宁夏中卫中学2022-2023学年高二下学期第二次综合考练物理试卷（A卷）(含答案)

这是一份宁夏中卫中学2022-2023学年高二下学期第二次综合考练物理试卷（A卷）(含答案)，共21页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．电磁感应现象体现了电与磁之间的内在联系，根据这一发现，人们发明了许多电器设备。下列用电器中，没有应用电磁感应原理的是( )
A.动圈式话筒B.白炽灯泡C.磁带录音机具D.白光灯镇流器
2．如图所示的实验示意图中，用于探究“磁生电”的是( )
A.B.
C.D.
3．如图，金属线框abcd的平面与匀强磁场方向垂直，将线框从实线位置向右移动到虚线位置的过程中，框内( )
A.先有感应电流，后无感应电流B.始终存在感应电流
C.先无感应电流，后有感应电流D.始终不存在感应电流
4．穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒均匀地减少4Wb，则( )
A.线圈中感应电动势每秒增加4VB.线圈中感应电动势每秒减少4V
C.线圈中无感应电动势D.线圈中感应电动势大小不变
5．如图所示，导体棒AB长2R，绕O点以角速度ω沿逆时针方向匀速转动，OB为R，且OBA三点在一直线上，有一匀强磁场磁感应强度为B，充满转动平面且与转动平面垂直，那么AB两端的电势差大小为( )
A.B.C.D.
6．如图所示，水平固定放置的足够长的U形金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中，在导轨上放着金属棒ab，开始时ab棒以水平初速度向右运动，最后静止在导轨上，就导轨光滑和导轨粗糙的两种情况相比较，这个过程( )
A.安培力对ab棒所做的功相等B.电流所做的功相等
C.产生的总热量相等D.通过ab棒的电荷量相等
7．下列说法中正确的是( )
A.电路中电流越大，自感电动势越大
B.电路中电流变化越大，自感电动势越大
C.线圈中电流均匀增大，线圈的自感系数也均匀增大
D.线圈中电流为零时，自感电动势不一定为零
8．如图为交流发电机的示意图，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，发电机的电动势随时间的变化规律。下列说法正确的是( )
A.此交流电的频率为100Hz
B.此交流电动势的有效值为311V
C.当线圈平面转到图示位置时产生的电动势最大
D.当线圈平面转到图示位置时磁通量的变化率为零
9．在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为2Ω，则( )
A.时，线圈平面与中性面重合
B.时，线圈中的电流改变方向
C.时，线圈中的感应电动势最大
D.一个周期内，线圈产生的热量为
10．如图所示，在水平面内固定着U形光滑金属导轨，轨道间距为50cm，金属导体棒ab质量为0.1kg，电阻为0.2Ω，横放在导轨上，电阻R的阻值是0.8Ω(导轨其余部分电阻不计)；现加上竖直向下的磁感应强度为0.2T的匀强磁场；用水平向右的恒力拉动ab，使其从静止开始运动，则( )
A.导体棒ab开始运动后，电阻R中的电流方向是从P流向M
B.导体棒ab运动的最大速度为10m/s
C.导体棒ab开始运动后，a、b两点的电势差逐渐增加到1V后保持不变
D.导体棒ab开始运动后任一时刻，F的功率总等于导体棒ab和电阻R的发热功率之和
11．图甲是小型交流发电机的示意图，在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁场方向垂直的轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图乙所示。发电机线圈内阻为10Ω，外接一只电阻为90Ω的灯泡，不计电路的其他电阻，则( )
A.时刻线圈平面与中性面垂直
B.每秒钟内电流方向改变100次
C.灯泡两端的电压为22V
D.0~0.02s时间内通过灯泡的电量为0.1C
12．如图所示是“探究电磁感应的产生条件”的实验装置，下列情况中不会引起电流表指针偏转的是( )
A.闭合开关时B.断开开关时
C.闭合开关后一段时间D.闭合开关后移动变阻器的滑片时
13．某交流发电机正常工作时的电动势为，如果发电机转子转速提高一倍，线圈匝数也同时增加一倍，其他条件不变，则发电机的电动势为( )
A.B.C.D.
14．如图所示，实验室一台手摇交流发电机，内阻，外接的电阻。闭合开关后，当发电机转子以某一转速转动时，产生的电动势，则( )
A.该交变电流的频率为B.该电动势的有效值为
C.外接电阻R所消耗的电功率为D.电路中理想交流电流表的示数为
15．一个小水电站输出电功率为20kW，输电线总电阻为0.5Ω，如果先用400V的电压输电，后改用2000V的电压输电，则输电电压提高后输电线上损失的电功率的变化情况是( )
A.减少50WB.减少1200WC.减少7.68WD.增加7.68W
16．图中的A是一边长为L的正方形导线框，其电阻为R.现维持线框以恒定的速度v沿x轴运动，并穿过图中所示的匀强磁场区域B.如果以x轴的正方向作为力的正方向，线框在图示位置的时刻作为时间的零点，则磁场对线框的作用力F随时间t的变化图线应为哪个图( )
A.B.
C.D.
17．如图所示的甲乙两种交变电流，若让它们通过阻值为1Ω的用电器，则产生的电功率之比为( )
A.1:1B.2:1C.1:2D.3:1
二、多选题
18．如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，闭合开关S后，变压器的输入功率为110W，这时副线圈上额定电压为55V的用电器刚好正常工作，下列说法正确的是( )
A.原线圈输入电压的有效值为B.通过用电器的电流为2.0A
C.原、副线圈的匝数比为4:1D.副线圈输出交流电的频率为100Hz
19．某小型发电机产生的交变电动势为，对此电动势，下列表述正确的有( )
A.最大值是B.频率是100HzC.有效值是D.周期是0.02s
20．如图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。以下判断正确的是( )
A.线圈转动的转速为25r/sB.电流表的示数为10A
C.1s钟内线圈中电流方向改变了50次时线圈平面与中性面垂直
21．如图所示，单匝矩形闭合导线框全部处于水平方向的匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R.线框绕与边重合的竖直固定转轴以角速度ω从中性面开始匀速转动，线框转过时的感应电流为I，下列说法正确的是( )
A.线框中感应电流的有效值为
B.线框转动过程中穿过线框的磁通量的最大值为
C.从中性面开始转过的过程中，通过导线横截面的电荷量为
D.线框转一周的过程中，产生的热量为
三、填空题
22．如图所示，线圈面积，共20匝，总电阻，匀强磁场的磁感应强度，线圈绕轴以某一角速度匀速转动时，标有“24V，30W”的灯泡L正常发光，则线圈转动过程中产生的电动势最大值为____V，线圈转动的角速度为____rad/s。
四、实验题
23．如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置。
（1）将图中所缺少的导线补接完整。
（2）如果在闭合开关时发现灵敏电流计指针向右偏了一下，那么合上开关后，
①将A线圈迅速插入B线圈时，灵敏电流计指针将________（选填“向左偏”或“向右偏”）；
②A线圈插入B线圈后，将滑动变阻器的阻值调大时，灵敏电流计指针将________（选填“向左偏”或“向右偏”）。
（3）如果B线圈两端不接任何元件，则B线圈电路中将________。
A.因电路不闭合，无电磁感应现象
B.有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势
C.不能用楞次定律判断感应电动势方向
D.可以用楞次定律判断感应电动势方向
五、计算题
24．如图所示，线圈abcd的面积是，共100匝，线圈电阻为，外接电阻，匀强磁场的磁感应强度为，当线圈以的转速匀速转动时，求：
（1）若从图示位置开始计时，线圈中感应电动势的瞬时值表达式；
（2）线圈从图示位置转过90°的过程中通过电阻R的电荷量。
25．马鞍山市拥有长江黄金水道而具有得天独厚的电力资源，在2010年上海世博会之前分两期兴建了总装机容量为11万千瓦的发电厂。建成后，若采用110kV电压向上海输电。已知从马鞍山到上海的输电线总电阻为10Ω。
（1）求输电导线损耗的功率；
（2）若为了降低损耗，把输电电压提高为220kV，求提高输电电压后比原来少损耗的功率。
26．如图示，在水平桌面上固定着两根相距、相互平行的无电阻的粗糙轨道P和Q，轨道一端固定一根电阻的导体棒a，轨道上横置一根质量为、电阻为的金属棒b，两棒相距。该轨道平面处在磁感应强度大小可以调节的竖直向上的匀强磁场中，开始时，磁感应强度（设棒与轨道间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等，g取）。
（1）若保持磁感应强度的大小不变，从时刻开始，给b棒施加一个水平向右的拉力，使它做匀加直线运动，此拉力F的大小随时间t变化关系如图乙所示，求匀加速运动的加速度的大小及b棒与导体间的滑动摩擦力的大小。
（2）若不施加拉力F，从此时刻开始，磁感应强度B随时间t变化如图丙所示，求在金属棒b开始运动前，这个装置产生的焦耳热是多少？
参考答案
1．答案：B
解析：A.动圈式话筒利用电磁感应原理，将声音信号变成电信号，A不符合题意；
B.白炽灯泡利用电流的热效应，不是利用电磁感应原理，B符合题意；
C.磁带录音机利用电磁感应原理，将声音信号变成电信号，C不符合题意；
D.日光灯镇流器利用电磁感应原理使日光灯启动，D不符合题意。
故选B。
2．答案：A
解析：A.A图实验是探究电磁感应实验，故A正确；
B.由B图示实验可知，该实验是研究通电导线在磁场中受力情况实验，故B错误；
C.由C图示实验可知，该实验是直流电动机的模型实验，故C错误；
D.由D图示实验可知，该实验是奥斯特实验，反应了通电导线周围存在磁场，故D错误；
故选A。
3．答案：C
解析：闭合回路磁通量发生变化，产生感应电流，在bc边未出磁场前，回路磁通量不变，没有感应电流，当bc边出磁场后，回路磁通量减小，产生感应电流，所以先无感应电流，后有感应电流。
故选C。
4．答案：D
解析：根据法拉第电磁感应定律
所以线圈中感应电动势保持4V不变。
故选D。
5．答案：C
解析：AB两端的电势差大小等于金属棒AB中感应电动势的大小为
故选C。
6．答案：C
解析：A、当导轨光滑时，金属棒克服安培力做功，动能全部转化为焦耳热，产生的内能等于金属棒的初动能；当导轨粗糙时，金属棒在导轨上滑动，一方面要克服摩擦力做功，摩擦生热，把部分动能转化为内能，另一方面要克服安培力做功，金属棒的部分动能转化为焦耳热.可知两种情况下安培力对ab棒做功大小不相等.故A错误；
B、克服安培力做功的大小等于电流做功的大小，所以电流做功不等，故B错误；
C、导轨粗糙时，安培力做的功少，导轨光滑时，安培力做的功多，两种情况下，产生的内能相等，都等于金属棒的初动能，则产生的总热量相等.故C正确.
D、导轨光滑时，导体棒的位移s大，导轨粗糙时，导体棒位移小，感应电荷量，、导体棒长度L相同，s越大，感应电荷量越大，因此导轨光滑时，感应电荷量多，故D错误.
7．答案：D
解析：AB.自感电动势与电流变化的快慢有关，电路中电流越大，自感电动势不一定越大；电路中电流变化越大，自感电动势也不一定越大，选项AB错误；
C.自感系数只由线圈本身决定，与电流的变化情况无关，选项C错误；
D.线圈中电流为零时，电流变化率不一定为零，则自感电动势不一定为零，选项D正确。
故选D。
8．答案：D
解析：A.此交流电的频率，故A错误；
B.此交流电动势的最大值为311V，有效值为，故B错误；
C.当线圈平面转到图示位置时通过的磁通量最大，但是磁通量的变化率为零，产生的电动势为零，故C错误；
D.当线圈平面转到图示位置时通过的磁通量最大，但是磁通量的变化率为零，故D正确。
故选D。
9．答案：D
解析：A.根据图象可知，在时穿过线圈平面的磁通量为零，所以线圈平面平行于磁感线，故A错误；
B.图象的斜率为，即表示磁通量的变化率，在0.5s～1.5s之间，斜率一直为负值，表示的感应电动势方向不变，则电流强度方向不变，故B错误；
C.所以在时，通过线圈的磁通量最大，线圈位于中性面，感应电动势为0，故C错误；
D.感应电动势的最大值为
有效值
根据焦耳定律可得一个周期产生的热量为
故D正确。
故选D。
10．答案：B
解析：A.由右手定则可知，流过R的电流由M流向P，故A错误；
BC.感应电动势
安培力
导体棒匀速运动时速度最大，由平衡条件得
代入数据解得最大速度为
稳定后，感应电动势
ab两点间的电势差
故C错误，B正确；
D.导体棒ab开始运动后任一时刻，加速运动过程，F的总功等于ab的动能与电路产生的总热量之和；当ab匀速运动时，导体棒ab开始运动后任一时刻，F的功率总等于导体棒ab和电阻R的发热功率之和，故D错误。
故选B。
11．答案：B
解析：A.由乙图可知，时刻电动势的瞬时值为零，即线圈平面与中性面重合。故A错误；
B.由乙图可知，交变电流的周期为
根据一个周期内电流方向改变两次，可得每秒钟内电流方向改变次数为
故B正确；
C.根据
又
联立，可得
故C错误；
D.根据
又
联立，可得
0~0.02s时间内，所以
故D错误。
故选B。
12．答案：C
解析：A.闭合开关时，穿过B线圈的磁通量从无到有，磁通量发生了变化，可以产生感应电流，会引起电流表指针的偏转，故A不符合题意；
B.断开开关时，穿过B线圈的磁通量从有到无，磁通量发生了变化，可以产生感应电流，会引起电流表指针的偏转，故B不符合题意；
C.闭合开关后一段时间，穿过B线圈的磁通量不变，不可以产生感应电流，不会引起电流表指针的偏转，故C符合题意；
D.闭合开关后移动变阻器的滑片时，穿过B线圈的磁通量发生了变化，可以产生感应电流，会引起电流表指针的偏转，故D不符合题意。
故选C。
13．答案：B
解析：发电机转子转速提高一倍，则角速度增加一倍，线圈匝数也同时增加一倍，其他条件不变，则最大值
可知，最大值变为原来的4倍，则发电机的电动势为
故选B。
14．答案：D
解析：A.根据题意，由电动势的瞬时值表达式可知
则频率为
故A错误；
B.该电动势的有效值为
故B错误；
CD.由闭合回路欧姆定律可得，电路中电流为
由公式可得，外接电阻R所消耗的电功率为
故C错误，D正确。
故选D。
15．答案：B
解析：输电线上损失的电功率可表示为
代入数据可得，电压改变前后损失的功率分别为
，
则输电电压提高后输电线上损失的电功率减少1200W。
故选B。
16．答案：A
解析：在阶段，线框在磁场之外，感应电流为0.安培力为0；在阶段，由右手定则可得出电流的方向为逆时针方向，维持线框以恒定速度v沿x轴运动，所以感应电动势和电流不变，根据左手定则得出磁场对线框的作用力F的方向沿x轴的负方向；在阶段，线框全部进入磁场，穿过线圈的磁通量不变，感应电流为0，安培力为0；在阶段，线框左边切割磁感线，由右手定则可得出电流的方向为顺时针的方向，维持线框以恒定速度v沿x轴运动，所以感应电动势和电流不变，根据左手定则得出磁场对线框的作用力F的方向沿x轴的负方向，综上分析可知，A符合题意，BCD不符合题意。
故选A.
17．答案：B
解析：根据交流电有效值的定义，有
可得图甲电流的有效值为
图乙交流电电压有效值为
若让它们通过阻值为1Ω的用电器，则产生的电功率之比为
故选B。
18．答案：BC
解析：A.理想变压器的原线圈接在的交流电源上，则原线圈输入电压的最大值为，则有有效值为
故A错误；
B.根据变压器的输入功率为110W，这时副线圈上额定电压为55V的用电器刚好正常工作，则
故B正确；
C.根据
可得原、副线圈的匝数比为4:1，故C正确；
D.由，可知频率为
变压器不改变交流电的频率，则副线圈输出交流电的频率为50Hz，故D错误；
故选BC。
19．答案：CD
解析：此交流电电动势的最大值为50V，A错误；频率，B错误；有效值，C正确；周期，D正确.故选CD.
20．答案：BD
解析：A.周期，角速度
转速
A错误；
B.由题图乙可知交流电电流的最大值是，由于电流表的示数为有效值，故示数
B正确；
C.交流电的频率为50Hz，每个周期内电流方向改变2次，故1s钟内线圈中电流方向改变了100次，C错误；
时线圈中的感应电流达到最大，感应电动势最大，则穿过线圈的磁通量变化最快，磁通量为0，故线圈平面与磁场方向平行，与中性面垂直，D正确；
故选BD。
21．答案：BC
解析：根据法拉第电磁感应定律可得产生的电动势，电流，线框转过时的感应电流为，电流的有效值，故A错误；线框转动过程中穿过线框的磁通量的最大值为BS，又，解得，所以B正确；从中性面开始转过的过程中，通过导线横截面的电荷量为，故C正确；转一周产生的热量代入解得：，故D错误.
22．答案：/35.35/35.4；250/250.0
解析：灯泡L正常发光，电路中的电流
线圈转动过程中产生的有效电动势
所以线圈转动过程中产生的电动势最大值
由
得线圈转动的角速度
23．答案：（1）如图所示
（2）①向右偏；②向左偏
（3）BD
解析：（1）补接导线如图所示。
（2）①开关闭合时，灵敏电流计指针向右偏，表明在磁场方向不变的情况下，增大磁通量，灵敏电流计指针向右偏，所以将A线圈迅速插入B线圈时，磁通量增大，灵敏电流计指针将向右偏。②A线圈插入B线圈后，将滑动变阻器的阻值调大时，A线圈中电流减小，磁场减弱，则穿过B线圈的磁通量减小，灵敏电流计指针将向左偏。
（3）穿过B线圈的磁通量发生变化时，即使B线圈电路不闭合，B线圈中也有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势，同样可以利用楞次定律判断感应电动势方向。故选BD。
24．答案：（1）（2）
解析：（1）在图中位置线圈处于中性面，故交变电流的瞬时值
其中
则从图示位置开始计时，线圈中感应电动势的瞬时值表达式为
（2）从图示位置转过90°的过程中，由法拉第电磁感应定律
由闭合电路的欧姆定律
又因为通过电阻R的电荷量为
联立可得，线圈从图示位置转过90°的过程中通过电阻R的电荷量为
25．答案：（1）（2）
解析：（1）由公式得
则
（2）由公式
则
则
26．答案：（1），0.2N（2）0.036J
解析：（1）由题图乙可得拉力F的大小随时间t变化的函数表达式为
当b棒匀加速运动时，根据牛顿第二定律有
联立可得
由图像可得当时，；当时，，代入上式，可解得
（2）当磁感应强度均匀增大时，闭合电路中有恒定的感应电流I。以b棒为研究对象，它受到的安培力逐渐增大，静摩擦力也随之增大，当磁感应强度增大到b棒所受安培力，与最大静摩擦力f相等时开始滑动，感应电动势
b棒将要运动时，有
所以，根据
解得
这个装置释放的热量