福建省福州市八县一中高二物理下学期期中联考试题5209.pdf

1 福建省福州市八县一中高二物理下学期期中联考试题 一、选择题（本题共 12 小题，每小题 4 分。在每小题给出的四个选项中，第 1-8 题只有一项符合题目要求，第9-12 题有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。）1下列说法正确的是()A.奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象 B.闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，电路中一定会产生感应电流 C.线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大 D.涡流的形成不一定遵循法拉第电磁感应定律 2水平放置的金属框架cdef处于如图所示的匀强磁场中，金属棒ab处于粗糙的框架上且接触良好，从某时刻开始，磁感应强度均匀增大，金属棒ab始终保持静止，则()Aab中电流增大，ab棒所受摩擦力增大 Bab中电流不变，ab棒所受摩擦力不变 Cab中电流不变，ab棒所受摩擦力增大 Dab中电流增大，ab棒所受摩擦力不变 3.某电源输出的电流中既有交流又有直流成分，如果需要在 R 上得到直流成分，应在如图所示电路中的 A、B 两处连接合适的元件合理的连接方式是（）A.A、B 处均接电感 B.A、B 处均接电容 C.A 处接电容，B 处接电感 D.A 处接电感，B 处接电容 4如图所示，闭合金属线圈 a 悬挂在通电长直导线 b 的正上方，且和 b 在同一竖直平面内。当导线 b 中的电流突然减小时，下列说法中正确的是（）A线圈 a 中产生逆时针方向的感应电流，悬线拉力增大 B线圈a 中产生顺时针方向的感应电流，悬线拉力增大 C线圈a 中产生顺时针方向的感应电流，悬线拉力变小 D线圈 a 中产生逆时针方向的感应电流，悬线拉力变小 5如图甲所示，光滑导轨水平放置在竖直方向的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B随时间的变化规律如图乙所示(规定向下为正方向)，导体棒ab垂直导轨放置，除电阻R的阻值外，其余电阻不计，导体棒ab在水平外力F的作用下始终处于静止状态规定ab的方向为电流的正方向，水平向右的方向为外力的正方向，则在 02t0时间内，能正确反映流过导体棒ab的电流与时间或外力与时间关系的图线是()2 6图中在 023T 及23TT 两段时间内电流均按正弦规律变化，则如图所示交变电流的有效值为()A10 2 A B5 2 A C5 6 A D15 A 7.如图所示，匝数为 50 匝的矩形闭合导线框 ABCD 处于磁感应强度大小 B=210T 的水平匀强磁场中，线框面积 S=0.5m2，线框电阻不计线框绕垂直于磁场的轴 OO以角速度=100rad/s 匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈接入一只“220V，60W”的灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为 10A，下列说法正确的是（）A 在图示位置线框中产生的感应电动势最大 B变压器原、副线圈匝数之比为 25：22 C线框中产生电动势的有效值为 2502V D允许变压器输出的最大功率为 5000W 8如图所示的电路中,三个相同的灯泡 a、b、c 和电感L1、L2与直流电源连接,电感的电阻忽略不计,开关 S 从闭合状态突然断开时,下列判断正确的是()A.b 先变亮,然后逐渐变暗 B.c 先变亮,然后逐渐变暗 C.a、b、c 都逐渐变暗 3 D.a 先变亮,然后逐渐变暗 以下为多项选择题 9如图所示的电路中，P为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U1不变，闭合开关S，下列说法正确的是()AP向下滑动时，灯 L 变亮 BP向下滑动时，变压器的输出电压不变 CP向上滑动时，变压器的输入电流变小 DP向上滑动时，变压器的输出功率变大 10如图所示，MSNO为同一根导线制成的光滑导线框，竖直放置在水平方向的匀强磁场中，OC为一可绕O轴始终在轨道上滑动的导体棒，当OC从M点无初速度释放后，下列说法中正确的是()A由于无摩擦存在，导体棒OC可以在轨道上往复运动下去 B导体棒OC的摆动幅度越来越小，机械能转化为电能 C导体棒OC在摆动中总受到阻碍它运动的磁场力 D导体棒OC只有在摆动加快时才受到阻碍它运动的磁场力 11如图所示，两根等高光滑的14圆弧轨道，半径为、间距为，轨道电阻不计在轨道顶端连有一阻值为的电阻，整个装置处在一竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为现有一根长度稍大于、电阻不计的金属棒从轨道最低位置开始，在拉力作用下以初速度0v向右沿轨道做匀速圆周运动至处，则该过程中()A通过的电流方向为由外向内 B 通过的电流方向为由内向外 C流过的电量为2BLrR D上产生的热量为2204rB L vR 12.如图（甲）所示，左侧接有定值电阻 R=2 的水平粗糙导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度 B=1T，导轨间距为 L=1m一质量 m=2kg，阻值 r=2 的金属棒在拉力 F 作用下由静止开始从 CD 处沿导轨向右加速运动，金属棒与导轨间动摩擦因数=0.25，g=10m/s2金属棒的速度-位移图象如图（乙）所示，则从起点发生 s=1m 位移的过程中（）A拉力做的功 W=9.25J B通过电阻 R 的电荷量 q=0.125C 4 C整个系统产生的总热量 Q=5.25J D电阻 R 产生的热量 Q=0.125 J 二、填空实验题：每空 2 分，共 10 分。13在“研究电磁感应现象”的实验中，首先按图甲接线，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系；然后按图乙将电流表与线圈B连成一个闭合回路，将线圈A、电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合电路，在图甲中，当闭合 S 时，观察到电流表指针向左偏，不通电时电流表指针停在正中央。在图乙中 (1)S 闭合时，将螺线管A插入螺线管B的过程中，电流表的指针_；(填右偏、不偏、左偏)(2)线圈A放在B中不动时，指针将_；(填右偏、不偏、左偏)(3)线圈A放在B中不动，突然断开开关 S，电流表指针将_。(填右偏、不偏、左偏)14.利用光敏电阻制作的光传感器，记录了传送带上工件的输送情况，图甲为某工厂成品包装车间的光传感记录器示意图，光传感器 B 能接收到发光元件 A 发出的光，每当工件挡住 A 发出的光时，光传感器就输出一个电信号，并在屏幕上显示出电信号与时间的关系，如图乙所示若传送带始终匀速运动，每两个工件间的距离为 0.2 m，则传送带运动的速度是_,该传送带每分钟输送_个工件。三、计算题（本题共 4 小题，共 42 分）。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写最后答案不得分，有数值计算的题，答案应明确写出数值和单位。15（8 分）风力发电作为新型环保新能源，近几年来得到了快速发展，如图所示风车阵中发电机输出功率为 100kW，输出电压是 250V，用户需要的电压是 220V，输电线总电阻为 10.若输电线因发热而损失的功率为输送功率的 4%，试求：(1)在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比；(2)输电线损失的电压为多少，用户得到的电功率是多少？5 16（9 分）如图所示，有一台小型发电机，其矩形线圈的匝数n200 匝，线圈面积S0.01 m2，线圈电阻r0.5，磁场的磁感 应 强度B6 25T 时，产生频率f50 Hz 的单相正弦交变电流，供电给“220 V 2 200 W”的电器让其正常工作求：(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 时表达式；(2)发动机输出端交流电压表的示数；(3)电阻R的阻值 17.（12 分）如图所示，正方形导线框abcd的质量为m，边长为l，导线框的总电阻为R.导线框从有界匀强磁场的上方某处由静止自由下落，下落过程中，导线框始终在与磁场垂直的竖直平面内，cd边保持水平磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里，磁场上、下两个界面竖直距离为l，已知cd边刚进入磁场时线框恰好做匀速运动，重力加速度为g.求：（1）cd边刚进入磁场时导线框的速度大小；（2）比较cd边刚进入磁场时 c、d 的电势高低并求出 cd 两点间的电压大小；（3）从导线框cd边刚进入磁场到ab边刚离开磁场的过程中，导线框克服安培力所做的功 18（13 分）如图甲所示，MN、PQ 为间距 L=0.5m 足够长的平行导轨，NQMN，导轨的电阻均不计导轨平面与水平面间的夹角=37，NQ 间连接有一个 R=4 的电阻有一匀强磁场垂直于导轨平面且方向向上，磁感应强度为 B0=1T将一根质量为 m=0.05kg 电阻为 r（大小未知）的金属棒ab 紧靠 NQ 放置在导轨上，且与导轨接触良好现由静止释放金属棒，当金属棒滑行至 cd 处时达到稳定速度，已知在此过程中通过金属棒截面的电量 q=0.2C，且金属棒的加速度 a 与速度 v 的关系如图乙所示，设金属棒沿导轨向下运动过程中始终与 NQ 平行取 g=10m/s2求：（1）金属棒与导轨间的动摩擦因数；（2）cd 离 NQ 的距离 s；6（3）金属棒滑行至 cd 处的过程中，电阻 R 上产生的热量（4）金属棒经历多长时间滑行至 cd.7 高中 二 年级 物理 科试卷答案 1.A 2.C 3.D 4.A 5.D 6.C 7.B 8.D 9.BD 10.BC 11.AD 12.ACD 二、填空题(每空答案 2 分，共 10 分)13(1)右偏 （2）不偏 （3）左偏 14 0.2 m/s 60 15.（8 分）解析(1)输电线损失的功率P线100kW4%4kW，又P线I22R线 所以输电线电流I2I3P线R线20A-1 分 原线圈中输入电流I1PU1100000250A400A-1 分 所以n1n2I2I120V400V120-1 分 则U2U1n2n125020V5000V U3U2U线5000V2010V4800V-1 分 所以n3n4U3U44800V220V24011-1 分(2)输电线损失的电压 UI2r200V-2 分 用户得到的电功率P出100kW96%96kW-1 分 16.（9 分）(1)发电机产生的感生电动势的最大值：EmnBSnBS2f2001.2 2/0.01100240 2 V-1 分 感应电动势的瞬时表达式：e240 2sin 100(V)-2 分(2)电动势有效值E240 V-1 分 正常工作时的电流IP/U2 200/220 A10 A 输出端电压表的示数UEIr240 V100.5 V235 V.-2 分(3)电阻R上的电压 U235 V220 V15 V-1 分 则电阻RU/I15/101.5.-2 分 17.（12 分）解析：(1)设线框cd边刚进入磁场时的速度为v，则在cd边进入磁场过程中产生的感应电动势为EBlv，-1 分 根据闭合电路欧姆定律，通过导线框的感应电流为IBlvR，-1 分 8 导线框受到的安培力为F安BIlB2l2vR.-1 分 因cd刚进入磁场时，导线框做匀速运动，所以有F安mg，以上各式联立得：vmgRB2l2.-2 分(2)导线框ab刚进入磁场时，cd边即离开磁场，因此导线框继续做匀速运动，导线框穿过磁场的整个过程中，其动能不变 设导线框克服安培力做功为W安，根据动能定理有 2 mglW安0，-1 分 解得：W安2mgl.-2 分 18.（13 分）解：（1）由乙图知，当 v=0 时，a=2m/s2由牛顿第二定律得：mgsinmgcos=ma-2 分 代入数据解得：=0.5-1 分（2）由图象可知：当 vm=2m/s 时，a=0，金属棒达到稳定速度，则有：感应电动为：E=B0Lv 安培力为：FA=B0IL 感应电流为：I=稳定时金属棒做匀速运动，受力平衡，可得：mgsin=FA+mgcos-2 分 代入数据解得：r=1-1 分 在此过程中通过金属棒截面的电量为：q=t=又磁通量的变化量为：=B0Ls 代入数据解得：s=2m -1 分 （3）棒下滑的过程中重力、摩擦力与安培力做功，得：mghmgscos37WF=mvm20-2 分 回路中产生的总焦耳热为：Q总=WF；电阻 R 上产生的热量为：QR=Q总；-1 分 代入数据得：QR=0.08J-1 分（4）sincosmgmgBilma-1 分(sincos)mgtBil tm v (sincos)mgtBlqm v 累加后 9(sincos)mgtBlqmv 2ts-1 分