2022兰州教育局第四片区高二下学期期中物理试题含答案

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，则下列说法中正确的是（　　）

A. 导体棒中的电流方向为B→A

B. 电流表A1中的电流方向为F→E

C. 电流表A1中的电流方向为E→F

D. 电流表A2中的电流方向为D→C

3. 图1和图2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1中，A1与L1的电阻值相同

B. 图1中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流

C. 图2中，变阻器R与L2的电阻值相同

D. 图2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左右振动的衰减最有效的方案是

A.  B.

C.  D.

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. 下列情况能产生感应电流的是(　　)

A. 如图甲所示，导体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．AB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. 下图为“研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______（选填“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. 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. 一矩形线圈，面积是0.05m2，共100匝，线圈电阻r=2Ω，外接电阻R=8Ω，线圈在磁感应强度B=（）T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. 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。（，，）

【1题答案】

【答案】A

【2题答案】

【答案】B

【3题答案】

【答案】C

【4题答案】

【答案】A

【5题答案】

【答案】C

【6题答案】

【答案】B

【7题答案】

【答案】BD

【8题答案】

【答案】AD

【9题答案】

【答案】BC

【10题答案】

【答案】BD

【11题答案】

【答案】    ①.     ②. a    ③. 断开开关    ④. 插入或拔出线圈A    ⑤. 移动滑动变阻器的滑片

【12题答案】

【答案】（1）；（2）

【详解】（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

【13题答案】

【答案】（1）e=50sin(10πt)V；（2）；（3）u= 40sin(10πt)V

【详解】（1）线圈转速，角速度

线圈产生的感应电动势最大值

由此得到的感应电动势瞬时值表达式为

（2）将代入感应电动势瞬时值表达式

对应的感应电流

（3）由欧姆定律得

【14题答案】

【答案】（1）4m/s2；（2）0.4T；（3）W安=16J；Q=16J

【详解】（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= 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

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

则电阻上生热

Q=W安=16J