1、云南省威信县一中2017-2018学年下学期期中考试高二 物理本试卷分第卷和第卷两部分，共100分，考试时间90分钟。分卷I一、单选题(共12小题,每小题3.0分,共36分) 1.如图所示为某电器中电路的一部分，当输入有直流成分、交流低频成分和交流高频成分的电流后，在其输出端得到可调大小的交流低频成分，那么有关各元器件作用的说法中，正确的有()AC1为高频旁路电容器，交流高频成分被该电容器短路BR为滑动变阻器，它的滑动片上下移动可以改变输出端电压的大小CC2为隔直电容器，交流低频成分通过该电容输出DC1的电容较大C2的电容较小2.一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分
2、别为3 、1 和4 ，为理想交流电流表，U为正弦交流电源，输出电压的有效值恒定当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为4I.该变压器原、副线圈匝数比为()A 2B 3C 4D 53.如图所示，导体棒ab长为4L，匀强磁场的磁感应强度为B，导体绕过O点垂直纸面的轴以角速度匀速转动，a与O的距离很近则a端和b端的电势差Uab的大小等于()A 2BL2B 4BL2C 6BL2D 8BL24.如图所示电路中，变压器为理想变压器，a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，R0为定值电阻，R为滑动变阻器现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表A1的示数增大了0.2 A，电流
3、表A2的示数增大了0.8 A，则下列说法正确的是()A 电压表V1示数增大B 电压表V2、V3示数均增大C 该变压器起升压作用D 变阻器滑片是沿cd的方向滑动5.如图所示，在光滑绝缘水平面上，有一铝质圆形金属球以一定的初速度通过有界匀强磁场，则从球开始进入磁场到完全穿出磁场过程中(磁场宽度大于金属球的直径)，小球()A 整个过程匀速B 进入磁场过程中球做减速运动，穿出过程做加速运动C 整个过程都做匀减速运动D 穿出时的速度一定小于初速度6.关于线圈的自感系数，下面说法正确的是()A 线圈的自感系数越大，自感电动势就一定越大B 线圈中电流等于零时，自感系数也等于零C 线圈中电流变化越快，自感系数
4、越大D 线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定7.一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直先保持线框的面积不变，将磁感应强度在1 s时间内均匀地增大到原来的两倍接着保持增大后的磁感应强度不变，在1 s时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为()AB 1C 2D 48.一正弦交流电的电流随时间变化规律图象如图所示，由图可知()A 用电流表测该电流其示数为14.1 AB 该交流电流的频率为100 HzC 该交流电流通过10 电阻时，电阻消耗的电功率为1 000 WD 该交流电流瞬时值表达式为i10sin 628t(A)9.如图所示，纸面内有
5、一矩形导体闭合线框abcd，ab边长大于bc边长，置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于MN.第一次ab边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q1，通过线框导体横截面积的电荷量为q1；第二次bc边平行于MN进入磁场，线框上产生的热量为Q2，通过线框导体横截面的电荷量为q2，则()AQ1Q2，q1q2BQ1Q2，q1q2CQ1Q2，q1q2DQ1Q2，q1q210.空间存在竖直向上的匀强磁场，将一个不会变形的单匝金属圆线圈放入该磁场中，规定图甲所示的线圈中的电流方向为正当磁场的磁感应强度B随时间t按图乙所示的规律变化时，能正确表示线圈
6、中感应电流随时间变化的图线是()ABCD11.如图所示，一个小型水电站，其交流发电机的输出电压U1一定，通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为R.T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1，它的输出电压和输出功率分别为U2和P2；T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3，它的输出电压和输出功率分别为U4和P4.下列说法正确的是()A 当用户的用电器增多时，U2减小，U4变大B 当用户的用电器增多时，P2变大，P3减小C 要减小线路的损耗，应增大升压变压器的匝数比，同时应减小降压变压器的匝数比D 要减小线路的损耗，应增大升压变压器的匝数比，同时应增大降压变压器的
7、匝数比12.如图所示，一线圈在匀强磁场中匀速转动，经过图示位置时()A 穿过线圈的磁通量最小，磁通量变化率最大B 穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率最大C 穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率最小D 穿过线圈的磁通量最小，磁通量变化率最小二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分) 13.(多选)如图所示是法拉第在1831年做的一个电磁感应实验的示意图他把两个线圈绕在一个铁环上，A线圈与电源、滑动变阻器R组成一个回路，B线圈与开关S、电流表G组成另一个回路通过多次实验，法拉第终于总结出产生感应电流的条件关于该实验下列说法正确的是()A 闭合开关S的瞬间，电流表G中有ab的感应电流B 闭合与断
8、开开关S的瞬间，电流表G中都没有感应电流C 闭合开关S后，在增大电阻R的过程中，电流表G中有ab的感应电流D 闭合开关S后，在增大电阻R的过程中，电流表G中有ba的感应电流14.(多选)如图所示，N10匝、边长L1 m的正方形线圈绕与匀强磁场垂直的中心轴OO沿逆时针方向转动，转速n120 r/min，磁感应强度BT，引出线的两端分别与相互绝缘的两个半圆形铜环相连两个半圆形铜环又通过固定的电刷M和N与电阻R相连线圈从图中位置开始转动过程中，()A 线圈从图中位置转动180的过程中，通过电阻R的电荷量为零Bts时，线圈与中性面所成夹角是60C 流过R的电流大小不断变化，方向总是MRND 若将电阻R
9、换成耐压值为82 V的电容器，电容器不会被击穿15.(多选)如图所示，平行金属导轨与水平面成角，导轨与固定电阻R1和R2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面，有一导体棒ab，质量为m，导体棒的电阻与固定电阻R1和R2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为，导体棒ab沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v时，受到安培力的大小为F，此时()A 电阻R1消耗的热功率为B 电阻R2消耗的热功率为C 整个装置因摩擦而消耗的热功率为mgvcosD 整个装置消耗的机械功率为(Fmgcos)v16.(多选)如图所示是通过街头变压器降压给用户供电的示意图输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动输出电压通过
10、输电线输送给用户，每条输电线总电阻用R0表示当负载增加时，则()A 电压表V2的读数减小B 电流表A1的读数减小C 电流表A2的读数减小D 电压表V1、V2的读数之差增大分卷II三、计算题 17.如图所示，光滑导轨竖直放置，匀强磁场的磁感应强度为B0.5 T，磁场方向垂直于导轨平面向外，导体棒ab的长度与导轨宽度均为L0.2 m，电阻R1.0 ，导轨电阻不计当导体棒紧贴导轨匀速下滑时，标有“6 V3 W”字样的两小灯泡恰好正常发光，求：(1)通过ab的电流的大小和方向；(2)ab运动速度的大小；(3)电路的总功率18.如图所示，两根平行金属导轨固定在水平桌面上，每根导轨每米的电阻为r00.10
11、 /m，导轨的端点P、Q用电阻可忽略的导线相连，两导轨间的距离l0.02 m有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面，已知磁感应强度B与时间t的关系为Bkt，比例系数k0.020 T/s.一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦地滑动，在滑动过程中保持与导轨垂直在t0时刻，金属杆紧靠在P、Q端，在外力作用下，杆以恒定的加速度从静止开始向导轨的另一端滑动，求在t6.0 s时金属杆所受的安培力19.将交变电压u220sin 100tV加在灯泡两端，灯泡的额定值为“220 V100 W”，如果不考虑灯丝电阻的变化，求：(1)通过灯丝电流的最大值；(2)灯泡的实际功率；(3)每秒钟电流方向变化的次数；(4)通过灯丝
12、的电流瞬时值方程20.如图所示，两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ间距为l0.5 m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成30角完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒的质量均为0.02 kg，电阻均为R0.1 ，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为B0.2 T，棒ab在平行于导轨向上的力F作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd恰好能保持静止取g10 m/s2，问：(1)通过cd棒的电流I是多少，方向如何？(2)棒ab受到的力F多大？(3)棒cd每产生Q0.1 J的热量，力F做的功W是多少？答案解析1.【答案】C【解析】根
13、据题设要求等知：C1的作用是阻低频、隔直流，C2的作用是隔直流，又知频率相同时，电容越大，容抗越小，电容相同时频率越高，容抗越小，C1的电容应较小，C2的电容较大只有D错2.【答案】B【解析】开关断开时，原、副线圈的电流比，通过R2的电流I2，副线圈的输出电压U2I2(R2R3)，由可得原线圈两端的电压U15I()2，则UU1IR15I()23I；开关闭合时，原、副线圈的电流比，通过R2的电流I2，副线圈的输出电压U2I2R2，由可得原线圈两端的电压U14I()2，则UU14IR14I()212I，解得3，选项B正确3.【答案】D【解析】由EBlv，切割磁感线的总长度为4L，切割磁感线的平均速
14、度vl即：UabEB4L2L8BL2，D正确4.【答案】D【解析】电压表V1的示数和a、b间电压的有效值相同，滑片滑动时V1示数不变，选项A错误；电压表V2测量的电压为副线圈两端的电压，原、副线圈匝数不变，输入电压不变，故V2示数不变，V3示数为V2示数减去R0两端电压，两线圈中电流增大，易知R0两端电压升高，故V3示数减小，选项B错误；理想变压器U1I1U2I2，则U1I1U2I2，I2I1，故U2U1，变压器为降压变压器，选项C错误；因I2增大，故知R减小，变阻器滑片是沿cd的方向滑动，选项D正确5.【答案】D【解析】小球在进入和穿出磁场时都有磁通量的变化，因此金属球内会产生感应电流，金属
15、球运动受到阻力，即电磁阻尼作用，所以穿出时的速度一定小于初速度6.【答案】D【解析】自感系数是由线圈的大小、形状、圈数、有无铁芯等因素决定的，故B、C错，D对；自感电动势不仅与自感系数有关，还与电流变化快慢有关，故A错7.【答案】B【解析】设原磁感应强度是B，线框面积是S.第1 s内12BSBSBS，第2 s内22B2BSBS.因为En，所以两次电动势大小相等，B正确8.【答案】C【解析】电表测量的是有效值，故I10 A，故A错误；由图可知T0.02 s，故频率为f50 Hz，故B错误；消耗的功率为PI2R10210 W1 000 W，故C正确；角速度为100 rad/s该交流电流瞬时值表达式
16、为i10sin 100t(A)，故D错误9.【答案】A【解析】根据功能关系知，线框上产生的热量等于克服安培力做的功，即Q1W1F1lbclbclab同理Q2lbc，又lablbc，故Q1Q2；因qtt，故q1q2，A正确10.【答案】B【解析】由电磁感应定律和欧姆定律得I，所以线圈中的感应电流决定于磁感应强度B随t的变化率，由图乙可知，01 s时间内，B增大，增大，感应磁场与原磁场方向相反，由楞次定律，感应电流是顺时针的，因而是正值，所以可判断01 s为正的恒值；在12 s内，因磁场不变，则感应电动势为零，所以感应电流为零；同理2 s4 s，磁感应强度在减小，由楞次定律可知，感应电流与原方向相
17、反，即为负的恒值；根据感应定律和欧姆定律得I，可知，斜率越大的，感应电动势越大，则感应电流越大故B正确，A、C、D错误11.【答案】D【解析】通过理想升压变压器T1将电送到用户附近，然后用理想降压变压器T2向远处用户家中供电提升电压的目的是降低线路的功率损失，从而提高用户得到的功率当用户的用电器增多时，用户消耗的功率变大，P2变大，P3变大，用户电流变大，输电线上电流变大，电压降变大，U2不变，U4变小，A、B、C错误；要减小线路的损耗，应增大升压变压器的匝数比，输电电压变大，在输送功率一定的条件下，输电线电流减小，T2输入电压变大，要用户得到额定电压，同时应增大降压变压器的匝数比，C错误，D
18、正确12.【答案】A【解析】由图可知线圈平面与磁感线平行，应处于垂直于中性面的位置，此时穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大，所以A正确13.【答案】BD【解析】闭合与断开开关S的瞬间，穿过线圈B的磁通量都不发生变化，电流表G中均无感应电流A错误，B正确闭合开关S 后，在增大电阻R的过程中，电流减小，则通过线圈B的磁通量减小了，根据右手螺旋定则可确定穿过线圈B的磁场方向，再根据楞次定律可得：电流表G中有ba的感应电流C错误，D正确故选BD.14.【答案】CD【解析】线圈从图中位置转动180的过程中，通过电阻R的电荷量q，故选项A错误；线圈转动的角速度2n22 rad/s4 rad/s，则t
19、s时，线圈转过的角度为t60，则此时与中性面所成夹角是30，选项B错误；线圈中产生正弦交流电，故流过R的电流大小不断变化，由于换向器的作用，电流的方向总是MRN，选项C正确；交流电的最大值EmNBS1041 V80 V，故若将电阻R换耐压值为82 V的电容器，电容器不会被击穿，选项D正确，故选C、D.15.【答案】BCD【解析】棒ab上滑速度为v时，切割磁感线产生的感应电动势EBlv，设棒电阻为R，则R1R2R，回路的总电阻R总R，通过棒的电流I，棒所受安培力FBIl，通过电阻R1的电流与通过电阻R2的电流相等，即I1I2，则电阻R1消耗的热功率P1IR，电阻R2消耗的热功率P2IR.棒与导轨
20、间的摩擦力Ffmgcos，故因摩擦而消耗的热功率为PFfvmgvcos；由能量的转化知，整个装置中消耗的机械功率为安培力的功率和摩擦力的功率之和，即P机FvFfv(Fmgcos)v.由以上分析可知，B、C、D选项正确16.【答案】AD【解析】据题意，当负载增加时，副线圈电阻减小，副线圈电流I增加，副线圈电压U1不变，据U12IR0U2可知电压表V2的示数减小，A选项正确，C选项错误；副线圈电流增加，则原线圈电流也增加，B选项错误；电压表V1、V2的读数之差U1U22IR0，D选项正确17.【答案】(1)1 A由b到a(2)70 m/s(3)7 W【解析】(1)每个小灯泡中的电流为I10.5 A
21、则ab中的电流为I2I11 A由右手定则知通过ab棒的电流方向为由b到a(2)ab产生的感应电动势：EU1IR6 V11.0 V7 V由EBLv，知ab的运动速度v70 m/s(3)电路的总功率PIE7 W.18.【答案】1.44105N【解析】以a表示金属杆运动的加速度，在t时刻，金属杆与初始位置的距离xat2此时杆的速度vat，这时，杆与导轨构成的回路的面积Sxl，回路中的感应电动势应是感生电动势与动生电动势之和，即EBlv，而Bkt，k回路的总电阻R2xr0，回路的感应电流I，作用于杆的安培力FBIl，由以上各式解得F3t，代入数据得F1.44105N.19.【答案】(1)0.64 A(
22、2)100 W(3)100次(4)i0.64sin 100tA【解析】(1)由公式P先求出灯丝的电阻，R484 ，根据欧姆定律求电流最大值ImA0.64 A.(2)灯泡能正常发光，实际功率为100 W.(3)100，f50 Hz，所以电流方向在每秒时间内改变100次(4)瞬时值方程为i0.64sin 100tA.20.【答案】(1)1 A，方向由d到c(2)0.2 N(3)0.4 J【解析】(1)棒cd受到的安培力FcdIlB棒cd在共点力作用下平衡，则Fcdmgsin 30由式代入数据解得I1 A，方向由右手定则可知由d到c.(2)棒ab与棒cd受到的安培力大小相等FabFcd对棒ab由共点力平衡有Fmgsin 30IlB代入数据解得F0.2 N(3)设在时间t内棒cd产生Q0.1 J热量，由焦耳定律可知QI2Rt设ab棒匀速运动的速度大小为v，则产生的感应电动势EBlv由闭合电路欧姆定律知I由运动学公式知，在时间t内，棒ab沿导轨的位移xvt力F做的功WFx综合上述各式，代入数据解得W0.4 J.