云南省西畴县一中学年高二物理下学期期中试题Word文档格式.docx

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A．金属探测器可用于月饼生产中，用来防止细小的金属颗粒混入月饼馅中

B．金属探测器能帮助医生探测儿童吞食或扎到手脚中的金属物，是因为探测器的线圈中能产生涡流

C．使用金属探测器的时候，应该让探测器静止不动，探测效果会更好

D．能利用金属探测器检测考生是否携带手机等违禁物品，是因为探测器的线圈中通有直流电

【答案】A

【解析】金属探测器是通过其通有交流电的探测线圈，会在隐蔽金属中激起涡流，反射回探测线圈，从而改变原交流电的大小和相位，从而起到探测作用，B、D项错；

当探测器对于被测金属发生相对移动时，探测器中的线圈的交流电产生的磁场相对变化较快，在金属中产生的涡流会更强，检测效果更好，故C错，A对．

5.某小型水电站的电能输送示意图如图甲所示，发电机输出的电压恒定，通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电，已知输电线的总电阻为R，降压变压器T2的原、副线圈的匝数之比为4∶1，它的副线圈两端的交变电压如图乙所示，R0为负载电阻，若将变压器视为理想变压器，则下列说法中正确的是（　　）

A．降压变压器T2原线圈的输入电压为55V

B．降压变压器T2的输入功率与输出功率之比为4∶1

C．升压变压器T1的输出电压等于降压变压器T2的输入电压

D．当R0增大时，升压变压器T1的输出电压不变

【解析】由题图乙可知降压变压器副线圈两端交变电压的有效值为220V，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比等于电压比，故降压变压器T2原线圈的输入电压为880V，A错误；

理想变压器T2的输入功率与输出功率之比为1∶1，B错误；

升压变压器T1的输出电压等于降压变压器T2的输入电压加上输电线上损耗的电压，C错误；

当R0增大时，升压变压器T1原线圈的电压不变，原、副线圈的匝数比不变，故升压变压器T1的输出电压不变，D正确．

6.电流方向每秒改变50次的正弦式交变电流，它的周期和频率分别是（　　）

A．0.04s,25HzB．0.08s,25Hz

C．0.04s,50HzD．0.08s,50Hz

【解析】正弦交流电的方向一个周期改变2次，所以电流方向每秒改变50次的正弦式交变电流的频率为25Hz，故周期T＝

＝

s＝0.04s选A.

7.如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置，小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块（　　）

A．在P和Q中都做自由落体运动

B．在两个下落过程中的机械能都守恒

C．在P中的下落时间比在Q中的长

D．落至底部时在P中的速度比在Q中的大

【解析】磁块在铜管中运动时，铜管中产生感应电流，根据楞次定律，磁块会受到向上的磁场力，因此磁块下落的加速度小于重力加速度，且机械能不守恒，选项A、B错误；

磁块在塑料管中运动时，只受重力的作用，做自由落体运动，机械能守恒，磁块落至底部时，根据直线运动规律和功能关系，磁块在P中的下落时间比在Q中的长，落至底部时在P中的速度比在Q中的小，选项C正确，选项D错误．

8.线圈中产生的交流电动势e随时间t变化的情况如图所示，下列说法中正确的是（　　）

A．交流电动势的有效值为1V

B．交流电动势的最大值为

V

C．交流电的频率为0.2Hz

D．交流电的周期为0.2s

【解析】由图象可知交流电动势的峰值为1V，有效值为

V，选项A错误；

同理选项B错误；

交流电的周期为0.2s，频率为

＝5Hz，选项C错误；

故选D.

二、多选题（共4小题,每小题4.0分,共16分）

9.（多选）下列关于直流输电说法正确的是（　　）

A．直流电可以经过变压器提升电压后进行输送

B．在输送过程中直流输电不考虑输电线的电感对电流的影响

C．在输送过程中直流输电不考虑输电线的电阻对电流的影响

D．现在虽然是直流输电，但用户使用的仍然是交流电

【答案】BD

【解析】现代的直流输电，只有输电这个环节使用高压直流，发电、用电及升、降电压仍然是交流，选项D正确．变压器只能对交流起作用，对直流不起作用，选项A错误．在输电功率大、输电导线横截面积大的情况下，对交流来说，感抗会超过电阻，但电感对直流就不会有影响，电阻对直流和交流是同样有影响的，选项B正确，C错误．

10.（多选）边长为L的正方形线框在水平恒力F作用下运动，穿过方向如图所示的有界匀强磁场区域．磁场区域的宽度为d（d>

L）．已知ab边进入磁场时，线框的加速度恰好为零．则线框进入磁场的过程和从磁场另一侧穿出的过程相比较，有（　　）

A．产生的感应电流方向相反

B．所受的安培力方向相同

C．进入磁场过程的时间等于穿出磁场过程的时间

D．进入磁场过程和穿出磁场过程中通过线框内某一横截面的电荷量相等

【答案】ABD

【解析】线框进入磁场和穿出磁场的过程，磁场方向相同，而磁通量变化情况相反，进入磁场时磁通量增加，穿出磁场时磁通量减小，则由楞次定律可知，产生的感应电流方向相反，A正确；

根据左手定则在进入和出去时线框受到的安培力方向相同，B正确；

线框进入磁场时做匀速运动，完全在磁场中运动时磁通量不变，没有感应电流产生，线框不受安培力而做匀加速运动，穿出磁场时，线框所受的安培力增大，大于恒力F，线框将做减速运动，刚出磁场时，线框的速度大于或等于进入磁场时的速度，则穿出磁场过程的平均速度较大，则进入磁场过程的时间大于穿出磁场过程的时间，C错误；

线框进入磁场过程和穿出磁场过程中，穿过线框的磁通量的变化量ΔΦ相等，由电荷量q＝

知，两过程中通过线框某一横截面的电荷量相等，D正确．

11.（多选）如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝22∶5，原线圈接u1＝220

sin100πt（V）的交流电，电阻R1＝R2＝25Ω，D为理想二极管，则（　　）

A．电阻R1两端的电压为50V

B．二极管的反向耐压值应大于50

C．原线圈的输入功率为200W

D．通过副线圈的电流为3A

【解析】据题意，由u＝220

sin100πt（V）可得交流电在原线圈中的电压有效值为：

u＝220V，据

可得u2＝

＝50V，A选项正确；

电流可以通过二极管，说明二极管耐压值大于副线圈电压最大值，其值为：

50

V，B选项正确；

由于二极管的存在，加在R2两端电压为：

T，则该电压为u＝25

V，故电流为

A；

变压器输入功率等于输出功率，则有：

P＝I

R1＋I

R2＝100＋50W＝150W，故C选项错误；

通过副线圈电流为：

I2＝

＝3A，故D选项正确．

12.（多选）如图甲所示，abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，金属线框的质量为m、电阻为R，在金属线框的下方有一匀强磁场区域，MN和PQ是匀强磁场区域的水平边界，并与线框的bc边平行，磁场方向垂直于线框平面向里．现使金属线框从MN上方某一髙度处由静止开始下落，如图乙是金属线框由开始下落到完全穿出匀强磁场区域瞬间的v－t图象，图象中的物理量均为已知量．重力加速度为g，不计空气阻力．下列说法正确的是（　　）

A．金属线框刚进入磁场时感应电流方向沿abcda方向

B．金属线框的边长为v1（t2－t1）

C．磁场的磁感应强度为

D．金属线框在0－t4的时间内所产生的热量为mgv1（t2－t1）＋

m（v

－v

）

【答案】ABC

【解析】金属线框进入磁场时，由右手定则可判断感应电流的方向为沿abcd方向，所以A正确；

由乙图知，t1时刻线框进入磁场，t2时刻完全进入，所以这段时间内下落的高度即为线框的边长L＝v1（t2－t1），所以B正确；

线框以速度v1匀速进入磁场，根据平衡条件得：

mg＝

，结合L＝v1（t2－t1），可求磁感应强度B＝

，所以C正确；

在进入磁场的过程中，产生的热量Q1＝mgv1（t2－t1），离开磁场过程，根据动能定理mgL－Q2＝

mv

－

，解得Q2＝mgv1（t2－t1）＋

），所以总的热量Q＝2mgv1（t2－t1）＋

），所以D错误．

分卷II

三、实验题（共2小题,每小题10.0分,共20分）

13.在研究电磁感应现象的实验中所用的器材如图所示．它们是：

①电流计　②直流电源　③带铁芯的线圈A

④线圈B　⑤电键　⑥滑动变阻器

（1）试按实验的要求在实物图上连线（图中已连好一根导线）．

（2）怎样才能使线圈B中有感应电流产生？

试举出三种方法．

①________________________________________________________________________；

②________________________________________________________________________；

③________________________________________________________________________.

【答案】

（1）如图所示

（2）①闭合开关　②断开开关

③开关闭合时移动滑动变阻器滑片

【解析】

（1）使线圈A与电键、直流电源、滑动变阻器串联，线圈B与电流计连成闭合回路；

（2）只要能使穿过线圈B的磁通量发生变化，就可以使线圈B中产生感应电流．

14.如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置．

（1）将图中所缺的导线补接完整；

（2）如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后可能出现的情况有：

（填“向左偏一下”、“向右偏一下”或“不动”）

①将线圈A迅速插入线圈B时，灵敏电流计指针将________．

②线圈A插入线圈B后，将滑动变阻器的滑片迅速向左拉时，灵敏电流计指针________．

（1）电路连接如图　

（2）①向右偏转一下　②向左偏转一下

（1）电路连接如图

（2）因在闭合开关时，电路中的电流变大，磁通量增大，此时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，则当将线圈A迅速插入线圈B时，磁通量也是增大的，则灵敏电流计指针将向右偏转一下；

线圈A插入线圈B后，将滑动变阻器的滑片迅速向左拉时，电路中的电流减小，磁通量减小，则灵敏电流计指针向左偏转一下．

四、计算题

15.风力发电作为新型环保新能源，近几年来得到了快速发展，如图所示风车阵中发电机输出功率为100kW，输出电压是250V，用户需要的电压是220V，输电线电阻为10Ω.若输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：

（1）在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比；

（2）用户得到的电功率是多少．

（1）1∶20　240∶11　

（2）96kW

（1）输电线损失的功率

P损＝P×

4%＝100kW×

4%＝4kW

输电线电流I2＝

A＝20A

升压变电器输出电压U2＝

V＝5×

103V

升压变压器原、副线圈匝数比：

电压损失U损＝I2R线＝20×

10V＝200V

降压变压器原线圈端电压U3＝U2－U损＝4800V

降压变压器原、副线圈匝数比

（2）用户得到的电功率即降压变压器的输出功率为

P用＝P－P损＝P（1－4%）＝100×

96%kW＝96kW.

16.如图所示，有两根足够长、不计电阻、相距L的平行光滑金属导轨cd、ef与水平面成θ角固定放置，底端接一阻值为R的电阻，在轨道平面内有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直轨道平面斜向上．现有一平行于ce、垂直于导轨、质量为m、电阻不计的金属杆ab，在沿轨道平面向上的恒定拉力F作用下，从底端ce由静止沿导轨向上运动，当ab杆速度达到稳定后，撤去拉力F，最后ab杆又沿轨道匀速回到ce端．已知ab杆向上和向下运动的最大速度相等．求：

拉力F和杆ab最后回到ce端的速度v.

【答案】2mgsinθ　

【解析】当ab杆沿导轨上滑达到最大速度v时，其受力如图所示：

由平衡条件可知：

F－F安＝mgsinθ①

又F安＝BIL②

而I＝

③

联立①②③式得：

F－

－mgsinθ＝0④

同理可得，ab杆沿导轨下滑达到最大速度时：

mgsinθ－

＝0⑤

联立④⑤两式解得：

F＝2mgsinθ

v＝

.

17.如图所示的线框，面积为S，处于磁感应强度为B的匀强磁场中，B的方向与线框平面成θ角，当线框转过90°

到如图所示的虚线位置时，试求：

（1）初、末位置穿过线框的磁通量的大小Φ1和Φ2；

（2）磁通量的变化量ΔΦ.

（1）BSsinθ　－BScosθ　

（2）－BS（cosθ＋sinθ）

（1）解法一：

在初始位置，把面积向垂直于磁场方向进行投影，可得垂直于磁场方向的面积为S⊥＝Ssinθ，所以Φ1＝BSsinθ.在末位置，把面积向垂直于磁场方向进行投影，可得垂直于磁场方向的面积为S⊥′＝Scosθ.由于磁感线从反面穿入，所以Φ2＝－BScosθ.

解法二：

如图所示，把磁感应强度B沿垂直于面积S和平行于面积S进行分解，得B上＝Bsinθ，B左＝Bcosθ

所以Φ1＝B上S＝BSsinθ，

Φ2＝－B左S＝－BScosθ.

（2）开始时B与线框平面成θ角，穿过线框的磁通量Φ1＝BSsinθ；

当线框平面按顺时针方向转动时，穿过线框的磁通量减少，当转动θ时，穿过线框的磁通量减少为零，继续转动至90°

时，磁通量从另一面穿过，变为“负”值，Φ2＝－BScosθ.所以，此过程中磁通量的变化

量为

ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－BScosθ－BSsinθ

＝－BS（cosθ＋sinθ）．

18.如图所示（俯视），MN和PQ是两根固定在同一水平面上的足够长且电阻不计的平行金属导轨．两导轨间距为L＝0.2m，其间有一个方向垂直水平面竖直向下的匀强磁场B1＝5.0T．导轨上NQ之间接一电阻R1＝0.40Ω，阻值为R2＝0.10Ω的金属杆垂直导轨放置并与导轨始终保持良好接触．两导轨右端通过金属导线分别与电容器C的两极相连．电容器C紧靠着带小孔a（只能容一个粒子通过）的固定绝缘弹性圆筒．圆筒内壁光滑，筒内有垂直水平面竖直向下的匀强磁场B2，O是圆筒的圆心，圆筒的内半径为r＝0.40m.

（1）用一个大小恒为10N，平行于MN水平向左的外力F拉金属杆，使杆从静止开始向左运动，问：

当金属杆最终匀速运动时杆的速度大小；

（2）当金属杆处于

（1）问中的匀速运动状态时，电容器C内紧靠极板且正对a孔的D处有一个带正电的粒子从静止开始经电容器C加速后从a孔垂直磁场B2并正对着圆心O进入筒中，该带电粒子与圆筒壁碰撞四次后恰好又从小孔a射出圆筒．已知粒子的比荷

＝5×

107C/kg，该带电粒子每次与筒壁发生碰撞时电量和能量都不损失，不计粒子重力和空气阻力，则磁感应强度B2多大（结果允许含有三角函数式）．

（1）v＝5m/s　

（2）①每段轨迹圆弧对应的圆心角为θ＝π－

得：

B2＝tan

×

10－3T

②每段轨迹圆弧对应的圆心角为θ′＝π－

，将数据代式得B2′＝tan

10－3T.

（1）金属杆先做加速度变小的加速运动，最终以最大速度匀速运动．

设杆匀速运动时速度为v，

F＝B1IL，

E＝B1Lv

I＝

将已知数据代入得：

v＝5m/s

（2）设杆匀速运动时C两极板间的电压为U，带电粒子进入圆筒的速率为v1.在磁场中作匀速圆周运动的半径为R，由于C与电阻R1并联，

据欧姆定律得U＝IR1＝4.0V

据动能定理有qU＝

带电粒子在磁场中作匀速圆周运动qv1B2＝m

由于带电粒子与圆筒壁碰撞时无电量和能量损失，那么每次碰撞前后粒子速度大小不变．速度方向总是沿着圆筒半径方向，4个碰撞点与小孔a恰好将圆筒壁五等分，粒子在圆筒内的轨迹具有对称性，由5段相同的圆弧组成，设每段轨迹圆弧对应的圆心角为θ，则由几何关系可得：

＝tan（

）．

有两种情形符合题意（如图所示）：

①每段轨迹圆弧对应的圆心角为θ＝π－

将数据代式得B2′＝tan