2021-2022学年陕西省汉滨区五里高级中学高二（下）期中考试物理试题含解析

五里高中2021-2022学年第二学期期中考试高二物理

一、选择题（本大题共12个小题，每小题4分。共48分。1-9题只有一个选项正确；10-12题有多个选项正确，多选错选不得分，漏选得2分）

1. 根据楞次定律知，感应电流的磁场一定是（　　）

A. 与引起感应电流的磁场反向

B. 加快引起感应电流的磁通量变化

C. 阻碍引起感应电流的磁通量变化

D. 使电路磁通量的变化有时加快，有时减慢，有时为零

【答案】C

【解析】

【详解】根据楞次定律可知，感应电流的磁场一定是阻碍磁通量的变化的。当磁通量增加时，与原磁场方向相反，当磁通量减小时，与原磁场方向相同。不会阻止磁通量的变化即磁通量的变化不会为零。

故选C。

2. 发电机的输出电压为220 V，输出功率为44 kW，每条输电线电阻为0.2 Ω，则用户得到的电压U和电功率P分别为（　　）

A. U=80 V　P=16 kW B. U=140 V　P=16 kW

C. U=140 V　P=28 kW D. U=180 V　P=36 kW

【答案】C

【解析】

【详解】输电线上的电流为

电路损失功率

用户得到的电功率

电路损失电压

用户得到的电压

故C正确，ABD错误。

故选C。

3. 如图所示电路中，电阻R、电感器L、电容器C并联接在某一交流电源上，三个相同的交流电流表的示数相同。若保持电源的电压不变，而将其频率增大，则三个电流表的示数I1、I2、I3的大小关系是（　　）

A. I1=I2=I3 B. I1>I2>I3 C. I2>I1>I3 D. I3>I1>I2

【答案】D

【解析】

【详解】电感线圈的特点是通低频阻高频，电容器的特点是通高频阻低频，当电源的频率增大时，通过电感线圈的电流会减小，通过电容器的电流会增大，而通过电阻的电流不会变。

故选D

4. 电磁灶是利用电磁感应现象产生的涡流，使锅体发热从而加热食物．有关电磁灶，下列说法中正确的是(　　)

A. 锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关

B. 电磁灶中通入电压足够高的直流电也能正常工作

C. 金属或环保绝缘材料制成的锅体都可以利用电磁灶来烹饪食物

D. 电磁灶的上表面一般都用金属材料制成，以加快热传递、减少热损耗

【答案】A

【解析】

【详解】锅体中涡流强弱与磁场变化的频率有关，磁场变化的频率越高，产生的涡流越强，故A正确；直流电不能产生变化的磁场，在锅体中不能产生感应电流，电磁炉不能使用直流电，故B错误；锅体只能用铁磁性导体材料，不能使用绝缘材料制作锅体，故C错误；电磁炉的上表面如果用金属材料制成，使用电磁炉时，上表面材料发生电磁感应要损失电能，电磁炉上表面要用绝缘材料制作，故D错误；故选A．

5. 如图所示，一磁铁用细线悬挂，一个很长的铜管固定在磁铁的正下方，开始时磁铁上端与铜管上端相平，烧断细线，磁铁落入铜管的过程中，下列说法正确的是（　　）

①磁铁下落的加速度先增大，后减小；②磁铁下落的加速度恒定；③磁铁下落的速度先增大后减小；④磁铁下落的加速度一直减小最后为零；⑤磁铁下落的速度逐渐增大，最后匀速运动

A. 只有②正确 B. 只有①③正确

C. 只有①⑤正确 D. 只有④⑤正确

【答案】D

【解析】

【详解】刚烧断细线时，磁铁只受重力，向下加速运动，铜管中产生感应电流，对磁铁的下落产生阻力，故磁铁速度增大，加速度减小，当阻力和重力相等时，磁铁加速度为零，速度达到最大，最后匀速度运动，故加速度一直减小，最后为零；速度一直增大，最后匀速，故④⑤正确，①②③错误。

故选D

6. 关于交变电流，下列说法中正确的是（　　）

A. 在一个周期内交变电流的方向改变一次

B. 如果交变电流的最大值是5 A，那么交变电流的最小值一定是-5 A

C. 用交流电流表或电压表测量交变电流或电压时，指针来回摆动

D. 交流电器设备上标出的电压或电流都是指有效值

【答案】D

【解析】

【详解】A．在一个周期内交流电的方向改变两次，故A错误；

B．正弦交流电压的最大值为5A，最小值不是﹣5A，是零，故B错误；

C．交流电流表和交流电压表测量的是有效值，指针是固定不变的，故C错误；

D．交流电器设备上标出的电压和电流值都是指有效值，故D正确。

故选D。

7. 如图所示，将硬导线中间一段折成不封闭的正方形，每边长为l，它在磁感应强度为B、方向如图所示的匀强磁场中匀速转动，转速为n，导线在a、b两处通过电刷与外电路连接，外电路有额定功率为P的小灯泡并正常发光，电路中除灯泡外，其余部分的电阻不计，灯泡的电阻应为(　　)

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】单匝正方形线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，将产生正弦式电流，则电动势的最大值Em＝Bl2ω＝2πnBl2，其有效值E＝＝，计算小灯泡的额定功率P要用其有效值，即P＝.

R＝＝，故只有B选项正确．

8. 如图所示，一理想变压器的原线圈匝数为n1= 1000匝，副线圈匝数为n2=200匝，电阻R=88 Ω，原线圈接入一电压u=220 sin 100πt（V）的交流电源，电压表和电流表对电路的影响可忽略不计，则（　　）

A. 副线圈中交变电流的频率为100Hz B. t=1s的时刻，电压表的示数为0

C. 变压器的输入功率为22W D. 电流表的示数为2.5A

【答案】C

【解析】

【详解】A．根据原线圈接入的交流电的瞬时表达式可知，交流电的频率，根据

解得

变压器不改变交变电流的频率，A错误；

BD．t=1s时，电源电压的瞬时值为0，而电压表测的是电阻两端电压的有效值，原线圈的电压的有效值为

根据理想变压器基本关系

代入数据得

根据

根据

解得

BD错误；

C．变压器输入功率等于变压器的输出功率

C正确。

故选C。

9. 三个相同的电阻，分别通过如图a、b、c所示的变化电流，三个图中的I0和周期T相同。下列说法中正确的是（  ）

A. 在相同时间内三个电阻发热量相等

B. 在相同时间内，a、b发热量相等，是c发热量的2倍

C. 在相同时间内，a、c发热量相等，是b发热量的

D. 在相同时间内，b发热量最大，a次之，c的发热量最小

【答案】C

【解析】

【详解】图a中为正弦式交变电流，有效值

根据焦耳定律可知，一个周期内发热量

图b中，一个周期内感应电流电流大小相等，其发热量

图c中，只有前半个周期有电流，其发热量

所以在相同时间内，a、c发热量相等，是b发热量的，所以ABD错误，C正确。

故选C。

10. 如图所示，理想变压器的原线圈匝数为n1=1 000匝，副线圈匝数n2=200匝，交变电源的电动势e=311sin 314t V，电阻R=88 Ω，电流表和电压表对电路的影响忽略不计，下列结论正确的是（　　）

A. 电流频率为50 Hz B. 电流表A1的示数约为0.1 A

C. 电压表V1的示数为311 V D. 电阻R的发热功率约为44 W

【答案】AB

【解析】

【详解】A．根据交变电源的电动势可知

根据

解得

A正确；

BC．交流电有效值

电压表的V1的示数为220V，根据

解得

根据欧姆定律，得电流为

根据

得

C错误，B正确；

D．电阻R的发热功率约为

D错误。

故选AB。

11. 如图所示，当导体棒MN以速度v0开始向右沿导轨滑动的瞬间（导轨间有磁场，方向垂直纸面向里），下列说法正确的是（　　）

A. 导体棒和导轨组成的闭合回路中有感应电流

B. 导体棒和导轨组成的闭合回路中没有感应电流

C. 圆形金属环B中有感应电流

D. 圆形金属环B中没有感应电流

【答案】AC

【解析】

【详解】AB．当导体棒MN以速度v0开始向右沿导轨滑动的瞬间，切割磁感线产生感应电流，导体棒和导轨组成的闭合回路中有感应电流，故A正确，B错误；

CD．通过螺线圈管A的电流突然增大，螺线圈管A产生的磁场突然变强，穿过金属环B的磁通量突然增大，由楞次定律可知，B中产生感应电流，故C正确，D错误。

故选AC。

12. 矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势e-t图像如图，则在时刻（　　）

A. t1、t3线圈通过中性面

B. t2、t4线圈中磁通量最大

C. t1、t3线圈中磁通量变化率最大

D. t2、t4线圈平面与中性面垂直

【答案】AD

【解析】

【详解】ABC．t1、t3时刻，感应电动势为零，故线圈通过中性面，此时磁通量最大，磁通量的变化率最小，故选项A正确，BC错误；

D．t2、t4时刻，感应电动势最大，此时线圈平面与中性面垂直，选项D正确。

故选AD。

二、填空题（本题共3个小题，每小题6分，共18分）

13. 把一个矩形线圈从有理想边界的匀强磁场中匀速拉出（如图），第一次速度为，第二次速度为，且，则两情况下拉力的功之比=________，拉力的功率之比=________，线圈中产生的焦耳热之比=________.

【答案】    ①. ；    ②. ；    ③. ；

【解析】

【详解】两情况下，由于位移相同，所以拉力的功与拉力成正比，而拉力与安培力相等，则拉力做的功与安培力成正比，而由可知，安培力却与速度成正比，所以拉力做的功与速度成正比，即1：2，在两种情况下，拉力的功率与拉力及速度的乘积成正比，所以功率之比为1：4．而线圈产生的焦耳热与拉力做功相等，所以焦耳热之比1：2．
点睛：通电导线在磁场中受到的安培力与运动速度有关，而且是唯一与速度有关的一个力．同时通过本题让学生掌握去寻找要求的量与已知量的关系，其他不变的量均可去除．

14. 一交变电压随时间变化的图像如图所示，则此交流电的频率是________Hz，若将该电压加在100μF的电容器上，则电容器的耐压值不应小于_______V；若将该电压加在一阻值为1kΩ的纯电阻用电器上，用电器恰能正常工作，为避免意外事故的发生，电路中保险丝的额定电流不能低于________A。

【答案】    ①. 50    ②. 200    ③. 0.2

【解析】

【详解】[1]由图可知，交流电的周期为，所以频率

[2]电容器的耐压值为电压的最大值，由图可知，耐压值应不小于。

[3]额定电流为电流的等效值，所以额定电流应

15. 如图所示的理想变压器，它的初级线圈接在交流电源上，次级线圈接一个标有“12 V，100 W”的灯泡，已知变压器初、次级线圈的匝数比为18∶1，那么小灯泡正常工作时，图中的电压表的读数为__________V，电流表的读数为________A。

【答案】    ①. 216    ②. 0.46

【解析】

【详解】[1]压器初、次级线圈的匝数比为18：1，由电压与匝数成正比

解得

U1＝216V

即电压表读数为216V；

[2]理想变压器的输出功率与输入功率相等

P2=P1

所以

电流表的读数0.46A。

三、计算题

16. 如图所示，水平放置的平行金属导轨，相距l=0.50 m，左端接一电阻R=0.20 Ω，磁感应强度B=0.40 T的匀强磁场方向垂直于导轨平面，长度也为l的导体棒ac垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。当ac棒以v=4.0 m/s的速度水平向右匀速滑动时，求：

（1）ac棒中感应电动势的大小；

（2）回路中感应电流的大小。

【答案】（1）0.80V；（2）4A

【解析】

【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律，ac棒中的感应电动势为

E=Blv=0.40×0.50×4.0 V=0.80 V

（2）感应电流大小为

17. 某交流发电机产生的按正弦规律变化的电动势最大值为311V，其线圈共100匝，在匀强磁场中，匀速转动的角速度为。

（1）从中性面开始计时，写出电动势的瞬时表达式；

（2）此发电机与外电路组成完全回路时，总电阻，求时的电流大小；

（3）求线圈中磁通量变化率的最大值。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）中性面开始计时，瞬时电动势按正弦规律变化，有

带入数据可得

（V）

（2）由闭合电路的欧姆定律

（A）

当时，可得

 （3）磁通变化率为最大时，电动势具有最大值，由

可得最大变化率

18. 均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd，每边长为L，总电阻为R，总质量为m．将其置于磁感强度为B的水平匀强磁场上方h处，如图所示．线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且cd边始终与水平的磁场边界平行．当cd边刚进入磁场时：求：

（1）求线框中产生的感应电动势大小；

（2）求cd两点间的电势差大小；

（3）若此时线框加速度恰好为零，求线框下落的高度h所应满足的条件．

【答案】（1）BL；（2）BL；（3）．

【解析】

【详解】（1）线框进入磁场前做自由落体运动，由机械能守恒定律得：
mgh=mv2，
cd边刚进入磁场时，产生的感应电动势：E=BLv，
解得：E=BL；
（2）此时线框中电流为：I=，
cd两点间的电势差：U=I=BL；
（3）安培力：F=BIL=，
根据牛顿第二定律有：mg-F=ma，由a=0
解得下落高度满足：h=；