1、诸暨中学2020学年高二阶段性考试物理试卷一、单项选择题：（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题只有一个答案符合题目要求）1. 在物理学发展中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。下列叙述符合史实的是（）A. 特斯拉在实验中观察到电流磁效应，该效应说明了电和磁之间存在联系B. 法拉第首先提出了电场的概念，并用电场线形象地描述电场C. 安培在实验中观察到通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中出现了感应电流D. 楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流的磁场总是与引起感应电流的磁场方向相反【答案】B【解析】【详解】A. 奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应说明了电和磁之
2、间存在联系，A错误；B. 法拉第首先提出了电场的概念，并用电场线形象地描述电场，B正确；C. 法拉第在实验中观察到通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中出现了感应电流，C错误；D. 楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，D错误。故选B。2. 如图，水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈，右边套有一金属圆环。圆环初始时静止。将图中开关S由断开状态拨至连接状态，电路接通的瞬间，可观察到（）A. 拨至M端或N端，圆环都向左运动B. 拨至M端或N端，圆环都向右运动C. 拨至M端时圆环向左运动，拨至N端时向右运动D. 拨至M端时圆环向右运动，拨至N端时向左
3、运动【答案】B【解析】【详解】无论开关S拨至哪一端，当把电路接通一瞬间，左边线圈中的电流从无到有，电流在线圈轴线上的磁场从无到有，从而引起穿过圆环的磁通量突然增大，根据楞次定律（增反减同），右边圆环中产生了与左边线圈中方向相反的电流，异向电流相互排斥，所以无论哪种情况，圆环均向右运动。故选B。3. 某手持式考试金属探测器如图所示，它能检查出考生违规携带的电子通讯储存设备。工作时，探测环中的发射线圈通以正弦式电流，附近的被测金属物中感应出电流，感应电流的磁场反过来影响探测器线圈中的电流，使探测器发出警报。则（ ）A. 被测金属物中产生的是恒定电流B. 被测金属物中产生的是交变电流C. 探测器与被
4、测金属物相对静止时不能发出警报D. 违规携带的手机只有发出通讯信号时才会被探测到【答案】B【解析】【详解】AB探测器靠近金属物体时，在金属导体中就会产生涡电流，这种涡流是交变电流，故A错误，B正确；C根据法拉第电磁感应定律，探测器产生的是变化的磁场，使靠近的金属物体产生涡流，探测器与被测金属物相对静止时也能发出警报，故C错误；D探测器靠近金属物体时，在金属导体中就会产生涡电流，可以确定该设备的制成原理是电磁感应现象，和违规携带的手机是否发出通讯信号无关，故D错误。故选B4. 闭合线圈abcd运动到如图所示的位置时，bc边所受到的磁场力的方向向下，那么线圈的运动情况是()A. 向左平动进入磁场B
5、. 向右平动出磁场C. 向上平动D. 向下平动【答案】A【解析】【详解】bc边受到的磁场力的方向向下，由左手定则可知电流方向为：bc，由右手定则判断可知，线框应向左运动，线框向左平动进入磁场；故选A.5. 有些电源输出的电流既有交流成分又有直流成分，而我们只需要稳定的直流，不希望其中混有太多的交流成分，这时可以采用如图所示的电路；为了尽量减小R2上的交流成分，下列正确的是A. 选用电容C小的电容器，选用自感系数L大的电感器B. 选用电容C小的电容器，选用自感系数L小的电感器C. 选用电容C大的电容器，选用自感系数L大的电感器D. 选用电容C大的电容器，选用自感系数L小的电感器【答案】C【解析】
6、由电路图可知，R2支路中，电感线圈阻挡住交流电，根据 可知，L越大，对交流电阻碍越大；所以要选用自感系数L大的电感器；电容器与电阻R2并联，需要交流电通过电容器，直流通过R2，根据： 可知，电容C越大，对交流的阻碍越小，若要交流电通过电容器，要选择C比较大的电容器，故ABD错误，C正确故选C.6. 如图所示，由均匀导线制成的半径为R的圆环，以速度v匀速进入一磁感应强度大小为B的匀强磁场。当圆环运动到图示位置（aOb90）时，a、b两点的电势差Uab为（）A. BRvB. BRvC. BRvD. BRv【答案】C【解析】【详解】当圆环运动到图示位置，圆环切割磁感线有效长度为产生的感应电动势为根据
7、楞次定律可得a端电势高。由欧姆定律得a、b两点的电势差选项C正确，ABD错误。故选C。7. 如图所示，足够长平行金属导轨倾斜放置，倾角为37，宽度为0.5m，电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为1一导体棒MN垂直于导轨放置，质量为0.2kg，接入电路的电阻为1，两端与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为0.5在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为0.8T将导体棒MN由静止释放，运动一段时间后，小灯泡稳定发光，此后导体棒MN的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为（重力加速度g取10m/s2，sin37=0.6）A. 2.5m/s，1WB. 5m/s，1WC. 7.5m/s，9WD
8、. 15m/s，9W【答案】B【解析】【详解】导体棒做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件得：，解得；导体棒产生的感应电动势，电路电流，灯泡消耗的功率，解得，故选项B正确【点睛】当导体棒所受合力为零时，导体棒做匀速直线运动，由平衡条件可以求出导体棒的速度；由求出导体棒产生的感应电动势，然后由闭合电路欧姆定律及电功率公式求出灯泡消耗的功率8. 如图1所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图2中曲线a、b所示，则下列说法错误的是（）A. 两次t =0时刻线圈平面均与中性面重合B. 曲线a、b对应的线圈转速之比为3：2C. 曲线a表
9、示的交变电动势频率为25HzD. 曲线b表示的交变电动势有效值为10V【答案】D【解析】【详解】A两次在t=0时刻，感应电动势为零，可知线圈平面处于中性面位置，故A正确；B由图可知，a的周期为4102s；b的周期为6102s，则由可知，转速与周期成反比，故转速之比为3：2；故B正确；C曲线a的交变电流的频率故C正确；D曲线a、b对应的线圈转速之比为3：2，曲线a表示的交变电动势最大值是15V，根据Em=nBS得曲线b表示的交变电动势最大值是10V，则有效值为故D错误。本题选错误的，故选D。9. 如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为l
10、的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴上，随轴以角速度匀速转动。在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C、板间距为d的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g，不计其它电阻和摩擦，下列说法正确的是（）A. 棒产生的电动势为B. 微粒的电荷量与质量之比为C. 电阻消耗的电功率为D. 电容器所带的电荷量为【答案】B【解析】【详解】A如图所示，金属棒绕轴切割磁感线转动，棒产生的电动势A错误；B电容器两极板间电压等于电源电动势，带电微粒在两极板间处于静止状态，则即B正确；C电阻消耗的功率C错误；D电容器所带的电荷量D错误。故选B。10. 如图所示
11、，虚线框内是漏电保护开关的原理示意图：变压器A处用火线和零线平行绕制成线圈，然后接到用电器上，B处有一个输出线圈，一旦线圈B中有电流，经放大后便能推动继电器切断电源。如果甲、乙、丙、丁四人分别以图示方式接触电线（裸露部分），甲、乙、丙站在木凳上，则下列说法正确的是（）A. 甲不会发生触电事故，但继电器会切断电源B. 乙会发生触电事故，但继电器不会切断电源C. 丙会发生触电事故，继电器会切断电源D. 丁会发生触电事故，继电器会切断电源【答案】D【解析】【详解】AB图中甲、乙站在木凳上（人与地绝缘）接触火线时，火线和零线中电流方向、大小不变，线圈A产生的总磁通量为零，线圈B中不产生感应电流，继电器
12、均不会切断电源，甲、乙不会发生触电事故，故AB错误；C当丙双手“火线-零线”触电时（人与地绝缘），火线和零线中电流方向相反、大小相等，线圈A产生的总磁通量为零；线圈A中不会产生感应电流，故继电器不会切断电源，但人会触电，故C错误；D当丁如图中“手-地”触电时，会导致一部分电流通过大地，火线和零线中电流方向、大小不等，线圈A产生的总磁通量不为零，即增加了，故会在线圈B中产生感应电流，经放大后便能推动继电器切断电源；故D正确。故选D。二、不定项选择题：（本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题至少有一个选项是符合题目要求的。全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错的得0分）11. 手机无线充电是
13、比较新颖的充电方式。如图所示，电磁感应式无线充电的原理与变压器类似，通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量。当充电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流后，就会在邻近的受电线圈中感应出电流，最终实现为手机电池充电。在充电过程中（ ）A. 送电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化B. 受电线圈中感应电流产生的磁场恒定不变C. 送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递D. 手机和基座无需导线连接，这样传递能量没有损失【答案】AC【解析】【详解】AB由于送电线圈输入的是正弦式交变电流，是周期性变化的，因此产生的磁场也是周期性变化的，A正确，B错误；C根据变压器原理，原、副线圈
14、是通过互感现象实现能量传递，因此送电线圈和受电线圈也是通过互感现象实现能量传递，C正确；D手机与机座无需导线连接就能实现充电，但磁场能有一部分以电磁波辐射的形式损失掉，因此这样传递能量是有能量损失的，D错误。故选AC。12. 有人根据条形磁铁的磁场分布情况用塑料制作了一个模具，模具的侧边界刚好与该条形磁铁的磁感线重合，如图所示另取一个柔软的弹性导体线圈套在模具上方某位置，线圈贴着模具上下移动的过程中，下列说法正确的是(地磁场很弱，可以忽略)()A. 线圈切割磁感线，线圈中出现感应电流B. 线圈紧密套在模具上移动过程中不出现感应电流C. 由于线圈所在处的磁场是不均匀的，故而不能判断线圈中是否有电
15、流产生D. 若线圈平面放置不水平，则移动过程中会产生感应电流【答案】B【解析】【分析】若穿过线圈的磁通量变化就会产生感应电流，据此判断.【详解】ABC线圈贴着模具上下移动的过程中，由于穿过线圈的磁通量不变可知不会产生感应电流，选项AC错误，B正确；D若线圈平面放置不水平，则移动过程中由于穿过线圈的磁通量不变，也不会产生感应电流，选项D错误；故选B.13. 如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，当PQ在外力的作用下运动时，MN在磁场的作用下向右运动，则PQ所做的运动可能是（ ）A. 向右加速运动B. 向左加速运动C. 向右减速运动D. 向左减速运动【答案】BC【解析】
16、【详解】A若向右加速运动，由右手定则可知中感应电流的方向由到，由安培定则可判断出、所在处的磁场方向是自下而上的；穿过的磁通量增加，由楞次定律可知流过的感应电流方向由到，由左手定则可判断出受到向左的安培力，将向左运动，故A错误；B若向左加速运动，由右手定则可知中感应电流的方向由到，由安培定则可判断出、所在处的磁场方向是自上而下的；穿过的磁通量增加，由楞次定律可知流过的感应电流方向由到，由左手定则可判断出受到向右的安培力，将向右运动，故B正确；C若向右加减运动，由右手定则可知中感应电流方向由到，由安培定则可判断出、所在处的磁场方向是自下而上的；穿过的磁通量减小，由楞次定律可知流过的感应电流方向由到
17、，由左手定则可判断出受到向右的安培力，将向右运动，故C正确；B若向左减速运动，由右手定则可知中感应电流的方向由到，由安培定则可判断出、所在处的磁场方向是自上而下的；穿过的磁通量减小，由楞次定律可知流过的感应电流方向由到，由左手定则可判断出受到向左的安培力，将向左运动，故D错误；故选BC。14. 磁流体发电是一项新兴技术。如图所示，平行金属板之间有一个很强的磁场，将一束含有大量正、负带电粒子的等离子体，沿图中所示方向喷入磁场。图中虚线框部分相当于发电机。把两个极板与用电器相连，则（）A. 用电器中的电流方向从B到AB. 用电器中的电流方向从A到BC. 若只断开用电器，发电机两极板间电压增大D.
18、若只增大喷入粒子的速度，发电机的电动势增大【答案】BCD【解析】【详解】AB由左手定则可知，等离子体进入磁场后，正离子向上运动，负离子向下运动，所以上板为正，下板为负，用电器的电流方向从A到B，故A错误，B正确；C图中虚线框部分相当于电源，接用电器时，两极板之间的电压为路端电压，若只断开用电器，发电机两极板间电压等于电源的电动势，路端电压要小于电源的电动势，故C正确；D因电荷在电场和磁场中受电场力和洛仑兹力作用，最终会处于平衡，即最终等离子体将匀速通过磁场区域，所以有解得所以增大喷入粒子的速度，发电机的电动势将增大，故D正确。故选BCD。15. 如图所示甲、乙电路，电阻R和自感线圈L的电阻都很
19、小。接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则（）A. 在电路甲中，断开S，A将渐渐变暗B. 在电路甲中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗C. 在电路乙中，断开S，A将渐渐变暗D. 在电路乙中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗【答案】AD【解析】【详解】题图甲中，A与自感线圈L在同一个支路中，流过的电流相同，断开开关S时，线圈L中的自感电动势要维持原电流不变，所以开关断开的瞬间，A的电流不变，以后电流渐渐变小。因此，A渐渐变暗。题图乙中，A所在支路的电流比自感线圈所在支路的电流要小（因为自感线圈的电阻很小），断开开关S时，自感线圈的自感电动势要阻碍电流的变小，此瞬间自感线圈中的电流不变，自
20、感线圈相当于一个电源给A供电。因此，反向流过A的电流瞬间要变大，然后渐渐变小，所以A将先闪亮一下，然后渐渐变暗。故选AD。16. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1：n2=11：5，原线圈接ul=110sin100t V的交流电，电阻R1=R2=25，D为理想二极管，则（）A. 通过电阻R1的电流为2AB. 二极管的反向耐压值应大于50VC. 通过原线圈的电流为D. 若副线圈中接有熔断电流为2.5A的保险丝（不计电阻），电路仍能正常工作【答案】BD【解析】【详解】A由表达式知原线圈电压有效值为根据得副线圈两端电压为则通过电阻R1的电流为选项A错误；B输出电压最大值为50V，故要使电路正常
21、工作, 二极管的反向耐压值应大于50V，选项B正确；D根据电流热效应有所以R2两端的电压为则通过R2的电流为则通过副线圈的电流所以若副线圈中接有熔断电流为2.5A的保险丝（不计电阻），电路仍能正常工作，选项D正确；C输出端的总功率故输入功率也为75W，则原线圈的电流选项C错误。故选BD。17. 如图所示，平面直角坐标系的第一和第二象限分别存在磁感应强度大小相等、方向相反且垂直于坐标平面的匀强磁场，图中虚线方格为等大正方形。一位于Oxy平面内的刚性导体框abcde在外力作用下以恒定速度沿y轴正方向运动（不发生转动）。从图示位置开始计时，4s末bc边刚好进入磁场。在此过程中，导体框内感应电流的大小
22、为I， ab边所受安培力的大小为Fab，二者与时间t的关系图像，可能正确的是（）A. B. C. D. 【答案】BC【解析】【详解】AB因为4s末bc边刚好进入磁场，可知线框的速度每秒运动一个方格，故在01s内只有ae边切割磁场，设方格边长为L，根据可知电流恒定；2s末时线框在第二象限长度最长，此时有可知24s线框有一部分进入第一象限，电流减小，在4s末同理可得综上分析可知A错误，B正确；CD根据可知在01s内ab边所受的安培力线性增加；1s末安培力为在2s末可得安培力为所以有；由图像可知C正确，D错误。故选BC。三、填空题：（本题共8分）18. 在“探究电磁感应的产生条件”实验中，实验连线后
23、如图1所示，感应线圈组的内外线圈的绕线方向如图2粗线所示（1）接通电源，闭合开关，G表指针会有大的偏转，几秒后G表指针停在中间不动将滑动变阻器的触头迅速向右滑动时，G表指针_（“不动”、“右偏”、“左偏”、“不停振动”）；迅速抽出铁芯时，G表指针_（“不动”、“右偏”、“左偏”、“不停振动”）（2）断开开关和电源，将铁芯重新插入内线圈中，把直流输出改为交流输出，其他均不变接通电源，闭合开关，G表指针_（“不动”、“右偏”、“左偏”、“不停振动”）（3）仅用一根导线，如何判断G表内部线圈是否断了？_【答案】 (1). 左偏 (2). 右偏 (3). 不停振动 (4). 短接G表前后各摇动G表一次
24、，比较指针偏转，有明显变化，则线圈断了；没有明显偏转则未断【解析】【详解】（1）将滑动变阻器触头迅速向右滑动时，电阻减小，回路电流变大，根据线圈中导线的绕向可知磁通量向下增加，根据楞次定律可知，A线圈中产生的感应电流使G表指针左偏；迅速抽出铁芯时，磁通量减小，产生的感应电流方向与上述方向相反，则G表指针右偏（2）断开开关和电源，将铁芯重新插入内线圈中，把直流输出改为交流输出，其他均不变接通电源，闭合开关，由于穿过线圈的磁通量大小方向都不断变化，在线圈A中产生的感应电流大小方向不断变化，则G表指针不停振动（3）根据阻尼原理，短接G表，前后各摇动G表一次，比较指针偏转，有明显变化，则线圈断了；没有
25、明显偏转则未断四、计算题：（本题共3小题，19题10分，20、21题各12分，共34分）19. 如图1所示，一个小型水力发电站，发电机输出电压U0315V，内电阻可以忽略不计，最大输出功率为Pm30kW，它通过总电阻r线2.0的输电线直接向远处的居民区供电，设居民区所有用电器都是额定电压U用220V的白炽灯，额定总功率为P用22kW，不计灯丝电阻随温度的变化。 (1)当居民区的电灯全部使用时，电灯两端的实际电压是多少伏？发电机实际输出的电功率多大？(2)若采用高压输电，在发电机端用升压变压器，在用户端用降压变压器，且不计变压器和用户线路的损耗，已知用户变压器的降压比为401，如图2所示。当全部
26、用户电灯正常发光时，输电线上损耗的功率多大？【答案】(1)165 V；23625 W ；(2)12.5 W【解析】【详解】(1)由求得用户总的电阻R用2.2电路中的电流为U灯IR用165VP输U0I23625W(2)用户的总功率为P用U4I4U4220V用户的总电流根据可得输电电流I32.5A输电线上损耗的功率P损I32r线12.5W20. 如图所示，两根正对的平行金属直轨道MN、MN位于同一水平面上，两轨道之间的距离l = 0.50 m，轨道的MM端之间接一阻值R = 0.40 的定值电阻，NN端与两条位于竖直面内的半圆形光滑金属轨道NP、NP平滑连接，两半圆轨道的半径均为R0 = 0.50
27、 m直轨道的右端处于竖直向下、磁感应强度B = 0.5 T的匀强磁场中，磁场区域的宽度d = 0.80 m，且其右边界与NN重合现有一质量m = 0.20 kg、电阻r = 0.10 的导体杆ab静止在距磁场的左边界s = 2.0 m处在与杆垂直的水平恒力F = 2.0 N的作用下ab杆开始运动，当运动至磁场的左边界时撤去F，结果导体ab恰好能以最小速度通过半圆形轨道的最高点PP已知导体杆ab在运动过程中与轨道接触良好，且始终与轨道垂直，导体杆ab与直轨道之间的动摩擦因数 = 0.10，轨道的电阻可忽略不计，取g = 10 m/s2，求：（1）导体杆刚进入磁场时，通过导体杆上的电流大小和方向；
28、（2）导体杆穿过磁场的过程中通过电阻R上的电荷量；（3）导体杆穿过磁场的过程中整个电路产生的焦耳热【答案】（1）3 A，方向由b到a （2）0.4 C （3）0.94 J【解析】【分析】本题考查电磁感应现象与能量问题的综合【详解】（1）设导体杆在F的作用下运动至磁场的左边界时的速度为v1，根据动能定理则有： 导体杆刚进入磁场时产生的感应电动势：此时通过导体杆上的电流大小：=3A根据右手定则可知，电流方向为由b向a（2）设导体杆在磁场中运动的时间为t，产生的感应电动势的平均值为E平均，则由法拉第电磁感应定律有： 通过电阻R的感应电流的平均值：通过电阻R的电荷量：q=I平均t=0.4C（3）设导体
29、杆离开磁场时的速度大小为v2，运动到圆轨道最高点的速度为v3，因导体杆恰好能通过半圆形轨道的最高点，根据牛顿第二定律对导体杆在轨道最高点时有：对于导体杆从NN运动至PP的过程，根据机械能守恒定律有：解得v2=5.0m/s导体杆穿过磁场的过程中损失的机械能：此过程中电路中产生的焦耳热为：21. 如图1所示，在绝缘光滑水平桌面上，以O为原点、水平向右为正方向建立x轴，在区域内存在方向竖直向上的匀强磁场。桌面上有一边长、电阻的正方形线框，当平行于磁场边界的边进入磁场时，在沿x方向的外力F作用下以的速度做匀速运动，直到边进入磁场时撤去外力。若以边进入磁场时作为计时起点，在内磁感应强度B的大小与时间t的关系如图2所示，在内线框始终做匀速运动。(1)求外力F的大小；(2)在内存在连续变化的磁场，求磁感应强度B的大小与时间t的关系；(3)求在内流过导线横截面的电荷量q。【答案】(1)；(2)；(3)【解析】【详解】(1)由图2可知，则回路电流安培力所以外力(2)匀速出磁场，电流为0，磁通量不变，时，磁通量，则t时刻，磁通量解得(3)电荷量电荷量总电荷量
