江西省吉安市新干县第二中学学年高二下学期第一次段考物理理普试题.docx
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江西省吉安市新干县第二中学学年高二下学期第一次段考物理理普试题
江西省吉安市新干县第二中学【最新】高二下学期第一次段考物理(理普)试题
学校:
___________姓名:
___________班级:
___________考号:
___________
一、多选题
1.下列关于传感器说法中正确的是()
A.电熨斗能自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器,这种传感器作用是控制电路的通断
B.光敏电阻随光照强度的增大其阻值逐渐升高
C.电子秤所使用的测力装置是力传感器,它是把力信号转化为电压信号
D.金属热电阻随温度的升高其阻值逐渐升高
2.如图所示电路中,A1和A2是完全相同的灯泡,线圈L电阻可以忽略.下列说法中正确的是()
A.合上开关K时,A2先亮,A1后亮,最后一样亮
B.合上开关K接通电路时,A1和A2始终一样亮
C.断开开关K时,A2立刻熄灭,A1逐渐熄灭
D.断开开关K时,A1和A2都逐渐熄灭
3.如图,光滑平行金属导轨固定在水平面上,左端由导线相连,导体棒ab垂直静置于导轨上构成回路.在外力F作用下,回路上方的条形磁铁(下端是N极)竖直向上做匀速运动.在匀速运动某段时间内外力F做功WF,磁场力对导体棒做功W1,磁铁克服磁场力做功W2,重力对磁铁做功WG,回路中产生的焦耳热为Q,导体棒获得的动能为Ek.则下列选项中正确的是( )
A.导体棒中的电流方向为a→bB.Wl=W2
C.W2﹣W1=QD.WF+WG=Ek+Q
4.螺线管右端的管口正对着一个闭合线圈M(如图),线圈平面与螺线管中轴线垂直,以下哪些情况能使M向右侧摆动()
A.闭合开关S瞬间;
B.闭合S稳定后滑动变动器R的触片P左移时;
C.S原来闭合,断开的瞬间;
D.闭合S稳定后滑动变动器R的触片P右移时
5.如图所示,在平行于水平地面的有理想边界的匀强磁场上方,有三个大小相同的,且用相同的金属材料制成的正方形线框,线框平面与磁场方向垂直.A线框有一个缺口(不闭合),B、C线框都闭合但B线框导线的横截面积比C线框大.现将三个线框从同一高度由静止开始同时释放,下列关于它们落地时间的说法正确的是( )
A.三个线框中,A线框最早落地
B.B线框在C线框之后落地
C.B线框和C线框在A线框之后同时落地
D.B、C线框进入磁场时产生的感应电流相同
二、单选题
6.关于感应电流的产生,下列说法中正确的是()
A.导体相对磁场运动,导体内一定会产生感应电流
B.导体做切割磁感线运动,导体内一定会产生感应电流
C.穿过闭合电路的磁通量发生变化,电路中一定会产生感应电流
D.闭合电路在磁场中做切割磁感线运动,电路中一定会产生感应电流
7.如图所示,一个边长为a、电阻为R的等边三角形线框,在外力作用下,以速度v匀速穿过宽均为a的两个匀强磁场。
这两个磁场的磁感应强度大小均为B,方向相反。
线框运动方向与底边平行且与磁场边缘垂直。
取逆时针方向的电流为正。
若从图示位置开始,线框中产生的感应电流I与沿运动方向的时间t之间的函数图象,下面四个图中正确的是( )
A.
B.
C.
D.
8.下列选项各图中所标的导体棒的长度为L,处于磁感应强度为B的匀强磁场中,棒运动的速度均为v,产生的电动势为BLv的是( )
A.
B.
C.
D.
9.如图所示,理想变压器的原线圈接有交变电压U,副线圈接有光敏电阻R1(光敏电阻随光照强度增大而减小)、定值电阻R2.则()
A.仅增强光照时,原线圈的输入功率减小
B.仅向下滑动P时,R2两端的电压增大
C.仅向下滑动P时,R2消耗的功率减小
D.仅增大U时,R2消耗的功率减小
10.如图所示,通电直导线MN与矩形金属线框abcd位于同一平面
内,导线中的电流方向如图所示.若导线中的电流增大,下列说法正确的是()
A.穿过线框的磁通量始终为零
B.穿过线框的磁通量变小
C.ab边感应电流的方向为b→a
D.ab边受到的安培力方向向右
三、填空题
11.两个电流随时间的变化关系如图甲、乙所示,把它们通入相同的电阻中,则在1s内两电阻消耗的电能之比Wa∶Wb=________.
12.如图所示,先后以速度v1和v2(4v1=v2),匀速地把同一线圈从同一位置拉出有界匀强磁场的过程中,在先后两种情况下:
(1)线圈中的感应电流之比I1∶I2=____________.
(2)线圈中产生的热量之比Q1∶Q2=____________.
(3)拉力做功的功率之比P1∶P2=______________.
13.在探究电磁感应现象的实验中,电流表刻度盘上的零刻度线在正中间,当电池的正极接电流表的右接线柱、负极与电流表的左接线柱相碰时,指针向右偏转.如图所示电路,原线圈A放在副线圈B中,在合上电键S的瞬间,电流表指针应向________偏转;将原线圈A从副线圈B中拔出时,电流表指针应向________偏转.
四、解答题
14.均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd,边长L=0.20m,每边的电阻R=5.0⨯10-2Ω.将其置于磁感应强度B=0.10T的有界水平匀强磁场上方h=5.0m处,如图所示.线框由静止自由下落,线框平面始终与磁场方向垂直,且cd边始终与磁场的水平边界平行.取重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力,求当cd边刚进入磁场时,
(1)线框中产生的感应电动势大小;
(2)线框所受安培力的大小;
(3)线框的发热功率.
15.如图所示,发电站通过升压变压器、输电导线和降压变压器把电能输送到用户(升压变压器和降压变压器都可视为理想变压器),若发电机的输出功率是100kW,输出电压是250V,升压变压器的原、副线圈的匝数比为1∶25,求:
(1)升压变压器的输出电压和输电导线中的电流;
(2)若输电导线中的电功率损失为输入功率的4%,求输电导线的总电阻和降压变压器原线圈两端的电压.
16.如图所示,位于竖直平面内的矩形金属线圈,边长L1=0.40m、L2=0.25m,其匝数n=100匝,总电阻r=1.0Ω,线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D(集流环)焊接在一起,并通过电刷和R=3.0Ω的定值电阻相连接。
线圈所在空间存在水平向右的匀强磁场,磁感应强度B=1.0T,在外力驱动下线圈绕竖直固定中心轴O1O2匀速转动,角速度ω=2.0rad/s。
求:
(1)电阻R两端电压的最大值;
(2)从线圈通过中性面(即线圈平面与磁场方向垂直的位置)开始计时,经过
周期通过电阻R的电荷量;
(3)在线圈转动一周的过程中,整个电路产生的焦耳热。
17.如图所示,相距0.5m足够长的两根光滑导轨与水平面成37°角,导轨电阻忽略不计,下端连接阻值为2Ω的电阻R,导轨处在磁感应强度B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面斜向上.ab、cd为水平金属棒且与导轨接触良好,它们的质量均为0.5kg,电阻均为2Ω.ab棒与一绝缘水平细绳相连处于静止状态,现让cd棒从静止开始下滑,直至与ab相连的细绳刚好被拉断,在此过程中电阻R上产生的热量为0.5J,已知细绳能承受的最大拉力为5N.求细绳被拉断时:
(g=10m/s2,sin37°=0.6)
(1)ab棒中的电流;
(2)cd棒的速度;
(3)cd棒下滑的距离.
参考答案
1.ACD
【解析】
试题分析:
电熨斗是利用双金属片温度传感器,控制电路的通断.故A正确.光敏电阻是由半导体材料制成的,其电阻随光照强度的增大而减小.故B错误.电子秤所使用的测力装置是力传感器,利用通过应力片的电流一定,压力越大,电阻越大,应力片两端的电压差越大,将力信号变成电信号.故C正确.金属热电阻随温度的升高其阻值逐渐升高.故D正确.故选ACD.
考点:
传感器
【名师点睛】本题是常识性问题,考查传感器这一知识点;电熨斗是利用双金属片温度传感器,控制电路的通断.光敏电阻是由半导体材料制成的,其电阻随光照强度的增大而减小.电子秤所使用的测力装置是力传感器,利用应力片,将压力信号变成电压信号.金属热电阻随温度的升高其阻值逐渐升高.
2.AD
【解析】合上开关K接通电路时,A2立即正常发光,线圈中电流要增大,由于自感电动势的阻碍,灯泡A1中电流只能逐渐增大,则A2先亮,A1后亮,最后一样亮.故A正确,B错误.断开开关K时,A2原来的电流立即减小为零,线圈中产生自感电动势,两灯泡串联和线圈组成回路,回路中电流从原来值逐渐减小到零,则A1和A2都要过一会儿才熄灭.故C错误,D正确.故选AD.
3.ACD
【解析】
依据楞次定律可知,向下穿过线圈的磁通量减小,则感应电流方向由a→b,故A正确;根据题意,由动能定理知:
导体棒:
W1=Ek;根据能量守恒知W2-W1=Q;对磁铁有:
WF+WG-W2=0,
联立可得WF+WG=Ek+Q,故CD正确,B错误;故选ACD.
点睛:
此题考查动能定理和能量守恒定律,关键是要搞清能量转化的关系;一对磁场力做功之和为系统产生的焦耳热,并掌握楞次定律的应用,注意与右手定则的区别.
4.AB
【解析】
要使M向右侧摆动,根据楞次定律可知,是因为使通过M的磁通量增加的原因,闭合开关,电路中电流增大,闭合S稳定后滑动变动器R的触片P左移时,电阻减小,电路中电流增大,都能使通过M的磁通量增加,AB正确、CD错误.
5.AC
【解析】
A线圈进入磁场后,不产生感应电流,线圈不受安培力作用,只受重力,加速度等于g.而B、C线圈是闭合的,进入磁场后,产生感应电流,线圈受到竖直向上的安培力作用,加速度小于g,则A线圈最先落地,选项A正确;设B、C线圈的边长为L,横截面积为S,电阻率为ρ电,密度为ρ密,质量为m,进入磁场后速度为v时加速度为a,根据牛顿第二定律得:
,
,可知a与横截面积S无关,所以B、C线圈同时落地.故C正确,B错误;根据E=BLv,则线框进入磁场时产生的感应电动势相同,因B线圈横截面积较大,电阻较小,则B线圈中感应电流较大,选项D错误;故选AC.
点睛:
此题要讨论线圈过磁场的时间问题,关键是讨论线圈刚进入磁场的加速度大小问题;难点在于分析BC加速度与横截面积无关,要将质量和电阻细化,是解题的关键.
6.C
【详解】
A.导体相对磁场运动,若没有切割磁感线,则导体内不会产生感应电流,故选项A不符合题意;
B.导体做切割磁感线运动时,能产生感应电动势,若导体所在电路不闭合,则导体中就没有感应电流,故选项B不符合题意;
C.穿过闭合电路的磁通量发生变化,则闭合电路中就有感应电流,故选项C符合题意;
D.导体做切割磁感线运动,不一定有感应电流产生,只有当闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时才有感应电流产生,故选项D不符合题意。
7.B
【详解】
C.线框从开始进入到全部进入第一个磁场时,磁通量向里增大,由楞次定律可知电流方向为逆时针,C错误;
D.因切割的有效长度均匀增大,由
可知
时间内,切割的有效长度均匀增大,电动势也均匀增加,感应电流均匀增加,
时间内,切割的有效长度均匀减小,电动势也均匀减小,感应电流均匀减小,D错误;
AB.
时间内,垂直向外的磁通量增多,向内的减少,由楞次定律可知电流方向为顺时针,由于处在两磁场的线圈两部分产生的电流相同,且有效长度是均匀变大的,所以在
时刻感应电动势是
时刻的2倍,A错误,B正确。
故选B。
8.D
【详解】
A.图中导体棒做切割磁感线运动,产生的感应电动势为
故A错误;
BC.两图中导体棒都不切割磁感线,不产生感应电动势,故BC错误;
D.图中导体棒做切割磁感线运动,产生的感应电动势为
故D正确。
9.B
【解析】
试题分析:
仅增强光照时,R1减小,则根据
可知,R1的功率变大,副线圈消耗的功率增大,故原线圈的输入功率增大,选项A错误;仅向下滑动P时,根据
可知R2两端的电压增大,选项B正确;由
可知,R2消耗的功率增大,选项C错误;仅增大U时,根据
可知次级电压变大,个R2消耗的功率变大,选项D错误;故选B.
考点:
变压器;电路的动态分析.
10.D
【解析】
根据右手螺旋定则可判断出,该直导线MN 在其右侧产生的磁场方向垂直于纸面向里,导线电流增大,原磁场磁感应强度增强,穿过线框的磁通量增大,故A、B 均错误;线框中磁通量增大,感应电流产生的磁场阻碍原磁场磁通量的变化,感应磁场方向为垂直纸面向外,根据右手螺旋定则,线框中感应电流方向为逆时针,即a→b→c→d,故 C 错误;根据感应电流方向及左手定则可判断出,线框ab 边在原磁场中受到的安培力方向向右,故D 正确.故选D.
点睛:
本题考查安培定则、楞次定律和左手定则综合应用的能力.直导线中的电流方向由N到M,根据安培定则判断导线框所在处磁场方向.根据楞次定律判断导线框中感应电流方向,由左手定则分析导线框所受的安培力情况.在解答的过程中要注意判定的顺序.
11.1:
2
【解析】甲图中交变电流的有效值
,乙图中交变电流的有效值I′=10A,
根据W=Q=I2Rt知,消耗的电功之比Wa:
Wb=I2:
I′2=1:
2
点睛:
对于交变电流,求解热量、电功和电功率等与热效应有关的量,都必须用有效值。
12.1:
41:
41:
16
【解析】
(1)根据E=BLv和闭合电路欧姆定律,得感应电流
,可知感应电流I∝v,所以感应电流之比I1:
I2=1:
4;
(2)由焦耳定律得线圈产生的热量
,可知Q∝v,则热量之比为1:
4.
(3)拉力做功的功率等于电功率,则
可知P∝v2,则拉力做功的功率之比为1:
16.
点睛:
此题选取合适的基本规律是关键.采用比例法,用相同的物理量表示所求量,再求比例,是常用的方法。
13.左右
【解析】当电池的正极接电流表的右接线柱、负极与电流表的左接线柱相碰时,指针向右偏转,说明电路从哪端流入指针就偏向哪方.原线圈A放在副线圈B中,在合上电键S的瞬间,根据右手定则得:
线圈A的上部相当于条形磁铁的N极,所以穿过线圈B的磁场方向向上,磁通量增大,根据楞次定律,增反减同,在线圈B中产生的感应电流是从电流表左端进,右端出.所以此时电流表指针应向左偏转;将原线圈A从副线圈B中拔出时,磁通量减小,根据楞次定律,增反减同,在线圈B中产生的感应电流是从电流表右端进,左端出.所以,此时电流表指针应向右偏转.
14.
(1)0.20V
(2)0.020N(3)0.20W
【解析】
(1)当cd边刚进入磁场时,线框的速度
感应电动势:
(2)线框中的电流:
线框所受安培力的大小
(3)线框的发热功率:
15.
(1)6250V16A
(2)15.625Ω6000V
【解析】
试题分析:
(1)对升压变压器,据公式
,有
(2)
所以
因为
所以
考点:
此题考查远距离输电的知识.变压器的电压与匝数的的关系、初级输入功率与次级输出功率的关系以及在输电导线上的电压电流及功率损失等.
16.
(1)15V;
(2)2.5C;(3)157J。
【解析】试题分析:
(1)线圈中感应电动势的最大值Em=nBSω,其中S=L1L2
Em=nBSω=nBL1L2ω=20V
线圈中感应电流的最大值Im=
=5.0A
电阻R两端电压的最大值Um=ImR=15V
(2)设从线圈平面通过中性面时开始,经过
周期的时间Dt=
=
此过程中线圈中的平均感应电动势`E=n
=n
通过电阻R的平均电流
,
通过电阻R的电荷量
(3)线圈中感应电流的有效值I=
=
A
线圈转动一周的过程中,电流通过整个回路产生的焦耳热:
Q热=I2(R+r)T=50pJ»157J
考点:
电磁感应;交流电的最大值与有效值;焦耳定律。
17.
(1)1A
(2)6m/s (3)4m
【解析】
(1)细绳被拉断瞬时,对ab棒受力分析得,Fm cos37°=mgsin37°+BIabL
代入数据解得,Iab=1A
(2)分析电路可知,Iab=IR,Icd=Iab+IR=2A
根据闭合欧姆定可得,BLv=Icd(Rcd+
)
联立可得,v=6 m/s
(3)金属棒cd从静止开始运动直至细绳刚好被拉断的过程中,由焦耳定律得,
Qab=
t=I2Rabt,QR=
t=I2Rt
代入数据解得,Qab=QR=0.5J,Qcd=(2I)2Rcdt=4I2Rabt=2J
由能量守恒得,mgssin37°=
mv2+Qab+Qcd+QR
解得s=4m
点睛:
本题为电磁感应与力学综合的题目,根据受力平衡求出安培力,从而得出电流,再根据闭合电路欧姆定律得出电动势,从而得出cd棒的速度大小.cd棒的运动为变速运动,根据能量守恒去求cd棒下滑的距离.
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- 江西省 吉安市 新干县 第二 中学 学年 下学 第一次 段考 物理 试题