云南省景东一中学年下学期份考试 高二物理.docx

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云南省景东一中学年下学期份考试高二物理

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云南省景东一中2017-2018学年下学期6月份考试

高二物理

本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间120分钟。

学校：

___________姓名：

___________班级：

___________考号：

___________

分卷I

一、单选题（共10小题,每小题3.0分,共30分）

1.如图所示，在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上分别放一小铁锅水和一玻璃杯水．给线圈通入电流，一段时间后，一个容器中水温升高，则通入的电流与水温升高的是（　　）

A．恒定直流、小铁锅

B．恒定直流、玻璃杯

C．变化的电流、小铁锅

D．变化的电流、玻璃杯

2.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

3.一平面线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动．已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置B和位置C的过程中，下列对磁通量变化判断正确的是（　　）

A．一直变大

B．一直变小

C．先变大后变小

D．先变小后变大

4.如图所示，在纸面内放有一个条形磁铁和一个圆形线圈（位于磁铁正中央），下列情况中能使线圈中产生感应电流的是（　　）

A．将磁铁在纸面内向上平移

B．将磁铁在纸面内向右平移

C．将磁铁绕垂直纸面的轴转动

D．将磁铁的N极转向纸外，S极转向纸内

5.一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化规律如图所示，下面说法正确的是（　　）

A．t1时刻通过线圈的磁通量为零

B．t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大

C．t3时刻通过线圈的磁通量的变化率的绝对值最大

D．每当e变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大

6.如图所示，上图是远距离输电线路的示意图，下图是发电机输出电压随时间变化的图象，则（　　）

A．用户用电器上交流电的频率是100Hz

B．发电机输出交流电的电压有效值是500V

C．输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定

D．当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小

7.如图所示，在水平方向的匀强磁场中，有一单匝矩形导线框可绕垂直于磁场方向的水平轴转动，在线框由水平位置以角速度ω匀速转过90°的过程中，通过导线横截面的电荷量为q，已知导线框的电阻为R，则下列说法正确的是（　　）

A．导线框转到如图所示的位置时电流的方向将发生改变

B．导线框转到如图所示的位置时电流的方向为b→a→d→c→b

C．以图中位置作为计时起点，该导线框产生的交流电瞬时值表达式为e＝qRωsinωt

D．题述过程中导线框上产生的焦耳热Q＝

8.闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈中产生的交变电流的瞬时值表达式为i＝Imsinωt.保持其他条件不变，使线圈的匝数及转速都增加1倍，则电流的变化规律为（　　）

A．i＝2Imsin2ωtB．i＝4Imsin2ωt

C．i＝2ImsinωtD．i＝4Imsinωt

9.人类发射的绕地球运转的所有航天器，在轨道上工作时都需要电能，所需要的电能都是由太阳能电池把太阳能转化为电能得到的，要求太阳能电池板总是对准太阳，为达到这一要求应利用下列哪种传感器来感知太阳方位（　　）

A．力传感器B．光传感器C．温度传感器D．生物传感器

10.某学习小组的同学在用多用电表研究热敏特性实验中，安装好如图所示的装置．向杯内加入冷水，温度计的示数为20℃，多用电表选择适当的倍率，读出热敏电阻的阻值为R1.然后向杯内加入热水，温度计的示数为60℃，发现多用电表的指针偏转角度较大，则下列说法正确的是（　　）

A．多用电表应选用电流挡，温度升高换用大量程测量

B．多用电表应选用电流挡，温度升高换用小量程测量

C．多用电表应选用欧姆挡，温度升高时换用倍率大的挡

D．多用电表应选用欧姆挡，温度升高时换用倍率小的挡

二、多选题（共4小题,每小题4.0分,共16分）

11.如图所示，螺线管B置于闭合金属圆环A的轴线上，当B中通过的电流减小时（　　）

A．环A有缩小的趋势

B．环A有扩张的趋势

C．螺线管B有缩短的趋势

D．螺线管B有伸长的趋势

12.（多选）两圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环．当A以如图所示的方向绕中心轴转动的角速度发生变化时，B中产生如图所示方向的感应电流，则（　　）

A．A可能带正电且转速减小

B．A可能带正电且转速增大

C．A可能带负电且转速减小

D．A可能带负电且转速增大

13.（多选）如图所示是通过变压器为一精密仪器供电的电路，仪器两端的电压可通过示波器显示出来，电路中的变压器可视为理想变压器，已知示波器显示的电压为U2＝31.1sin100πtV，变压器原线圈与副线圈的匝数比

＝

，若仪器可以看成是纯电阻电路，其工作时的电阻R＝44Ω，下列判断正确的是（　　）

A．原线圈两端电压为311V，原线圈中的电流为70.7mA

B．原线圈两端电压为220V，原线圈中的电流为50mA

C．原线圈所接交流电源的频率为100Hz

D．原线圈所接交流电源的频率为50Hz

14.（多选）如图，一边长为L的正方形均匀线圈，以AB边所在直线为轴在匀强磁场B中做匀速转动，线圈转动的角速度为ω，若以图示位置为零时刻，则下列选项反映四条边上的电势差随时间的变化正确的有（　　）

A．

B．

C．

D．

分卷II

三、实验题（共2小题,共14分）

15.气体传感器利用物质的化学反应将某种气体的浓度转换成电信号输出，如图所示，B为将可燃气体或有毒气体（CO、CH4等）浓度转换为电信号的传感器，简称电子鼻，根据如下材料：

U＝220V的电源、排风扇M、继电器G、控制电源A、控制开关S，请设计一个家用自动排烟电路，并在图中完成连线图．

16.图a中电源电动势为E，内阻可忽略不计；电流表具有一定的内阻，电压表的内阻不是无限大，S为单刀双掷开关，R为待测电阻．当S向电压表一侧闭合时，电压表读数为U1，电流表读数为I1；当S向R一侧闭合时，电流表读数为I2．

（1）根据已知条件与测量数据，可以得出待测电阻R=　　．

（2）根据图a所给出的电路，在图b的各器件实物图之间画出连接的导线．

四、计算题

17.如图所示，MN、PQ为两根间距不均的金属导轨，水平放置在竖直向下的匀强磁场中，导轨的一端接阻值为10Ω的电阻R1和电流表，另一端接阻值为5Ω的电阻R2.质量为m＝0.1kg的金属棒放在导轨ab处，以初速度v0＝8m/s滑到导轨的a′b′处，历时t＝0.08s．导轨在ab处的间距L1＝0.5m，在a′b′处的间距L2＝1.0m．若金属棒滑动时始终与导轨接触良好，电流表的示数保持不变，不计棒与导轨间的摩擦以及其他电阻的影响．求：

（1）金属棒在导轨a′b′处的速度；

（2）电流表的示数；

（3）匀强磁场的磁感应强度．

18.下列图象各情况中，电阻R＝0.1Ω，运动导线的长度都为l＝0.05m，做匀速运动的速度都为v＝10m/s.除电阻R外，其余各部分电阻均不计．匀强磁场的磁感应强度均匀B＝0.3T．试计算各情况中通过每个电阻R的电流大小和方向．

19.在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失．有一个小型发电站，发电机输出的电功率为P＝500kW，当使用U＝5kV的电压输电时，测得安装在输电线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差4800kW·h.求：

（1）输电线上的电流I、输电线的总电阻r和输电线上的损耗的电压U损；

（2）若想把损耗功率控制在输送功率的1.6%，又不改变输电线，那么电站应使用多高的电压向外输电？

线路损耗的电压是多少？

20.如图表示一交流电随时间变化的图象，其中电流的正值为正弦曲线的正半周，其最大值为Im；电流的负值为－Im，则该交变电流的有效值为多少？

答案解析

1.【答案】C

【解析】通入恒定电流时，所产生的磁场不变，不会产生感应电流，通入变化的电流，所产生的磁场发生变化，在空间产生感生电场，铁锅是导体，感生电场在导体内产生涡流，电能转化为内能，使水温升高．涡流是由变化的磁场在导体内产生的，所以玻璃杯中的水不会升温，故C正确．

2.【答案】A

【解析】锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关，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，电磁灶不能使用直流电，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；电磁灶的上表面如果用金属材料制成，使用电磁灶时，上表面材料发生电磁感应要损失电能，电磁灶上表面要用绝缘材料制作，故D错误．

3.【答案】C

【解析】由图可知，线圈由A经过B到C的过程中，线圈垂直磁场方向的面积先增大后减小，通过线圈的磁通量为Φ＝BS，可见通过线圈的磁通量先变大后变小．故选C.

4.【答案】D

【解析】磁铁在线圈所处位置产生的磁感线与线圈平面平行，穿过线圈的磁通量为零，将磁铁在纸面内向上平移、向右平移和将磁铁绕垂直纸面的轴转动，穿过线圈的磁通量始终都是零，没有发生变化，所以不会产生感应电流．将磁铁的N极转向纸外，S极转向纸内时，穿过线圈的磁通量由零开始逐渐变大，磁通量发生变化，所以有感应电流产生．D正确，A、B、C错误．故选D.

5.【答案】D

【解析】t1、t3时刻线圈中的感应电动势e＝0，故为线圈通过中性面的时刻，此时线圈的磁通量应为最大，磁通量的变化率为零，故选项A、C不正确．t2时刻|e|＝Em，应为线圈平面转至与磁感线平行的时刻，磁通量为零，磁通量的变化率最大，选项B也不正确．每当e变换方向时，也就时线圈通过中性面的时刻，通过线圈的磁通量的绝对值最大，选项D正确．

6.【答案】D

【解析】从图乙得到交流电的频率是50Hz，变压器在输电过程中不改变交流电的频率，A错误；从图乙得到发电机输出电压的最大值是500V，所以有效值为250

V，B错误；输电线的电流是由降压变压器的负载电阻和输出电压决定的，C错误；由于变压器的输出电压不变，当用户用电器的总电阻增大时，输出电流减小，根据电流与匝数成反比的关系可知，输电线上的电流减小，由P线＝I

R线可知，输电线上损失的功率减小，D正确．

7.【答案】D

【解析】导线框转到中性面时电流方向发生改变，而图中表示的不是中性面，A项错误；根据右手定则或楞次定律判断导线框中电流的方向为a→b→c→d→a，B项错误；以图中位置作为计时起点，该导线框产生的交变电流瞬时值表达式为e＝BSωcosωt，由q＝

可得该导线框产生的交流电瞬时值表达式为e＝qRωcosωt，C项错误；题述过程中U有效＝

，时间t＝

，Q＝

t＝

，D项正确，故选D.

8.【答案】A

【解析】根据Em＝NBSω，ω＝2πn可得当线圈的匝数及转速都增加1倍时，该交流电的最大值变为4Em，线圈的电阻变为原来的2倍，角速度变为原来的2倍，所以电流的最大值变为Im′＝

＝2Im，故电流变化表达式为i＝2Imsin2ωt，故选A.

9.【答案】B

【解析】太阳能电池板的有效采光面积不同，所产生的电流不同，当电流最大时正对太阳，所以应用的是光传感器，选项B正确，选项A、C、D错误．

10.【答案】D

【解析】测电阻应选用欧姆挡．当温度升高时，热敏电阻受温度变化的影响，多用电表指针偏转角度增大，说明电阻阻值变小，所以应换用倍率小的挡．

11.【答案】AD

【解析】螺线管中的电流减小，穿过A环的磁通量减少，为阻碍磁通量的减少，A环有收缩的趋势，A正确．螺线管B电流变小，每匝线圈产生的磁场减弱，线圈间引力变小，螺线管B有扩张的趋势，故D正确．

12.【答案】BC

【解析】选取A环研究，若A环带正电，且转速增大，则使穿过环面的磁通量向里增加，由楞次定律知，B环中感应电流的磁场方向向外，故B正确，A错误；若A环带负电，且转速增大，则使穿过环面的磁通量向外增加，由楞次定律知，B环中感应电流的磁场方向向里，B环中感应电流的方向应为顺时针方向，故D错误，C正确．故选B、C.

13.【答案】BD

【解析】由副线圈输出电压的变化规律可知，副线圈两端的电压U2＝

≈

V≈22V，由

＝

得U1＝220V；由U2＝I2R，得I2＝0.5A＝500mA，由

＝

得I1＝50mA，B正确，A错误；变压器原、副线圈中交变电流的频率相等，均为50Hz，D正确，C错误．

14.【答案】AD

【解析】线圈在磁场中转动产生感应电动势，只有CD边产生感应电动势，故产生的感应电动势的最大值为Em＝BL2ω，产生的感应电动势的瞬时值为e＝BL2ωcosωt，

根据闭合电路的欧姆定律可知AB、BC、AD边的最大感应电动势为Em′＝

Em＝

BL2ω，故这三个边的电压的瞬时值为e′＝

BL2ωcosωt，结合产生的感应电流的方向可知，A、D正确，B错误；CD端的电压即为路端电压，故瞬时值为e″＝

BL2ωcosωt，故C错误．

15.【答案】

【解析】电磁继电器起开关作用，所以电池组、开关和电磁继电器应组成一个电路，另一个是由排风扇和高压电源组成的电路．

16.【答案】

（1）

（2）如图所示

【解析】

（1）当S向电压表一侧闭合时，电压表读数为U1，电流表读数为I1，根据闭合电路欧姆定律有

E=U1+I1r

整理得

当S向R一侧闭合时，电流表读数为I2，根据闭合电路欧姆定律有

E=I2（R+r）

整理得

（2）按照电路图连线，如图，要注意电流从电压表和电流表的正接线柱流入，负接线柱流出，单刀双掷开关控制整个电路的通断，连线不要交叉．

17.【答案】

（1）4m/s　

（2）1A　（3）2.5T

【解析】

（1）由金属棒滑动过程中电流表示数不变可知棒在ab处和a′b′处产生的感应电动势相等，即BL1v0＝BL2v′

金属棒在a′b′处的速度为v′＝

v0＝4m/s.

（2）设流过金属棒的电流为I，金属棒运动过程中只有安培力做功，由能量关系有

I2R总t＝

mv

－

mv′2

而R总＝

＝

Ω，解得I＝3A，电流表的示数IA＝

·I＝

×3A＝1A.

（3）根据IA＝

得B＝2.5T.

18.【答案】图a：

0　图b：

3A，方向沿顺时针　图c：

通过每个电阻的电流分别为1.5A，方向自上而下　图d：

通过移动电阻的电流为1A，方向自下而上，通过两个固定电阻的电流分别为0.5A，方向自上而下．

【解析】每根导线产生的感应电动势大小为E＝Blv＝0.3×0.05×10V＝0.15V.

在图a中，两个电动势的方向相反，故总电动势为零，电流为零．

在图b中，两个电动势的方向相同，故总电动势为E总＝2E＝0.3V，电流大小为I＝

＝

A＝3A，方向沿着顺时针．

图c中，两个电阻R并联，总电流为I＝

＝

A＝3A，通过每个电阻的电流为1.5A，方向自上而下．

图d中，两个电阻R并联，电流为I＝

＝

A＝1A，通过移动导线的电流为1A、方向自下而上；通过两个固定电阻的电流分别为0.5A，方向自上而下．

19.【答案】

（1）100A　20Ω　2000V　

（2）25kV　400V

【解析】

（1）P损＝

＝200kW

输电线上的电流I＝

＝100A

输电线损耗功率P损＝I2r，得r＝20Ω

U损＝Ir＝2000V

（2）P损′＝P×1.6%＝8kW

P损′＝I′2r

I′＝20A

U′＝

＝25kV

U′损＝I′r＝400V.

20.【答案】

Im

【解析】在各正半周内交流电为正弦交流，相应有效值为I1＝

；各负半周为方波交流电，相应有效值即为I2＝Im.取电阻为R，考虑一个周期内的热效应，设该交变电流的有效值为I，根据有效值的定义有I2RT＝I

R·

＋I

R·

，由此得I＝

＝

Im.