安徽省池州市2018-2019学年高二下学期物理期中考试试卷

试卷更新日期：2019-06-03 类型：期中考试

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一、单选题

1. 如图所示，匀强磁场存在于虚线框内，矩形线圈竖直下落，如果线圈受到的磁场力总小于其重力，则它在1、2、3、4位置时的加速度关系为（）

A、 $a_{1} > a_{2} > a_{3} > a_{4}$ B、 $a_{1} = a_{3} > a_{4} > a_{2}$ C、 $a_{1} = a_{3} > a_{2} > a_{4}$ D、 $a_{4} = a_{2} > a_{3} > a_{1}$

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2. 水平放置的金属框架cdef处于如图所示的匀强磁场中，金属棒ab处于粗糙的框架上且接触良好，从某时刻开始，磁感应强度均匀增大，金属棒ab始终保持静止，则（）

A、ab中电流增大，ab棒所受摩擦力增大 B、ab中电流不变，ab棒所受摩擦力增大 C、ab中电流不变，ab棒所受摩擦力不变 D、ab中电流增大，ab棒所受摩擦力不变

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3. 如图，边长L=20cm的正方形线框abcd共有10匝，靠着墙角放着，线框平面与地面的夹角 $α = 30 °$ 。该区域有磁感应强度B=0.2T、水平向右的匀强磁场，现将cd边向右拉动，ab边经0.1s着地，在这个过程中线框中产生的感应电动势的大小与方向（）

A、0.8V 方向：adcb B、0.8V 方向：abcd C、0.4V 方向：abcd D、0.4V 方向：adcb

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4. 如图所示，有两个相邻的有界匀强磁场区域，磁感应强度的大小均为B，磁场方向相反，且与纸面垂直，两个磁场区域在x轴方向宽度均为a，在y轴方向足够宽。现有一个菱形导线框abcd，ac长为2a，从图示位置开始向右匀速穿过磁场区域。若以逆时针方向为电流的正方向，在线框中感应电流i与线框移动距离x的关系图象中正确的是（）

A、 B、 C、 D、

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5. 一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示。由图可知（）

A、该交流电的电压瞬时值的表达式为u=100sin(25t)V B、该交流电的频率为4Hz C、该交流电的电压有效值为 $100 \sqrt{2} V$ D、若将该交流电压加在阻值R=100Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率为50W

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6. 如图所示，在xOy直角坐标系中的第二象限有垂直坐标平面向里的匀强磁场，第四象限有垂直坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度的大小均为B，直角扇形导线框半径为l、总电阻为R，在坐标平面内绕坐标原点O以角速度ω匀速转动。线框从图中所示位置开始转动一周的过程中，线框内感应电流的有效值是（）

A、 $I = \frac{B L^{2} ω}{2 R}$ B、 $I = \frac{B L^{2} ω}{R}$ C、 $I = 0$ D、 $I = \frac{B L ω}{2 R}$

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7. 一理想变压器原、副线圈匝数比 $n_{1} ： n_{2} = 11 ： 5$ ，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u如图所示，副线圈仅接入一个10Ω的电阻，则（）

A、原线圈电流表的示数是22A B、与电阻并联的电压表的示数是 $100 \sqrt{2} V$ C、经过1分钟电阻发出的热量是 $6 \times 10^{3} J$ D、变压器的输入功率是 $1 \times 10^{3} W$

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8. 如图所示，相距为d的两条水平虚线L₁、L₂之间是方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，质量为m、电阻为R的正方形线圈abcd边长为L（L<d），将线圈在磁场上方高h处由静止释放，cd边刚进入磁场时速度为v₀ ， cd边刚离开磁场时速度也为v₀ ，则线圈穿越磁场的过程中（从cd边刚进入磁场一直到ab边刚离开磁场)（）

A、感应电流做功为mgd B、感应电流做功为mg(d+h) C、线圈的最小速度不可能为 $\frac{m g R}{B^{2} L^{2}}$ D、线圈的最小速度一定为 $\sqrt{2 g (h + L - d)}$

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二、多选题

9. 如图，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上。当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为φ_a、φ_b、φ_c。已知bc边的长度为l，下列判断中正确的是（）

A、φ_a<φ_c ，金属框中无电流 B、φ_b>φ_c ，金属框中电流方向沿a→b→c→a C、 $U_{b c} = - \frac{1}{2} B l^{2} ω$ ，金属框中无电流 D、 $U_{b c} = \frac{1}{2} B l^{2} ω$ ，金属框中电流方向沿a→b→c→a

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10. 如图所示是调压变压器的原理图，线圈AB绕在一个圆形的铁芯上，总匝数为1000匝，AB间加上如图所示的正弦交流电压，移动滑动触头P的位置，就可以调节输出电压。在输出端连接了滑动变阻器R和理想交流电流表，变阻器的滑动触头为Q。已知开始时滑动触头位于变阻器的最下端，且BP间线圈匝数刚好是500匝，变阻器的最大阻值等于72欧姆，则下列判断中正确的是（）

A、开始时，流过R的交流电频率为25Hz B、0.01s时，电流表示数为0 C、保持P的位置不动，将Q向下移动时，R消耗的功率变小 D、保持Q的位置不动，将P沿逆时针方向转动少许，R消耗的功率变大

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11. 如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态。下列说法正确的是（）

A、开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动 B、开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向 C、开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向 D、开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动

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12. 如图甲所示，倾角30°、上侧接有R=1Ω的定值电阻的粗糙导轨（导轨电阻忽略不计，且ab与导轨上侧相距足够远），处于垂直导轨平面向上、磁感应强度大小B=1T的匀强磁场中，导轨间距L=1m，—质量m=2kg、阻值r=1Ω的金属棒，在作用于棒中点、沿斜面且平行于导轨的拉力F作用下，由静止开始从ab处沿导轨向上加速运动，金属棒运动的速度-位移图象如图乙所示（b点为位置坐标原点）。若金属棒与导轨间动摩擦因数 $μ = \frac{\sqrt{3}}{3}$ ，g=10m/s² ，则金属棒从起点b沿导轨向上运动x=lm的过程中（）

A、金属棒做匀加速直线运动 B、金属棒与导轨间因摩擦产生的热量为10J C、通过电阻R的感应电荷量为1C D、电阻R产生的焦耳热为0.25J

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三、填空题

13. 如图所示，在方向垂直向里，磁感应强度为B的匀强磁场区域中有一个由均匀导线制成的单匝矩形线框abcd，线框以恒定的速度v沿垂直磁场方向向右运动，运动中线框dc边始终与磁场右边界平行，线框边长ad=l，cd=2l，线框导线的总电阻为R。则线框离开磁场的过程中，流过线框截面的电量为；ab间的电压为；线框中的电流在ad边产生的热量为。

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14. 某电厂要将电能输送到较远的用户，输送的总功率为 $9.8 \times 10^{4} W$ ，电厂输出电压仅为350V，为减少输送功率损失，先用一理想升压变压器将电压升高到2800V再输出，之后用降压变压器降压到220V给用户使用，已知输电线路的总电阻为4Ω，则损失的电功率为W，降压变压器的原、副线圈的匝数之比为。

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四、解答题

15. 如图所示，小灯泡的规格为“4V，4W”，接在两光滑水平导轨的左端，导轨间距L=0.5m，电阻不计。金属棒ab垂直搁置在导轨上，电阻r为1Ω，整个装置处于垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度B为1T。为使小灯泡正常发光，求：

(1)、金属棒ab匀速滑行的速率；

(2)、拉动金属棒ab的外力的功率。

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16. 如图所示，一矩形线圈面积为S，匝数为N，总电阻为r，绕其垂直于磁感线的对称轴 $O O^{'}$ 以角速度ω匀速转动，匀强磁场只分布于 $O O^{'}$ 的左侧区域，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，外接电阻为R，从图示位置转180°的过程中，试求

(1)、从图示位置开始计时，感应电动势随时间变化的规律；

(2)、外力做功的平均功率；

(3)、电阻R产生的焦耳热。

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17. 如图(甲)所示，AB、CD是间距为L=1m的足够长的光滑平行金属导轨，导轨平面与水平面夹角为α，在虚线下方的导轨平面内存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，导轨电阻不计，长为1m的导体棒ab垂直放置在导轨上，导体棒电阻R=1Ω；AB、CD右侧连接一电路，已知灯泡L的规格是“3V，3W”，定值电阻R₁=10Ω，R₂=15Ω。在t=0时，将导体棒ab从某一高度由静止释放，导体棒的速度—时间图像如图(乙)所示，其中OP段是直线，PM段是曲线。若导体棒沿导轨下滑12.5m时，导体棒达到最大速度，并且此时灯泡L已正常发光，假设灯泡的电阻恒定不变，重力加速度g=10m/s² ，试求：

(1)、导轨平面与水平面的夹角α；

(2)、匀强磁场的磁感应强度大小B₀；

(3)、从导体棒静止释放到速度达到最大的过程中，通过电阻R₁的电荷量。

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18. 如图所示，两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L=1m，导轨平面与水平面夹角 $α = 30 °$ ，导轨电阻不计。磁感应强度为B=1.0T的匀强磁场垂直导轨平面斜向下，金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量m=0.01kg、电阻不计。定值电阻R₁=30Ω，电阻箱电阻调到R₂=120Ω，电容C=0.01F，重力加速度g=10m/s²_.现将金属棒由静止释放，则：

(1)、若在开关接到1的情况下，求金属棒下滑的最大速度；

(2)、若在开关接到2的情况下，求经过时间t=2.0s时金属棒的速度；

(3)、若在开关接到2的情况下，求电容器极板上积累的电荷量Q随时间t变化的关系。

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