1、云南省保山市第九中学2020-2021学年高二物理上学期期中试题（含解析）（考试时间：90分钟；满分：110分）一、选择题（本题包括8个小题，每小题6分，共48分。1-5题所给的四个选项中，只有一个符合题意；6-8题所给的四个选项中，有多个符合题意，选对得满分，选对但不全得3分，选错或不选得0分。）1. 小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速运动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图2所示此线圈与一个R=10的电阻构成闭合电路不计电路的其他电阻，下列说法正确的是A. 交变电流的周期为0.125sB. 交变电流的频率为8HzC. 交变电流的有效值为AD. 交变电流的最大值为4A【答
2、案】C【解析】【分析】从图象中可以求出该交流电的最大电压以及周期等物理量，然后根据最大值与有效值以及周期与频率关系求解【详解】A图可知，交流电周期T=0.250s，故A错误；B交流电周期T=0.250s，交变电流的频率为，故B错误；CD由图可知，交流电的最大电压Um=20V，所以交变电流的最大值为，所以交变电流的有效值为，C正确D错误【点评】本题考查了交流电最大值、有效值、周期、频率等问题，要学会正确分析图象，从图象获取有用信息求解2. 某学生做电磁感应现象的实验，其连线如图所示，当他接通、断开开关时，电流表的指针都没有偏转，其原因是A. 开关位置接错B. 电流表的正、负接线柱接反C. 线圈B
3、接线柱接反D. 蓄电池的正、负极接反【答案】A【解析】【详解】D电流表要有指针偏转，那么根据电磁感应，线圈B的磁通量要发生变化，那么使得B的磁通量发生变化的措施可以是AB发生相对运动，或者线圈A的电流变化，与线圈A的电流方向无关，选项D错；BC电流表指针可以左右偏转，同时可以判断电流方向，所以电流表正负接线柱的接线方式没有影响，选项BC错；A所以造成电流表指针不偏转的是开关位置接错由于开关接在B线圈的电路上，而A线圈没有开关无法控制电流，也没有AB之间的相对运动，所以线圈B不会产生感应电流，指针不偏转，应该把开关接在A所在的电路，开关断开闭合使得A的电流变化从而控制B的磁通量变化，产生感应电流
4、选项A正确；故选A。3. 在物理课上，老师给同学们表演了一个小“魔术”：他首先出示了两根外表看上去完全相同的管子甲和乙，然后又拿出两个完全相同、直径略小于管的内径、且带有磁性的小铁球，如图所示。表演时老师先将两个小铁球接触两管子，证明铁球和管子不会相互吸引，然后将两小球同时从竖直放置的甲、乙两管的上端口由静止释放，结果发现小铁球很快穿过甲管落地，而小铁球穿过乙管的过程却比较慢。对于这个现象，同学们做出了如下几个猜想，你认为其中可能正确的是（）A. 甲管是用塑料制成的，乙管是用铜制成的B. 甲管是用铝制成的，乙管是用塑料制成的C. 甲管是用胶木制成的，乙管是用塑料制成的D. 甲管是用铜制成的，乙
5、管是用铝制成的【答案】A【解析】【详解】磁性球穿过金属管时，穿过管子的磁通量发生变化，产生感应电流，感应电流产生磁场，阻碍磁性小球的运动，小球下落较慢，运动时间长；磁性小球穿过非金属管时，不会产生感应电流，小球只受到重力作用而做自由落体运动，小球下落较快，运动时间短；由题意可知，小铁球很快穿过甲管落地，而小铁球穿过乙管的过程却比较慢，则甲管是非金属管，乙管是金属管，则选项A正确，BCD错误。故选A。4. 闭合电路中产生的感应电动势的大小，取决于穿过该回路的 （ ）A. 磁通量B. 磁通量的变化量C. 磁通量的变化率D. 磁场的强弱【答案】C【解析】【详解】由法拉第电磁感应定律可知电动势的大小由
6、磁通量的变化率决定。故选C。5. 如图所示，MN、PQ为两条平行放置的金属导轨，左端接有定值电阻R，金属棒AB斜放在两导轨之间，与导轨接触良好，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面，设金属棒与两导轨接触点之间的距离为l，金属棒与导轨间夹角为60，以速度v水平向右匀速运动，不计导轨和棒的电阻，则流过金属棒中的电流为（）A. IB. IC. ID. I【答案】B【解析】【详解】当金属棒以速度v水平向右匀速运动，金属棒切割磁感线，产生感应电动势和感应电流，金属棒有效的切割长度为，ab中产生的感应电动势为通过R的电流为故选B。6. 远距离输送交流电都采用高压输电我国正在研究用比330kV高得多的电压
7、进行输电采用高压输电的优点是（ ）A. 可加快输电的速度B. 可节省输电线的材料C. 可根据需要调节交流电的频率D. 可减少输电线上的能量损失【答案】D【解析】【详解】输送的功率一定，根据知输电电压越高，输电电流越小，根据损知输电线上损耗的能量就小，高压输电不会改变交流电的频率以及输电的速度，故选项D正确，A、B、C错误7. 关于楞次定律，下列说法中正确的是()A. 感应电流的磁场方向总是与原磁场的方向相反B. 感应电流的磁场方向总是与原磁场的方向相同C. 感应电流磁场方向与磁通量增大还是减小有关D. 感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化【答案】CD【解析】感应电流的磁场并不阻碍磁场，阻碍原磁场
8、的变化当磁通量增大时，感应电流的磁场与原磁场方向相反，当磁通量减小时，感应电流的磁场与原磁场方向相同即感应电流的磁场方向取决于引起感应电流的磁通量是增加还是减小，简而言之“增反减同”故CD正确8. 矩形线框在匀强磁场内绕垂直于磁场的轴匀速转动过程中，输出的交流电压随时间变化的图象如图所示，下列说法中正确的是（ ）A. 1s末线框平面垂直于磁场，穿过线框的磁通量变化最快B. 2s末线框平面垂直于磁场，穿过线框的磁通量最大C. 交流电压的有效值为36V，频率为0.25HzD. 用该交流电为额定电压36V的机床照明灯供电，照明灯恰好可以正常发光【答案】BD【解析】【详解】At=1s时，交变电流的电压
9、最大，所以此时的线框平面平行于磁场，通过线框的磁通量变化最快；故A错误；B2s末电压为零；线框平面垂直于磁场，穿过线框的磁通量最大；故B正确；C由图象可知，交流电最大值为36V；有效值为36V；周期为4s频率为0.25Hz：故C错误；D电源电压为36V，故可以为额定电压36V的机床照明灯供电，照明灯恰好可以正常发光；故D正确；故选BD。二、实验题（本题包括2个小题，第9题6分，第10题9分，共15分。请把正确答填在答题卡的相应横线上。）9. 在研究电磁感应现象的实验中所用的器材如图所示它们是：电流计直流电源带铁芯的线圈A 线圈B电键滑动变阻器(1)试按实验的要求在实物图上连线(图中已连好一根导
10、线)_(2)怎样才能使线圈B中有感应电流产生？试举出三种方法_；_；_.【答案】 (1). (2). 闭合开关 (3). 断开开关 (4). 闭合开关时移动滑动变阻器滑片【解析】【详解】(1)1使线圈A与电键、直流电源、滑动变阻器串联，线圈B与电流计连成闭合回路，如图(2)234只要能使穿过线圈B磁通量发生变化，就可以使线圈B中产生感应电流，断开或闭合开关的过程中，或闭合开关后移动滑片的过程中，穿过线圈B的磁通量发生变化，线圈B与电流计组成的闭合回路中产生感应电流10. 有一个教学用的可拆变压器，如图甲所示，它有两个外观基本相同的线圈A、B，线圈外部还可以绕线 (1)某同学用一多用电表的同一欧
11、姆挡先后测量了A、B线圈的电阻值，指针分别对应图乙中的A、B位置，由此可推断_线圈的匝数较多(选填“A”或“B”)(2)如果把它看成理想变压器，现要测定A线圈的匝数，提供的器材有：一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和低压交流电源，请简要叙述实验的步骤(写出要测的物理量，并用字母表示)_;A线圈的匝数为nA_.(用所测物理量符号表示).【答案】 (1). (1)A (2). (2)用长导线绕一个n匝线圈，作为副线圈替代A线圈；把低压交流电源接B线圈，测得线圈的输出电压为U；用A线圈换下绕制的线圈测得A线圈的输出电压为UA； (3). 【解析】【详解】(1)由题图乙可知A位置的阻值大于B位置的阻值
12、，由电阻定律可得A线圈的匝数多于B线圈的(2)用长导线绕一个n匝线圈，作为副线圈替代A线圈；把低压交流电源接B线圈，测得线圈的输出电压为U；用A线圈换下绕制的线圈测得A线圈的输出电压为UA.因为要测量A线圈匝数，所以要把A线圈与低压交流电源相连接变压器输入输出电压都是交流电，所以要用交流电压档测输入和输出电压根据变压器电压比等于匝数比，有: ,所以.【点睛】此题既要对多用表能正确使用，又要对变压器的原理熟练掌握，综合要求较高三、计算题（本题包括2个小题，第11题12分，第12题20分，共32分。解答应写出必要的文字说明、方程式和主要演算步骤，只写出最后答案的不得分。有数值的计算题答案中必须写出
13、明确的数值和单位。）11. 如图所示，匀强磁场的磁感应强度为0.4 T，R100 ，C100 F，ab长20 cm、电阻不计，当ab以v10 m/s的速度向右匀速运动时，电容器哪个极板带正电？电荷量为多少？【答案】上极板 8105C【解析】试题分析：由右手定则判断出感应电动势的方向，然后确定哪个极板带正电；由E=BLv求出感应电动势，然后由电容定义式的变形公式求出电荷量由右手定则可知，金属棒的a端电势高，b端电势低，则电容器的上极板带正电；感应电动势：电容器带的电荷量：【点睛】本题考查了电容器极板所带电荷的电性、求电容器所带的电荷量，应用右手定则、E=BLv、电容的定义式即可解题，12. 如图
14、所示，交流发电机的矩形线圈abcd中，abcd50cm，bcad30cm，匝数n100匝，线圈电阻r0.2，外电阻R4.8。线圈在磁感应强度B0.05T的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO匀速转动，角速度100rad/s。(1)求产生感应电动势的最大值；(2)若从图示位置开始计时，写出感应电流随时间变化的函数表达式；(3)交流电压表和交流电流表的示数各为多少？(4)此发电机的功率为多少？(5)从图示位置起，转过90过程中，平均电动势为多少？【答案】(1)235.5V；(2)i47.1cos（100t）A；(3)160V；33.3A；(4)5544W；(5)150V【解析】【详解】(1)设abl1
15、，bcl2，则交流电动势的最大值EmnBl1l2235.5V(2)根据闭合电路欧姆定律，电流的最大值Im47.1A在题图所示位置时，电流有最大值，则电流的瞬时值表达式为iImcost代入数值得i47.1cos（100t）A(3)电流的有效值为I33.3A路端电压的有效值为UIR160V即电压表的示数为160V，电流表的示数为33.3A(4)电动势的有效值为E166.5V则发电机的功率为PIE5544W(5)平均电动势为nnn150V四、选择题（本题包括1个小题，共6分。所给的四个选项中，有多个符合题意，选对得满分，选对但不全得3分，选错或不选得0分。）13. 关于热学现象和热学规律，下列说法中
16、正确的是（ ）A. 布朗运动就是液体分子的热运动B. 用活塞压缩汽缸里空气，对空气做功2.0105J，同时空气的内能增加1.5105J，则空气从外界吸热0.5105JC. 第一类永动机不可能制成是因为它违背了能量守恒定律D. 一定质量的气体，如果保持温度不变，体积越小，则压强越大【答案】CD【解析】【详解】A布朗运动就是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动，是液体分子热运动的表现，故A错误；B用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功2.0105J，同时空气的内能增加1.5105J，则空气向外界放热0.5105J，故B错误；C第一类永动机不可能制成是因为它违背了能量守恒定律，故C正确；D一定质量的气体
17、，如果保持温度不变，体积越小，根据，则压强越大，故D正确。故选CD。五、计算题（本题包括1个小题，共9分。解答应写出必要的文字说明、方程式和主要演算步骤，只写出最后答案的不得分。有数值的计算题答案中必须写出明确的数值和单位。）14. 如图所示，一定质量的气体从状态A经B，C，D再回到A。问AB、BC、CD、DA经历的是什么过程？已知气体在状态A时的体积是1L，求在状态B、C、D时的体积各为多少。【答案】过程分析见解析；VB1L；VC2L；VD6L【解析】【详解】AB为等容变化，压强随温度升高而增大；BC为等压变化，体积随温度升高而增大；CD为等温变化，体积随压强减小而增大；DA为等压变化，体积随温度降低而减小；由题意知VBVA1L因为所以VCVB1L2L由pCVCpDVD得VDVC2L6L所以VB1L，VC2L，VD6L
