1、马鞍山市第二中学20182019学年度第二学期期中素质测试高二年级物理(理科)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18题只有一项符合题日要求，第912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.关于电磁感应现象的有关说法正确的是（ ）A. 只要穿过闭合电路中的磁通量不为零，电路中就有感应电流产生B. 穿过闭合电路中的磁通量减少，则电路中感应电流就减小C. 穿过闭合电路中的磁通量越大，则电路中的感应电动势越大D. 穿过闭合电路的磁通量变化越快，闭合电路中感应电动势越大【答案】D【解析】【分析】感应电流产生的条件是穿过闭合电路
2、磁通量发生变化1、电路要闭合；2、穿过的磁通量要发生变化根据法拉第电磁感应定律，电动势的大小取决与磁通量变化的快慢【详解】只有闭合回路中磁通量发生变化时，闭合回路中才会产生感应电流，故A错误。根据法拉第电磁感应定律，电动势的大小取决与磁通量变化的快慢，所以感应电流的大小取决于磁通量变化的快慢，磁通量减小时，若磁通量的变化率增大，则感应电流可能变大，故B错误；穿过闭合电路的磁通量变化越快，闭合电路中感应电动势越大。磁通量大，但变化较慢，则感应电动势也可能很小，故C错误，D正确。故选D。【点睛】本题考查法拉第电磁感应定律及感应电流的产生条件，属基础问题的考查，要注意电动势的大小取决与磁通量变化的快
3、慢2.如图所示，导线框MNQP近旁有一个跟它在同一竖直平面内的矩形线圈abcd，下列说法中不正确的是（ ）A. 当滑动交阻器滑片向下滑动一小段距离时，abcad中有感应电流B. 当滑动变阻器滑片向上滑动一小段距离时，abcd中有感应电流C. 电阻不变，将abcd在其原来所在的平面内竖直向上运动时，其中有感应电流D. 电阻不变，将abcd在其原来所在的平面内向PQ靠近时，其中有感应电流【答案】C【解析】【详解】当滑动交阻器滑片向下滑动一小段距离时，电阻变大，导线框MNQP中电流减小，PQ产生的磁场减弱，穿过abcd的磁通量减小，则abcd中有感应电流。故A正确。同理，当滑动交阻器滑片向下滑动一小
4、段距离时，当电阻变小时，导线框MNQP中电流增大，PQ产生的磁场增强，穿过abcd的磁通量增加，则abcd中有感应电流。故B正确。电阻不变，将abcd在其原来所在的平面内竖直向上运动时，穿过abcd的磁通量不变，其中没有感应电流，故C错误。电阻不变，将abcd在其原来所在的平面内向PQ靠近时，穿过abcd的磁通量增加，其中有感应电流，故D正确。此题选择不正确的选项，故选C。3.如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引()A. 向右做匀速运动B. 向左做减速运动C. 向右做减速运动D. 向右做加速运动【答案】BC【解析】【详解
5、】A、导体棒ab向右或向左做匀速运动时，ab中产生的感应电流不变，螺线管产生的磁场是稳定的，穿过c的磁通量不变，c中没有感应电流，线圈c不受安培力作用，不会被螺线管吸引故A错误；B、导体棒ab向左做减速运动时，根据右手定则判断得到，ab中产生的感应电流方向从ba，感应电流减小，螺线管产生的磁场减弱，穿过c的磁通量减小，根据楞次定律得知，c中产生逆时针方向（从左向右看）的感应电流，右侧相当于S极，螺线管左侧是N极，则线圈c被螺线管吸引故B正确；C、导体棒ab向右做减速运动时，根据右手定则判断得到，ab中产生的感应电流方向从ab，感应电流减小，螺线管产生的磁场减弱，穿过c的磁通量减小，根据楞次定律
6、得知，c中产生顺时针方向（从左向右看）的感应电流，右侧相当于N极，螺线管左侧是S极，则线圈c被螺线管吸引故C正确；D、导体棒ab向右做加速运动时，根据右手定则判断得到，ab中产生感应电流方向从ab，感应电流增大，螺线管产生的磁场增强，穿过c的磁通量增大，根据楞次定律得知，c中产生逆时针方向（从左向右看）的感应电流，右侧相当于S极，螺线管左侧是S极，则线圈c被螺线管排斥故D错误。4.在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁感线垂直转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则 ()A. t0.005s时线圈平面与磁场方向平行B. t0.010s时线圈的磁通量变化率最大C. 线圈产生的交
7、变电动势频率为100HzD. 线圈产生的交变电动势有效值为311V【答案】B【解析】由图可知t=0.005s时刻感应电动势最大，此时线圈所在平面与中性面垂直，所以穿过线框回路的磁通量的变化率最大，A错误；t=0.01s时刻感应电动势等于零，穿过线框回路的磁通量最大，此时线框平面与中性面重合，B正确；产生的有效值为：，故C错误；周期为，故频率为，故D错误5.如图所示，用细线将质量为m的金属线圈悬挂起来，金属线圈有一半处于垂直线圈向里的匀强磁场中，从某时刻开始，磁感应强度均匀减小，则在磁感应强度均匀减小的过程中，关于细绳上的拉力下列说法正确的是（ ） A. 始终等于环重力mgB. 小于环重力mg，
8、并保持恒定C. 大于环重力mg，并保持恒定D. 大于环重力mg，并逐渐减小【答案】D【解析】【详解】磁感应强度均匀减小，穿过回路的磁通量均匀减小，根据法拉第电磁感应定律得知，回路中产生恒定的电动势，感应电流也恒定不变。由楞次定律可知，感应电流方向为顺时针，再由左手定则可得，安培力的合力方向竖直向下。所受的安培力F=BIL，可知安培力F均匀减小，且方向向下，线圈始终保持静止，则拉力大于重力，由于磁感应强度均匀减小。所以拉力的大小也逐渐减小，故D正确，ABC错误。6.如图所示，理想变压器的原线圈接在u220sin（100t）（V）的交流电源上，副线圈接有R55 的负载电阻。原、副线圈匝数之比为21
9、，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（ ）A. 原线圈中电流表的读数为1 AB. 原线圈中的输入功率为C. 副线圈中电压表读数为110VD. 若只将负载电阻的大小变为原来的2倍，则负载电阻消耗的功率变为原来的2倍【答案】A【解析】由可知输出电压有效值为110V，输出电流为2A，电流之比等于匝数的反比，所以输入电流为1A，A对；输出功率为，能量是守恒的，输入功率等于输出功率，B错；电压表测量的是输出端电压的有效值为110V，C错；若只将负载电阻的大小变为原来的2倍，输出电压不变，则负载电阻消耗的功率变为原来的二分之一，D错；7. 远距离输送一定功率的交变电流，若输电电压提高到原来的n倍
10、，则下列说法中正确的是（ ）A. 输电线上的电流变为原来的n倍B. 输电线上的电压损失变为原来的C. 输电线上的电功率损失变为原来的D. 若输电线上的电功率损失不变，输电线路长度可变为原来的n2倍【答案】D【解析】试题分析：根据P=UI得出输送电流的变化，结合U=IR、判断电压损失和功率损失的变化解：A、根据P=UI知，输电电压提高到原来的n倍，则输送电流变为原来的故A错误B、根据电压损失U=IR知，输送电流变为原来的，则损失的电压变为原来的故B错误C、根据知，输送电流变为原来的，则损失的功率变为原来的故C错误D、因为输送电流变为原来的，根据知，要使功率损失不变，电阻变为原来的n2倍，根据R=
11、知，输电线路长度可变为原来的n2倍故D正确故选：D【点评】解决本题的关键知道输送功率与输送电压、电流的关系，知道电压损失U=IR，功率损失8.如图所示有理想边界的两个匀强磁场，磁感应强度均为B0.5 T，两边界间距s0.1 m，一边长L0.2 m的正方形线框abcd由粗细均匀的电 阻丝围成，总电阻为R0.4 ，现使线框以v2 m/s的速度从位置 匀速运动到位置，则下列能正确反映整个过程中线框a、b两点间的 电势差Uab随时间t变化的图线是（）【答案】A【解析】试题分析: 设正方形每个边的电阻为r，cd边未进入右方磁场时线框时，ab边切割产生感应电动势，大小为E=BLv=0.50.22V=0.2
12、V，ab边是电源，ab两端电势差Uab=0.15V，由楞次定律判断出感应电流方向沿顺时针方向，则a的电势高于b的电势，Uab为正；cd边进入磁场后，线框中虽然感应电流为零，但ab两端仍有电势差，由右手定则判断可知，a的电势高于b的电势，Uab为正，所以Uab=E=0.20V；ab边穿出磁场后，只有cd边切割磁感线，cd边相当于电源，由右手定则知，a点的电势高于b的电势，Uab=0.05V故选A考点： 导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律9.如图所示，带铁芯的、电阻较小的线圈L和灯泡并朕，当闭合开关S后，灯正常发光，下列说法中正确的是（ ）A. 当断开S时，灯立即熄灭B. 当断开S时
13、，灯突然闪亮后熄灭C. 若用阻值与线圈L相同的电阻取代L接入电路，当断开S时，灯立即熄灭D. 若用阻值与线圈L相同的电阻取代L接入电路，当断开S时，灯突然闪亮后熄灭【答案】BC【解析】【详解】电键断开前，电路稳定，灯 A 正常发光，线圈相当于直导线，电阻较小，故流过线圈的电流较大；电键断开后，线圈中的电流会减小，发生自感现象，线圈成为A、L回路的电源，故灯泡反而会更亮一下后熄灭，故A错误，B正确；若用阻值与线圈L相同的电阻取代L接入电路，则不会发生自感现象，故断开S时，灯A立即熄灭，故C正确，D错误。10.如图所示，闭合矩形线圈abcd从静止幵始竖直下落，穿过匀强磁场，磁场区域竖直方向的长度大
14、于矩形线圈bc边的长度，不计空气阻力，下列悦法正确的是（ ）A. 从线圈dc边进入磁场到ab边穿出磁场整个过程，线圈中始终有感应电流B. dc边刚进入磁场时感应电流方向与dc边刚穿出磁场时感应电流方向相反C. dc边刚进入磁场时感应电流大小与dc边刚穿出磁场时感应电流大小相等D. 从线圈dc边进入磁场到ab边穿出磁场整个过程，必有一个阶段其加速度等于g【答案】BD【解析】【详解】线圈中产生感应电流的条件是：线圈中的磁通量发生变化。线圈整体在磁场中运动时，磁通量没有变化，故没有感应电流，故A错误；根据右手定则，dc刚进入磁场时线圈内感应电流的方向从d到c，dc边刚穿出磁场时感应电流的方向从c到d
15、。故B正确；根据法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律，从公式中和题目的情景：磁场区域竖直方向的长度远大于矩形线圈bc边的长度，可知，当两种情况下速度不相等时，它们的感应电流不可能相等。故C错误；从线圈dc边进入磁场到ab边刚穿出磁场的整个过程中，当穿过线圈的磁通量不变时，则不会有感应电流，则磁场对线圈没有阻碍作用，因此加速度等于重力加速度g。故D正确.11.两条电阻不计的平行光滑导轨竖直放置在水平匀强磁场内，如图所示，磁感应强度B=0.5T，导体棒ab、cd长度均力0.2m，电阻均为0.1，重力均为0.1N.现用力向上拉动导体棒ab，使之匀速上升（导体棒ab、cd与导轨接触良好），此时cd静
16、止不动，则ab上升时，下列说法正确的是（ ）A. ab受到的拉力大小为0.2NB. ab向上运动的速度为2m/sC. 在2s内，拉力做功为0.6JD. 在2s内，导体棒上产生的总热量为0.4J【答案】ABD【解析】【详解】导体棒ab匀速上升，受力平衡，cd棒静止，受力也平衡，对于两棒组成的整体，合外力为零，根据平衡条件可得：ab棒受到的拉力F=2mg=0.2N，故A正确。cd棒受到的安培力：，cd棒静止，处于平衡状态，由平衡条件得：，代入数据解得：v=2m/s，故B正确。在2s内拉力做的功为：W=F拉vt=0.222J=0.8J，故C错误。在2s内，电路产生的电能，则在2s内，导体棒上产生的总
17、热量为0.4J，故D正确。12. 如图所示，M、N为同一水平面内的两条平行长导轨，左端串接电阻R，金属杆ab垂直导轨放置，杆和导轨的电阻不计，且杆与导轨间无摩擦，整个装置处于竖直方向的匀强磁场中。现对金属杆ab施加一个与杆垂直的水平方向的恒力F，使杆从静止开始运动。在运动过程中，杆的速度大小为v，R上消耗的总能量为E，则下列关于v、E随时间变化的图象可能正确的是【答案】AD【解析】A、B、根据牛顿第二定律知，杆子的加速度为：，由于速度增大，则加速度减小，可知杆子做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度等于零时，速度最大，做匀速直线运动，故A正确，B错误。C、D、根据焦耳定律知，因为速度增大，可知E
18、-t图线的切线斜率增大，最终电流不变，E与t成正比，故C错误，D正确。故选AD。【点睛】本题考查了电磁感应与动力学和能量的综合，知道杆子在整个过程中的运动规律，知道当拉力和安培力相等时，杆子做匀速直线运动。二、填空题：本题共3小题，每小题4分，共12分。13.如图所示，线圈丙端与电阻相连构成闭合回路，在线圈上方有一坚直放置的条形磁铁，磁铁的S极朝下。在将磁铁的S极插入线圈的过程中，通过电阻的感应电流的方向为_(ab，ba)线圈与磁铁相互_(“吸引”、“排斥”).【答案】 (1). ba (2). 排斥【解析】【详解】当磁铁向下运动时，穿过线圈的磁通量变大，原磁场方向向上，所以感应磁场方向向下，
19、根据右手螺旋定则，拇指表示感应磁场的方向，四指弯曲的方向表示感应电流的方向，即通过电阻的电流方向为ba。根据楞次定律“来拒去留”可判断线圈对磁铁的作用是阻碍作用，故磁铁与线圈相互排斥。14.如图所示，矩形线圈abcd放在匀强磁场中。线圈以ad边为轴匀速转动，产生正弦武交变电流的感应电动势e=31lsinl00t，如果将其转速增加一倍，其他条件保持不变，则该正弦式交变电流的周期交为 _s，感应电动势的最大值变为_V.【答案】 (1). 0.01 (2). 622【解析】【详解】原交流电的周期，根据，则当转速增加一倍时，周期变为原来一半，即变为0.01s；根据，转速增加一倍，则角速度增加一倍，则最
20、大值增加一倍，变为622V.15.如图所示的交变电流通过一个R=1的电阻，通电1s内电阻R中产生的热量_J，该交变电流的有效值为_A.【答案】 (1). 4 (2). 2【解析】【详解】设交流电有效值为I，则：，解得I=2A；交变电流通过一个R=1的电阻，通电1s内电阻R中产生的热量 .三、计算题：本题共3小题，共40分。16. 如图所示，放置在水平面内的平行金属框架宽为L=0.4m，金属棒ab置于框架上，并与两框架垂直，整个框架位于竖直向下、磁感强度B=0.5T的匀强磁场中，电阻R=0.09，ab的电阻r=0.01，摩擦不计，当ab在水平恒力F作用下以v=2.5m/s的速度向右匀速运动时，求
21、:(1) 回路中的感应电流的大小；(2) 恒力F的大小；(3) 电阻R上消耗的电功率.【答案】（1）5A（2）1N（3）2.25W【解析】试题分析：(1)由法拉第电磁感应定律有则回路中的感应电流的大小(2)ab棒匀速运动时水平方向受拉力与安培力，由平衡条件有(3) 电阻R上消耗的电功率考点：法拉第电磁感应定律点评：导体切割磁感线产生感应电动势时，切割磁感线的导体可等效于电源；导轨及电路电阻等效于外部电路，所以求得电动势后，电磁感应问题就转化为电路问题，应用闭合电路欧姆定律即可求解。17.如图所示，线圈abcd的面积是0.05m2，共100匝，线圈的总电阻为1，外接电阻R=9，匀强磁场的磁感应强
22、度B=T，当线圈以300r/min的转速匀速旋转时问：（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）电路中，电压表和电流表的示数各是多少？（3）从中性面开始计时，经s通过电阻R的电荷量是多少？【答案】（1）e=50sin10t V（2）31.86 V；3.54 A（3）C【解析】【详解】（1）转速n=300r/min=5r/s，故频率f=n=5Hz=2f=25rad/s=10rad/s.感应电动势最大值Em=nBS=1000.0510=50V， 因为从中性面开始计时，所以感应电动势按正弦规律变化，e=Emsint=50sin10t V （2）电动势的有效值为V35
23、.4 V， 电流表示数A，电压表示数U=IR=3549 V=31.86 V（3）内线圈转过的角度=t=2=该过程中，=BSBScos=BS，C18.如图所示，MN、PQ是间距为0.5m的足够长的平行导轨，NQMN，导轨的电阻不计。导轨平面与水平面间的夹角为37，NQ间连接有一个R为8的电阻。有一匀强磁场垂直于导轨平而且方向向上，磁感应强度B为2T.将一根质量m为0.1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荷量q为0.2C，且金属棒的加速度a与速度v的关系如图所示，设金属棒沿导轨向下运动过程中始
24、终与NQ平行。求：(1)金属棒与导轨间的动摩擦因数；(2)金属棒的电阻；(3)cd离NQ的距离x；(4)金属棒滑行至ed处的过程中，电阻R上产生的热量。(sin37=0.6，cos37=0.8，g取10)【答案】(1)0.5（2）2m（3）0.08J【解析】（1）由乙图知，当v=0时，a=2m/s2由牛顿第二定律得：mgsinmgcos=ma 代入数据解得：=0.5（2）由图象可知：当vm=2m/s时，a=0，金属棒达到稳定速度，则有：感应电动势为：E=B0Lv安培力为：FA=B0IL感应电流为：稳定时金属棒做匀速运动，受力平衡，可得：mgsin=FA+mgcos代入数据解得：r=1在此过程中通过金属棒截面的电量为：又磁通量的变化量为：=B0Ls代入数据解得：s=2m （3）棒下滑的过程中重力、摩擦力与安培力做功，得：mghmgscos37WF=mvm20 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；代入数据得：QR=0.08J-1分（4） 累加后
