甘肃省兰州市教育局第四片区2021-2022学年高二下学期期中考试物理（理）试题（含答案）

2021-2022学年第二学期联片办学期中考试

高二年级物理学科试卷

高二理科     物理

一、选择题：（本题共10题，每小题5分，1-6为单选题，7-10为多选题，多选题全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分，共50分）

1.如图所示，两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r。圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为(  )

A．1∶1      

B．1∶2     

C．1∶4      

D．4∶1

2.如图所示，CDEF是一个矩形金属框，当导体棒AB向右移动时，回路中会产生感应电流，则下列说法正确的是(  )

A．导体棒中的电流方向由B→A

B．电流表A1中的电流方向由F→E

C．电流表A1中的电流方向由E→F

D．电流表A2中的电流方向由D→C

3．如图甲和乙是教材中演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈。实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是(  )

A．图甲中，A1与L1的电阻值相同

B．图甲中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流

C．图乙中，变阻器R与L2的电阻值相同

D．图乙中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等

4.扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌。为了有效隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示。无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及其左右振动的衰减最有效的方案是(   )

5. 关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是(  )

A．通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变

B．穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都不相等

C．穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势

D．原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈

6.如图甲所示，调节台灯是通过双向可控硅电子器件来实现无级调节灯的亮度的。现将某无级调光台灯接在220 V的正弦式交变电源上，经过可控硅调节后加在灯管两端的电压如图乙所示，则此时电压表的示数是(  )

A．220 V        B．156 V         C．110 V        D．78 V

7．如图所示，下列情况能产生感应电流的是(  )

A．如图甲所示，导体棒AB顺着磁感线运动 

B．如图乙所示，条形磁铁插入或拔出线圈时

C．如图丙所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通时

D．如图丙所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通，当改变滑动变阻器的阻值时

8.如图所示是高频焊接原理示意图。线圈中通以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就会产生感应电流，感应电流通过焊缝处产生很多热量，将金属熔化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少，以下说法正确的是(  )

A．电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高的越快

B．电流变化的频率越低，焊缝处的温度升高的越快

C．工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻小

D．工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻大

9.调压变压器是一种自耦变压器，它的构造如图所示。线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，A、B间加上正弦交流电压u，移动滑动触头P的位置，就可以调节输出电压。在输出端连接了滑动变阻器R和理想交流电流表，变阻器的滑动触头为Q，则(　　)

A．保持P的位置不动，将Q向下移动时，电流表的读数变大

B．保持P的位置不动，将Q向下移动时，电流表的读数变小

C．保持Q的位置不动，将P沿逆时针方向移动时，电流表的读数变大

D．保持Q的位置不动，将P沿逆时针方向移动时，电流表的读数变小

10.一正弦交变电压随时间变化的规律如图所示。由图可知(  )

A．该交变电压瞬时值的表达式为u＝100sin (25πt) V

B．该交变电压的频率为25 Hz

C．该交变电压的有效值为100 V

D．若将该交变电压加在阻值R＝100 Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率为50 W

二、填空题（共16分，请将正确的答案填在横线上）

11．如图为“探究感应电流产生的条件”的实验电路图。

(1)请在图中连线，把实验装置连接完整。

(2)开始实验时，滑动变阻器滑片P应该放置在________(填“a”或“b”)端。

(3)闭合开关后，请写出三种使线圈B中产生感应电流的方法：①________；②_____；③______。

三、计算题（本题共3小题，本题共34分。解答时请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）

12．（10分）如图所示，将边长为、总电阻为的正方形闭合线圈，从磁感强

度为的匀强磁场中以速度匀速拉出（磁场方向垂直线圈平面），求：

（1）线圈中感应电流的大小；

（2）线圈克服安培力所做的功．

13.（12分）一矩形线圈，面积是0.05 m2，共100匝，线圈电阻r＝2 Ω，外接电阻R＝8 Ω，线圈在磁感应强度B＝(1/Л) T的匀强磁场中以n＝300 r/min的转速绕垂直于磁感线的轴匀速转动，如图所示，若从中性面开始计时，求：

(1)线圈中感应电动势的瞬时值表达式；

(2)线圈从开始计时经(1/30) s时线圈中的感应电流的瞬时值；

(3)外电路R两端电压瞬时值的表达式。

14.（12分）如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距，导轨平面与水平面成角，下端连接阻值为的电阻．匀强磁场方向与导轨平面垂直．质量为、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为．

（1）求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；

（2）若金属棒下滑的最大速度为，则磁感应强度的大小为多少；

（3）接（2）问，金属棒到达最大速度沿杆下滑的距离为，则金属杆克服安培力做的功以及电阻 上产生热的分别为多少？（，，）

2021-2022学年第二学期联片办学期中考试

高二年级物理学科参考答案

一、选择题：（本题共10题，每小题5分，1-6为单选题，7-10为多选题，多选题全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分，共50分）

1.A    2.B   3．C   4.A     5. C   6.B   7．BD   8.AD   9.BC  10.BD  

二、填空题（共16分，请将正确的答案填在横线上）

11.（1）（4分）

(2)a　（3分）    (3)（答案不唯一，合理均可给分）①断开开关（3分）

②插入或拔出线圈A（3分）

③移动滑动变阻器的滑片（3分）

三、计算题（本题共3小题，本题共34分。解答时请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）

16．（10分）(1)感应电动势的大小为：E=Blv

根据闭合欧姆定律得：I=Blv/R

(2)因为线圈被匀速拉出,所以F=F安

则拉力为：F=F安=B2l2v/R

线圈克服安培力所做的功W=F安l==B2l3v/R

17.（12分）(1)线圈转速n＝300 r/min＝5 r/s，   

 角速度ω＝2πn＝10π rad/s，

线圈产生的感应电动势最大值Em＝NBSω＝50 V，

由此得到的感应电动势瞬时值表达式为     e＝Emsin ωt＝50sin (10πt) V。

(2)将t＝1/30 s代入感应电动势瞬时值表达式e′＝50 sin(10Л×1/30) V＝25V，

对应的感应电流i′＝ e′/(R+r)=5/2A

(3)由欧姆定律得u＝eR/(R+r)＝40sin (10πt) V。

18．（12分）(1)金属棒开始下滑的初速为零，根据牛顿第二定律有：

 mgsinθ−μmgcosθ=ma

解得：a=g(sinθ−μcosθ)=4m/s2

故金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小为4m/s2

(2)设金属棒运动达到稳定时，速度为v，所受安培力为F，棒在沿导轨方向受力平衡，有： mgsinθ−μmgcosθ−F=0

金属棒所受安培力F=BIL=B2L2v/R

两式联立解得B=0.4T

（3）金属棒到达最大速度沿杆下滑做匀速直线运动，有动能定理得

(mgsinθ−μmgcosθ）s-W安=0   解得W安=16J  

Q=W安=16J   电阻上生热16J