物理北京市第四中学学年高二下学期期中考试试题解析版.docx
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物理北京市第四中学学年高二下学期期中考试试题解析版.docx
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物理北京市第四中学学年高二下学期期中考试试题解析版
北京市第四中学2015-2016学年高二下学期期中考试试题
Ⅰ卷(共100分)
一.单项选择题(本大题共10小题;每小题4分,共40分。
在每小题给出的四个选项中,只有一个正确选项。
将答案填涂在机读卡上)
.以下物理量与单位对应正确的一组是()
A.磁通量—亨利B.自感系数—韦伯C.容抗—法拉D.感抗—欧姆
.法拉第电磁感应定律可以这样表述:
闭合电路中感应电动势的大小()
A.跟穿过这一闭合电路的磁通量成正比
B.跟穿过这一闭合电路的磁感应强度成正比
C.跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化率成正比
D.跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化量成正比
.如图所示,矩形线圈abcd位于通电长直导线附近,线圈与导线在同一平面内,线圈的ad、bc边与导线平行。
下面的操作中不能使线圈中产生感应电流的是()
A.使线圈水平向左平移
B.使线圈水平向右平移
C.使线圈竖直向下平移
D.使线圈以bc边为轴转动
.如图所示,粗细均匀的电阻丝围城的正方形线框置于有界匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面,其边界与正方形线框的边平行,现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场,则在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差的绝对值最大的是()
.如图所示,三只完全相同的灯泡a、b、c分别与盒子Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的三种元件串联,再将三者并联,接在正弦交变电路中,三只灯泡亮度相同。
若保持电路两端电压有效值不变,将交变电流的频率增大,观察到灯a变暗、灯b变亮、灯c亮度不变。
则三个盒子中的元件可能是()
A.Ⅰ为电阻,Ⅱ为电容器,Ⅲ为电感器
B.Ⅰ为电感器,Ⅱ为电阻,Ⅲ为电容器
C.Ⅰ为电感器,Ⅱ为电容器,Ⅲ为电阻
D.Ⅰ为电容器,Ⅱ为电感器,Ⅲ为电阻
.如图所示,理想变压器的原线圈两端接u=220
sin100πt(V)的交流电源上副线圈两端接R=55Ω的负载电阻,原、副线圈匝数之比为2∶1,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1A
B.原线圈中的输入功率为
C.副线圈中电压表的读数为110
V
D.副线圈中输出交流电的周期为0.01s
.物理课上,老师做了一个奇妙的“跳环实验”。
如图,他把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后,将一金属套环置于线圈L上,且使铁芯穿过套环,闭合开关S的瞬间,套环立刻跳起。
某同学另找来器材再探究此实验,她连接好电路,经重复实验,线圈上的套环均未动,对比老师演示的实验,下列四个选项中,导致套环未动的原因可能是()
A.线圈接在了直流电源上
B.电源电压过高
C.所选线圈的匝数过多
D.所用套环的材料与老师的不同
.如图所示是某种型号的电热毯的电路图,电热毯接在交变电源上,通过装置P使加在电热丝上的电压的波形如右图所示(每个波形都是正弦图形)。
此时接在电热丝两端的交流电压表的读数为()
A.110VB.156VC.220VD.311V
.如图甲所示,abcd是由导体做成的框架,其平面与水平面成θ角,质量为m的导体棒PQ与ab、cd接触良好,回路的面积为S。
整个装置放在垂直于框架平面的变化的磁场中,磁感应强度随时间变化情况如图乙所示,PQ始终静止。
则下面说法正确的是()
A.导体棒中感应电流的方向由P到Q
B.导体棒中感应电流大小恒定
C.导体棒PQ所受安培力的方向水平向右
D.导体棒PQ所受安培力的大小恒定
.法拉第发明了世界上第一台发电机——法拉第圆盘发电机。
铜质圆盘竖直放置在水平向左的匀强磁场中,圆盘圆心处固定一个摇柄,边缘和圆心处各有一个铜电刷与其紧贴,用导线将电刷与电阻R连接起来形成回路。
转动摇柄,使圆盘如图示方向转动。
已知匀强磁场的磁感应强度为B,圆盘半径为L,圆盘匀速转动的角速度为ω。
下列说法正确的是()
A.圆盘产生的电动势为
,流过电阻R的电流方向为从b到a
B.圆盘产生的电动势为
,流过电阻R的电流方向为从a到b
C.圆盘产生的电动势为
,流过电阻R的电流方向为从b到a
D.圆盘产生的电动势为
,流过电阻R的电流方向为从a到b
二.多项选择题(本大题共6小题;每小题5分,共30分。
每小题有多个正确选项,部分选对得3分,选错不给分,将答案填涂在机读卡上与题号对应的位置)
.如图所示,闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的N极朝下。
当磁铁向下运动时(但未插入线圈内部),下列判断正确的是()
A.磁铁与线圈相互排斥
B.磁铁与线圈相互吸引
C.通过R的感应电流方向为从a到b
D.通过R的感应电流方向为从b到a
.如图所示,A和B都是铝环,环A是闭合的,环B是断开的,两环分别固定在一横梁的两端,横梁可以绕中间的支点转动。
下列判断正确的是()
A.用磁铁的N极靠近A环,A环会远离磁铁
B.用磁铁的N极靠近B环,B环会远离磁铁
C.用磁铁的N极靠近A环,A环会有顺时针方向的电流产生
D.用磁铁的N极靠近A环,A环会有逆时针方向的电流产生
.卡拉OK用的话筒,内有将声音信号转换为电信号的传感器。
其中有一种是动圈式的,如图所示。
在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈,线圈处于永磁体的磁场中。
声波使膜片振动时,就会将声音信号转变为电信号。
下列说法正确的是()
A.该传感器是根据电流的磁效应工作的
B.该传感器是根据电磁感应原理工作的
C.膜片振动时线圈中产生动生电动势
D.膜片振动时线圈中产生感生电动势
.某发电站采用高压输电向外输送电能。
若输送的总功率为P0,输电电压为U,输电线的总电阻为
。
则下列说法正确的是()
A.输电线上的电流
B.输电线上的电流
C.输电线电阻上的功率损失
D.输电线电阻上的电压损失
.如图所示,电池内阻不计,L是电阻不计、自感系数足够大的线圈,D1、D2是两个规格相同的灯泡。
对于这个电路,下列说法中正确的是()
A.S刚闭合瞬间,D1、D2同时亮
B.S刚闭合瞬间,D1先亮,D2后亮
C.闭合S电路达到稳定后,D1熄灭,D2比S刚闭合时亮
D.闭合S待电路达到稳定后,再将S断开时,D1亮一下再逐渐变暗,D2立即熄灭
.如图所示,绕在同一个铁芯上的两个线圈分别与金属导轨和导体棒ab、cd组成闭合回路,棒ab、cd置于磁场中,则棒cd在导轨上如何运动才可能使导体棒ab向右运动()
A.减速向右运动B.加速向右运动
C.减速向左运动D.加速向左运动
三.计算题(本大题共2小题,30分。
解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。
只写出最后答案的不能得分。
有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
)
.(15分)如图所示,一矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动,磁场方向与转轴垂直。
线圈匝数n=100匝,电阻r=1Ω,长l1=0.5m,宽l2=0.4m,角速度ω=10rad/s。
磁场的磁感强度B=0.2T。
线圈两端外接电阻R=9Ω的用电器,和一个理想交流电流表。
试分析求解:
(1)线圈中产生感应电动势的最大值;
(2)电流表的读数;
(3)电阻R上消耗的电功率。
.(15分)如图甲所示,一个圆形线圈匝数n=1000匝、面积S=2×10-2m2、电阻r=1Ω。
在线圈外接一阻值为R=4Ω的电阻。
把线圈放入一个匀强磁场中,磁场方向垂直线圈平面向里,磁场的磁感强度B随时间变化规律如图乙所示。
求:
(1)0~4s内,回路中的感应电动势;
(2)t=5s时,a、b两点哪点电势高;
(3)t=5s时,电阻两端的电压U。
II卷(共50分)
四.不定项选择题(本大题共5小题,每小题4分,共20分,每小题至少有一个正确答案,部分选对得2分,选错不给分,请把答案写在答题纸上)
.关于物体的内能,下列叙述中正确的是( )
A.1g00C的水的内能比1g00C的冰的内能大
B.电流通过电阻后发热,它的内能增加是通过“做功”实现的
C.气体膨胀,它的内能一定减少
D.对气体加热,其温度一定会升高
.关于布朗运动,下列说法中正确的是( )
A.布朗运动就是液体分子的无规则运动
B.布朗运动就是悬浮在液体中的固体分子的无规则运动
C.液体的温度越高,布朗运动越激烈
D.悬浮的固体颗粒越大,布朗运动越明显
.如图所示,电阻R=1Ω、半径r1=0.2m的单匝圆形导线框P内有一个与P共面的圆形磁场区域Q,P、Q的圆心相同,Q的半径r2=0.1m.t=0时刻,Q内存在着垂直于圆面向里的磁场,磁感应强度B随时间t变化的关系是B=(2-t)(T)。
若规定逆时针方向为电流的正方向,则线框P中感应电流I随时间t变化的关系图像应该是下图中的()
.如图所示,水平面内两根光滑的平行金属导轨,左端与电阻R相连接,匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内,质量一定的金属棒垂直于导轨并与导轨接触良好。
若对金属棒施加一个水平向右的外力F,使金属棒从a位置由静止开始向右做匀加速运动并依次通过位置b和c。
若导轨与金属棒的电阻不计,a到b与b到c的距离相等,则下列关于金属棒在运动过程中的说法正确的()
A.金属棒通过b、c两位置时,电阻R的电功率之比为1:
2
B.金属棒通过b、c两位置时,外力F的大小之比为1:
C.在从a到b与从b到c的两个过程中,电阻R上产生的热量之比为1:
1
D.在从a到b与从b到c的两个过程中,通过金属棒的横截面的电量之比为1:
1
.如图甲所示,两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计。
两质量、长度均相同的导体棒c、d,置于边界水平的匀强磁场上方同一高度h处。
磁场宽为3h,方向与导轨平面垂直。
先由静止释放c,c刚进入磁场即匀速运动,此时再由静止释放d,两导体棒与导轨始终保持良好接触。
用ac表示c的加速度,Ekd表示d的动能,xc、xd分别表示c、d相对释放点的位移。
图乙中正确的是()
五.简答题(本大题2小题,共30分。
解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。
只写出最后答案的不能得分。
有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
)
.如图所示,水平地面上方有一高度为H、界面分别为PQ、MN的匀强磁场,磁感应强度为B。
矩形导线框abcd在磁场上方某一高度处,导线框ab边长为l1,bd边长为l2,导线框的质量为m,电阻为R。
磁场方向垂直于线框平面,磁场高度H>l2。
线框从某高处由静止落下,当线框的cd边刚进入磁场时,线框的加速度方向向下、大小为
;当线框的cd边刚离开磁场时,线框的加速度方向向上、大小为
。
运动过程中,线框平面位于竖直平面内,上、下两边始终平行PQ。
空气阻力不计,重力加速度为g。
求:
(1)线框开始下落时cd边距离磁场上边界PQ的高度h;
(2)cd边刚离开磁场时,电势差Ucd
(3)从线框的cd边进入磁场至线框的ab边刚进入磁场过程中,线框产生的焦耳热Q;
(4)从线框的cd边进入磁场至线框的ab边刚进入磁场的过程中,通过线框导线某一横截面的电荷量q。
.电磁炉起加热作用的底盘可以简化等效为如图所示的31个同心导电圆环,各圆环之间彼此绝缘,导电圆环所用材料单位长度的电阻为R0=0.125π(Ω/m)。
从中心向外第n个同心圆环的半径
(cm),式中n=1、2…31。
电磁炉工作时产生垂直于锅底方向的变化磁场,磁场的磁感应强度B的变化率为
=100π
sinωt(T/s)。
(为了方便计算取π2=10)
(1)半径为r1(n=1)的圆环中感应电动势最大值为多少伏?
(2)半径为r1(n=1)的圆环中感应电流的有效值为多少安?
(3)各导电圆环总的发热功率为多少瓦?
【参考答案】
Ⅰ卷(共100分)
一.单项选择题(本大题共10小题;每小题4分,共40分。
在每小题给出的四个选项中,只有一个正确选项。
将答案填涂在机读卡上)
1.【答案】D
【解析】试题分析:
磁通量的单位是韦伯,选项A错误;自感系数的单位是亨利,选项B错误;容抗的单位是欧姆,法拉是电容的单位,选项C错误;感抗的单位是欧姆,选项D正确。
考点:
物理量的单位。
2.【答案】C
【解析】
考点:
法拉第电磁感应定律。
3.【答案】C
【解析】试题分析:
线圈的移动如果不能使线圈中的磁通量发生改变,则线圈中就不会产生感应电流,故当线圈水平向左、水平向右移动,以bc边为轴转动时都会使线圈中的磁通量发生改变,而线圈向下移动时,则不会使线圈中的磁通量发生改变,故它不会产生感应电流,选项C正确。
考点:
感应电流产生的条件。
4.【答案】B
【解析】
考点:
电磁感应,欧姆定律。
5.【答案】C
【解析】试题分析:
若交变电流的频率变大,灯a变暗,说明Ⅰ中的电阻变大,故它可能是电感元件;灯b变亮,说明Ⅱ中的电阻变小,故它可能是电容元件;灯c亮度不变,它可能是电阻元件,故选项C正确。
考点:
电感、电容在交变电路中的作用。
6.【答案】A
【解析】
考点:
交流电的有效值,变压器。
7.【答案】D
【解析】
考点:
电磁感应。
8.【答案】B
【解析】
试题分析:
电压表的读数就是交流电的有效值,设它的有效值为U,则根据交流电有效值的定义可知:
=
,解之得U=
=156V,选项B正确。
考点:
交流电的有效值。
9.【答案】B
【解析】
考点:
电磁感应,安培力。
10.【答案】A
【解析】
考点:
感应电动势的计算。
二.多项选择题(本大题共6小题;每小题5分,共30分。
每小题有多个正确选项,部分选对得3分,选错不给分,将答案填涂在机读卡上与题号对应的位置)
11.【答案】AC
【解析】试题分析:
当磁铁向下运动时,穿过线圈的磁通量在增加,故线圈中产生的磁场方向向上,即磁铁与线圈产生斥力,选项A正确,B错误;再由右手定则可判断出螺线管中的感应电流方向是由a到b的,选项C正确,D错误。
考点:
电磁感应,楞次定律。
12.【答案】AD
【解析】
考点:
楞次定律。
13.【答案】BC
【解析】试题分析:
当有声音时,会引起弹性膜片的振动,使得它带动线圈在磁场中做切割磁感线运动,故线圈中就会产生感应电流,所以它是根据电磁感应的原理工作的,选项A错误;选项B正确;电动势是因为切割磁感线而产生的,故它是动生电动势,选项C正确,D错误。
考点:
电磁感应。
14.【答案】ACD
【解析】
考点:
高压输电。
15.【答案】ACD
【解析】
考点:
线圈自感电动势。
16.【答案】BC
【解析】试题分析:
要使导体ab向右运动,由左手定则可知其中要有方向由b向a的电流,故上线圈要产生方向向下的磁场;根据电磁感应原理可知,下面的线圈的磁场方向向下并且减弱,或者磁场方向向上并且增强;当下面的线圈的磁场方向向下并且减弱时,感应电流要由c到d,再由右手定则可知cd应该向左减速运动,选项C正确;当下面线圈的磁场方向向上并且增强时,感应电流要由d到c,再由右手定则可知cd应该向右加速运动,选项B正确。
考点:
感应电动势,右手定则,左手定则。
三.计算题(本大题共2小题,30分。
解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。
只写出最后答案的不能得分。
有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
)
17.【答案】
(1)40V;
(2)2.82A;(3)72W。
【解析】
考点:
感应电动势,欧姆定律,电功率的计算。
18.【答案】
(1)1V;
(2)a电势高;(3)3.2V。
【解析】
考点:
法拉第电磁感应定律,欧姆定律。
II卷(共50分)
四.不定项选择题(本大题共5小题,每小题4分,共20分,每小题至少有一个正确答案,部分选对得2分,选错不给分,请把答案写在答题纸上)
19.【答案】AB
【解析】
试题分析:
1g00C的水比1g00C的冰,二者的质量相等,温度相等增,但是由水变成冰时要放出热量,故1g00C的水的内能比1g00C的冰的内能大,选项A正确;电流通过电阻后发热,它的内能增加是通过电流“做功”来实现的,选项B正确;气体膨胀,对外做功,但是它的内能不一定减少,因为还可能吸收热量,对气体加热,它吸收热量,但如果它对外做功,则其温度不一定会升高,选项CD错误。
考点:
内能,做功,热力学第一定律。
20.【答案】C
【解析】
考点:
布朗运动。
21.【答案】C
【解析】
试题分析:
因为磁场是均匀减弱的,故线圈P产生的感应电流的磁场方向向里,由右手定则可知,感应电流的方向沿顺时针方向,故为负值;由于原磁场中均匀减弱的,故感应电动势不变,感应电流大小不变,选项AD错误;因为E=
=0.01πV,故感应电流I=0.01πA,选项C正确。
考点:
法拉第电磁感应定律。
22.【答案】AD
【解析】
在这两段的过程中,通过金属棒的横截面的电量之比为1:
1,选项D正确。
考点:
感应电动势,欧姆定律,安培力做功。
23.【答案】BD
【解析】
考点:
电磁感应,安培力,牛顿第二定律。
五.简答题(本大题2小题,共30分。
解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。
只写出最后答案的不能得分。
有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
)
24.【答案】
(1)
;
(2)
;(3)
;(4)
。
【解析】
代入解之得vb2=v′2-2g(H-l2),则从线框的cd边进入磁场至线框的ab边刚进入磁场过程中,由功关系得:
mgl2-Q=
,则
;
(4)通过线框导线某一横截面的电荷量q=It=
=
。
考点:
电磁感应,功能关系,电荷量。
25.【答案】
(1)
V;
(2)8A;3)1173.2W。
【解析】
考点:
电磁感应,有效值,热功率。
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