，设电路总电阻为R，由法拉第电磁感应定律可得：感应电动势，由欧姆定律可得：感应电流；S与R是定值，〔1〕当磁感应强度B增加，磁感应强度的变化率增大时，感应电流变大；当磁感应强度的变化率
减小时，感应电流减小，当磁感应强度的变化率不变时，感应电流不变，即当磁感应强度B增加时，感应电流I可能增大，可能不变，可能减小，故①正确，②错误；〔2〕当磁感应强度B减小，磁感应强度的变化率增大时，感应电流变大；当磁感应强度的变化率减小时，感应电流减小，当磁感应强度的变化率不变时，感应电流不变，即当磁感应强度B
减小时，感应电流I可能增大，可能不变，可能减小，故③错误，④正确；应当选D．
点睛：此题考查了判断感应电流如何变化问题，熟练应用法拉第电磁感应定律、欧姆定律，分析各种可能出现的情况是正确解题的关键．
4. 如图4所示，一理想变压器原副线圈的匝数比为1：2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220V，额定功率为22W；原线圈电路中接有电压表和电流表。

现闭合开关，灯泡正常发光。

假设用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数，如此
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】试题分析：由于，而从题中可知，U2=220V，因此电压表的读数U=110V，而变压器是理想变压器，本身不消耗能量，因此输入功率等于输出功率，即，因此，因此A正确，BCD错误
考点：理想变压器
5. 图5〔a〕左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R=55Ω，、为理想电流表和电压表，假设原线圈接入如图5〔b〕所示的正弦交变电压，电压表的示数为110V，如下表述正确的答案是〔〕
A. 电流表的示数为2A
B. 原、副线圈匝数比为1:2
C. 电压表的示数为电压的有效值
D. 原线圈中交变电压的频率为100Hz
【答案】CA
【解析】电流表的示数，故A正确；原线圈电压的有效值，原副线圈匝数之比，故B错误；电压表示数为电压的有效值，故C正确；根据图象，周期T=0.02s，交流电的频率，故D错误；应当选AC.
点睛：能够根据图象得到我们需要的物理信息，掌握住理想变压器的电压、电流之间的关系，最大值和有效值之间的关系即可解决此题．
6. 图6是远距离高压输电的示意图，关于远距离输电，如下表述正确的答案是〔〕
A. 增加输电导线的截面积有利于减少输电过程中的电能损失
B. 高压输电是通过增大输电电压来减小输电线中的电流，有利于减小输电过程中的电能损失。

C. 在输送电压一定是=时，输送的电功率越大，输电过程中电能损失越小。

D. 高压输电时必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好。

【答案】ABD
【解析】增加输电导线的横截面积能减小电阻，根据P损=I2R，减小电阻，有利于减少输电过程中的电能损失．故A正确．根据P=UI知，高压输电是通过减小输电电流来减少电路的发热损耗．故B正确．输送的电功率越大，如此输电线上流过的电流越大，输电过程中的电
能损失越大．故C错误．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好．故D 正确．应当选ABD．
点睛：增加输电导线的横截面积能减小电阻，因此，有利于减少输电过程中的电能损失，高压输电是通过减小输电电流来减少电路的发热损耗，输送的电功率越大，如此输电线上流过的电流越大，输电过程中的电能损失越大，高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好．
7. 如图7所示，在匀强磁场中固定放置一根串接一电阻R的直角形金属导轨aOb(在纸面内)，磁场方向垂直于纸面朝里，另有两根金属导轨c、d分别平行于Oa、Ob放置。

保持导轨之间接触良好，金属导轨的电阻不计。

现经历以下四个过程：①以速率v移动d，使它与Ob的距离增大一倍；②再以速率v移动c，使它与Oa的距离减小一半；③然后，再以速率2v移动c，使它回到原处；④最后以速率2v移动d，使它也回到原处。

设上述四个过程中通过电阻R的电量大小依次为Q1、Q2、Q3和Q4，如此( )
A. Q1=Q2=Q3=Q4
C、Q1=Q2=2Q3=2Q4
B. 2Q1=2Q2=Q3=Q4
C. Q1≠Q2=Q3≠Q4
【答案】B
【解析】设d与ob之间距离为L1，c与oa之间距离为L2．如此
，如此
Q1=Q2=Q3=Q4，应当选A.
点睛：此题的方法是四个热量均用一样的量表示．也可以用经验公式感应电量，
分析磁通量变化大小来确定．
8. 图中两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为l，磁场方向垂直纸面向里.abcd 是位于纸面内的梯形线圈，ad与bc间的距离也为l.t=0时刻，bc边与磁场区域边界重合〔如图〕.现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域.取沿
a→b→c→d→a的感应电流为正，如此在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I随时间t 变化的图线可能是〔〕
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】试题分析：首先根据右手定如此判断边cb刚进入磁场时回路中感应电流方向，再根据进入磁场中有效切割长度的变化，求出感应电流的变化，从而得出正确结果．
开始时bc边进入磁场切割磁感线，根据右手定如此可知，电流方向为逆时针，即为负方向，故A错误；当bc边开始出磁场时，回路中磁通量减小，产生的感应电流为顺时针，方向为正方向，故D错误，开始时bc边进入磁场切割磁感线，根据感应电动势大小公式可得，有效切割长度越来越长，感应电动势增大，故感应电流越来越大，且电流方向为负方向；当bc边开始出磁场时，根据感应电动势大小公式可得，切割长度越来越长，感应电动势增大，故感应电流越来越大，且电流方向为正方向，故B正确C错误．
9. 如图9甲图所示：矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面
垂直。

规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如下列图.假设规定顺时针方向为感应电流I的正方向，图乙中正确的答案是〔〕
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】试题分析：由图可知，0﹣1s内，线圈中磁通量的变化率一样，故0﹣1s内电流的方向一样，由楞次定律可知，电路中电流方向为逆时针，即电流为负方向；
同理可知，1﹣2s内电路中的电流为顺时针，2﹣3s内，电路中的电流为顺时针，3﹣4s内，电路中的电流为逆时针，
由E==可知，电路中电流大小恒定不变．
应当选D．
10. 阻值为10Ω的电阻接到电压波形如下列图的交流电源上。

以下说法中正确的答案是〔〕
A. 电压的有效值为10V
B. 通过电阻的电流有效值为 A
C. 电阻消耗电功率为5W
D. 电阻每秒种产生的热量为10J
【答案】BC
解：A、由U﹣t图象，交流电压最大值为10V，有效值U==．故A错误．
B、通过电阻的电流I==A．故B正确．
C、根据P=I2R，知电阻消耗的电功率P=5W．故C正确，
D、电阻每秒产生热量Q=Pt=5J．故D错误．
应当选BC．
【点评】解决此题的关键能够从图象中获取电压的峰值，根据峰值与有效值的关系求出有效值．知道功率、热量的求解都用有效值．
11. 用电顶峰期，电灯往往会变暗，其原理可简化为如下物理问题：如下列图，理想变压器的副线圈上，通过输电线连接两只一样的灯泡L1和L2 ，输电线的等效电阻为R，原线圈输入有效值恒定的交流电压，当开关S闭合时，以下说法中正确的答案是 ( )
A. 原线圈中电流减小
B. R两端的电压增大
C. 副线圈输出电压减小
D. 原线圈输入功率减小
【答案】B
【解析】开关S闭合后，电阻减小，而次级电压不变，副线圈的电流增大，原线圈的电流也
增大，故A错误；副线圈电流增大，R两端的电压增大，故B正确；副线圈电压由原线圈和匝数比决定，而原线圈电压和匝数比都没有变，所以副线圈输出电压不变，故C错误；原线圈的电压不变，而电流增大，故原线圈的输入功率增大，故D错误．应当选B.
12. 如图甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流i随时间t 的变化关系如图乙所示.在0-T/2时间内，直导线中电流向上，如此在T/2-T时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力情况是〔〕
A. 感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向左
B. 感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向右
C. 感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向右
D. 感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向左
【答案】C
【解析】在T/2-T时间内，直线电流方向向下，根据安培定如此，知导线右侧磁场的方向垂直纸面向外，电流逐渐增大，如此磁场逐渐增强，根据楞次定律，金属线框中产生顺时针方向的感应电流．根据左手定如此，知金属框左边受到的安培力方向水平向右，右边受到的安培力水平向左，离导线越近，磁场越强，如此左边受到的安培力大于右边受到的安培力，所以金属框所受安培力的合力水平向右．故C正确，ABD错误．应当选C．
点睛：解决此题的关键掌握安培定如此判断电流与其周围磁场的方向的关系，运用楞次定律判断感应电流的方向，以与运用左手定如此判断安培力的方向．
二、实验填空题
13. 某同学用如图10所示的实验器材探究电磁感应现象。

他连接好电路并检查无误后，闭合电键的瞬间观察到电流表G指针向右偏转。

电键闭合后，他还进展了如下操作：
〔1〕将滑动变阻器的滑动触头快速向接线柱C移动，电流计指针将_________〔填“左偏〞、“右偏〞或“不偏〞〕
〔2〕将线圈A中的铁芯快速抽出，电流计指针将________〔填“左偏〞、“右偏〞或“不偏〞〕
【答案】 (1). 右偏 (2). 左偏
【解析】〔1〕滑动触头向C移动，阻值减小，电流变大，指针右偏；
〔2〕快速抽出铁芯，磁场减弱，如此指针左偏。

14. 如图10所示，、两闭合线圈用同样导线绕成的，都是10匝，半径为，内有以线圈作为理想边界的匀强磁场，假设磁场均匀减小，如此、环中感应电动势∶=_______，产生的感应电流∶=_______。

【答案】 (1). 1：1 (2). 1：2
【解析】根据法拉第电磁感应定律，题中n一样，一样，面积S也一样，如此得到A、B环中感应电动势E A：E B=1：1．根据电阻定律，L=n•2πr，ρ、S 一样，如此电阻之比R A：R B=r A：r B=2：1，根据欧姆定律得，产生的感应电流之比I A：
I B=1：2．
三、计算题
15. 如下列图，一个边长为L的正方形金属框，质量为m、电阻为R，用细线把它悬挂于一个有界磁场边缘，金属框上半局部处于磁场内，磁场随时间均匀变化，满足B=kt关系。

细
线能承受最大拉力T=2mg，从t=0开始计时，求经过多长时间细线会被拉断.
【答案】省略
【解析】要使细线拉断，此时有：T=2mg由受力平衡得，T=mg+F故：F=BIL=B L而由法拉第电磁感应定律得：磁感应强度变化规律为：B=kt由以上整理得：
16. 如图，水平U形光滑框架，宽度为1m，电阻忽略不计，导体棒ab的质量m = 0.2kg、电阻R = 0.5Ω，匀强磁场的磁感应强度B = 0.2T，方向垂直框架向上。

现用F = 1N的外力由静止开始向右拉ab棒，当ab棒的速度达到2m/s时，求：
〔1〕ab棒产生的感应电动势的大小；
〔2〕ab棒所受的安培力；
〔3〕ab棒的加速度。

【答案】省略
【解析】〔1〕根据导体棒切割磁感线的电动势 E=BLV代入数据解得：E=0.2×1×2V=0.4V〔2〕由闭合电路欧姆定律得回路电流：
ab受安培力：F安=BIL=0.2×0.8×1N=0.16N方向水平向左〔3〕根据牛顿第二定律得ab杆的加速度为：
方向水平向右.
点睛：此题考查电磁感应与力学和电路的根本综合，知道切割磁感线的局部相当于电源，掌握法拉第定律、欧姆定律、左手定如此等根本规律是关键．
17. 如图〔甲〕所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场．线圈的匝数n=100匝，电阻r=1．0Ω，所围成矩形的面积S=0．040m2，小灯泡的电阻R=9．0Ω，磁场的磁感应强度随按如图〔乙〕所示的规律变化，线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为，其中B m 为磁感应强度的最大值，T为磁场变化的周期．不计灯丝电阻随温度的变化，求：
〔1〕线圈中产生感应电动势的最大值
〔2〕小灯泡消耗的电功率．
〔3〕在磁感强度变化的0~的时间内，通过小灯泡的电荷量．
【答案】〔1〕〔2〕2.88W〔3〕
【解析】(1)因为线圈中产生的感应电流变化的周期与磁场变化的周期一样,所以由图象可知,线圈中产生交变电流的周期为T=3.14×10-2s
所以线圈中感应电动势的最大值为
E m=8.0 V.
(2)根据欧姆定律,电路中电流的最大值为I m=="0.80" A
通过小灯泡电流的有效值为I=I m/ A
小灯泡消耗的电功率为P=I2R="2.88" W.
(3)在磁感应强度变化的0~内,线圈中感应电动势的平均值=nS通过灯泡的平均电流
=
通过灯泡的电荷量Q=Δt==4.0×10-3C.。