北京四中学年高二下学期期中考试物理精校Word打印版答案全Word文件下载.docx
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D.有电流,但方向不能确定
4.如图所示,弹簧上端固定,下端悬挂一个磁铁,磁铁正下方有一固定的闭合线圈。
现将磁铁托起到某一高度后放开,使磁铁上下振动时穿过它,磁铁会很快停下来。
关于此现象,下列说法正确的是
A.磁铁上下振动过程中,线圈中会产生感应电流
B.磁铁上下振动过程中,线圈中不会产生感应电流
C.磁铁上下振动过程中,磁铁与弹簧组成的系统机械能不变
D.磁铁上下振动过程中,磁铁与弹簧组成的系统机械能增加
5.如图所示,一导体棒在匀强磁场中以速度v匀速运动,则关于导体棒各点电势高低的说法正确的是
A.上端电势最高B.下端电势最高
C.中点电势最高D.各点电势相同
6.有一个1000匝的线圈,在0.4s内穿过它的磁场方向不变,但磁通量从0.01Wb均匀增加到0.09Wb,则
A.线圈中的感应电动势减小
B.线圈中的感应电动势增加
C.线圈中的感应电动势大小为0.2V
D.线圈中的感应电动势大小为200v
7.某正弦交流电流随时间变化的i-t,图象如图所示,由图象可知
A.这个交变电流的频率是100Hz
B.这个交变电流的频率是50Hz
C.这个交变电流的有效值是5A
D.这个交变电流的有效值是10A
8.在如图所示的电路中,如果正弦交流电的频率增大而电压最大值保持不变,1、2和3灯的亮度变化情况是
A.1、2两灯均变亮,3灯变暗
B.1灯变亮,2、3两灯均变暗
C.1、2灯均变暗,3灯亮度不变
D.1灯变暗,2灯变亮,3灯亮度不变
9.如图所示,理想变压器的原线圈的匝数n1=550匝,副线圈的匝数n2=110匝。
现在要使副线圈两端得到U2=220V的电压,原线圈两端应接入的电压U1是
A.1100VB.550VC.110VD.44V
10.如图所示,方波交流电压和正弦交流电压分别加在相同阻值的电阻上,则
A.方波交流电压的有效值是10V
B.正弦交流电压的有效值是5V
C.它们在此电阻上产生的热功率之比Pa∶Pb为1∶1
D.它们在此电阻上产生的热功率之比Pa∶Pb为4∶1
二、不定项选择题(本大题共4小题,每小题5分,共20分。
在每小题给出的四个选项中,有一个选项或多个选项符合题意,选不全得3分,选错不得分)
11.某发电厂原来用11kV的交流电压输电,后来改用升压变压器将电压升高到220kV输电,若两次输送的电功率一样,输电线路的电阻为R,则下列说法中正确的是
A.据公式I=P/U,提高电压后输电线上的电流降为原来的1/20
B.据公式I=P/U,提高电压后输电线上的电流增为原来的20倍
C.据公式P=I2R,提高电压后输电线上的功率损耗减为原来的1/400
D.据公式P=U2/R,提高电压后输电线上的功率损耗将增大为原来的400倍
12.如图所示,电池内阻不计,L是电阻与灯泡相同、自感系数足够大的线圈,D是灯泡。
对于这个电路,下列说法中正确的是
A.S闭合后,灯泡立即变亮
B.S闭合后,灯泡逐渐变亮
C.电路达到稳定后,再断开开关,灯泡立即熄灭
D.电路达到稳定后,再断开开关,灯泡逐渐熄灭
13.一电容器的电容为10
F,A、C两板间距极小,垂直于回路平面的磁感应强度以5×
10-3T/s的变化率增加,回路面积为1×
10-2m2,如图所示。
则
A.A板带正电B.C板带正电
C.A板带电量为2×
10-10CD.A板带电量为5×
10-10C
14.如图a所示,矩形导线框ABCD固定在匀强磁场中,磁感线垂直于线框所在平面向里。
规定垂直于线框所在平面向里为磁场的正方向,线框中沿着ABCDA方向为感应电流i的正方向。
要在线框中产生如图b所示的感应电流,则磁感应强度B随时间t变化的规律可能为
15.如图所示,竖直放置的两根平行金属导轨间距为l,之间接有定值电阻R,质量为m的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦,棒的电阻为r,导轨电阻不计。
整个装置放在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直,棒在竖直向上的恒力F作用下先加速上升一段时间,再达到稳定状态。
则下列说法中正确的是
A.棒达到稳定状态时,通过它的电流为I=
B.棒达到稳定状态时,其速度为v=
C.棒达到稳定状态前,其加速度一直在减小
D.整个过程中,棒克服安培力做功在数值上等于电路中所产生的焦耳热
三、解答题(本大题共3小题,共40分。
解答应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.如图所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道间距l=0.20m,导轨间接有电阻R=1.0
;
有一导体杆静止地放在轨道上,与两轨道垂直,杆及轨道的电阻均可忽略不计,整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道平面向下。
现用一大小为0.02N的恒力F拉杆,使之沿轨道向右运动起来,求
(1)当导体杆速度为v=1.0m/s时,电阻R两端的电压;
(2)导体杆最终的最大速度vm。
17.如图所示为一交流发电机的原理示意图,其中矩形线圈的面积为S,匝数为n,线圈的总电阻为r,线圈在磁感强度B的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO'
匀速转动,角速度为
。
线圈两端通过两个电刷与阻值为R的定值电阻连接。
(1)从线圈经过中性面开始计时,写出线圈中感应电动势随时间变化的函数表达式;
(2)求此发电机在上述工作状态下的输出功率;
(3)求从线圈经过中性面开始计时,经过
周期时间通过电阻R的电荷量。
18.如图所示,间距为2l的两条水平虚线之间有水平方向的匀强磁场,磁感应强度为B。
一质量为m、边长为l、电阻为R的单匝正方形闭合导体线框abcd,从磁场上方某一高度处自由下落,ab边恰好垂直于磁场方向匀速进入磁场,线框cd边刚离开磁场区域时的速度与ab边刚进入磁场区域时的速度相等。
重力加速度为g,不考虑空气阻力。
求:
(1)线框开始下落时,ab边到磁场上边界的高度h;
(2)线框穿过磁场区域的过程中产生的焦耳热Q。
II卷
四、选择题(本大题共5小题,每小题4分,共20分。
在每小题给出的四个选项中,有一个选项或多个选项正确。
全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分。
19.如图所示,几位同学在做“摇绳发电”实验:
把一条长导线的两端连在一个灵敏电流计的两个接线柱上,形成闭合回路。
两个同学迅速摇动AB这段“绳”。
假设图中情景发生在赤道,地磁场方向与地面平行,由南指向北。
图中摇“绳”同学是沿东西站立的,甲同学站在西边,手握导线的A点,乙同学站在东边,手握导线的B点。
则下列说法正确的是
A.当“绳”摇到最高点时,“绳”中电流最大
B.当“绳”摇到最低点时,“绳”受到的安培力最大
C.当“绳”向下运动时,“绳”中电流从A流向B
D.在摇“绳”过程中,A点电势总是比B点电势高
20.英国物理学家麦克斯韦认为,磁场变化时会在空间激发感生电场。
如图所示,一个半径为r的绝缘细圆环水平放置,环内存在竖直向上的匀强磁场B,环上套一带电量为+q的小球。
已知磁感应强度B随时间均匀增加,其变化率为k,则感生电场对小球的作用力大小是
A.0B.
C.
qD.
r2kq
21.利用小直流电动机提升质量为m1的物体A,如图a所示,最终物体能以某一速度匀速上升。
小直流电动机可以简化为如图b中的模型。
开关S闭合后,金属棒在安培力作用下运动,通过轻绳带动物体A上升。
设金属棒与两平行导轨始终垂直,导轨间距为l,磁场方向竖直向上,面积足够大,磁场磁感应强度为B。
金属棒质量为m2,电阻为R,电源电动势为E,忽略一切摩擦和电源、导轨内阻。
现已知物体A匀速上升,则
A.电路中的电流为
B.电路中的电流为
C.物体A匀速上升的速度为
D.物体A匀速上升的速度为
22.水平面内,有两根足够长的固定平行金属导轨,在它们上面横放两根平行导体棒,构成矩形回路。
每根棒长度均为L,质量均为m,电阻均为R,导轨电阻不计,空间有方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场,不计电磁辐射及导体棒与导轨之间的摩擦。
现已知左侧导体棒I静止,右侧导体棒II具有向右的初速度v0,如图所示,则以下判断正确的是
A.两导体棒受到的安培力始终等大反向,整个过程中它们组成的系统动量守恒
B.最终两导体棒将以同一速度向右做匀速运动,由于都做切割磁感线运动,电路中电流不为零
C.从开始运动到最终达到稳定状态,整个回路产生的焦耳热为
D.从开始运动到最终达到稳定状态,两导体棒之间的距离
x不断增大,
x最大值为
23.如图所示,OACO为置于水平面内的光滑闭合金属导轨,OCA导轨的形状满足方程y=1.0sin(
x/3)(单位:
m)。
O、C处分别接有短电阻丝(图中用粗线表示)R1=3.0
,R2=6.0
(导轨其它部分的电阻不计)。
在xOy平面内存在有B=0.2T的匀强磁场,方向如图,现有一长为l(l>
1.0m)的金属棒在水平外力作用下以速度v=5.0m/s水平向右匀速运动,设棒与导轨始终接触良好,不计棒的电阻,则在金属棒从左向右运动的过程中
A.金属棒相当于电源的作用,R1、R2电阻并联在电源两端
B.通过金属棒的电流最大值为0.5A
C.金属棒通过导轨(从O到C)的时间为0.6s
D.整个过程中电路产生的焦耳热为0.3J
五、简答题(本大题共1小题,共4分。
24.李辉用多用表的欧姆挡测量一个演示用可拆变压器原线圈的电阻,以断定它是否断路。
刘伟为了使李辉操作方便,用两手分别握住线圈暴露出金属导线的两端让李辉测量。
测量时表针摆过了一定角度,李辉由此确认线圈没有断路。
正当李辉把多用表的表笔与被测线圈脱离时,刘伟突然惊叫起来,说自己被电击了一下。
李辉很奇怪,用手摸摸线圈两端,没有什么感觉,再摸摸多用表的两表笔,也没有什么感觉,两位同学隐隐觉得这个现象和线圈有关系。
请你分析一下,是什么原因导致断开电表时刘伟被电击?
六、解答题(本大题共2小题,共26分。
25.如图所示,在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内,相距为L,电阻不计。
电阻为R、质量为m的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上,与轨道接触良好。
轨道端点MP间接有阻值为r的电阻。
给导体棒ab一个瞬时冲量,使导体棒获得速度v(v平行于MN)。
(1)定性画出此后导体棒ab速度随时间变化v-t的图像;
(2)接
(1),在上述过程中导体棒ab中产生的焦耳热;
(3)通过公式推导验证:
当导体棒ab速度为v时,回路磁通量随时间的变化率
等于BLv,也等于将一个电子(电量为e)从a沿导体棒ab移到b,电子所受洛伦兹力沿导体棒ab的分力对电子做的功W与电子电量e的比值
26.如图,水平面内有一不计电阻的光滑金属导轨,MP间接阻值R=2.0
的电阻,MN与MP的夹角为135°
,PQ与MP垂直,MP边长度小于0.1m。
将质量m=0.10kg,电阻不计的足够长直导体棒搁在导轨上,并与MP平行。
棒与MN、PQ交点G、H间的距离L=0.4m。
空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T。
在外力作用下,棒由GH处以一定的初速度向左做直线运动。
(1)若初速度v1=3.0m/s,求棒在GH处所受安培力的功率P;
(2)若初速度v2=2.0m/s,且此时棒的加速度a=1.0m/s2,方向向左。
求此时的外力F;
(3)若初速度v3=1.0m/s,且运动时回路中的电流强度始终与初始时的电流强度相等。
求棒向左移动距离0.2m所需时间t及该过程外力所做的功。
参考答案
I卷
一、单项选择题(40分)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
C
A
B
二、不定项选择题(20分)
11
12
13
14
15
AC
AD
ACD
三、解答题(40分)
16.
(1)0.1V
(2)2m/s
17.
(1)e=nBS
sin
t
(2)E=
,P=
(3)q=
18.
(1)h=
(2)Q=3mgl
四、选择题(20分)
19
20
21
22
23
ABC
五、简答题(4分)
24.略
六、计算题(26分)
25.
(1)图略
(2)
mv2(3)证明略
26.
(1)0.18W
(2)0.14N(3)0.15s,0.153W
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